一勺碳、一粒氫和一丁點氰化物 — 這可能是生命構件的配方的一個片段。在歷史的長河中，氰化物當之無愧地贏得了作為一種毒物的聲譽。其作為生物武器的使用可以追溯到19世紀末的普法戰爭，一直到兩次世界大戰，另外還有些證據支持它在兩伊戰爭中的作用。
此外，它甚至已經滲透到流行文化中，像知名的間諜電影。
但在周四發表在《自然》上的一篇論文中，一組化學家提出，雖然氰化物結束了我們所知道的生命，但它可能有助於在約40億年前的早期地球上進化出生命。在那時，世界看起來非常不同。比如像我們所呼吸的氧氣還不存在。
來自加州斯克里普斯研究所的化學家、該研究的論文第一作者Ramanarayan Krishnamurthy說道：“氰化物對我們今天工作的生物類型是有毒的。但如果生物學知道如何處理它，它可能就不是毒藥。”
為此，在實驗室里，Krishnamurthy和其他研究人員基本上將早期地球上存在的一堆分子混合在一起，然後將一些氰化物放入其中。
具有諷刺意味的是，這種危險的東西居然有助於合成最簡單的生命成分–在適度的反應條件下，只需相對較少的步驟。這一切相當得出人意料。Krishnamurthy說道：“當它如此簡單時，有時會讓你感到恐懼。我們讓三四個不同的人檢查了這個，以確保我們確實是準確的。”
這一研究團隊表示，其獨特的機制標誌着這種通往生命根源的生物途徑的 “首次展示”–而且比其被廣泛接受的無毒對應物簡單得多，後者需要極端的反應條件、複雜的步驟和一絲的信任。
40億年前到底發生了什麼？
“原始湯”，也就是曾經在早期地球的海洋中自由旋轉的各種分子桶。
長期以來，專家們認為這種元素燉湯迫使分子相互作用並形成複雜的化合物，然後混合在一起，經過許多步驟后，產生了簡單的生物體。後來，所有這些東西變成了我們。
在這個傳奇故事中的一個重要特徵是–還原性三羧酸循環（簡稱r-TCA循環）。這個八步的生物過程利用蛋白質形成維持生命的化合物。簡而言之，它被認為是今天的生命所必需的，所以專家們認為它很可能在很久以前就對生命至關重要，並在原始湯中燃燒起來。
但問題是：早期地球的環境對r-TCA來說並不理想。當我們的軌道還年輕時，氧氣並不存在，推動循環的蛋白質也不存在。科學家們經常說，某些金屬可能已經讓事情發生了，但那需要極端的條件如超高的熱量。
於是Krishnamurthy指出，這些條件不僅在早期地球上不太可能存在，而且還妨礙了科學家在實驗室中一步步地模仿古代的r-TCA。化學家們必須把所有的東西放在一起，應用這些條件，暗黑等待和觀察。
雖然這樣的實驗確實產生了r-TCA化合物，但很難證明它們真的來自這個循環。基本上，目前還不清楚r-TCA是否真的發生在40億年前。
為了證明另一種製造生命起始化合物的還原循環，Krishnamurthy用氰化物代替麻煩的金屬來進行實驗。值得注意的是，他發現這些分子遵循跟r-TCA相同的路徑，但總體階段較少且條件溫和得多。
它似乎以一種明顯容易的方式講述了早期地球生命的故事。
雖然研究人員對他們的結果持謹慎態度，但Krishnamurthy表示–“氰化物被認為在早期地球上已經存在，儘管一直沒有直接的證據，因為它是一個可能被消耗的反應性分子。”
生物學有一個過去
無論如何，該團隊的結果極大地強調了Krishnamurthy的意識形態：“生物學今天所做的就是生物學今天所做的。它不需要40億年前的生物學所基於的。”
Krishnamurthy就如何消化這一概念描繪了一個美妙的比喻。想象一下，把一個來自偏遠村莊，只知道用磚頭和一些建築工人建造房屋的人帶到紐約市。他們會敬畏地看着那些摩天大樓，然後可能會問，這些金屬塔是如何建成的。然而他們所忽略的是，這些摩天大樓並不是用磚頭建造的，也絕對不是由一小群建築工人建造的。它們是由鋼鐵製成的並使用了起重機和巨大的設備。“我們現在看的是生物學，這是一個巨大的、美麗的建築，”Krishnamurthy說道，“但我們不知道它是如何建造的，之前有什麼東西讓它發生。”
如果早期地球上有足夠的氰化物，生命很可能歸功於我們現在已經接受為毒藥的東西。再進一步講，如果外星生物存在於其他星球上，也許氰化物在那裡也起到了作用。
“我們正在讓化學告訴我們，而不是假設我們已經知道40億年前的生物學應該是什麼，”Krishnamurthy說道。