• Começa Com Um Estrondo

A vida na Terra foi trazida aqui de um sistema alienígena?

A ideia de panspermia é que a vida se originou em outro planeta, que foi então impactado para ejetar material no espaço, que então migrou para o planeta Terra, semeando nosso mundo com as primeiras formas de vida. A panspermia pode ser estendida à ideia de que a vida baseada na Terra foi posteriormente espalhada em outros lugares através do mesmo tipo de processo. (Tobias Roetsch/Future Publishing via Getty Images)

E a vida baseada na Terra poderia fornecer as sementes para a biologia em outros lugares?

Hoje, na Terra, há uma enorme variedade e diversidade de vida em nosso planeta. Cada forma de vida sobrevivente parece, de alguma forma fundamental, estar relacionada a todas as outras formas de vida; a vida parece ter um ancestral comum universal. À medida que voltamos cada vez mais no tempo – a partir do registro fóssil, por exemplo – podemos ver que a vida era:

• menos complexo,
• menos diferenciado,
• tinha números menores de sequências únicas em seu código genético,
• e, se voltarmos antes de um certo ponto crítico, faltaram muitos dos desenvolvimentos que agora percebemos como críticos na condução dos seres humanos.

Antes de um certo ponto, os mamíferos não existiam. Antes disso, a vida só existia na água, não na terra. Antes disso, o sexo não havia evoluído; antes disso, todos os organismos eram meramente unicelulares. E, no entanto, até onde podemos rastreá-lo na Terra, nunca chegamos a uma época em que possamos dizer com algum grau de certeza que a vida não existiu. Isso levanta uma tremenda possibilidade: que a vida que começou na Terra tenha se originado em outros lugares do Universo, antes mesmo da formação da Terra. Não apenas isso é possível, mas é possível que a vida, à medida que evoluiu na Terra, agora esteja fornecendo às sementes vida em outros lugares da galáxia e do Universo.

Essa ideia, conhecida como panspermia, já foi ridicularizada como pseudociência, mas agora está firmemente de volta ao mainstream científico. Aqui está a ciência de por que temos que manter essa possibilidade fascinante, especulativa, mas convincente em mente.

As algas verdes, mostradas aqui, são um exemplo de um verdadeiro organismo multicelular, onde um único espécime é composto de várias células individuais que trabalham juntas para o bem do organismo como um todo. A multicelularidade provavelmente levou aproximadamente 2 bilhões de anos para evoluir na Terra, embora claramente tenha evoluído várias vezes de forma independente. (FRANK FOX / WWW.MIKRO-FOTO.DE )

Aqui na Terra, a superfície, os oceanos, a atmosfera e até as profundezas submersas e o subsolo subterrâneo estão repletos de vida. Além das formas de vida unicelulares, existem fungos macroscópicos, plantas e animais que permeiam a biosfera do planeta. À medida que voltamos no tempo, podemos aprender que a vida se tornou mais complexa ao longo do tempo, mas que ainda não encontramos uma época na Terra em que nosso planeta fosse desprovido de vida.

Normalmente pensamos nas evidências de vida passada na Terra como provenientes de fósseis, que são criados quando sedimentos – geralmente em ambientes aquosos e subaquáticos – são depositados sobre organismos vivos. À medida que o sedimento se solidifica em rocha sedimentar, os organismos se decompõem, deixando seus restos fossilizados impressos na rocha. Desde que temos rochas sedimentares na história geológica da Terra, descobrimos que elas contêm fósseis. Enquanto muitas dessas rochas rotineiramente remontam a centenas de milhões de anos, temos algumas que remontam a um bilhão de anos ou mais. Não encontramos épocas em nossa história geológica em que a vida também não estivesse presente.

Trilobitas fossilizadas em calcário, do Field Museum em Chicago. Todos os organismos existentes e fossilizados podem ter sua linhagem rastreada até um ancestral comum universal que viveu cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, e muito do que ocorreu nos últimos 550 milhões de anos está preservado nos registros fósseis encontrados nas rochas sedimentares da Terra. (JAMES ST. JOHN / FLICKR)

Mas em períodos muito longos, particularmente com muitas camadas de rocha no topo, essa rocha sedimentar começará a se metamorfosear ou mudar sua composição química. Se uma rocha é apenas parcialmente metamorfoseada, ela ainda pode conter fósseis, mas uma rocha completamente metamorfoseada não terá nenhum. Isso pode fazer com que você perca a esperança, concluindo que, uma vez que voltemos além de cerca de 2 bilhões de anos na história da Terra, não haverá como saber se nosso planeta era habitado ou não.

