Vita su Venere? La scoperta “molto sorprendente” del MIT sulla stabilità degli amminoacidi

I ricercatori del MIT hanno scoperto che gli amminoacidi – gli elementi costitutivi della vita sulla Terra – sono stabili nell’acido solforico altamente concentrato. I loro risultati supportano l’idea che queste stesse molecole potrebbero essere stabili nelle nubi ad alto contenuto di zolfo di Venere. Fonte: Agenzia giapponese per l'esplorazione aerospaziale/JJ Petkowski

I risultati indicano nuvolosità Venere Può essere ospitale per alcune forme di vita.

Se esistesse vita nel sistema solare al di fuori della Terra, potrebbe esistere nelle nuvole di Venere. In contrasto con la superficie inospitale del pianeta, lo strato nuvoloso di Venere, che si estende da 30 a 40 miglia sopra la superficie, ospita temperature più moderate che potrebbero supportare alcune forme di vita estreme.

Se così fosse, gli scienziati hanno ipotizzato che gli eventuali abitanti della nuvola rosa sembrerebbero molto diversi dalle forme di vita sulla Terra. Questo perché le nuvole stesse sono costituite da goccioline altamente tossiche di acido solforico acido – Una sostanza chimica altamente corrosiva nota per dissolvere i metalli e distruggere la maggior parte delle molecole biologiche sulla Terra.

Ma è stato condotto un nuovo studio Istituto di Tecnologia del Massachussetts I ricercatori potrebbero contestare questa ipotesi. Pubblicato il 18 marzo sulla rivista AstrobiologiaLo studio suggerisce che, infatti, alcuni elementi essenziali per la vita possono sopravvivere in soluzioni concentrate di acido solforico.

Gli autori dello studio hanno scoperto che 19 Aminoacidi Che sono essenziali per la vita sulla Terra e sono stabili fino a quattro settimane se posti in fiale contenenti acido solforico a concentrazioni simili a quelle che si trovano nelle nubi di Venere. In particolare, hanno scoperto che la “spina dorsale” molecolare di tutti i 19 aminoacidi rimaneva intatta nelle soluzioni di acido solforico con concentrazioni comprese tra l'81 e il 98%.

“Ciò che è abbastanza sorprendente è che l'acido solforico concentrato non è un solvente universalmente ostile per la chimica organica”, afferma il coautore dello studio Janusz Petkowski, ricercatore affiliato al Dipartimento di Scienze della Terra, dell'Atmosfera e dei Planetari (EAPS) del MIT.

“Abbiamo scoperto che gli elementi essenziali per la vita sulla Terra sono stabili nell'acido solforico, e questo è molto interessante per l'idea della possibilità della vita su Venere”, aggiunge l'autrice dello studio Sarah Seager, professoressa di scienze planetarie del MIT nel 1941. È professore nei dipartimenti di fisica, aeronautica e astronautica. “Ciò non significa che la vita lì sarebbe la stessa che qui. In effetti, sappiamo che non potrebbe essere. Ma questo lavoro rafforza l'idea che le nubi di Venere potrebbero supportare le complesse sostanze chimiche necessarie alla vita.”

I coautori dello studio includono il primo autore Maxwell Seager, uno studente universitario del Dipartimento di Chimica del Worcester Polytechnic Institute e figlio di Seager, e William Baines, un ricercatore affiliato al MIT e uno scienziato dell'Università di Cardiff.

Gli elementi costitutivi dell'acido

La ricerca della vita nelle nubi di Venere ha acquisito slancio negli ultimi anni, spinta in parte dalla controversa scoperta della fosfina – una molecola considerata uno dei segni della vita – nell’atmosfera del pianeta. Sebbene questa scoperta sia ancora in discussione, la notizia ha rinvigorito una vecchia domanda: il pianeta gemello della Terra potrebbe effettivamente ospitare la vita?

Alla ricerca di una risposta, gli scienziati stanno pianificando diverse missioni su Venere, inclusa la prima missione sul pianeta finanziata privatamente, con il supporto della società di lancio con sede in California Rocket Lab. La missione, di cui Seager è il principale investigatore scientifico, mira a inviare un veicolo spaziale attraverso le nuvole del pianeta per analizzarne la chimica alla ricerca di segni di molecole organiche.

Prima del lancio della missione nel gennaio 2025, Seager e i suoi colleghi hanno testato diverse molecole nell’acido solforico concentrato per vedere quali parti della vita sulla Terra potrebbero essere stabili anche nelle nubi di Venere, che si stima siano più acide di diversi ordini di grandezza. Il posto più acido della Terra.

“La gente pensa che l'acido solforico concentrato sia un solvente molto forte che farà a pezzi tutto”, dice Petkowski. “Ma scopriamo che questo non è necessariamente vero.”

