Будівельні блоки ДНК можуть вижити в корозійних хмарах Венери, кажуть астрономи – Physics World

Будівельні блоки ДНК можуть вижити в корозійних хмарах Венери, кажуть астрономи – Physics World

Мітка часу: 17 червня 2023 7:00

Зображення хмар на планеті Венера. Планета зображена наполовину в темряві, а хмари виглядають на цьому зображенні в ультрафіолетовому світлі туманним рожево-фіолетовим кольором
Кислотний дощ: знімок планети Венери в ультрафіолетовому світлі, зроблений космічним телескопом Хаббла, на якому видно багаті сірчаною кислотою хмари, які вкривають її поверхню. (З дозволу: Л. Еспозіто/Університет Колорадо, Боулдер і NASA/ESA)

Для планети, яку іноді називають «двійником Землі», Венера є вражаюче негостинною. Його поверхнева температура 735 К достатньо висока, щоб розплавити свинець. Його поверхневий тиск у 94 атмосфери розчавить усі космічні кораблі, крім найвитриваліших. І якщо цього було недостатньо, його густі, гнітючі хмари капають сірчаною кислотою.

Незважаючи на ці недоліки, можливість життя на Венері є гарячою темою серед астрономів і астробіологів. Востаннє він потрапив у заголовки газет у 2020 році, коли дослідники на чолі з Джейн Грівз Кардіффського університету, Великобританія оголосили, що спостерігали фосфін в атмосфері планети. Оскільки єдині способи генерації фосфіну на Землі пов’язані з анаеробними метаболічними процесами в мікробному житті, спостереження було широко інтерпретовано як доказ того, що таке життя повинно існувати і на Венері.

Однак за кілька тижнів з’явилися інші астрономи оскарження достовірності результату – іноді в термінах, які були майже такий же корозійний як багаті сірчаною кислотою хмари Венери. Потім, у 2022 році, подальше дослідження місії NASA SOFIA не виявив доказів фосфіну. Раніше відкриття, здається, було неправильним. Після цього все затихло.

Хмарне середовище існування

Нове дослідження дослідників із США, Канади та Великої Британії відновило дискусію, зосередившись не на фосфіні, а на стабільності нуклеїнових кислот у хмарах Венери. Ці хмари тягнуться від 48–60 км над поверхнею планети майже безперервною купою, і температура в них порівняно помірна: 263 K (-10 °C) на їх зовнішній межі, піднімаючись до приємних 310 K (37 °C). ) далі. При таких температурах легко утворюються ковалентні хімічні зв’язки, і хмари пропонують як рідке середовище, так і джерело енергії. Що не подобається?

У своєму дослідженні, опублікованому в PNAS, астрофізик Сара Сігер з Массачусетського технологічного інституту та її колеги визнають двох «потенційних переслідувачів». По-перше, хмарам Венери критично не вистачає води, речовини, від якої залежить все життя на Землі. По-друге, концентрація сірчаної кислоти в хмарах Венери настільки висока, що навіть кислотолюбиві організми, такі як бактерії, які процвітають у хвостах шахт і підводних вулканах, не можуть там вижити.

Однак для прихильників теорії життя на Венері це ще не кінець історії. Хоча так звані будівельні блоки життя, ДНК і РНК, не є стабільними в таких високих концентраціях сірчаної кислоти, Сігер і його колеги виявили докази того, що всі п’ять їхніх базових молекул – будівельних блоків будівельних блоків, якщо хочете – може просто чудово вижити.

Кислотний тест на все життя

Щоб отримати ці докази, члени команди занурили зразки п’яти основ нуклеїнової кислоти (аденін, цитозин, гуанін, тимін і урацил) і кілька подібних молекул у 98% сірчану кислоту. Потім вони використали комбінацію спектроскопічних методів для вивчення структури молекул через 18-24 години. За допомогою одного з цих методів, спектроскопії ядерного магнітного резонансу (ЯМР) вуглецю-13, вони повторили вимірювання через два тижні, щоб перевірити, чи молекули деградували з часом. Здебільшого відповідь була ні. Серед інших маркерів стабільності центральні ароматичні кільця молекул залишалися нерозірваними, а положення вуглецевих «піків» у спектрі ЯМР не змінювалося навіть після двох тижнів валяння в кислоті.

Довести стабільність основ ДНК і РНК в сірчаній кислоті - це одне. Знайти спосіб об’єднати ці основи в стійкий до сірчаної кислоти біополімер, що несе інформацію, — це ще одне. Без цього не може бути венерианської версії генетики чи дарвінівської еволюції. Тим не менш, Сігер і його колеги завершили своє дослідження на позитивній ноті. «Ми не знаємо, чи можливе походження життя в концентрованій сірчаній кислоті, але таку можливість не можна виключати», — пишуть вони. «Життя могло використовувати концентровану сірчану кислоту як розчинник замість води і могло виникнути в краплях хмари в рідкій концентрованій сірчаній кислоті… У цьому сценарії атмосфера Венери все ще може підтримувати суто повітряне життя на основі концентрованої сірчаної кислоти».

Часова мітка:

Більше від Світ фізики