Se fosse là fuori, gli scienziati hanno ipotizzato che qualsiasi abitante delle nubi venusiane avrebbe un aspetto molto diverso dalle forme di vita sulla Terra. Questo perché le nuvole stesse sono costituite da goccioline altamente tossiche di acido solforico, una sostanza chimica intensamente corrosiva nota per dissolvere i metalli e distruggere la maggior parte delle molecole biologiche sulla Terra.

Ma un nuovo studio condotto da ricercatori del MIT potrebbe mettere in discussione questa ipotesi. Pubblicato oggi sulla rivista Astrobiology , lo studio riporta che, in effetti, alcuni elementi fondamentali della vita possono persistere in soluzioni di acido solforico concentrato.

Gli autori dello studio hanno scoperto che 19 amminoacidi essenziali per la vita sulla Terra sono stabili fino a quattro settimane se posti in fiale di acido solforico a concentrazioni simili a quelle presenti nelle nubi di Venere. In particolare, hanno scoperto che la "spina dorsale" molecolare di tutti i 19 amminoacidi rimaneva intatta nelle soluzioni di acido solforico con concentrazioni comprese tra l'81% e il 98%.

"Ciò che è assolutamente sorprendente è che l'acido solforico concentrato non è un solvente universalmente ostile alla chimica organica", afferma il coautore dello studio Janusz Petkowski, ricercatore affiliato al Dipartimento di Scienze della Terra, dell'Atmosfera e dei Planetari (EAPS) del MIT.

"Stiamo scoprendo che gli elementi costitutivi della vita sulla Terra sono stabili nell'acido solforico, e questo è molto intrigante per l'idea della possibilità della vita su Venere", aggiunge l'autrice dello studio Sara Seager, professoressa di scienze planetarie del MIT nel 1941 all'EAPS. e professore nei dipartimenti di Fisica e di Aeronautica e Astronautica. "Ciò non significa che la vita lì sarà la stessa che qui. In effetti, sappiamo che non può essere. Ma questo lavoro avanza l'idea che le nuvole di Venere potrebbero supportare le sostanze chimiche complesse necessarie per la vita."

I coautori dello studio includono il primo autore Maxwell Seager, uno studente universitario del Dipartimento di Chimica del Worcester Polytechnic Institute e figlio di Seager, e William Bains, un ricercatore affiliato al MIT e uno scienziato dell'Università di Cardiff.

Mattoni in acido

La ricerca della vita nelle nubi di Venere ha acquisito slancio negli ultimi anni, stimolata in parte da un controverso rilevamento di fosfina, una molecola considerata una firma della vita, nell'atmosfera del pianeta. Sebbene tale scoperta sia ancora oggetto di dibattito, la notizia ha rinvigorito una vecchia domanda:il pianeta gemello della Terra potrebbe effettivamente ospitare la vita?

Alla ricerca di una risposta, gli scienziati stanno pianificando diverse missioni su Venere, inclusa la prima missione sul pianeta finanziata in gran parte da privati, sostenuta dalla società di lancio con sede in California Rocket Lab. La missione, di cui Seager è il ricercatore scientifico principale, mira a inviare un veicolo spaziale attraverso le nuvole del pianeta per analizzarne la chimica alla ricerca di segni di molecole organiche.

In vista del lancio della missione nel gennaio 2025, Seager e i suoi colleghi hanno testato varie molecole in acido solforico concentrato per vedere quali frammenti di vita sulla Terra potrebbero essere stabili anche nelle nubi di Venere, che si stima siano ordini di grandezza più acidi delle nubi di Venere. luoghi più acidi della Terra.

"Le persone hanno la percezione che l'acido solforico concentrato sia un solvente estremamente aggressivo che farà a pezzi tutto", dice Petkowski. "Ma stiamo scoprendo che questo non è necessariamente vero."

Infatti, il team ha già dimostrato in precedenza che le molecole organiche complesse come alcuni acidi grassi e nucleici rimangono sorprendentemente stabili nell’acido solforico. Gli scienziati sono attenti a sottolineare, come fanno nel loro articolo attuale, che "la chimica organica complessa ovviamente non è vita, ma non esiste vita senza di essa."

