Život na Venuši? Absolutně překvapivý objev o stabilitě aminokyselin

Výzkumníci z MIT (Massachusetts Institute of Technology) zjistili, že aminokyseliny – hlavní stavební kameny pro život na Zemi – jsou stabilní ve vysoce koncentrované kyselině sírové. Jejich výsledky podporují myšlenku, že stejné molekuly mohou být stabilní ve vysoce sirných oblacích planety Venuše. Výsledky naznačují, že oblaka Venuše by mohla být pohostinná pro některé formy života.

Pokud existuje život ve Sluneční soustavě mimo Zemi, mohl by být nalezen v oblacích Venuše. Na rozdíl od nehostinného povrchu planety, vrstva mraků Venuše, která sahá 40 až 65 km nad povrchem, hostí mírnější teploty, které by mohly podporovat některé extrémní formy života.

Pokud je tam venku, vědci předpokládají, že každý obyvatel mraku na Venuši bude vypadat velmi odlišně od forem života na Zemi. Je to proto, že samotné mraky jsou vytvořeny z vysoce toxických kapiček kyseliny sírové – silně korozivní chemikálie, o které je známo, že rozpouští kovy a ničí většinu biologických molekul na Zemi.

Ale nová studie vědců z MIT může tento předpoklad zpochybnit. Studie zveřejněná 18. března 2024 v časopise Astrobiology uvádí, že ve skutečnosti mohou některé klíčové stavební kameny života přetrvávat i v roztocích koncentrované kyseliny sírové.

Autoři studie zjistili, že 19 aminokyselin, které jsou nezbytné pro život na Zemi, bylo stabilních až čtyři týdny, když se umístily do lahviček s kyselinou sírovou v koncentracích podobných těm v oblacích Venuše. Konkrétně zjistili, že molekulární „páteř“ všech 19 aminokyselin zůstala nedotčena v roztocích kyseliny sírové s koncentrací od 81 do 98 procent.

„Naprosto překvapivé je, že koncentrovaná kyselina sírová není rozpouštědlem, které je univerzálně nepřátelské vůči organické chemii,“ říká spoluautor studie Janusz Petkowski z výzkumné pobočky v oddělení věd o Zemi, atmosféře a planetách (EAPS) MIT.

„Zjišťujeme, že stavební kameny života na Zemi jsou stabilní v kyselině sírové, a to je velmi zajímavé pro myšlenku možnosti života na Venuši,“ dodává autorka studie Sara Seagerová, profesorka planetárních věd na MIT v EAPS a profesorka na katedře fyziky a letectví a kosmonautiky. „Neznamená to, že život tam bude stejný jako na Zemi. Ve skutečnosti víme, že to není možné. Ale tato práce posouvá myšlenku, že mraky Venuše mohou podporovat složité chemikálie potřebné pro život.“

Mezi spoluautory studie patří Maxwell Seager, vysokoškolák na katedře chemie na Worcester Polytechnic Institute a Seagerův syn, a William Bains, vědec z Cardiffské univerzity.

Stavební kameny v kyselině

Hledání života v oblacích Venuše nabralo v posledních letech na intenzitě, zčásti podnícené kontroverzní detekcí fosfinu – molekuly, která je považována za jeden ze znaků života – v atmosféře planety. Zatímco tato detekce zůstává předmětem debat, zprávy znovu oživily starou otázku: Mohla by sesterská planeta Země skutečně hostit život?

Při hledání odpovědi plánují vědci několik misí na Venuši, včetně první z velké části soukromě financované mise na planetu, kterou podporuje kalifornská společnost Rocket Lab. Tato mise, na níž je Maxwell Seager hlavním vědeckým výzkumným pracovníkem, má za cíl poslat vesmírnou sondu skrz mraky planety, aby analyzovala jejich chemii na známky organických molekul.

Před startem mise v lednu 2025 Sara Seagerová a její kolegové testovali různé molekuly v koncentrované kyselině sírové, aby zjistili, jaké fragmenty života na Zemi by mohly být stabilní i v oblacích Venuše, které jsou podle odhadů řádově kyselejší než nejkyselejší místa na Zemi.

