Investigación: condiciones similares a las de Venus estabilizan los componentes básicos de la vida
Si hay vida en el sistema solar más allá de la Tierra, podría encontrarse en las nubes de Venus. En contraste con la superficie extremadamente inhóspita del planeta, la capa de nubes de Venus, que se extiende de 30 a 40 millas sobre la superficie, alberga temperaturas más suaves que podrían sustentar algunas formas extremas de vida.
Si existiera, los científicos han asumido que los habitantes de la nube de Venus serían muy diferentes de las formas de vida en la Tierra. Esto se debe a que las nubes mismas están formadas por gotitas de ácido sulfúrico altamente tóxicas, una sustancia química intensamente corrosiva que disuelve los metales y destruye la mayoría de las moléculas biológicas de la Tierra.
Pero un nuevo estudio realizado por investigadores del MIT puede cuestionar esa suposición. Apareciendo hoy en la revista AstrobiologyEl estudio informa que, de hecho, algunos componentes esenciales de la vida pueden persistir en soluciones concentradas de ácido sulfúrico.
Los autores del estudio descubrieron que 19 aminoácidos esenciales para la vida en la Tierra permanecen estables hasta cuatro semanas cuando se colocan en viales de ácido sulfúrico en concentraciones similares a las de las nubes de Venus. En particular, descubrieron que la “columna vertebral” molecular de los 19 aminoácidos permanecía intacta en soluciones de ácido sulfúrico cuyas concentraciones oscilaban entre el 81 y el 98 por ciento.
«Lo que es absolutamente sorprendente es que el ácido sulfúrico concentrado no es un disolvente universalmente hostil para la química orgánica», dice el coautor del estudio Janusz Petkowski, investigador afiliado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT.
«Estamos descubriendo que los componentes básicos de la vida en la Tierra son estables en ácido sulfúrico, y eso es muy intrigante para la idea de la posibilidad de vida en Venus», añade la autora del estudio Sara Seager, profesora de Ciencias Planetarias en la clase. 1941 del MIT en EAPS. y profesor de los departamentos de Física y Aeronáutica y Astronáutica. «Eso no significa que la vida allí será igual que la vida aquí. De hecho, sabemos que no puede serlo. Pero este trabajo promueve la noción de que las nubes de Venus podrían contener sustancias químicas complejas necesarias para la vida».
Los coautores del estudio incluyen al primer autor Maxwell Seager, estudiante de posgrado en el Departamento de Química del Instituto Politécnico de Worcester e hijo de Seager, y William Bains, investigador afiliado del MIT y científico de la Universidad de Cardiff.
Bloques de construcción ácidos
La búsqueda de vida en las nubes de Venus ha cobrado impulso en los últimos años, impulsada en parte por la controvertida detección de fosfina (una molécula considerada una firma de vida) en la atmósfera del planeta. Si bien esta detección sigue siendo objeto de debate, la noticia ha revitalizado una vieja pregunta: ¿podría el planeta hermano de la Tierra albergar vida?
En busca de una respuesta, los científicos están planeando varias misiones a Venus, incluida la primera misión al planeta con financiación privada y el apoyo de la empresa de lanzamiento Rocket Lab, con sede en California. Esa misión, de la cual Seager es el investigador científico principal, tiene como objetivo enviar una nave espacial a través de las nubes del planeta para analizar su química en busca de signos de moléculas orgánicas.
Antes del lanzamiento de la misión en enero de 2025, Seager y sus colegas probaron varias moléculas de ácido sulfúrico concentrado para ver qué fragmentos de vida en la Tierra también podrían ser estables en las nubes de Venus, que se estima que son órdenes de magnitud más ácidas que las nubes de Venus. . lugares más ácidos de la Tierra.
«La gente tiene la impresión de que el ácido sulfúrico concentrado es un disolvente extremadamente agresivo que lo destroza todo», afirma Petkowski. «Pero estamos descubriendo que eso no es necesariamente cierto».
De hecho, el equipo había demostrado previamente que las moléculas orgánicas complejas, como algunos ácidos grasos y ácidos nucleicos, permanecen sorprendentemente estables en ácido sulfúrico. Los científicos tienen cuidado de enfatizar, como lo hacen en su artículo actual, que “la química orgánica compleja, por supuesto, no es vida, pero no hay vida sin ella”.
