Se houver vida no sistema solar além da Terra, ela poderá ser encontrada nas nuvens de Vênus. Em contraste com a superfície extremamente inóspita do planeta, a camada de nuvens de Vénus, que se estende de 30 a 40 milhas acima da superfície, acolhe temperaturas mais amenas que poderiam suportar algumas formas extremas de vida.



Se estiver por aí, os cientistas presumiram que qualquer habitante da nuvem venusiana seria muito diferente das formas de vida na Terra. Isso ocorre porque as próprias nuvens são feitas de gotículas altamente tóxicas de ácido sulfúrico – um produto químico intensamente corrosivo que dissolve metais e destrói a maioria das moléculas biológicas da Terra.

Mas um novo estudo realizado por investigadores do MIT pode desafiar essa suposição. Publicado hoje na revista Astrobiology , o estudo relata que, de fato, alguns componentes essenciais da vida podem persistir em soluções de ácido sulfúrico concentrado.

Os autores do estudo descobriram que 19 aminoácidos essenciais à vida na Terra permanecem estáveis ​​durante até quatro semanas quando colocados em frascos de ácido sulfúrico em concentrações semelhantes às das nuvens de Vénus. Em particular, eles descobriram que a “estrutura” molecular de todos os 19 aminoácidos permaneceu intacta em soluções de ácido sulfúrico com concentração variando de 81% a 98%.

“O que é absolutamente surpreendente é que o ácido sulfúrico concentrado não é um solvente universalmente hostil à química orgânica”, diz o coautor do estudo Janusz Petkowski, pesquisador afiliado do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias (EAPS) do MIT.

“Estamos descobrindo que os blocos de construção da vida na Terra são estáveis ​​em ácido sulfúrico, e isso é muito intrigante para a ideia da possibilidade de vida em Vênus”, acrescenta a autora do estudo Sara Seager, professora de Ciências Planetárias da turma de 1941 do MIT na EAPS. e professor dos departamentos de Física e de Aeronáutica e Astronáutica. "Isso não significa que a vida lá será a mesma que aqui. Na verdade, sabemos que não pode ser. Mas este trabalho avança a noção de que as nuvens de Vénus poderão conter substâncias químicas complexas necessárias à vida."

Os co-autores do estudo incluem o primeiro autor Maxwell Seager, estudante de graduação no Departamento de Química do Worcester Polytechnic Institute e filho de Seager, e William Bains, pesquisador afiliado do MIT e cientista da Universidade de Cardiff.

Blocos de construção em ácido

A procura de vida nas nuvens de Vénus ganhou impulso nos últimos anos, estimulada em parte pela controversa detecção de fosfina – uma molécula que é considerada uma assinatura de vida – na atmosfera do planeta. Embora essa detecção permaneça em debate, as notícias revigoraram uma velha questão:será que o planeta irmão da Terra poderia realmente hospedar vida?

Em busca de uma resposta, os cientistas estão a planear várias missões a Vénus, incluindo a primeira missão ao planeta com financiamento privado, apoiada pela empresa de lançamento Rocket Lab, com sede na Califórnia. Essa missão, da qual Seager é o principal investigador científico, visa enviar uma nave espacial através das nuvens do planeta para analisar a sua química em busca de sinais de moléculas orgânicas.

Antes do lançamento da missão em janeiro de 2025, Seager e seus colegas testaram várias moléculas de ácido sulfúrico concentrado para ver quais fragmentos de vida na Terra também poderiam ser estáveis ​​nas nuvens de Vênus, que são estimadas em ordens de magnitude mais ácidas do que as nuvens de Vênus. lugares mais ácidos da Terra.

“As pessoas têm a percepção de que o ácido sulfúrico concentrado é um solvente extremamente agressivo que despedaça tudo”, diz Petkowski. "Mas estamos descobrindo que isso não é necessariamente verdade."

Na verdade, a equipe já havia demonstrado que moléculas orgânicas complexas, como alguns ácidos graxos e ácidos nucléicos, permanecem surpreendentemente estáveis ​​em ácido sulfúrico. Os cientistas têm o cuidado de enfatizar, como fazem no seu artigo atual, que “a química orgânica complexa, claro, não é vida, mas não há vida sem ela”.