„Lidé mají pocit, že koncentrovaná kyselina sírová je extrémně agresivní rozpouštědlo, které roztrhá všechno na kusy,“ říká Janusz Petkowski. „Ale zjišťujeme, že to nemusí být nutně pravda.“

Ve skutečnosti tým již dříve ukázal, že složité organické molekuly, jako jsou některé mastné kyseliny a nukleové kyseliny, zůstávají v kyselině sírové překvapivě stabilní. Vědci pečlivě zdůrazňují, jak to činí ve svém současném článku, že „komplexní organická chemie samozřejmě není život, ale bez ní život není“.
Jinými slovy, pokud určité molekuly mohou přetrvávat v kyselině sírové, pak jsou možná vysoce kyselá mračna Venuše obyvatelná, ne-li nutně obydlená.

Ve své nové studii se tým zaměřil na aminokyseliny – molekuly, které se spojují a vytvářejí esenciální proteiny, z nichž každý má svou vlastní specifickou funkci. Každá živá bytost na Zemi potřebuje aminokyseliny, aby vytvořila bílkoviny, které zase provádějí život udržující funkce, od štěpení potravy po generování energie, budování svalů a opravy tkání.

„Pokud vezmete v úvahu čtyři hlavní stavební kameny života, jako jsou báze nukleových kyselin, aminokyseliny, mastné kyseliny a sacharidy, ukázali jsme, že některé mastné kyseliny mohou tvořit micely a vezikuly v kyselině sírové a báze nukleových kyselin jsou v kyselině sírové stabilní. Ukázalo se, že sacharidy jsou vysoce reaktivní v kyselině sírové,“ vysvětluje Maxwell Seager. „To nám zbylo pouze na aminokyseliny jako na poslední hlavní stavební kámen ke studiu.“

Stabilní páteř

Vědci začali se studiem kyseliny sírové během pandemie a své experimenty prováděli v domácí laboratoři. Od té doby Seagerová a její syn pokračovali v práci na chemii v koncentrované kyselině sírové. Na začátku roku 2023 objednali práškové vzorky 20 „biogenních“ aminokyselin – těch aminokyselin, které jsou nezbytné pro veškerý život na Zemi. Rozpustili každý typ aminokyselin v lahvičkách s kyselinou sírovou smíchanou s vodou v koncentracích 81 a 98 procent, což představuje rozsah, který existuje v oblacích Venuše.

Tým poté nechal lahvičky inkubovat jeden den, než je převezl do oddělení chemického instrumentačního zařízení MIT (DCIF), sdílené laboratoře s nepřetržitým provozem, která nabízí řadu automatických a manuálních nástrojů pro vědce z MIT. Seagerová a její tým použili laboratorní spektrometr nukleární magnetické rezonance (NMR) k analýze struktury aminokyselin v kyselině sírové.

Po několikanásobné analýze každé lahvičky během čtyř týdnů vědci ke svému překvapení zjistili, že základní molekulární struktura neboli „páteř“ v 19 z 20 aminokyselin zůstala stabilní a nezměněná, dokonce i ve vysoce kyselých podmínkách.

„Jen ukázat, že tato páteř je stabilní v kyselině sírové, neznamená, že na Venuši je život,“ poznamenává Maxwell Seager. „Ale kdybychom ukázali, že tato páteř byla kompromitována, pak by neexistovala žádná šance na život, jak ho známe.“

„Nyní s objevem, že mnoho aminokyselin a nukleových kyselin je stabilních v 98% kyselině sírové, možnost přežití života v kyselině sírové nemusí být tak přitažená za vlasy nebo fantastická,“ říká Sanjay Limaye, planetolog z univerzity ve Wisconsinu, který studoval Venuši více než 45 let a který se na této studii nepodílel. „Samozřejmě, že před námi leží mnoho překážek, ale život, který se vyvinul ve vodě a přizpůsobil se kyselině sírové, nelze snadno zavrhnout.“

Tým uznává, že chemie oblaků Venuše je pravděpodobně horší než podmínky studie ve „zkumavce“. Vědci například naměřili v oblacích planety kromě kyseliny sírové i různé stopové plyny. Tým jako takový plánuje začlenit určité stopové plyny do budoucích experimentů.

„Na světě je nyní jen několik skupin, které pracují na chemii v kyselině sírové, a všechny budou souhlasit s tím, že nikdo nemá intuici,“ dodává Sara Seagerová. „Myslím, že jsme prostě více šťastnější než cokoli jiného, že tento nejnovější výsledek přidává ještě jedno "ano" pro možnost života na Venuši.“

Zdroj: https://scitechdaily.com/life-on-venus-mits-absolutely-surprising-discovery-of-amino-acid-stability/

autor: František Martinek