Mas, existe um jeito.

Você já ouviu falar de datação por carbono antes, onde podemos usar as proporções de diferentes isótopos de carbono para estimar quanto tempo se passou desde que os restos de matéria orgânica pararam de sofrer processos biológicos. Você mede a proporção de dois isótopos diferentes: carbono-12 e carbono-14. O carbono-12 é estável, mas o carbono-14 é criado na atmosfera superior a partir de colisões de raios cósmicos. Quando você vive, respira e ingere ambas as formas de carbono; quando você morre, o carbono-14 decai (com meia-vida de cerca de 5.700 anos) e não é substituído. Assim, quando você mede essa proporção, pode dizer há quanto tempo um determinado organismo morreu, até talvez 100.000 anos atrás.

O carbono vem em três diferentes isótopos principais: carbono-12, 13 e 14. O carbono-12 é estável e a forma mais comum de carbono, constituindo 98,9% do carbono natural. O carbono-13 também é estável e tem uma abundância global de 1,1%, mas é menos comum em matéria orgânica. O carbono-14 é temporário: criado na atmosfera superior a partir dos raios cósmicos, mas absorvido pelo material biológico, onde se decompõe com a morte do organismo. (PRESS & SIEVER)

Mas há outra forma de carbono: o carbono-13, que é estável como o carbono-12 e compõe cerca de 1,1% do carbono encontrado na Terra. Organismos vivos – pelo menos até onde sabemos – absorvem preferencialmente carbono-12 versus carbono-13, e vemos uma razão pela qual, quando analisamos a atividade metabólica das enzimas: elas são mais reativas com moléculas que contêm carbono- 12 do que o carbono-13.

Quando você olha para uma fonte antiga de carbono, pode ter certeza de que, se ela tiver a quantidade padrão (1,1%) de carbono-13, provavelmente surgiu de um processo inorgânico. mas se tiver menos carbono-13 e um aumento relativo do carbono-12, é uma boa indicação de que você encontrou o remanescente de uma forma de vida orgânica.

Quando os cientistas procuram vestígios antigos de vida, procuram grafite depositada em rochas altamente metamorfoseadas. Esse método nos levou a empurrar o surgimento da vida, com base em evidências de rochas baseadas na Terra, para 3,8 bilhões de anos atrás, ou apenas 750 milhões de anos após a formação da Terra. Mas olhar para os depósitos de grafite em zircões – alguns dos quais têm 4,1 bilhões de anos ou possivelmente até mais – mostra esse mesmo aumento de carbono-12 em detrimento do carbono-13.

Diamantes Hadeanos embutidos em zircão/quartzo. Você pode encontrar os depósitos mais antigos no painel d, que indicam uma idade de 4,26 bilhões de anos, ou quase a idade da própria Terra. (M. MENNEKEN, A. A. NEMCHIN, T. GEISLER, R. T. PIDGEON & S. A. WILDE, NATURE 448 7156 (2007))

Isso nos diz, no mínimo, que a vida na Terra provavelmente remonta a muito tempo: quando a Terra tinha menos de 10% de sua idade atual. A maioria assumiu que isso implica que a vida surgiu muito cedo na história da Terra, talvez até mesmo durante seus estágios mais primordiais. Mas há outra possibilidade ainda mais fascinante: talvez a vida que encontramos na Terra não tenha se originado na Terra, mas se formou antes dela.

Talvez, uma vez que a Terra se formou, houvesse organismos extraordinariamente primitivos que vieram para a Terra, descobriram que podiam sobreviver e se reproduzir aqui, e foi assim que a vida começou em nosso planeta. Por mais maluca e louca que essa ideia pareça, é uma hipótese que não apenas não podemos descartar, mas que tem uma ampla variedade de suporte indireto que reforça sua plausibilidade.

A ideia de que a Terra nasceu com vida já nela realmente, realmente poderia ser o caso. Eis por que este é um cenário cientificamente interessante para explorar.

