Page 15 - No31

A KEZDET MODELLJE

legrégebb óta izgató tudományos emlékként megőrizték, ám fél évszázad felületén való megkötődés lehet. Ismert,
problémáknak. Nem véletlen, hogy ezt a múltán Jeffrey Bada és munkatársai hogy a világűrben nagy mennyiségű amorf
kérdést minden nagyobb vallás és lehetőséget kaptak az elegy ismételt (üveges szerkezetű) jég található,
mitológia is feldolgozta. Darwin analízisére. Részben az analitikai elsősorban az említett kisebb objektumok
munkássága óta tudjuk, hogy az módszerek időközben lezajlott komoly felszínén, illetve hogy a HCN kozmikus
önreprodukcióra képes egységek, fehérje- fejlődése, részben pedig a lassabb értelemben viszonylag nagy
nukleinsav együttesek megjelenésétől reakciók időközbeni lejátszódása koncentrációban
3 5
kezdve hogyan vezetett az út a mai eredményeképpen a megismételt analízis (2×10 -2×10 molekula/m ) van jelen a
10
12
élővilág bonyolultságához és roppant során Bada és munkatársai sokkal csillagközi tér egyes tartományaiban.
változatosságához. Az élet keletkezésének többféle molekulát találtak a rendszerben, Tudjuk azt is, hogy meteoritok felületén
4
dilemmáját köznapi nyelven a tyúk-tojás mint annak idején Millerék . Az újonnan különféle, a csillagközi térben képződött
probléma (azaz, hogy mi volt előbb, a tyúk detektált molekulák közt, 18 új aminosav kisebb molekulák érkezhetnek a Földre. A
vagy a tojás) fogalmazza meg. A tojást a mellett szerepelt a hidrogén cianid (HCN) kérdés tehát az, hogy fel tud-e dúsulni a
tyúk „készíti”, de az a tyúk egy másik is. meteoritok amorf jéggel borított felszínén
tojásból kelt ki, amit egy másik tyúk tojt, A múlt század ’70-es évei óta ismeretes, a csillagközi térben található HCN kellő
és így tovább. Ha ezen a tyúk-tojás láncon hogy a hidrogén cianid kulcsfontosságú mértékben ahhoz, hogy akár a világűrben,
gondolatban végigmegyünk, akkor szerepet tölthet be a biomolekulák akár a Földre érkezve beinduljon a
tulajdonképpen az evolúció folyamatát spontán keletkezésében. A HCN vizes polimerizációjuk, illetve
pörgetjük végig visszafelé. A lánc végén közegű polimerizációja polipeptid láncok, oligomerizációjuk, és elkezdődjön az
találunk néhány fehérjét, melyek, mint oligomerizációja pedig a nukleinsavakban önreprodukcióra képes biomolekulák
„ős-tyúkok”, nukleinsav láncokat tudnak előforduló nukleotid bázisok képződése. A cikk további részében az
szintetizálni, ezek a nukleinsavak, az keletkezéséhez vezet (az adenin például ezzel a kérdéssel kapcsolatos,
„ős-tojások” pedig tartalmazzák a fehérjék formálisan a HCN pentamerje). Ilyen nagykanonikus Monte Carlo szimulációval
kódjait. Az a kérdés azonban továbbra is módon a HCN molekula központi szerepet kapott saját kutatási eredményeinket
nyitott, hogy hogyan keletkeztek az első játszhatott a kémiai evolúció során az ismertetjük. 6
fehérjék és nukleinsav molekulák, önreprodukcióra képes biomolekulák
megteremtve ezzel az élet kialakulásának keletkezésében. Az élet kialakulásának ezt HCN ADSZORPCIÓJA
kémiai feltételeit. Ezt a folyamatot, vagyis a lehetőségét „HCN világ” elméletnek AMORF JÉGEN
a fehérjék és nukleinsavak megjelenését nevezik. A HCN amorf jégen történő
az élet előtti Földön kémiai evolúciónak Noha a HCN világ elmélet igen tetszetős adszorpcióját nagykanonikus Monte Carlo
nevezzük. magyarázatot kínál az élet keletkezésére, szimulációval vizsgáltuk a csillagközi tér
A kémiai evolúció vizsgálatában talán van egy gyenge pontja. Nevezetesen az egyes tartományaira jellemző
az első komoly áttörést Stanley Miller említett polimerizációs, illetve hőmérsékleteken, 50, 100, illetve
3 .
1953-ban elvégzett kísérlete jelentette . A oligomerizációs reakciók nagy, 1-10 M 200 K-en. Az adszorpciós izoterma
kísérlet során víz, ammónia, metán és közötti HCN koncentrációt igényelnek, meghatározásához a 3. alfejezetben leírt
hidrogén elegyét zárt rendszerben ami a korabeli Földön globálisan módon szimuláció sorozatot végeztünk,
keringették, az elegyet a rendszer adott semmiképpen sem állt rendelkezésre. melyben a HCN kémiai potenciálját
pontján forralták, másutt a gőzöket Ennél kisebb koncentrációban viszont a szisztematikusan változtattuk. A kapott
lecsapatták, illetve a gőztér adott pontján HCN formamiddá történő hidrolízise a izotermákat a 3. ábra mutatja.
elektromos kisüléseket keltettek, kedvezményezett reakció, ami a Az egyes izotermák fokozatosan
modellezve ezzel az őslégkör összetételét, biomolekulák keletkezése szempontjából emelkedő szakaszait -35 – -32 kJ/mol
a víz körforgását, valamint a zsákutcának tekinthető. között egy hirtelen ugrás követi – ez
villámlásokat, A Miller-kísérlet A kérdés ezek után nyilvánvalóan az, megfelel a HCN kondenzációjának: az
elrendezését a 2. ábra mutatja. hogy elképzelhető-e a HCN lokális adott hőmérsékleten a gőz-folyadék
Miller egy hét eltelte után elemezte a feldúsulása a biomolekulák keletkezéséhez egyensúlynak megfelelő kémiai
kapott elegyet, és azt tapasztalta, hogy az szükséges szintre. Az egyik ilyen lehetőség potenciálon a szimulációs doboz hirtelen
ősi Föld légkörében uralkodó kétségkívül a vizes oldatok (azaz a megtelik HCN molekulákkal, és innentől
körülményeket imitáló kísérlet során már korabeli ősóceán) felületén való már folyékony HCN van jelen a jég mellett
ilyen rövid idő alatt is megjelentek adszorpció volna, míg egy másik a rendszerben.
összetett szerves molekulák, köztük egyes forgatókönyv a világűrben található A kapott izotermák gőzfázisú szakaszait
aminosavak (pl. glicin, alanin) is. A kisebb objektumok (kozmikus por, átkonvertálhatjuk a hagyományos és
kísérleti berendezést tudományos meteoritok…) amorf jéggel borított lényegesen informatívabb alakba, amikor

KÉMIAI PANORÁMA 31. SZÁM, 2026. ÉVFOLYAM 15