Infatti, il team ha già dimostrato in precedenza che le molecole organiche complesse come alcuni acidi grassi e nucleici rimangono sorprendentemente stabili nell’acido solforico. Gli scienziati tengono a sottolineare, come fanno nel loro attuale articolo, che “la chimica organica complessa non è vita, ovviamente, ma non esiste vita senza di essa”.

In altre parole, se alcune molecole potessero sopravvivere nell’acido solforico, le nubi altamente acide di Venere potrebbero essere abitabili, se non necessariamente abitate.

Nel loro nuovo studio, il team si è concentrato sugli aminoacidi, che sono molecole che si combinano per formare proteine ​​di base, ciascuna con la propria funzione specifica. Ogni organismo vivente sulla Terra ha bisogno di aminoacidi per produrre proteine, che a loro volta svolgono funzioni di sostegno alla vita, dalla scomposizione del cibo alla generazione di energia, alla costruzione dei muscoli e alla riparazione dei tessuti.

“Se si considerano i quattro elementi costitutivi della vita come basi del DNA, amminoacidi, acidi grassi e carboidrati, abbiamo dimostrato che alcuni acidi grassi possono formare micelle e vescicole nell’acido solforico e le basi del DNA sono stabili nell’acido solforico. è stato dimostrato che i carboidrati sono molto acidi Reazione con acido solforico
spiega Seager. “Questo ci lascia solo con gli aminoacidi come elemento costitutivo finale
Sta'.”

Colonna vertebrale stabile

Gli scienziati hanno iniziato i loro studi sull'acido solforico durante l'epidemia e hanno condotto i loro esperimenti in un laboratorio domestico. Da quel momento, Seager e suo figlio hanno continuato a lavorare sulla chimica dell'acido solforico concentrato. All’inizio del 2023, hanno richiesto campioni di una polvere di 20 aminoacidi “vitali”, quegli aminoacidi essenziali per tutta la vita sulla Terra. Hanno sciolto ciascun tipo di amminoacido in fiale di acido solforico mescolato con acqua, a concentrazioni dell'81 e del 98%, che rappresentano l'intervallo trovato nelle nuvole di Venere.

Il team ha poi lasciato le fiasche incubate per un giorno prima di trasportarle al Dipartimento di strumenti chimici (DCIF) del MIT, un laboratorio condiviso che opera 24 ore su 24, 7 giorni su 7 e offre una serie di strumenti automatizzati e manuali ad uso degli scienziati del MIT. Da parte loro, Seager e il suo team hanno utilizzato lo spettrometro di risonanza magnetica nucleare (NMR) del laboratorio per analizzare la struttura degli amminoacidi nell'acido solforico.

Dopo aver analizzato ciascuna fiala più volte nell'arco di quattro settimane, gli scienziati hanno scoperto, con loro sorpresa, che la struttura molecolare di base, o “spina dorsale”, in 19 dei 20 aminoacidi rimaneva stabile e invariata, anche in condizioni altamente acide.

“Il solo fatto di dimostrare che questa spina dorsale è stabile nell'acido solforico non significa che ci sia vita su Venere”, afferma Maxwell Seager. “Ma se dimostrassimo che questa colonna vertebrale è compromessa, non ci sarebbe alcuna possibilità di vita come la conosciamo”.

“Ora, con la scoperta che molti amminoacidi e acidi nucleici sono stabili nell'acido solforico al 98%, la possibilità che la vita sopravviva nell'acido solforico potrebbe non essere così inverosimile o fantastica”, afferma Sanjay Limaye, scienziato planetario dell'università. . del Wisconsin, che ha studiato Venere per più di 45 anni, non è stato coinvolto in questo studio. “Naturalmente ci sono molti ostacoli da affrontare, ma la vita che si è evoluta nell’acqua e si è adattata all’acido solforico potrebbe non essere esclusa così facilmente”.

Il team riconosce che la chimica delle nubi di Venere è probabilmente più caotica delle condizioni in “provetta” dello studio. Ad esempio, gli scienziati hanno misurato vari gas in tracce, oltre all'acido solforico, nelle nuvole del pianeta. Pertanto, il team prevede di incorporare alcuni gas in traccia negli esperimenti futuri.

“Ci sono solo pochi gruppi al mondo che lavorano sulla chimica dell'acido solforico, e sarebbero tutti d'accordo sul fatto che nessuno ha l'intuizione”, aggiunge Sarah Seager. “Penso che siamo più felici di ogni altra cosa perché quest’ultimo risultato aggiunge un altro “sì” alla possibilità della vita su Venere”.

Riferimento: “Stabilità di 20 amminoacidi vitali nell'acido solforico concentrato: implicazioni per l'abitabilità di Venere” di Maxwell D. Seager, Sarah Seager, William Baines e Janusz J. Petkowski, 18 marzo 2024, Astrobiologia.
doi: 10.1089/ast.2023.0082