No material que cerca as estrelas jovens, nos fluxos das próprias estrelas jovens, no gás ejetado de estrelas moribundas e em áreas não notáveis ​​do meio interestelar, são encontradas abundâncias copiosas de moléculas orgânicas. Estes incluem anéis de carbono, moléculas de cadeia longa, açúcares, aminoácidos e formato de etila, entre outros. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. CALÇADA (ESO) & NASA/JPL-CALTECH/WISE TEAM)

Razão #1: tempo e ingredientes são abundantes . Embora a Terra tenha se formado há 4,5 bilhões de anos, o Universo estava por aí, fazendo suas coisas, por mais de 9 bilhões de anos antes disso. As estrelas viviam, queimavam seu combustível e morriam tanto em supernovas quanto em nebulosas planetárias: reciclando elementos pesados ​​em material que formaria novas estrelas. Estrelas de nêutrons e anãs brancas se fundiram, enriquecendo ainda mais o meio interestelar. E quando novas estrelas se formam, elas criam um enorme número de pequenos fragmentos – asteroides, planetesimais e corpos congelados e gelados – muitos dos quais são ejetados e viajam por toda a galáxia, onde seu material pode acabar em planetas em outros sistemas solares.

Dadas as enormes quantidades de tempo cósmico que se passaram e quantas estrelas e sistemas estelares diferentes existiram ao longo da história da nossa galáxia, há um tremendo potencial para os ingredientes de um canto da Via Láctea enriquecerem (ou infectarem, dependendo da sua perspectiva) qualquer outro. Tudo o que precisávamos era que a vida tivesse surgido uma vez, em algum lugar, há muito tempo, e isso pudesse fornecer uma origem à vida em um número incontável de mundos subsequentes.

Dezenas de aminoácidos não encontrados na natureza são encontrados no meteorito de Murchison, que caiu na Terra na Austrália no século 20. O fato de existirem mais de 80 tipos únicos de aminoácidos em apenas uma rocha espacial antiga pode indicar que os ingredientes para a vida, ou mesmo a própria vida, podem ter se formado de maneira diferente em outras partes do Universo, talvez até em um planeta que não tenha uma estrela-mãe em tudo. (USUÁRIO WIKIMEDIA COMMONS BASILICOFRESCO)

Razão #2: os precursores da vida estão em toda parte . É verdade: nunca demonstramos como a vida surgiu da não-vida aqui na Terra. Nenhum experimento de laboratório que já fizemos começou com ingredientes completamente não vivos e terminou com o que chamaríamos inequivocamente de vida. E, no entanto, o Universo nos dá dicas tremendas de que a vida como a entendemos definitivamente se originou de precursores não vivos.

As pistas vêm em muitas formas. Moléculas orgânicas - açúcares, aminoácidos e anéis de carbono complexos - são encontrados de forma onipresente no espaço interestelar e em fluxos ao redor de estrelas jovens. Estrelas moribundas exibem muitas moléculas complexas, incluindo hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e formato de etila: a molécula que dá às framboesas seu aroma. Mesmo os meteoritos que caíram na Terra, como o meteorito de Murchison que atingiu a Austrália na década de 1960, contêm não apenas todos os 20 aminoácidos encontrados em processos orgânicos na Terra, mas mais de 60 outros, incluindo muitos com a lateralidade oposta aos que usamos . Os ingredientes precursores da vida estão literalmente em toda parte; tudo o que eles precisavam era o conjunto certo de condições para criar vida.

Neste gráfico semilog, a complexidade dos organismos, medida pelo comprimento do DNA/RNA funcional não redundante por genoma contado por pares de bases nucleotídicas (pb), aumenta linearmente com o tempo. O tempo é contado para trás em bilhões de anos antes do presente (tempo 0). Observe como a extrapolação de volta à origem da Terra ainda requer uma cadeia de nucleotídeos de aproximadamente 30.000 pares de bases para começar as coisas. (RICHARD GORDON E ALEXEI SHAROV, ARXIV: 1304.3381)

Razão #3: a complexidade da vida na Terra indica, por extrapolação, uma origem muito mais antiga do que a Terra sozinha pode fornecer . Aqui está uma ideia fascinante e sugestiva: pegue os organismos geneticamente mais complexos que existem hoje e sequencie seu DNA. Observe o comprimento de sua sequência de ácido nucleico, incluindo os genes, proteínas e outras informações únicas e não sobrepostas que estão codificadas neles. Então, voltando ao registro fóssil, tente rastrear como essa complexidade evoluiu. (Eu prometo, isso não é um truque criacionista !)

