Peneliti MIT telah menemukan bahwa asam amino – bahan penyusun utama 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. Kredit: JAXA/JJ Petkowski
Hasil menunjukkan awan Venus bisa ramah untuk beberapa bentuk kehidupan.
Jika ada kehidupan di tata surya selain Bumi, kemungkinan besar kehidupan tersebut juga ditemukan di awan Venus. Berbeda dengan permukaan planet yang sangat tidak ramah, lapisan awan Venus, yang membentang antara 30 hingga 40 mil di atas permukaan, memiliki suhu lebih sejuk yang dapat mendukung beberapa bentuk kehidupan ekstrem.
Jika memang ada, para ilmuwan berasumsi bahwa penghuni awan Venus mana pun akan terlihat sangat berbeda dengan bentuk kehidupan di Bumi. Itu karena awan itu sendiri terbuat dari tetesan belerang yang sangat beracun asam — bahan kimia yang sangat korosif yang diketahui dapat melarutkan logam dan menghancurkan sebagian besar molekul biologis di Bumi.
Namun sebuah studi baru oleh DENGAN peneliti mungkin menantang asumsi itu. Diterbitkan pada 18 Maret di jurnal Astrobiologipenelitian tersebut melaporkan bahwa, faktanya, beberapa bahan penyusun utama kehidupan dapat bertahan dalam larutan asam sulfat pekat.
Penulis penelitian telah menemukan bahwa 19 asam amino Asam sulfat yang penting bagi kehidupan di Bumi akan stabil hingga empat minggu jika ditempatkan dalam botol berisi asam sulfat dengan konsentrasi serupa dengan konsentrasi 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 benar-benar mengejutkan adalah bahwa asam sulfat pekat bukanlah pelarut yang secara universal tidak ramah terhadap kimia organik,” kata rekan penulis studi Janusz Petkowski, afiliasi penelitian di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planet (EAPS) MIT.
“Kami menemukan bahwa bahan penyusun kehidupan di Bumi stabil dalam asam sulfat, dan ini sangat menarik untuk gagasan tentang kemungkinan adanya kehidupan di Venus,” tambah penulis studi Sara Seager, Profesor Ilmu Planet Kelas 1941 MIT di EAPS. dan seorang profesor di departemen Fisika dan Aeronautika dan Astronautika. “Bukan berarti kehidupan di sana akan sama dengan di sini. Faktanya, kami tahu itu tidak mungkin terjadi. Namun penelitian ini memajukan gagasan bahwa awan Venus dapat mendukung bahan kimia kompleks yang diperlukan untuk kehidupan.”
Rekan penulis penelitian ini termasuk penulis pertama Maxwell Seager, seorang sarjana di Departemen Kimia di Institut Politeknik Worcester dan putra Seager, dan William Bains, afiliasi penelitian di MIT dan ilmuwan di Universitas Cardiff.
Bahan Bangunan dalam Asam
Pencarian kehidupan di awan Venus telah mendapatkan momentum dalam beberapa tahun terakhir, sebagian didorong oleh deteksi kontroversial fosfin – sebuah molekul yang dianggap sebagai salah satu tanda kehidupan – di atmosfer planet tersebut. Meskipun deteksi tersebut masih menjadi perdebatan, berita tersebut telah 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 ke planet ini yang sebagian besar didanai swasta, didukung oleh perusahaan peluncuran Rocket Lab yang berbasis di California. Misi tersebut, di mana Seager menjadi peneliti utama sains, bertujuan untuk mengirim pesawat ruang angkasa melintasi awan planet untuk menganalisis sifat kimianya untuk mencari tanda-tanda molekul organik.
Menjelang peluncuran misinya pada bulan Januari 2025, Seager dan rekan-rekannya telah menguji berbagai molekul dalam asam sulfat pekat untuk melihat fragmen kehidupan apa di Bumi yang mungkin juga stabil di awan Venus, yang diperkirakan lebih asam dibandingkan dengan tempat paling asam di Bumi.
“Orang-orang mempunyai persepsi bahwa asam sulfat pekat adalah pelarut yang sangat agresif 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 dengan hati-hati menekankan, seperti yang mereka lakukan dalam makalah mereka saat ini, bahwa “kimia organik kompleks tentu saja bukanlah kehidupan, namun tidak ada kehidupan tanpanya.”
Dengan kata lain, jika molekul tertentu dapat bertahan dalam asam sulfat, maka mungkin awan Venus yang sangat asam dapat dihuni, atau bahkan belum tentu dapat dihuni.
Dalam studi baru mereka, tim mengalihkan fokus mereka pada asam amino – molekul yang bergabung untuk membuat protein esensial, yang masing-masing memiliki fungsi spesifiknya sendiri. Setiap makhluk 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 mempertimbangkan empat bahan penyusun utama kehidupan sebagai basa asam nukleat, asam amino, asam lemak, dan karbohidrat, kami telah menunjukkan bahwa beberapa asam lemak dapat membentuk misel dan vesikel dalam asam sulfat, dan basa asam nukleat stabil dalam asam sulfat. asam. Karbohidrat telah terbukti sangat reaktif dalam asam sulfat,” Maxwell
Seager menjelaskan. “Hal ini hanya menyisakan asam amino sebagai bahan penyusun utama terakhir bagi kita
belajar.”
Tulang Punggung yang Stabil
Para ilmuwan memulai studi mereka tentang asam sulfat selama pandemi, melakukan eksperimen mereka di laboratorium rumah. Sejak saat itu, Seager dan putranya terus mengerjakan kimia dalam asam sulfat pekat. Pada awal tahun 2023, mereka memesan sampel bubuk dari 20 asam amino “biogenik” – asam amino yang penting bagi semua kehidupan di Bumi. Mereka melarutkan setiap jenis asam amino dalam botol asam sulfat yang dicampur dengan air, dengan konsentrasi 81 dan 98 persen, yang mewakili kisaran yang ada di awan Venus.
Tim kemudian membiarkan botol-botol tersebut diinkubasi selama sehari sebelum membawanya ke Fasilitas Instrumentasi Departemen Kimia (DCIF) MIT, sebuah laboratorium bersama 24/7 yang 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 kita menunjukkan bahwa tulang punggung ini telah dikompromikan, 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, dan tidak terlibat dalam penelitian ini. “Tentu saja, masih banyak kendala yang menghadang, namun kehidupan yang berevolusi di air dan beradaptasi dengan asam sulfat mungkin tidak mudah dihilangkan.”
Tim mengakui bahwa kandungan kimiawi awan Venus kemungkinan lebih berantakan dibandingkan kondisi “tabung reaksi” penelitian. Misalnya, para ilmuwan telah mengukur berbagai jejak gas, selain asam sulfat, di awan planet ini. Oleh karena itu, tim berencana untuk memasukkan jejak gas tertentu dalam percobaan di masa depan.
“Hanya ada sedikit kelompok di dunia saat ini yang mengerjakan ilmu kimia dalam asam sulfat, dan mereka semua setuju bahwa tidak ada seorang pun yang memiliki intuisi,” tambah Sara Seager. “Saya pikir kami lebih bahagia dari apa pun karena hasil terbaru ini menambahkan satu lagi jawaban ‘ya’ untuk kemungkinan adanya kehidupan di Venus.”
Referensi: “Stabilitas 20 Asam Amino Biogenik dalam Asam Sulfat Terkonsentrasi: Implikasi terhadap Habitabilitas Awan Venus” oleh Maxwell D. Seager, Sara Seager, William Bains, dan Janusz J. Petkowski, 18 Maret 2024, Astrobiologi.
DOI: 10.1089/ast.2023.0082
