Venüs'te Yaşam mı? MIT'in amino asit stabilitesine ilişkin 'çok şaşırtıcı' keşfi

Sonuçlar bulanıklığı gösteriyor Venüs Bazı yaşam biçimlerine misafirperver olabilir.

Eğer Dünya dışındaki güneş sisteminde hayat varsa, Venüs'ün bulutlarında da var olabilir. Gezegenin yaşanmaz yüzeyinin aksine, Venüs'ün yüzeyden 30 ila 40 mil yüksekte uzanan bulut tabakası, bazı aşırı yaşam türlerini destekleyebilecek daha ılımlı sıcaklıklara ev sahipliği yapıyor.

Bilim adamları, eğer öyle olsaydı, pembe bulutun sakinlerinin Dünya'daki yaşam formlarından çok farklı görüneceğini öne sürdüler. Bunun nedeni bulutların kendisinin oldukça toksik sülfürik asit damlacıklarından oluşmasıdır. ekşi – Metalleri çözdüğü ve Dünya üzerindeki çoğu biyolojik molekülü yok ettiği bilinen son derece aşındırıcı bir kimyasal.

Ancak yapılan yeni bir çalışma Massachusetts Teknoloji Enstitüsü Araştırmacılar bu varsayıma karşı çıkabilir. 18 Mart'ta dergide yayınlandı AstrobiyolojiÇalışma, aslında yaşam için gerekli bazı elementlerin konsantre sülfürik asit çözeltilerinde hayatta kalabileceğini öne sürüyor.

Çalışma yazarları şunu buldu: 19 Amino asitler Dünyadaki yaşam için gerekli olan ve Venüs bulutlarında bulunanlara benzer konsantrasyonlarda sülfürik asit içeren şişelere yerleştirildiklerinde dört haftaya kadar stabil kalanlar. Özellikle, 19 amino asidin tümünün moleküler “omurgasının” yüzde 81 ila 98 arasında değişen konsantrasyonlara sahip sülfürik asit çözeltilerinde bozulmadan kaldığını buldular.

MIT'nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü'nde (EAPS) bağlı bir araştırmacı olan çalışmanın ortak yazarı Janusz Petkowski, “Oldukça şaşırtıcı olan, konsantre sülfürik asidin organik kimya için evrensel olarak düşman bir çözücü olmamasıdır” diyor.

MIT'nin 1941 Gezegen Bilimi Profesörü olan çalışma yazarı Sarah Seager, “Dünyadaki yaşam için gerekli temel elementlerin sülfürik asitte stabil olduğunu bulduk ve bu, Venüs'te yaşamın olasılığı fikri açısından çok ilginç” diye ekliyor. Fizik, havacılık ve uzay bilimleri bölümlerinde profesördür. “Bu, orada yaşamın buradakiyle aynı olacağı anlamına gelmiyor. Aslında olamayacağını biliyoruz. Ancak bu çalışma, Venüs'ün bulutlarının yaşam için gerekli olan karmaşık kimyasalları destekleyebileceği fikrini güçlendiriyor.”

Çalışmanın ortak yazarları arasında, Worcester Politeknik Enstitüsü Kimya Bölümü'nde lisans öğrencisi ve Seager'ın oğlu olan ilk yazar Maxwell Seager ve MIT'de araştırma görevlisi ve Cardiff Üniversitesi'nden bir bilim adamı olan William Baines yer alıyor.

Asitin yapı taşları

Venüs'ün bulutlarında yaşam arayışı, kısmen gezegenin atmosferinde yaşamın belirtilerinden biri olarak kabul edilen bir molekül olan fosfinin tartışmalı keşfinin etkisiyle son yıllarda ivme kazandı. Bu keşif hâlâ tartışılırken, haberler eski bir soruyu yeniden gündeme getirdi: Dünya'nın kardeş gezegeni gerçekten de yaşama ev sahipliği yapabilir mi?

Bir cevap arayışındaki bilim insanları, Kaliforniya merkezli fırlatma şirketi Rocket Lab'ın desteğiyle, gezegene özel olarak finanse edilen ilk görev de dahil olmak üzere Venüs'e çeşitli görevler planlıyor. Seager'in baş bilimsel araştırmacı olduğu görev, gezegenin kimyasını organik molekül işaretleri açısından analiz etmek üzere gezegenin bulutları arasından bir uzay aracı göndermeyi amaçlıyor.

Misyonun Ocak 2025'teki lansmanından önce Seager ve meslektaşları, Dünya'daki yaşamın hangi bölümlerinin, büyüklük sıralarından daha asidik olduğu tahmin edilen Venüs bulutlarında da stabil olabileceğini görmek için konsantre sülfürik asitte farklı molekülleri test etti. Dünyanın en asidik yeri.

Petkowski, “İnsanlar konsantre sülfürik asidin her şeyi parçalara ayıracak çok güçlü bir çözücü olduğunu düşünüyor” diyor. “Fakat bunun mutlaka doğru olmadığını görüyoruz.”

