Kehidupan di Venus? Penemuan stabilitas asam amino yang 'sangat mengejutkan' dari MIT

Para peneliti dari MIT telah menemukan bahwa asam amino – bahan penyusun kehidupan di Bumi – stabil dalam asam sulfat yang sangat pekat. Hasil penelitian mereka mendukung gagasan bahwa molekul yang sama mungkin stabil di awan belerang tinggi di Venus. Sumber: Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang/JJ Petkowski

Hasilnya menunjukkan kekeruhan Venus Ini bisa ramah terhadap beberapa bentuk kehidupan.

Jika ada kehidupan di tata surya di luar Bumi, maka bisa jadi kehidupan itu ada di awan Venus. Berbeda dengan permukaan planet yang tidak ramah lingkungan, lapisan awan Venus, yang membentang 30 hingga 40 mil di atas permukaan, memiliki suhu yang lebih moderat yang dapat mendukung beberapa bentuk kehidupan ekstrem.

Jika ada, para ilmuwan berhipotesis bahwa setiap penghuni awan merah muda akan terlihat sangat berbeda dari bentuk kehidupan di Bumi. Hal ini karena awan itu sendiri terbuat dari tetesan asam sulfat yang sangat beracun kecut – Bahan kimia yang sangat korosif yang diketahui dapat melarutkan logam dan menghancurkan sebagian besar molekul biologis di Bumi.

Namun sebuah penelitian baru dilakukan dengan Para peneliti mungkin menantang asumsi ini. Diterbitkan pada 18 Maret di majalah AstrobiologiStudi tersebut menunjukkan bahwa, faktanya, beberapa unsur penting bagi kehidupan dapat bertahan dalam larutan asam sulfat pekat.

Penulis penelitian menemukan bahwa 19 Asam amino Yang penting bagi kehidupan di Bumi dan stabil hingga empat minggu bila ditempatkan dalam botol berisi asam sulfat dengan konsentrasi serupa dengan yang ditemukan di awan Venus. Secara khusus, mereka menemukan bahwa “tulang punggung” molekuler dari 19 asam amino tetap utuh dalam larutan asam sulfat dengan konsentrasi berkisar antara 81 hingga 98 persen.

“Yang cukup mengejutkan adalah bahwa asam sulfat pekat bukanlah pelarut yang tidak ramah terhadap kimia organik,” kata rekan penulis studi Janusz Petkowski, peneliti yang berafiliasi di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planet (EAPS) MIT.

“Kami telah menemukan bahwa unsur-unsur penting bagi kehidupan di Bumi stabil dalam asam sulfat, dan ini sangat menarik bagi gagasan tentang kemungkinan adanya kehidupan di Venus,” tambah penulis studi Sarah Seager, Profesor Ilmu Planet MIT tahun 1941. Dia adalah seorang profesor di departemen fisika dan aeronautika dan astronotika. “Ini tidak berarti bahwa kehidupan di sana akan sama dengan di sini. Faktanya, kita tahu hal itu tidak mungkin terjadi. Namun penelitian ini memperkuat gagasan bahwa awan Venus dapat mendukung bahan kimia kompleks yang dibutuhkan untuk kehidupan.”

Rekan penulis studi ini termasuk penulis pertama Maxwell Seager, seorang mahasiswa sarjana di Departemen Kimia di Institut Politeknik Worcester dan putra Seager, dan William Baines, afiliasi penelitian di MIT dan ilmuwan di Universitas Cardiff.

Bahan penyusun asam

Pencarian kehidupan di awan Venus telah mendapatkan momentum dalam beberapa tahun terakhir, sebagian didorong oleh penemuan kontroversial fosfin – sebuah molekul yang dianggap sebagai salah satu tanda kehidupan – di atmosfer planet tersebut. Meskipun penemuan ini masih dalam diskusi, berita ini menghidupkan kembali pertanyaan lama: Mungkinkah planet kembaran Bumi ini benar-benar menampung kehidupan?

Untuk mencari jawabannya, para ilmuwan merencanakan beberapa misi ke Venus, termasuk misi pertama yang didanai swasta ke planet ini, dengan dukungan dari perusahaan peluncuran Rocket Lab yang berbasis di California. Misi tersebut, di mana Seager menjadi peneliti ilmiah utamanya, bertujuan untuk mengirim pesawat ruang angkasa melintasi awan planet ini untuk menganalisis sifat kimianya untuk mencari tanda-tanda molekul organik.

Sebelum peluncuran misinya pada Januari 2025, Seager dan rekan-rekannya menguji berbagai molekul dalam asam sulfat pekat untuk melihat bagian kehidupan mana di Bumi yang mungkin juga stabil di awan Venus, yang diperkirakan lebih asam daripada lipatnya. Tempat paling asam di Bumi.

“Orang mengira asam sulfat pekat adalah pelarut yang sangat kuat yang akan menghancurkan segalanya,” kata Petkowski. “Tetapi kami menemukan bahwa hal ini belum tentu benar.”

