Vida em Vênus? A descoberta “muito surpreendente” do MIT sobre a estabilidade dos aminoácidos

Os resultados indicam nebulosidade Vênus Pode ser hospitaleiro para algumas formas de vida.

Se houver vida no sistema solar fora da Terra, ela poderá existir nas nuvens de Vênus. Em contraste com a superfície inóspita do planeta, a camada de nuvens de Vénus, que se estende de 30 a 40 milhas acima da superfície, acolhe temperaturas mais moderadas que poderiam suportar algumas formas extremas de vida.

Se existisse, os cientistas levantaram a hipótese de que quaisquer habitantes da nuvem rosa seriam muito diferentes das formas de vida na Terra. Isso ocorre porque as próprias nuvens são feitas de gotículas de ácido sulfúrico altamente tóxicas. azedo – Um produto químico altamente corrosivo conhecido por dissolver metais e destruir a maioria das moléculas biológicas da Terra.

Mas um novo estudo realizado Instituto de Tecnologia de Massachusetts Os pesquisadores podem desafiar essa suposição. Publicado em 18 de março na revista AstrobiologiaO estudo sugere que, de facto, alguns elementos essenciais à vida podem sobreviver em soluções concentradas de ácido sulfúrico.

Os autores do estudo descobriram que 19 Aminoácidos Essencial para a vida na Terra, é estável por até quatro semanas quando colocado em frascos contendo ácido sulfúrico em concentrações semelhantes às encontradas nas nuvens de Vênus. Em particular, descobriram que a “espinha dorsal” molecular de todos os 19 aminoácidos permaneceu intacta em soluções de ácido sulfúrico com concentrações variando de 81 a 98 por cento.

“O que é bastante surpreendente é que o ácido sulfúrico concentrado não é um solvente universalmente hostil para a química orgânica”, diz o coautor do estudo Janusz Petkowski, pesquisador afiliado do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias (EAPS) do MIT.

“Descobrimos que os elementos essenciais para a vida na Terra são estáveis ​​em ácido sulfúrico, e isso é muito interessante para a ideia da possibilidade de vida em Vênus”, acrescenta a autora do estudo, Sarah Seager, professora de Ciência Planetária do MIT em 1941. Ele é professor nos departamentos de física e aeronáutica e astronáutica. “Isto não significa que a vida lá seria igual à aqui. Na verdade, sabemos que não poderia ser. Mas este trabalho reforça a ideia de que as nuvens de Vénus poderiam conter os químicos complexos necessários à vida.”

Os coautores do estudo incluem o primeiro autor Maxwell Seager, estudante de graduação do Departamento de Química do Worcester Polytechnic Institute e filho de Seager, e William Baines, pesquisador afiliado do MIT e cientista da Universidade de Cardiff.

Os blocos de construção do ácido

A busca por vida nas nuvens de Vênus ganhou impulso nos últimos anos, impulsionada em parte pela controversa descoberta de fosfina — uma molécula considerada um dos sinais de vida — na atmosfera do planeta. Embora esta descoberta ainda esteja em discussão, as notícias revigoraram uma velha questão: será que o planeta irmão da Terra poderá realmente acolher vida?

Em busca de uma resposta, os cientistas estão planejando várias missões a Vênus, incluindo a primeira missão ao planeta com financiamento privado, com o apoio da empresa de lançamento Rocket Lab, com sede na Califórnia. A missão, da qual Seager é o principal investigador científico, visa enviar uma nave espacial através das nuvens do planeta para analisar a sua química em busca de sinais de moléculas orgânicas.

Antes do lançamento da missão em janeiro de 2025, Seager e os seus colegas testaram diferentes moléculas de ácido sulfúrico concentrado para ver que partes da vida na Terra também poderiam ser estáveis ​​nas nuvens de Vénus, que se estima serem mais ácidas do que ordens de magnitude. O lugar mais ácido da Terra.

“As pessoas pensam que o ácido sulfúrico concentrado é um solvente muito forte que corta tudo em pequenos pedaços”, diz Petkowski. “Mas descobrimos que isso não é necessariamente verdade.”

Na verdade, a equipe já havia demonstrado que moléculas orgânicas complexas, como alguns ácidos graxos e ácidos nucléicos, permanecem surpreendentemente estáveis ​​em ácido sulfúrico. Os cientistas fazem questão de sublinhar, como fazem no seu artigo actual, que “a química orgânica complexa não é vida, claro, mas não há vida sem ela”.

