MIT araştırmacıları, Dünya’daki yaşamın temel yapı taşları olan amino asitlerin yüksek konsantrasyonlu sülfürik asitte stabil olduğunu buldu. Elde edilen sonuçlar, aynı moleküllerin Venüs’ün yüksek sülfürik bulutlarında da stabil olabileceği fikrini destekliyor. Kredi bilgileri: JAXA/JJ Petkowski
Sonuçlar bulutları gösteriyor Venüs bazı yaşam biçimleri için misafirperver olabilir.
Güneş sisteminde Dünya’nın ötesinde yaşam varsa, Venüs’ün bulutlarında da bulunabilir. Gezegenin son derece elverişsiz yüzeyinin aksine, Venüs’ün yüzeyden 30 ila 40 mil yüksekte uzanan bulut katmanı, bazı aşırı yaşam türlerini destekleyebilecek daha ılıman sıcaklıklara ev sahipliği yapıyor.
Bilim adamları, eğer oradaysa, Venüs’teki herhangi bir bulut sakininin Dünya’daki yaşam formlarından çok farklı görüneceğini varsaydılar. Bunun nedeni bulutların kendisinin son derece zehirli sülfürik damlacıklardan oluşmasıdır. asit — metalleri çözdüğü ve Dünya üzerindeki biyolojik moleküllerin çoğunu yok ettiği bilinen, son derece aşındırıcı bir kimyasal.
Ancak yeni bir çalışma MİT araştırmacılar bu varsayıma karşı çıkabilir. 18 Mart’ta dergide yayınlandı AstrobiyolojiÇalışma, aslında yaşamın bazı temel yapı taşlarının konsantre sülfürik asit çözeltilerinde varlığını sürdürebildiğini bildiriyor.
Araştırmanın yazarları şunu buldu: 19 amino asitler Dünyadaki yaşam için gerekli olan bu maddeler, Venüs bulutlarındakine benzer konsantrasyonlarda sülfürik asit şişelerine konulduğunda dört haftaya kadar stabil kalıyor. Özellikle, 19 amino asidin tamamının moleküler “omurgasının”, konsantrasyonu yüzde 81 ila 98 arasında değişen sülfürik asit çözeltilerinde bozulmadan kaldığını buldular.
MIT’nin Dünya, Atmosfer ve Gezegen Bilimleri Bölümü’nde (EAPS) araştırma görevlisi olan araştırmanın ortak yazarı Janusz Petkowski, “Kesinlikle şaşırtıcı olan, konsantre sülfürik asidin evrensel olarak organik kimyaya düşman bir çözücü olmamasıdır” diyor.
MIT’nin 1941 Sınıfı Gezegen Bilimleri Profesörü (EAPS) çalışma yazarı Sara Seager şunları ekliyor: “Dünyadaki yaşamın yapı taşlarının sülfürik asitte stabil olduğunu buluyoruz ve bu Venüs’te yaşamın olasılığı fikri açısından çok ilgi çekici.” Fizik ve Havacılık ve Uzay Bilimleri bölümlerinde profesördür. “Bu, oradaki yaşamın buradakiyle aynı olacağı anlamına gelmiyor. Aslında bunun olamayacağını biliyoruz. Ancak bu çalışma, Venüs’ün bulutlarının yaşam için gerekli olan karmaşık kimyasalları destekleyebileceği fikrini ilerletiyor.”
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 Bains yer alıyor.
Asitteki Yapı Taşları
Venüs’ün bulutlarında yaşam arayışı, kısmen gezegenin atmosferinde yaşamın bir imzası olarak kabul edilen bir molekül olan fosfinin tartışmalı bir şekilde tespit edilmesiyle son yıllarda hız kazandı. Bu tespit hâlâ tartışılıyor olsa da, haberler eski bir soruyu yeniden gündeme getirdi: Dünya’nın kardeş gezegeni gerçekten de yaşama ev sahipliği yapabilir mi?
Bir cevap arayışında olan bilim insanları, Kaliforniya merkezli fırlatma şirketi Rocket Lab tarafından desteklenen, gezegene yönelik büyük ölçüde özel olarak finanse edilen ilk görev de dahil olmak üzere Venüs’e çeşitli görevler planlıyor. Seager’in bilim baş araştırmacısı olduğu bu görev, gezegenin bulutları boyunca kimyalarını organik moleküllerin işaretleri açısından analiz etmek üzere bir uzay aracı göndermeyi amaçlıyor.
