Yaşamın bir başka yapı taşı Venüs’ün sülfürik asidiyle başa çıkabilir

Venüs sıklıkla cehennem manzarası olarak tanımlanır. Yüzey sıcaklığı kurşunun erime noktasını aşıyor ve atmosferinde karbondioksit hakim olmasına rağmen Hades’le karşılaştırmayı tatmin edecek kadar yeterli sülfürik asit içeriyor.

Ancak Venüs’ün geniş atmosferindeki koşullar tek tip değil. Yaşamın bazı yapı taşlarının gezegenin zorlu doğasına direnebileceği yerler var.

Kayalık gezegenler arasında hacim olarak en büyük atmosfere sahip olanı Venüs’tür. Yani yüzeyi misafirperver olmasa da atmosferi, güneş sistemindeki herhangi bir yerdeki Dünya’ya en çok benzeyen bölgelere sahiptir. Bilim insanları, gezegenin üst atmosferinin bazı kısımlarında yaşamın devam edip edemeyeceğini merak ediyordu ve potansiyel biyobelirteç fosfinin keşfi (daha sonra çürütülmüş olsa da) daha fazla ilgi uyandırdı.

Venüs’ün yaşanabilirlik konusundaki tartışmalarda gündeme gelmeye devam etmesinin bir nedeni, ötegezegenlerin erişilebilir olmasına karşın onun erişilebilir olmamasıdır. Venüs’e kolaylıkla ulaşılabilmektedir ve şu anda yerinde bir yörünge aracımız bulunmaktadır: Japon Akatsuki uzay aracı. 2030’ların ortalarında Venüs’e üç görev daha planlanıyor: NASA’nın Veritas ve DAVINCI ve ESA’nın EnVision’ı.

Kimse Venüs’te yaşam bulacağımıza inanmıyor. Ancak gezegen bize kimya, biyoloji ve bunların sınırları hakkında çok şey öğretebilir.

Yeni araştırmada, bilim adamlarından oluşan bir ekip, gezegenin tehlikeli doğasına dayanıp dayanamayacaklarını görmek için farklı yapı taşlarını Venüs benzeri koşullar altında test etti. Araştırma, “Basit lipitler, konsantre sülfürik asitte kararlı, yüksek dereceli yapılar oluşturur.” Baş yazar, Chicago Üniversitesi Kimya Bölümü’nden Daniel Duzdevich’tir. Kağıt gönderildi ön baskı sunucusunda arXiv şimdi ve dergiye gönderildi Astrobiyoloji.

Venüs’ün yüzeyi yaşanabilirliğe aday değil. Ancak atmosferindeki bölgeler olabilir. Sorun, Venüs’teki sülfürik asidin çoğunun atmosferi boyunca dağılmak yerine ayrı bulutlarda yoğunlaşmasıdır.

Yazarlar şöyle açıklıyor: “Venüs yüzeyi sterilize ediyor, ancak bulut katmanı geleneksel olarak yaşamla uyumlu olduğu düşünülen sıcaklık ve basınçlara sahip bölgeler içeriyor. Ancak Venüs bulutlarının konsantre sülfürik asitten oluştuğu düşünülüyor.”

Yaşamın “temel özelliklerinden” herhangi birinin Venüs’ün zorlu ortamına dayanıp dayanamayacağını test etmek istediler. Yaşamın kimyasından herhangi biri sülfürik asite direnebilir mi?

Yazarlar, “Konsantre sülfürik asitteki organik kimya nadiren inceleniyor ancak şaşırtıcı derecede zengin; son çalışmalar, amino asitler ve nükleobazlar da dahil olmak üzere karmaşık organik moleküllerin bu olağandışı çözücüde stabil olabileceği fikrini destekliyor” diye yazıyor.

Eğer basit organik moleküller sülfürik asitte stabil kalabiliyorsa, bu yaşam lehine ilginç bir gözlemdir. Ancak bundan daha fazla karmaşıklık gerekiyor ve bu araştırmanın odaklandığı şey de bu.

“Yaşamın temel özelliklerinden biri hücreselliktir: bir iletişim ve değişim mekanizmasına ek olarak “içerisi” (bilgi, moleküller ve bunların tüm etkileşimleri de dahil olmak üzere bir hücrenin içeriği) ve “dışarısı”nın (çevre) farklılaşması ikisi arasında” diye yazıyor Duzdevich ve ortak araştırmacıları.