O que você descobrirá é que o organismo mais complexo que se acredita existir em qualquer ponto de nossa história segue o padrão de crescimento que você vê acima. Se você voltar apenas à origem da Terra, terá uma complexidade muito difícil de imaginar por acaso: cerca de 30.000 pares de bases em sua sequência genética. Mas se você retroceder alguns bilhões de anos – ou seja, para uma origem de vida pré-Terra – o acaso poderia facilmente explicar tal semente. Talvez só precisemos investigar o meio interestelar para encontrar evidências da vida mais antiga.

Uma colisão massiva de objetos grandes no espaço pode fazer com que o maior levante grandes quantidades de detritos, que podem se unir em vários objetos grandes, como luas, que permanecem perto do corpo pai. Uma colisão precoce como essa provavelmente criou a Lua, que vem desacelerando a rotação da Terra e migrando para longe do nosso mundo desde então. (NASA/JPL-CALTECH/T. PYLE (SSC))

Razão #4: material em planetas rochosos não fica isolado . O Universo pode ser principalmente espaço vazio, mas em escalas de tempo suficientemente longas, esses objetos de tamanho finito inevitavelmente sofrerão colisões uns com os outros. Asteróides, cometas, planetesimais e mais colidem com grandes corpos como planetas, e com energia suficiente, podem chutar enormes quantidades de detritos – que já fizeram parte da superfície do planeta – para o espaço. Esses detritos podem formar luas, anéis, podem cair de volta ao planeta ou podem viajar por todo o Sistema Solar e além. Isso não é apenas conjectura; coletamos evidências de meteoritos de outros mundos, incluindo a Lua e Marte, que chegaram à Terra.

Na verdade, abaixo, você pode ver o Allan Hills 84001 meteorito , descoberto em 1984, que agora se sabe ter se originado de Marte. De fato, 3% de todos os meteoritos na Terra são de origem marciana. Dado que Marte e a Terra foram atingidos por um grande número de meteoritos, é eminentemente plausível que existam pedaços do planeta Terra viajando constantemente pelo Sistema Solar, e muitos que foram ejetados para viajar pela galáxia em geral.

Estruturas no meteorito ALH84001, que tem origem marciana. Alguns argumentam que as estruturas mostradas aqui podem ser a vida marciana antiga, enquanto outros defendem um processo inorgânico baseado em produtos químicos que deu origem a essas inclusões. Apesar de muito vitríolo entre pesquisadores com várias interpretações, as evidências permanecem inconclusivas e insuficientes para concluir que a vida passada existiu em Marte. (NASA, DE 1996)

Ao mesmo tempo em que consideramos essa possibilidade fascinante, é importante nos contermos para não sucumbirmos às nossas imaginações mais loucas. Encontramos meteoritos de origem marciana com inclusões de formas estranhas. Embora muitos inicialmente tenham chegado à conclusão de que essas formas microscópicas eram organismos marcianos fossilizados, isso era prematuro. Em vez disso, encontramos vários processos inorgânicos que podem levar a essas inclusões. A vida continua sendo uma possibilidade, mas precisamos de evidências significativamente mais fortes do que esse sinal duvidoso e ambíguo.

Temos todas as indicações de que, uma vez que a vida começou na Terra, ela continuou a sobreviver, prosperar, reproduzir, sofrer mutações e evoluir em uma cadeia ininterrupta de mais de 4 bilhões de anos. Mas, apesar de tudo o que nossas investigações científicas descobriram, ainda não sabemos se nossa vida terrestre se originou em nosso planeta ou em um lugar diferente em um momento anterior. Além disso, suspeitamos fortemente que a vida na Terra tenha guardado fragmentos de colisão que viajaram por todo o Sistema Solar, Via Láctea e possivelmente até além.

Costumamos dizer que não há planeta B lá fora, mas isso é apenas para os humanos. Talvez, se pudéssemos traçar a cadeia cósmica da vida, a Terra fosse apenas um elo: não o primeiro, nem o último, mas uma incubadora de uma história que começou bilhões de anos antes. Como acontece com a maioria das questões em aberto na ciência, até que tenhamos as evidências decisivas em mãos, não temos outra opção a não ser manter todas as possibilidades viáveis ​​em mente enquanto continuamos a busca pelas respostas.

Começa com um estrondo é escrito por Ethan Siegel , Ph.D., autor de Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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