Misyonun Ocak 2025’teki fırlatılmasından önce Seager ve meslektaşları, Dünya’daki hangi yaşam parçalarının Venüs’ün bulutlarında da stabil olabileceğini görmek için konsantre sülfürik asitteki çeşitli molekülleri test ediyorlar. Dünyadaki en asitli yerler.
Petkowski, “İnsanlar, konsantre sülfürik asidin her şeyi parçalara ayıracak son derece agresif bir çözücü olduğu yönünde bir algıya sahipler” 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 olmayacağını” vurgulamaya özen gösteriyorlar.
Başka bir deyişle, eğer belirli moleküller sülfürik asitte varlığını sürdürebiliyorsa, o zaman belki de Venüs’ün yüksek asidik bulutları, mutlaka yaşanabilir olmasa da, yaşanabilir hale gelebilir.
Ekip, yeni çalışmalarında, her birinin kendine özgü işlevi olan temel proteinleri oluşturmak için bir araya gelen moleküller olan amino asitlere odaklandı. Dünyadaki her canlı, besinleri parçalamaktan enerji üretmeye, kas inşa etmeye ve dokuları onarmaya kadar yaşamı sürdüren işlevleri yerine getiren proteinleri üretmek için amino asitlere ihtiyaç duyar.
“Yaşamın dört ana yapı taşını nükleik asit bazları, amino asitler, yağ asitleri ve karbonhidratlar olarak düşünürsek, bazı yağ asitlerinin sülfürik asitte miseller ve kesecikler oluşturabildiğini, nükleik asit bazlarının ise sülfürik asitte stabil olduğunu göstermiş olduk. asit. Karbonhidratların sülfürik asitte oldukça reaktif olduğu gösterilmiştir.” Maxwell
Seager açıklıyor. “Bu bize yalnızca son büyük yapı taşı olan amino asitleri bıraktı.
çalışmak.”
Sağlam Bir Omurga
Bilim insanları, pandemi sırasında sülfürik asit çalışmalarına, deneylerini evdeki bir laboratuvarda gerçekleştirerek başladı. O zamandan beri Seager ve oğlu, konsantre sülfürik asit kimyası üzerine çalışmaya devam ettiler. 2023’ün başlarında, Dünya’daki tüm yaşam için gerekli olan 20 “biyojenik” amino asitten oluşan toz numuneleri sipariş ettiler. Her bir 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 şişelerin bir gün boyunca inkübe edilmesine izin verdi ve ardından onları MIT bilim adamlarının kullanması için bir dizi otomatik ve manuel alet sunan, 7/24 paylaşılan bir laboratuvar olan MIT’nin Kimya Enstrümantasyon Tesisi Bölümü’ne (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 yaşam olduğu anlamına gelmiyor” diye belirtiyor. “Fakat eğer bu omurganın tehlikeye girdiğini gösterseydik, o zaman bildiğimiz anlamda yaşam şansı olmazdı.”
Üniversiteden gezegen bilimcisi Sanjay Limaye, “Artık birçok amino asit ve nükleik asidin yüzde 98 sülfürik asitte stabil olduğunun keşfedilmesiyle birlikte, sülfürik asitte yaşamın hayatta kalma olasılığı o kadar da uzak ya da fantastik olmayabilir” diyor. 45 yılı aşkın bir süredir Venüs’ü inceleyen ve bu çalışmaya dahil olmayan Wisconsin’li bir kişi. “Elbette önümüzde pek çok engel var, ancak suda gelişen ve sülfürik aside adapte olan yaşam kolayca göz ardı edilmeyebilir.”
Ekip, Venüs’ün bulut kimyasının muhtemelen çalışmanın “test tüpü” koşullarından daha karmaşık olduğunu kabul ediyor. Örneğin bilim insanları gezegenin bulutlarında sülfürik asitin yanı sıra çeşitli eser gazları da ölçtüler. Bu nedenle ekip, gelecekteki deneylere belirli eser gazları dahil etmeyi planlıyor.
Sara Seager, “Dünyada sülfürik asit kimyası üzerinde çalışan yalnızca birkaç grup var ve bunların hepsi kimsenin sezgiye sahip olmadığı konusunda hemfikir” diye ekliyor. “Sanırım bu son sonucun Venüs’te yaşam olasılığına bir ‘evet’ daha eklemesinden dolayı her şeyden daha mutluyuz.”
Referans: Maxwell D. Seager, Sara Seager, William Bains ve Janusz J. Petkowski, 18 Mart 2024, “Konsantre Sülfürik Asitte 20 Biyojenik Amino Asidin Stabilitesi: Venüs Bulutlarının Yaşanabilirliğine İlişkin Etkiler”, Astrobiyoloji.
DOI: 10.1089/ast.2023.0082