Araştırmacılar hücreleri tanımlayan zarlar olan lipitlere odaklandılar. Lipitler, yalnızca hücreler arasındaki zarlar olarak değil, aynı zamanda hücrelerin iç kısmının farklı kısımlarını oluşturan zarlar olarak hücresel yapının temelidir.

Yazarlar şöyle yazıyor: “Hücre zarı ekstrem ortamlarda özellikle önemlidir çünkü hücre içi ortamın homeostazisinin aksi takdirde sert dış koşullara karşı korunmasına yardımcı olması gerekir.”

Araştırmacılar, lipitlerin Venüs’ün zorlu ortamına dayanıp dayanamayacağını belirlemek için laboratuvar deneyleri yaptılar. İki soru sordular: Basit lipitler, sülfürik asit tarafından ayrışmaya karşı koyabilir mi ve lipitler, hücrelerde olduğu gibi stabil, yüksek dereceli yapılar oluşturabilir mi?

Araştırmacılar, lipit kütlelerini şişelere yerleştirdiler ve bunları farklı konsantrasyonlarda sülfürik asite maruz bıraktılar ve her şişeyi belirli aralıklarla ölçtüler. Sonuçlar, bazı lipitlerin asit etkisine maruz kaldığında hayatta kalabildiğini ve hatta yapılar oluşturabildiğini gösteriyor.

İlgilenen okuyucular ayrıntılı kimyayı kendileri keşfedebilirler.

Özetle, sonuçlar, sülfürik asit varlığında stabil membranların oluşabileceğini ve varlığını sürdürebileceğini göstermektedir. Yaşam suyu çözücü olarak kullanır çünkü su polar bir moleküldür, hidrojen bağları ağları oluşturabilir, yüksek ısı kapasitesine sahiptir ve tabii ki Dünya’da bol miktarda bulunur. Ancak her yerde bol miktarda bulunmuyor.

Kritik olarak, bu çalışma yaşam kimyasının bazı yönlerinin çözücü olarak suya ihtiyaç duymadığını göstermektedir. Bunun yerine, sülfürik asidi tolere edebilir ve çözücü olarak kullanabilirler. Yazarlar şöyle yazıyor: “Burada, karmaşık membranöz yapıların başka bir polar çözücü içindeki beklenmedik stabilitesini gösteriyoruz: konsantre sülfürik asit.”

Bu, ötegezegenin yaşanabilirliği ve astrobiyoloji açısından ne anlama geliyor?

Araştırmacılar, “Gezegensel bir çözücü olarak konsantre sülfürik asit, ötegezegenlerde, yani dış-Venüslerde veya ev sahibi yıldızın yıldız aktivitesinin bir sonucu olarak kurumuş diğer kayalık gezegenlerde yaygın olabilir” diye açıklıyor.

Ve elbette Venüs’te sülfürik asit büyük miktarlarda mevcut.

Yazarlar şöyle yazıyor: “Konsantre sülfürik asit, Venüs’ün bulutlarında baskın bir sıvı olarak gezegenimizin yakın çevresinde de mevcut; bu da onun gezegen bilimi, gezegensel yaşanabilirlik ve astrobiyoloji açısından önemini daha da vurguluyor.”

Venüs’ün bulutlarında yaşamın bir şekilde hayatta kalıp kalamayacağı sorusu bir türlü ortadan kalkmayacak. Astrobiyoloji oyununda yeniyiz ve bazı şeyleri göz ardı edecek durumda değiliz. Bu çok zor gibi görünebilir ama bilim bir kanıt oyunudur ve kanıtlar şaşırtıcı olabilir.

Bu çalışma, soruyu cevaplayabilecek bir kanıt sunmuyor – bunun gibi büyük sorular aşamalı olarak yanıtlanıyor – ancak ilgi çekici bir sonuç sunuyor.

Yazarlar şu sonuca varıyor: “Bu agresif solventte lipit membranların stabilitesini göstererek, Venüs’teki konsantre sülfürik asit bulutu ortamının potansiyel yaşanabilirliğini keşfetme konusunda önemli bir adım attık.”