DNA-ähnliches Molekül könnte Bedingungen in venusähnlichen Wolken überleben

Wroclaw (Polen) – Die Venus gilt allgemein als lebensfeindliche „hölllische Schwester“ der Erde. Jüngste Detektionen von möglichen Biomarkern in den gemäßigten Atmosphärenschichten rütteln jedoch an diesem lebensfeindlichen Bild der Venus. Nun zeigt eine Studie, dass auch unter den extremen Bedingungen in den Wolken der Venus ein DNA-ähnliches Molekül existieren könnte, das in der Lage ist, Gene zu bilden – allerdings in einer Form des Lebens, die sich stark vom irdischen unterscheidet.

Lange Zeit galt die Venusatmosphäre aufgrund des fehlenden Wassers als feindlich gegenüber komplexer organischer Chemie. Die Wolken des erdähnlichen Nachbarplaneten bestehen aus Schwefelsäuretröpfchen, Chlor, Eisen und anderen Substanzen.

Wie Forschungen unter Leitung von Dr. Janusz Jurand Petkowski von der Technischen Universität Wroclaw im Fachjournal „Science Advances“ (DOI: 10.1126/sciadv.adr0006) zeigen, kann Peptidnukleinsäure (PNA) – ein struktureller Verwandter der DNA – unter Laborbedingungen, die den permanenten Wolken der Venus ähneln, überleben.

Das internationale Forscherteam mit Beteiligung der Cardiff University, des MIT, des Worcester Polytechnic Institute sowie des Industriepartners Symeres hatte die Stabilität von PNA in 98-prozentiger Schwefelsäure bei Raumtemperatur über einen Zeitraum von zwei Wochen hinweg untersucht.

Die Ergebnisse dieser Analysen liefern nun neue Hinweise darauf, dass konzentrierte Schwefelsäure eine Vielzahl organischer Reaktionen unterstützen kann, die möglicherweise die Grundlage einer völlig anderen Lebensform als auf der Erde bilden könnten.

„Viele glauben, dass konzentrierte Schwefelsäure alle organischen Moleküle zerstört und damit jedes Leben unmöglich macht – aber das stimmt nicht“, erläutert Petkowski. „Zwar sind viele Biochemikalien wie Zucker in dieser Umgebung instabil, aber unsere bisherigen Untersuchungen zeigen, dass andere in lebenden Organismen vorkommende Substanzen – wie stickstoffhaltige Basen, Aminosäuren und manche Dipeptide – nicht zersetzt werden.“

„Mit dieser Studie schlagen wir ein neues Kapitel über das Potenzial von Schwefelsäure als Lebenslösung auf, indem wir zeigen, dass PNA – ein komplexes Molekül, das mit DNA verwandt ist und spezifisch mit Nukleinsäuren interagiert – in konzentrierter Schwefelsäure bei Raumtemperatur eine bemerkenswerte Stabilität aufweist.“

Die Studie baut auf Forschungsergebnissen aus dem Jahr 2020 auf, in denen Wissenschaftler des Imperial College London Hinweise auf Phosphan (Phosphin) auf der Venus fanden – ein giftiges Gas, das in sauerstoffarmen Umgebungen produziert wird. Im selben Jahr veröffentlichte ein Forscherteam der Cardiff University erste Ergebnisse, die auf die Existenz von Ammoniak auf der Venus hindeuteten (…GreWi berichtete, siehe GreWi-Dossier am Ende dieser Meldung).

Dr. William Bains von der School of Physics and Astronomy der Cardiff University war an beiden Studien beteiligt und ergänzt: „Sowohl Ammoniak als auch Phosphan gelten als Biomarker – also als mögliche Indikatoren für Leben. Die Venuswolken sind für uns jedoch äußerst lebensfeindlich. Unsere aktuelle Studie untersucht daher die Möglichkeit, dass konzentrierte Schwefelsäure als Lösungsmittel dienen könnte, das komplexe chemische Reaktionen – wie sie für Leben notwendig sind – unterstützt.“

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Für die beteiligten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen war die Entdeckung, dass ein DNA-ähnliches Molekül wie PNA in konzentrierter Schwefelsäure über Stunden stabil bleibt, erstaunlich: „Es ist ein neues Teil im großen Puzzle unseres Verständnisses darüber, wie Leben entsteht – und wo im Universum es existieren könnte.“

Nun könnten die Erkenntnisse neue Wege eröffnen, die Chemie der Schwefelsäure besser zu verstehen – einer der am häufigsten verwendeten Industriechemikalien – und könnten zukünftig dazu praktische Anwendungen liefern: „Unsere Studie zeigt, dass PNA bei Temperaturen über 50 °C in Schwefelsäure nicht mehr stabil ist. Deshalb wird sich unsere zukünftige Forschung darauf konzentrieren, ein genetisches Polymer zu entwickeln – also ein Molekül, das eine ähnliche Funktion wie DNA auf der Erde übernimmt –, das in konzentrierter Schwefelsäure auch bei Temperaturen zwischen 0 °C und 100 °C stabil bleibt, wie sie in den Venuswolken herrschen, und nicht nur bei Raumtemperatur.“

GreWi-Dossier: Biomarker Phosphin in der Venusatmosphäre?
…die bisherigen GreWi-Meldungen dazu in chronologischer Reihenfolge beginnend bei der Erstmeldung

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Recherchequelle: Cardiff University

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Andreas Müller

Fachjournalist Anomalistik | Autor | Publizist