Por outras palavras, se certas moléculas podem persistir no ácido sulfúrico, então talvez as nuvens altamente ácidas de Vénus sejam habitáveis, se não necessariamente habitadas.

No seu novo estudo, a equipa concentrou-se nos aminoácidos – moléculas que se combinam para formar proteínas essenciais, cada uma com a sua função específica. Todos os seres vivos na Terra necessitam de aminoácidos para produzir proteínas que, por sua vez, desempenham funções de manutenção da vida, desde a decomposição dos alimentos até à geração de energia, construção muscular e reparação de tecidos.

"Se você considerar os quatro principais blocos de construção da vida como bases de ácidos nucleicos, aminoácidos, ácidos graxos e carboidratos, demonstramos que alguns ácidos graxos podem formar micelas e vesículas em ácido sulfúrico, e as bases de ácidos nucleicos são estáveis ​​em ácido sulfúrico. Foi demonstrado que os carboidratos são altamente reativos em ácido sulfúrico", Maxwell.

Seager explica. "Isso só nos deixou com os aminoácidos como o último grande alicerce para
estudar."

Uma espinha dorsal estável

Os cientistas iniciaram seus estudos com ácido sulfúrico durante a pandemia, realizando seus experimentos em um laboratório doméstico. Desde então, Seager e seu filho continuaram a trabalhar na química do ácido sulfúrico concentrado. No início de 2023, encomendaram amostras em pó de 20 aminoácidos “biogénicos” – aqueles aminoácidos que são essenciais para toda a vida na Terra. Eles dissolveram cada tipo de aminoácido em frascos de ácido sulfúrico misturado com água, nas concentrações de 81% e 98%, que representam a faixa que existe nas nuvens de Vênus.

A equipe então deixou os frascos incubarem por um dia antes de transportá-los para o Departamento de Instrumentação Química (DCIF) do MIT, um laboratório compartilhado 24 horas por dia, 7 dias por semana, que oferece uma série de instrumentos automatizados e manuais para os cientistas do MIT usarem. Por sua vez, Seager e sua equipe usaram o espectrômetro de ressonância magnética nuclear (NMR) do laboratório para analisar a estrutura dos aminoácidos no ácido sulfúrico.

Depois de analisar cada frasco várias vezes ao longo de quatro semanas, os cientistas descobriram, para sua surpresa, que a estrutura molecular básica, ou “espinha dorsal” em 19 dos 20 aminoácidos permaneceu estável e inalterada, mesmo em condições altamente ácidas.

“Apenas mostrar que esta estrutura é estável em ácido sulfúrico não significa que exista vida em Vénus”, observa Maxwell Seager. "Mas se tivéssemos mostrado que esta espinha dorsal estava comprometida, então não haveria chance de vida como a conhecemos."

“Agora, com a descoberta de que muitos aminoácidos e ácidos nucleicos são estáveis ​​em ácido sulfúrico a 98%, a possibilidade de a vida sobreviver em ácido sulfúrico pode não ser tão rebuscada ou fantástica”, diz Sanjay Limaye, cientista planetário da Universidade. de Wisconsin, que estudou Vénus durante mais de 45 anos e que não esteve envolvido neste estudo. “É claro que há muitos obstáculos pela frente, mas a vida que evoluiu na água e se adaptou ao ácido sulfúrico pode não ser facilmente descartada.”

A equipe reconhece que a química das nuvens de Vênus é provavelmente mais confusa do que as condições do “tubo de ensaio” do estudo. Por exemplo, os cientistas mediram vários gases residuais, além do ácido sulfúrico, nas nuvens do planeta. Como tal, a equipa planeia incorporar certos gases residuais em experiências futuras.

“Existem apenas alguns grupos no mundo que estão trabalhando na química do ácido sulfúrico, e todos concordarão que ninguém tem intuição”, acrescenta Sara Seager. "Penso que estamos mais felizes do que qualquer coisa por este último resultado acrescentar mais um 'sim' à possibilidade de vida em Vénus."

Mais informações: Maxwell D. Seager et al, Estabilidade de 20 aminoácidos biogênicos em ácido sulfúrico concentrado:implicações para a habitabilidade das nuvens de Vênus, Astrobiologia (2024). DOI:10.1089/ast.2023.0082
Fornecido pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts

Esta história foi republicada como cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisa, inovação e ensino do MIT.