In altre parole, se alcune molecole possono persistere nell'acido solforico, allora forse le nubi altamente acide di Venere sono abitabili, se non necessariamente abitate.

Nel loro nuovo studio, il team si è concentrato sugli aminoacidi, molecole che si combinano per produrre proteine ​​essenziali, ciascuna con la propria funzione specifica. Ogni essere vivente sulla Terra ha bisogno di aminoacidi per produrre proteine ​​che a loro volta svolgono funzioni di sostegno alla vita, dalla scomposizione del cibo alla generazione di energia, alla costruzione dei muscoli e alla riparazione dei tessuti.

"Se si considerano i quattro principali elementi costitutivi della vita come basi di acido nucleico, amminoacidi, acidi grassi e carboidrati, abbiamo dimostrato che alcuni acidi grassi possono formare micelle e vescicole nell'acido solforico e che le basi dell'acido nucleico sono stabili nell'acido solforico. acido È stato dimostrato che i carboidrati sono altamente reattivi nell'acido solforico," Maxwell

spiega Seager. "Questo ci ha lasciato solo gli amminoacidi come ultimo importante elemento costitutivo
studiare."

Una spina dorsale stabile

Gli scienziati hanno iniziato i loro studi sull’acido solforico durante la pandemia, eseguendo i loro esperimenti in un laboratorio domestico. Da quel momento, Seager e suo figlio continuarono a lavorare sulla chimica dell'acido solforico concentrato. All’inizio del 2023, hanno ordinato campioni di polvere di 20 amminoacidi “biogenici”, quegli amminoacidi essenziali per tutta la vita sulla Terra. Hanno sciolto ogni tipo di amminoacido in fiale di acido solforico mescolato con acqua, a concentrazioni dell'81% e del 98%, che rappresentano la gamma esistente nelle nuvole di Venere.

Il team ha quindi lasciato incubare le fiale per un giorno prima di trasportarle al Dipartimento di Strumentazione Chimica (DCIF) del MIT, un laboratorio condiviso aperto 24 ore su 24, 7 giorni su 7, che offre una serie di strumenti automatizzati e manuali da utilizzare per gli scienziati del MIT. Da parte loro, Seager e il suo team hanno utilizzato lo spettrometro di risonanza magnetica nucleare (NMR) del laboratorio per analizzare la struttura degli amminoacidi nell'acido solforico.

Dopo aver analizzato ciascuna fiala più volte nell'arco di quattro settimane, gli scienziati hanno scoperto, con loro sorpresa, che la struttura molecolare di base, o "spina dorsale", in 19 dei 20 aminoacidi rimaneva stabile e invariata, anche in condizioni altamente acide.

"Il solo fatto di dimostrare che questa spina dorsale è stabile nell'acido solforico non significa che ci sia vita su Venere", osserva Maxwell Seager. "Ma se avessimo dimostrato che questa spina dorsale era compromessa, non ci sarebbe stata alcuna possibilità di vita come la conosciamo."

"Ora, con la scoperta che molti amminoacidi e acidi nucleici sono stabili nell'acido solforico al 98%, la possibilità che la vita sopravviva nell'acido solforico potrebbe non essere così inverosimile o fantastica", afferma Sanjay Limaye, scienziato planetario dell'Università del Wisconsin che ha studiato Venere per più di 45 anni e che non è stato coinvolto in questo studio. "Naturalmente, ci sono molti ostacoli da affrontare, ma la vita che si è evoluta nell'acqua e si è adattata all'acido solforico non può essere facilmente ignorata."

Il team riconosce che la chimica della nuvola di Venere è probabilmente più complicata delle condizioni della “provetta” dello studio. Ad esempio, gli scienziati hanno misurato vari gas in tracce, oltre all'acido solforico, nelle nuvole del pianeta. Pertanto, il team prevede di incorporare alcuni gas in tracce negli esperimenti futuri.

"Ci sono solo pochi gruppi al mondo che lavorano sulla chimica dell'acido solforico, e saranno tutti d'accordo sul fatto che nessuno ha intuito", aggiunge Sara Seager. "Penso che siamo semplicemente più felici di ogni altra cosa che questo ultimo risultato aggiunga un altro 'sì' alla possibilità della vita su Venere."