23 juni 2024

Wetenschappers tonen aan dat aminozuren kunnen ‘overleven’ in het zwavelzuur wolkendek van Venus

Venus, gefotografeerd door het Japanse Akatsuki ruimtevaartuig op 30 mei 2018. Credit: JAXA/PLANET-C Project Team

De wolken van Venus zijn gevuld met druppels geconcentreerd zwavelzuur. Wetenschappers trachten al jaren te ontdekken of er complexe organische chemie aanwezig is in Venus’ wolkendek. Een wetenschappelijk team van het MIT o.l.v. Maxwell D. Seager toonde recent aan dat biogene aminozuren kunnen overleven in de zwavelzuurdruppeltjes in de wolken van Venus. En als biogene aminozuren, de bouwstenen van essentiële eiwitten in de genetische code van het leven, inderdaad stabiel kunnen blijven bij zulke hoge zwavelzuurconcentraties, zouden, zo opperde het team, microben op Venus dan bijvoorbeeld zwavelzuur gebruiken voor hun biochemie, net zoals aardse organismen water gebruiken? De ontdekking van Seager, Pestowski e.a. ondersteunt het idee dat complexe organische chemie mogelijk is in de geconcentreerde zwavelzuurwolken van Venus, en dat het waarschijnlijk is dat organische chemie inderdaad aanwezig is in de wolken van Venus.

Lang hebben planetaire wetenschappers en biologen vastgehouden aan één stelregel: water is essentieel voor het leven. Deze stelregel gaat terug tot het werk van Harvard-bioloog Lawrence Henderson, die in zijn werk uit 1913, The Fitness of the Environment, schreef: Life necessarily must be based on carbon and water, and its higher forms must metabolize free oxygen.” Water drijft veel van NASA’s exploratieprogramma’s aan, in, maar ook buiten het zonnestelsel, zie bijvoorbeeld hun site ‘Water; Life’s Elixir in the Solar System’. Waar water kan bestaan, hetzij als vloeistof of als ijs, zoals op Mars, Jupiter’s maan Europa en Saturnus’ maan Enceladus, of op andere exoplaneten, focussen missies als de Mars Global Surveyer, Europa Clipper (lanc. okt. 2024), Hubble en Keplervan NASA zich o.a. op.

Echter, het leven in het universum, zo geven astronomen en biologen inmiddels toe, zou ook gebaseerd kunnen zijn op totaal andere chemische systemen dan het onze. Het leven wordt algemeen gedefinieerd, als elk systeem dat in staat is functies uit te voeren zoals eten, metaboliseren, uitscheiden, ademen, bewegen, groeien, reproduceren en reageren op externe stimuli. Al het leven in het universum dat deze kenmerken vertoont, zou als een levend wezen worden beschouwd. De beweging van moleculen speelt een sleutelrol, een stromend oplosmiddel kan de beweging van moleculen in gang zetten en daarmee de energiereacties die het leven nodig heeft om energie op te nemen, alsook afval uit te scheiden. Op aarde is dat (vrijwel altijd) oplosmiddel water, maar elders in de kosmos kan dit iets anders zijn. Op aarde zijn er microben die voor onbepaalde tijd in leven blijven zonder water.

Venus wolkendek artistieke impressie credits; ESA

Zwaverzuurwolken en Venus
Buitenaardse levensvormen kunnen een andere biochemie hebben dan het leven zoals wij dat kennen, en daarom is het belangrijk, aldus het team, om de fundamentele chemie te begrijpen die plaatsvindt in potentiële alternatieve oplosmiddelen, om te beoordelen of daarin complexe organische chemie kan ontstaan, die stabiel en oplosbaar is.

Het team van Seager, Pestowski e.a, nam de zwavelzuurwolken van Venus op de proef. De druppels in de wolken van Venus – de laag die reikt van 48 tot 64 km hoog – bevatten tussen de 81% tot 98% zwavelzuur, een klein percentage is water. Alleen enkele aardse extremofielen zouden hierin kunnen gedijen. Uit de studie bleek bleek dat aminozuren op Venus verrassend stabiel zouden zijn in de zwavelzuurdruppeltjes. Het team stelde In dit werk bestudeerden we 20 biogene aminozuren in het bereik van de zwavelzuurconcentraties in de wolken van Venus (81% en 98% w/w, het restwater) en temperaturen. We ontdekten dat 19 van de biogene aminozuren die we hebben getest, na vier weken, ofwel niet-reactief zijn (13 in 98% w/w en 12 in 81% w/w) of alleen chemisch gemodificeerd zijn in de zijketen. Onze belangrijkste bevinding is daarom dat de aminozuurruggengraat intact blijft in geconcentreerd zwavelzuur.”

Petkowski noemde, aan Space.com, de bevinding dat aminozuren stabiel zijn in zwavelzuur, een onverwachte ontdekking, die het idee verder ondersteunt dat complexe organische chemie mogelijk is in de geconcentreerde zwavelzuurwolken van Venus en dat het waarschijnlijk is dat organische chemie inderdaad aanwezig is in de wolken van Venus.. Het team toonde eerder al aan dat enkele andere sleutelmoleculen die nodig zijn voor het leven, zoals nucleïnezuurbasen, ook stabiel konden blijven in geconcentreerd zwavelzuur.

Het team gaat verder met hun onderzoek, en stelt We hebben aangetoond dat geconcentreerd zwavelzuur niet universeel vijandig staat tegenover de organische chemie en dat verrassend genoeg veel organische stoffen maandenlang, zo niet langer, stabiel en oplosbaar zijn in dit agressieve oplosmiddel.” Janusz J. Petkowski is vice-hoofdonderzoeker van de Rocket Lab-missie naar Venus, die gepland staat voor 2025, en het doel is ook te zoeken naar organisch materiaal in de wolken van Venus. NASA plant de  missies DAVINCI+ en VERITAS naar Venus, die gelanceerd zullen worden tussen 2028-2030. DAVINCI+ zal de samenstelling van de atmosfeer van Venus meten om te begrijpen hoe deze zich heeft gevorm, en tevens zal de missie onderzoeken of de planeet ooit een oceaan heeft gehad. Het wetenschappelijk artikel van Seager’s team wordt gepubliceerd in Astrobiology, en is nu in te zien op ArXiv. Bronnen; Space.com, EarthSky, NSF, NASA, RocketLab
Share

Speak Your Mind

*