Si hay vida en el sistema solar más allá de la Tierra, podría encontrarse en las nubes de Venus. En contraste con la abrasadoramente inhóspita superficie 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 está ahí fuera, los científicos han asumido que cualquier habitante de las nubes venusianas se vería muy diferente de las formas de vida en la Tierra. Esto se debe a que las nubes mismas están hechas de gotas altamente tóxicas de ácido sulfúrico, una sustancia química intensamente corrosiva que se sabe que disuelve 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. Publicado hoy en la revista Astrobiology , el estudio informa que, de hecho, algunos componentes clave de la vida pueden persistir en soluciones de ácido sulfúrico concentrado.
Los autores del estudio han descubierto que 19 aminoácidos que son esenciales para la vida en la Tierra son 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%.
"Lo que es absolutamente sorprendente es que el ácido sulfúrico concentrado no es un disolvente universalmente hostil a la química orgánica", afirma el coautor del estudio Janusz Petkowski, investigador afiliado del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias (EAPS) del MIT. P>
"Estamos descubriendo que los componentes básicos de la vida en la Tierra son estables en ácido sulfúrico, y esto es muy intrigante para la idea de la posibilidad de vida en Venus", añade la autora del estudio Sara Seager, profesora de Ciencias Planetarias de la promoción de 1941 del MIT en la EAPS. y profesor de los departamentos de Física y de Aeronáutica y Astronáutica. "Esto no significa que la vida allí será la misma que aquí. De hecho, sabemos que no puede serlo. Pero este trabajo promueve la noción de que las nubes de Venus podrían sustentar sustancias químicas complejas necesarias para la vida".
Los coautores del estudio incluyen al primer autor Maxwell Seager, estudiante del Departamento de Química del Instituto Politécnico de Worcester e hijo de Seager, y William Bains, investigador asociado del MIT y científico de la Universidad de Cardiff.
La búsqueda de vida en las nubes de Venus ha cobrado impulso en los últimos años, impulsada en parte por una controvertida detección de fosfina (una molécula que se considera una característica de la vida) en la atmósfera del planeta. Si bien esa 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 en gran medida privada y respaldada por la empresa de lanzamiento Rocket Lab, con sede en California. Esa misión, en la que 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 han estado probando varias moléculas en 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 lugares más ácidos de la Tierra.
"La gente tiene la percepción de que el ácido sulfúrico concentrado es un disolvente extremadamente agresivo que destroza todo", dice Petkowski. "Pero estamos descubriendo que esto no es necesariamente cierto".
De hecho, el equipo ha 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. Cada ser vivo en la Tierra necesita aminoácidos para producir proteínas que a su vez llevan a cabo 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. Se ha demostrado que los carbohidratos son altamente reactivos en el ácido sulfúrico", Maxwell
.
Seager explica. "Eso sólo nos dejó con los aminoácidos como último componente importante para
estudiar."
Los científicos comenzaron sus estudios sobre el ácido sulfúrico durante la pandemia, llevando 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 del 81% y 98%, que representan el rango que existe en las nubes de Venus.
Luego, el equipo dejó que los viales se incubaran durante un día antes de transportarlos a la Instalación de Instrumentación del Departamento de Química (DCIF) del MIT, un laboratorio compartido abierto las 24 horas, los 7 días de la semana, que ofrece una serie de instrumentos automatizados y manuales para que los utilicen los científicos del MIT. Por su parte, 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 columna vertebral es estable en ácido sulfúrico no significa que haya vida en Venus", señala 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 Wisconsin que ha estudiado Venus durante más de 45 años y que no participó en este estudio. "Por supuesto, quedan muchos obstáculos por delante, pero la vida que evolucionó en el agua y se adaptó al ácido sulfúrico no puede descartarse fácilmente."
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.
"Ahora 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 intuición", añade Sara Seager. "Creo que lo que más nos alegra es que este último resultado añada un 'sí' más a la posibilidad de que exista vida en Venus".
Más información: Maxwell D. Seager et al, Estabilidad de 20 aminoácidos biogénicos en ácido sulfúrico concentrado:implicaciones para la habitabilidad de las nubes de Venus, Astrobiología (2024). DOI:10.1089/ast.2023.0082
Proporcionado por el Instituto de Tecnología de Massachusetts
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre investigación, innovación y enseñanza del MIT.