En otras palabras, si ciertas moléculas pueden persistir en el ácido sulfúrico, entonces quizás las nubes altamente ácidas de Venus sean habitables, si no necesariamente habitadas.
En su nuevo estudio, el equipo se centró en los aminoácidos: moléculas que se combinan para formar proteínas esenciales, cada una con su propia función específica. Todos los seres vivos de la Tierra necesitan aminoácidos para producir proteínas, que a su vez realizan funciones que sustentan la vida, desde descomponer los alimentos hasta generar energía, desarrollar músculos y reparar tejidos.
«Si consideramos los cuatro componentes principales de la vida, las bases de los ácidos nucleicos, los aminoácidos, los ácidos grasos y los carbohidratos, hemos demostrado que algunos ácidos grasos pueden formar micelas y vesículas en el ácido sulfúrico, y las bases de los ácidos nucleicos son estables en el ácido sulfúrico. ácido. Se ha demostrado que los carbohidratos son altamente reactivos en el ácido sulfúrico», dijo Maxwell.
Seager explica. «Eso nos dejó con los aminoácidos como el último gran bloque de construcción para
para estudiar.»
Una columna vertebral estable
Los científicos comenzaron a estudiar el ácido sulfúrico durante la pandemia y llevaron a cabo sus experimentos en un laboratorio doméstico. Desde entonces, Seager y su hijo continuaron trabajando en la química del ácido sulfúrico concentrado. A principios de 2023, pidieron muestras en polvo de 20 aminoácidos “biogénicos”, aquellos aminoácidos que son esenciales para toda la vida en la Tierra. Disolvieron cada tipo de aminoácido en viales de ácido sulfúrico mezclado con agua, en concentraciones de 81 y 98 por ciento, que representan el rango que se encuentra en las nubes de Venus.
Luego, el equipo dejó que los viales se incubaran durante un día antes de transportarlos al Departamento de Instrumentación Química (DCIF) del MIT, un laboratorio compartido abierto las 24 horas, los 7 días de la semana, que ofrece una gama de instrumentos automatizados y manuales para uso de los científicos del MIT. A su vez, Seager y su equipo utilizaron el espectrómetro de resonancia magnética nuclear (RMN) del laboratorio para analizar la estructura de los aminoácidos en el ácido sulfúrico.
Después de analizar cada vial varias veces durante cuatro semanas, los científicos descubrieron, para su sorpresa, que la estructura molecular básica, o «columna vertebral» de 19 de los 20 aminoácidos, permanecía estable y sin cambios, incluso en condiciones altamente ácidas.
“El simple hecho de demostrar que esta estructura es estable en ácido sulfúrico no significa que exista vida en Venus”, observa Maxwell Seager. «Pero si hubiéramos demostrado que esta columna vertebral estaba comprometida, entonces no habría ninguna posibilidad de que existiera la vida tal como la conocemos».
«Ahora, con el descubrimiento de que muchos aminoácidos y ácidos nucleicos son estables en un 98% de ácido sulfúrico, la posibilidad de que la vida sobreviva en ácido sulfúrico puede no ser tan descabellada o fantástica», dice Sanjay Limaye, científico planetario de la Universidad. de California. . de Wisconsin, que ha estudiado Venus durante más de 45 años y que no participó en este estudio. «Por supuesto, hay muchos obstáculos por delante, pero no es fácil descartar la vida que evolucionó en el agua y se adaptó al ácido sulfúrico».
El equipo reconoce que la química de las nubes de Venus probablemente sea más confusa que las condiciones del «tubo de ensayo» del estudio. Por ejemplo, los científicos han medido varios gases traza, además del ácido sulfúrico, en las nubes del planeta. Como tal, el equipo planea incorporar ciertos gases traza en experimentos futuros.
«Sólo hay unos pocos grupos en el mundo que trabajan en la química del ácido sulfúrico, y todos estarán de acuerdo en que nadie tiene ninguna intuición», añade Sara Seager. «Creo que estamos más felices que nada de que este último resultado agregue otro 'sí' a la posibilidad de vida en Venus».