Faktanya, tim sebelumnya telah menunjukkan bahwa molekul organik kompleks seperti beberapa asam lemak dan asam nukleat secara mengejutkan tetap stabil dalam asam sulfat. Para ilmuwan sangat ingin menekankan, seperti yang mereka lakukan dalam makalah mereka saat ini, bahwa “kimia organik kompleks bukanlah kehidupan, namun tidak ada kehidupan tanpanya.”

Dengan kata lain, jika molekul tertentu dapat bertahan hidup dalam asam sulfat, awan asam Venus yang sangat tinggi mungkin dapat dihuni, atau bahkan tidak dapat dihuni.

Dalam studi baru mereka, tim mengalihkan fokus mereka ke asam amino, yaitu molekul yang bergabung membentuk protein dasar, yang masing-masing memiliki fungsi spesifiknya sendiri. Setiap organisme hidup di Bumi membutuhkan asam amino untuk membuat protein, yang pada gilirannya menjalankan fungsi penunjang kehidupan, mulai dari memecah makanan hingga menghasilkan energi, membangun otot, dan memperbaiki jaringan.

“Jika Anda melihat empat bahan penyusun kehidupan yaitu basa DNA, asam amino, asam lemak, dan karbohidrat, kami telah membuktikan bahwa beberapa asam lemak dapat membentuk misel dan vesikel dalam asam sulfat, dan basa DNA stabil dalam asam sulfat. telah terbukti bahwa karbohidrat sangat asam.Reaksi dengan asam sulfat
Seager menjelaskan. “Hal ini membuat kita hanya memiliki asam amino sebagai bahan penyusun terakhir
diam.”

Tulang belakang yang stabil

Para ilmuwan memulai studi mereka tentang asam sulfat selama epidemi, dan melakukan eksperimen mereka di laboratorium rumah. Sejak saat itu, Seager dan putranya terus mengerjakan kimia asam sulfat pekat. Pada awal tahun 2023, mereka meminta sampel bubuk 20 asam amino “vital”—asam amino yang penting bagi semua kehidupan di Bumi. Mereka melarutkan setiap jenis asam amino dalam botol asam sulfat yang dicampur dengan air, pada konsentrasi 81 dan 98 persen, yang mewakili kisaran yang ditemukan di awan Venus.

Tim kemudian membiarkan labu tersebut diinkubasi selama sehari sebelum membawanya ke Departemen Instrumen Kimia (DCIF) MIT, sebuah laboratorium bersama yang beroperasi 24/7 dan menawarkan sejumlah instrumen otomatis dan manual untuk digunakan oleh para ilmuwan MIT. Seager dan timnya menggunakan spektrometer resonansi magnetik nuklir (NMR) laboratorium untuk menganalisis struktur asam amino dalam asam sulfat.

Setelah menganalisis setiap botol beberapa kali selama empat minggu, para ilmuwan terkejut menemukan bahwa struktur molekul dasar, atau “tulang punggung”, dalam 19 dari 20 asam amino tetap stabil dan tidak berubah, bahkan dalam kondisi sangat asam.

“Hanya menunjukkan bahwa tulang punggung ini stabil dalam asam sulfat tidak berarti ada kehidupan di Venus,” kata Maxwell Seager. “Tetapi jika kami menunjukkan bahwa tulang belakang ini telah rusak, maka tidak akan ada peluang bagi kehidupan seperti yang kita ketahui.”

“Sekarang, dengan penemuan bahwa banyak asam amino dan asam nukleat stabil dalam 98 persen asam sulfat, kemungkinan kehidupan bertahan hidup dalam asam sulfat mungkin tidak terlalu mengada-ada atau fantastis,” kata Sanjay Limaye, ilmuwan planet di universitas tersebut. . dari Wisconsin, yang telah mempelajari Venus selama lebih dari 45 tahun, tidak terlibat dalam penelitian ini. “Tentu saja, ada banyak rintangan yang harus dihadapi, namun kehidupan yang berevolusi di air dan beradaptasi dengan asam sulfat mungkin tidak dapat dengan mudah dikesampingkan.”

Tim mengakui bahwa kimia awan Venus kemungkinan lebih kacau dibandingkan kondisi “tabung uji” penelitian. Misalnya, para ilmuwan telah mengukur berbagai jejak gas, serta asam sulfat, di awan planet ini. Oleh karena itu, tim berencana untuk memasukkan beberapa jejak gas ke dalam percobaan di masa depan.

“Hanya ada sedikit kelompok di dunia yang sekarang mengerjakan kimia asam sulfat, dan mereka semua setuju bahwa tidak ada seorang pun yang memiliki intuisi,” tambah Sarah Seager. “Saya pikir kita lebih bahagia dari apa pun karena hasil terbaru ini menambah jawaban ‘ya’ terhadap kemungkinan adanya kehidupan di Venus.”

Referensi: “Stabilitas 20 Asam Amino Vital dalam Asam Sulfat Terkonsentrasi: Implikasi terhadap Habitabilitas Venus” oleh Maxwell D. Seager, Sarah Seager, William Baines, dan Janusz J. Petkowski, 18 Maret 2024, Astrobiologi.
doi: 10.1089/ast.2023.0082