Por outras palavras, se certas moléculas puderem sobreviver no ácido sulfúrico, as nuvens altamente ácidas de Vénus poderão ser habitáveis, se não necessariamente habitadas.

Em seu novo estudo, a equipe voltou seu foco para os aminoácidos, moléculas que se combinam para formar proteínas básicas, cada uma com sua função específica. Todos os organismos vivos na Terra precisam de aminoácidos para produzir proteínas, que por sua vez desempenham funções de manutenção da vida, desde a decomposição dos alimentos até à geração de energia, construção muscular e reparação de tecidos.

“Se você olhar para os quatro blocos de construção da vida como bases de DNA, aminoácidos, ácidos graxos e carboidratos, provamos que alguns ácidos graxos podem formar micelas e vesículas em ácido sulfúrico, e as bases de DNA são estáveis ​​em ácido sulfúrico. foi demonstrado que os carboidratos são muito ácidos. Reação com ácido sulfúrico
Seager explica. “Isso nos deixa apenas com aminoácidos como o alicerce final
Está bem.”

Coluna estável

Os cientistas começaram seus estudos sobre o ácido sulfúrico durante a epidemia e conduziram seus experimentos em um laboratório doméstico. Desde então, Seager e seu filho continuaram a trabalhar na química do ácido sulfúrico concentrado. No início de 2023, solicitaram amostras de um pó de 20 aminoácidos “vitais” – aqueles aminoácidos essenciais para toda a vida na Terra. Eles dissolveram cada tipo de aminoácido em frascos de ácido sulfúrico misturado com água, em concentrações de 81 e 98 por cento, o que representa a faixa encontrada nas nuvens de Vênus.

A equipe então deixou os frascos incubados por um dia antes de transportá-los para o Departamento de Instrumentos Químicos (DCIF) do MIT, um laboratório compartilhado que funciona 24 horas por dia, 7 dias por semana e oferece uma série de instrumentos automatizados e manuais para uso dos cientistas do MIT. Por sua vez, Seager e sua equipe usaram o espectrômetro de ressonância magnética nuclear (NMR) do laboratório para analisar a estrutura dos aminoácidos no ácido sulfúrico.

Depois de analisar cada frasco várias vezes ao longo de quatro semanas, os cientistas descobriram, para sua surpresa, que a estrutura molecular básica, ou “espinha dorsal”, em 19 dos 20 aminoácidos permaneceu estável e inalterada, mesmo em condições altamente ácidas.

“Apenas mostrar que esta estrutura é estável em ácido sulfúrico não significa que exista vida em Vênus”, diz Maxwell Seager. “Mas se mostrássemos que esta coluna estava comprometida, não haveria chance de vida como a conhecemos.”

“Agora, com a descoberta de que muitos aminoácidos e ácidos nucleicos são estáveis ​​em 98% de ácido sulfúrico, a possibilidade de a vida sobreviver em ácido sulfúrico pode não ser tão rebuscada ou fantástica”, diz Sanjay Limaye, cientista planetário da universidade. . de Wisconsin, que estudou Vênus há mais de 45 anos, não esteve envolvido neste estudo. “É claro que existem muitos obstáculos pela frente, mas a vida que evoluiu na água e se adaptou ao ácido sulfúrico não pode ser tão facilmente descartada”.

A equipe reconhece que a química das nuvens de Vênus é provavelmente mais caótica do que as condições do “tubo de ensaio” do estudo. Por exemplo, os cientistas mediram vários gases residuais, bem como ácido sulfúrico, nas nuvens do planeta. Como tal, a equipa planeia incorporar alguns gases residuais em experiências futuras.

“Existem apenas alguns grupos no mundo que trabalham atualmente na química do ácido sulfúrico e todos concordam que ninguém tem intuição”, acrescenta Sarah Seager. “Penso que estamos mais felizes do que qualquer outra coisa porque este último resultado acrescenta outro ‘sim’ à possibilidade de vida em Vénus.”

Referência: “Estabilidade de 20 aminoácidos vitais em ácido sulfúrico concentrado: implicações para a habitabilidade de Vênus” por Maxwell D. Seager, Sarah Seager, William Baines e Janusz J. Petkowski, 18 de março de 2024, Astrobiologia.
doi: 10.1089/ast.2023.0082