生命的组成部分在类似金星的条件下出人意料地稳定

如果地球以外的太阳系中存在生命，那么它可能会在金星的云层中被发现。与金星极其荒凉的表面形成鲜明对比的是，金星的云层延伸至地表上方30至40英里，其温度较为温和，可以支持一些极端的生命形式。

科学家们假设，如果金星云中存在这样的生物，它们看起来将与地球上的生命形式截然不同。这是因为云本身是由剧毒的硫酸液滴组成的，硫酸是一种强腐蚀性化学物质，已知可以溶解金属并破坏地球上的大多数生物分子。

但麻省理工学院研究人员的一项新研究可能会挑战这一假设。今天发表在《天体生物学》杂志上的这项研究报告说，事实上，生命的一些关键组成部分可以在浓硫酸溶液中持续存在。

该研究的作者发现，地球上生命所必需的19种氨基酸在放入浓度与金星云层相似的硫酸小瓶中时可以稳定长达四个星期。特别是，他们发现所有19种氨基酸的分子“骨架”在浓度为81%至98%的硫酸溶液中保持完整。

“绝对令人惊讶的是，浓硫酸并不是一种普遍对有机化学不利的溶剂，”该研究的合著者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的研究成员雅努斯·佩特科夫斯基(JanuszPetkowski)说。

研究作者、麻省理工学院1941届EAPS行星科学教授萨拉·西格(SaraSeager)补充道：“我们发现地球上生命的组成部分在硫酸中是稳定的，这对于金星上存在生命的可能性的想法非常有趣。”物理系和航空航天系教授。“这并不意味着那里的生命会和这里一样。事实上，我们知道不可能。但这项工作推进了金星云可以支持生命所需的复杂化学物质的观念。”

该研究的共同作者包括第一作者麦克斯韦·西格(MaxwellSeager)和威廉·贝恩斯(WilliamBains)。麦克斯韦·西格是伍斯特理工学院化学系的本科生，也是西格的儿子，威廉·贝恩斯是麻省理工学院的研究人员和卡迪夫大学的科学家。

酸中的积木

近年来，在金星云层中寻找生命的势头日益强劲，部分原因是在金星大气层中检测到了磷化氢(一种被认为是生命特征之一的分子)，这一争议颇具争议。尽管这一发现仍存在争议，但这一消息重新引发了一个老问题：地球的姐妹行星是否真的存在生命?

为了寻找答案，科学家们正在计划多项金星任务，其中包括由加州发射公司火箭实验室支持的第一个主要由私人资助的金星任务。西格是这项任务的科学首席研究员，其目的是发射一艘航天器穿过行星的云层，分析其化学成分，寻找有机分子的迹象。

在该任务于2025年1月发射之前，西格和她的同事一直在浓硫酸中测试各种分子，以了解地球上哪些生命碎片可能在金星云中保持稳定，据估计，金星云的酸性比地球上的要高几个数量级。地球上酸性最强的地方。

佩特科夫斯基说：“人们认为浓硫酸是一种极具腐蚀性的溶剂，可以将所有东西切成碎片。”“但我们发现这不一定是真的。”

事实上，该团队之前已经证明，复杂的有机分子，例如一些脂肪酸和核酸，在硫酸中仍然保持令人惊讶的稳定。正如他们在当前论文中所做的那样，科学家们小心翼翼地强调，“复杂的有机化学当然不是生命，但没有它就没有生命。”

换句话说，如果某些分子能够在硫酸中持续存在，那么金星的高酸性云团即使不一定有人居住，也可能是适宜居住的。

在他们的新研究中，研究小组将注意力转向氨基酸——结合起来形成必需蛋白质的分子，每种蛋白质都有自己的特定功能。地球上的每一种生物都需要氨基酸来制造蛋白质，从而执行维持生命的功能，从分解食物到产生能量、增强肌肉和修复组织。

“如果你将生命的四大组成部分视为核酸碱基、氨基酸、脂肪酸和碳水化合物，我们已经证明一些脂肪酸可以在硫酸中形成胶束和囊泡，并且核酸碱基在硫酸中是稳定的酸。碳水化合物已被证明在硫酸中具有高度反应性，”麦克斯韦

西格解释道。“这只剩下氨基酸作为我们

研究的最后一个主要组成部分。”

稳定的脊梁

科学家们在大流行期间开始对硫酸进行研究，并在家庭实验室中进行实验。从那时起，西格和她的儿子继续从事浓硫酸化学研究。2023年初，他们订购了20种“生物源”氨基酸的粉末样品，这些氨基酸对地球上所​​有生命都至关重要。他们将每种类型的氨基酸溶解在与水混合的小瓶中，浓度分别为81%和98%，这代表了金星云中存在的范围。

然后，该团队让这些小瓶孵化一天，然后将它们运送到麻省理工学院化学仪器系(DCIF)，这是一个24/7的共享实验室，提供许多自动和手动仪器供麻省理工学院的科学家使用。就西格和她的团队而言，他们使用实验室的核磁共振(NMR)光谱仪来分析硫酸中氨基酸的结构。

经过四个星期对每个小瓶进行多次分析后，科学家们惊讶地发现，即使在高酸性条件下，20种氨基酸中的19种氨基酸的基本分子结构或“骨架”仍然保持稳定和不变。

“仅仅证明这个骨架在硫酸中稳定并不意味着金星上有生命，”麦克斯韦·西格指出。“但如果我们证明这个脊椎骨受到了损害，那么我们就不会有生命的机会了。”

“现在，随着发现许多氨基酸和核酸在98%的硫酸中保持稳定，生命在硫酸中生存的可能性可能不再那么牵强或异想天开，”该大学的行星科学家桑杰·利马耶(SanjayLimaye)说威斯康星州的他研究金星超过45年，但没有参与这项研究。“当然，前面还有许多障碍，但在水中进化并适应硫酸的生命可能不会轻易被忽视。”

研究小组承认，金星的云化学物质可能比研究的“试管”条件更混乱。例如，除了硫酸之外，科学家还测量了地球云层中的各种微量气体。因此，该团队计划在未来的实验中加入某些痕量气体。

“现在世界上只有少数几个团体正在研究硫酸化学，他们都同意没有人有直觉，”萨拉·西格补充道。“我认为我们最高兴的是，这一最新结果为金星上存在生命的可能性又增添了一个‘是’。”