Aslında ekip daha önce bazı yağ asitleri ve nükleik asitler gibi karmaşık organik moleküllerin sülfürik asitte şaşırtıcı derecede stabil kaldığını göstermişti. Bilim insanları, mevcut makalelerinde yaptıkları gibi, “karmaşık organik kimyanın elbette hayat olmadığını, ancak onsuz da hayat olmadığını” vurguluyorlar.

Başka bir deyişle, eğer belirli moleküller sülfürik asitte hayatta kalabilirse, Venüs'ün yüksek asidik bulutları, yaşam için gerekli olmasa bile, yaşanabilir olabilir.

Ekip, yeni çalışmalarında, her birinin kendine özgü işlevi olan temel proteinleri oluşturmak üzere bir araya gelen moleküller olan amino asitlere odaklandı. Dünyadaki her canlı organizmanın, gıdayı parçalamaktan enerji üretmeye, kas inşa etmeye ve dokuyu onarmaya kadar yaşamı sürdüren işlevleri yerine getiren proteinler yapmak için amino asitlere ihtiyacı vardır.

“Yaşamın dört yapıtaşı olan DNA bazları, amino asitler, yağ asitleri ve karbonhidratlara bakarsanız, bazı yağ asitlerinin sülfürik asitte miseller ve kesecikler oluşturabildiğini, DNA bazlarının ise sülfürik asitte stabil olduğunu kanıtladık. Karbonhidratların çok asidik olduğu gösterilmiştir.Sülfürik asit ile reaksiyon
Seager açıklıyor. “Bu bize son yapı taşı olarak yalnızca amino asitleri bırakıyor
Kal.”

Sabit omurga

Salgın döneminde sülfürik asitle ilgili çalışmalara başlayan bilim insanları, deneylerini evdeki bir laboratuvarda gerçekleştirdi. O zamandan beri Seager ve oğlu, konsantre sülfürik asidin kimyası üzerinde çalışmaya devam ediyorlar. 2023'ün başlarında, Dünya'daki tüm yaşam için gerekli olan 20 “hayati” amino asitten oluşan bir toz numunesi talep ettiler. Her amino asit türünü, Venüs'ün bulutlarında bulunan aralığı temsil eden yüzde 81 ve 98'lik konsantrasyonlarda suyla karıştırılmış sülfürik asit şişelerinde çözdüler.

Ekip daha sonra şişeleri bir gün boyunca kuluçkada bıraktı ve bunları 7/24 çalışan ve MIT bilim adamlarının kullanımına yönelik bir dizi otomatik ve manuel alet sunan ortak bir laboratuvar olan MIT'nin Kimya Aletleri Departmanı'na (DCIF) nakletti. Seager ve ekibi ise sülfürik asitteki amino asitlerin yapısını analiz etmek için laboratuvarın nükleer manyetik rezonans (NMR) spektrometresini kullandı.

Bilim adamları, her bir şişeyi dört hafta boyunca birkaç kez analiz ettikten sonra, şaşırtıcı bir şekilde, 20 amino asitten 19'undaki temel moleküler yapının veya “omurganın” yüksek asidik koşullarda bile sabit ve değişmeden kaldığını buldular.

Maxwell Seager, “Bu omurganın sülfürik asitte stabil olduğunu göstermek Venüs'te hayat olduğu anlamına gelmiyor” diyor. “Fakat eğer bu omurganın tehlikeye girdiğini gösterseydik, bildiğimiz anlamda yaşam şansı kalmazdı.”

Üniversitede gezegen bilimcisi olan Sanjay Limaye, “Artık birçok amino asit ve nükleik asidin yüzde 98 sülfürik asitte stabil olduğunun keşfedilmesiyle, sülfürik asitte yaşamın hayatta kalma olasılığı o kadar da uzak ya da fantastik olmayabilir” diyor. . 45 yılı aşkın bir süredir Venüs'ü inceleyen Wisconsin'den bu çalışmaya dahil edilmedi. “Elbette önümüzde pek çok engel var, ancak suda gelişen ve sülfürik aside adapte olan yaşam o kadar kolay göz ardı edilmeyebilir.”

Ekip, Venüs'ün bulut kimyasının, çalışmanın “test tüpü” koşullarından muhtemelen daha kaotik olduğunu kabul ediyor. Örneğin bilim insanları gezegenin bulutlarında sülfürik asitin yanı sıra çeşitli eser gazları da ölçtüler. Bu nedenle ekip, bazı eser gazları gelecekteki deneylere dahil etmeyi planlıyor.

Sarah Seager, “Dünyada şu anda sülfürik asit kimyası üzerinde çalışan yalnızca birkaç grup var ve bunların hepsi kimsenin bu sezgiye sahip olmadığı konusunda hemfikirdir” diye ekliyor. “Sanırım her şeyden daha mutluyuz çünkü bu son sonuç Venüs'te yaşam olasılığına bir 'evet' daha ekliyor.”

Referans: “Konsantre Sülfürik Asitte 20 Hayati Amino Asidin Kararlılığı: Venüs'ün Yaşanabilirliğine İlişkin Etkiler”, Maxwell D. Seager, Sarah Seager, William Baines ve Janusz J. Petkowski, 18 Mart 2024, Astrobiyoloji.
doi: 10.1089/ast.2023.0082