Como poderiam ser formas de vida alternativas e estranhas?

Toda a vida como a conhecemos depende de carbono e água. Mas os pesquisadores especulam que esse não precisa ser o caso.

Como poderiam ser formas de vida alternativas e estranhas?Crédito da foto: JR Basket sobre Unsplash
  • A vida na Terra (e, portanto, toda a vida que conhecemos) depende de carbono e água.
  • Carbono e água são excelentes ingredientes para a vida, mas muitos outros elementos podem servir em seu lugar nas condições certas.
  • Quais são essas formas alternativas de vida e em que condições poderiam florescer?

Toda a vida na Terra e, portanto, toda a vida que já observamos no universo, compartilha algumas características básicas. Suas estruturas moleculares são construídas com carbono, ele depende da água para agir como solvente e facilitar as reações químicas, e usa DNA ou RNA como seus projetos.



Essas qualidades parecem tão onipresentes que quase todos os compostos que podemos encontrar que contenham carbono são chamados de composto orgânico . O carbono funciona muito bem como a base para a química da vida. Ele pode se ligar a muitas moléculas, construindo estruturas grandes o suficiente para serem biologicamente relevantes, e suas ligações são fortes e estáveis. O uso de água e DNA / RNA também são aparentemente ajustados para permitir a existência de vida.



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Mas só porque essas propriedades da vida são verdadeiras na Terra, não significa que sejam verdadeiras em todos os lugares. Na verdade, podemos facilmente imaginar diferentes ambientes onde podem existir formas alternativas de vida. Aqui estão algumas das principais maneiras pelas quais pensamos que a vida pode variar do padrão que vemos na Terra.

Silício

Uma representação artística da vida baseada em organossilício. Os compostos de organossilício contêm ligações carbono-silício.



Lei Chen e Yan Liang (BeautyOfScience.com) para Caltech

As mesmas coisas que constituem os chips de computador e circuitos elétricos também podem constituir vida em algum lugar do universo. O carbono pode formar ligações com até quatro outros átomos ao mesmo tempo, ligar-se ao oxigênio e formar cadeias de polímeros, o que o torna ideal para a complexa química da vida. O silício, que fica logo abaixo do carbono na tabela dos elementos, também compartilha esses características .

Apesar dessas qualidades, o silício ainda é bastante limitado como base para a vida. Ele só pode formar ligações estáveis ​​com um número limitado de outros elementos; seus polímeros seriam muito monótonos, limitando sua capacidade de formar os compostos complexos necessários para que a vida ocorresse; e a química do silício é instável em ambientes aquosos ou aquosos. Outro problema é que, quando o carbono se oxida, ele forma dióxido de carbono, um gás facilmente expelível. Quando o silício se oxida, ele forma dióxido de silício, também conhecido como sílica, quartzo ou areia . Esse resíduo sólido representaria alguns desafios mecânicos sérios para qualquer vida à base de silício. Essa forma de vida hipotética excretaria tijolos de areia toda vez que respirasse, o que tornaria as férias na praia um pouco mais horríveis.



Sob certas condições, a química à base de silício pode ser mais favorável para a vida do que à base de carbono. A química do silício também seria muito mais receptiva à vida em oceanos de elementos frios que não geralmente associam com a vida , como nitrogênio líquido, metano, etano, néon e argônio. Lugares como esses existem no universo, notavelmente em nosso próprio sistema solar: uma das principais características da maior lua de Saturno, Titã, são seus lagos de etano e metano líquido .

Amônia

Uma representação artística de um mundo com vida à base de amônia. Ittiz [CC BY-SA 3.0]

A maioria das reações químicas das quais a vida depende ocorrem em um ambiente aquoso. A água dissolve muitas moléculas diferentes - é um solvente , e ter um bom solvente é um pré-requisito para o tipo de química que dá origem à vida.

Como a água, a amônia também é comum em toda a galáxia. Também é capaz de dissolver compostos orgânicos como a água e, ao contrário da água, também pode dissolver alguns metálicos, abrindo a possibilidade de alguma química mais interessante ser usada em coisas vivas.

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No entanto, a amônia também é inflamável na presença de oxigênio; tem tensão superficial muito menor do que a água, tornando difícil manter as moléculas prebióticas juntas por muito tempo; e seus pontos de fusão e ebulição são muito inferiores aos da água, a –78 ° C e –33,15 ° C, respectivamente. Assim, a química da vida à base de amônia ocorreria muito mais devagar e, proporcionalmente, seu metabolismo e evolução também seriam mais lentos. Uma advertência importante, porém, é que esses são os pontos de fusão e ebulição que ocorrem na pressão atmosférica da Terra. Sob pressões mais altas, esses valores aumentariam.

Uma das características empolgantes da vida à base de amônia é que ela pode existir fora da chamada zona de habitabilidade, ou área onde a água líquida pode existir. Titã, por exemplo, pode conter oceanos de amônia abaixo de sua superfície, e embora esteja fora da zona habitável de nosso sistema solar, poderia, por esta razão, hospedar vida. Os astrobiólogos freqüentemente apontam para Titã como um possível local de formas de vida alternativas em nosso próprio sistema solar.

Quiralidade alternativa

Assim como uma pessoa pode ser canhota ou destra, o mesmo ocorre com as moléculas orgânicas. Essas moléculas são imagens espelhadas uma da outra, mas a vida, por qualquer motivo, acabou usando um lado ou outro, o que é chamado quiralidade . Os aminoácidos, por exemplo, são 'canhotos', enquanto os açúcares no RNA e no DNA são 'destros'. Para que essas moléculas interajam umas com as outras, elas precisam ter o tipo correto de quiralidade; se as cadeias de proteínas são feitas com aminoácidos quirais mistos, elas simplesmente não funcionam. Mas uma cadeia de proteínas construída a partir de aminoácidos destros, o oposto do que a vida na Terra usa, funcionaria perfeitamente bem.

Toda a ecologia da Terra depende dessa convenção. Para comer, precisamos consumir alimentos da quiralidade apropriada. Podemos ser infectados e nos defender contra infecções da quiralidade apropriada. Tudo na Terra tem a quiralidade apropriada, então isso funciona muito bem.

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Mas a vida alienígena pode evoluir para usar a quiralidade oposta da Terra. Esta vida seria fundamentalmente muito semelhante à vida na Terra - usando carbono como sua espinha dorsal e água como seu solvente - mas interagiria conosco de duas maneiras possíveis. Primeiro, não seria capaz de interagir de forma alguma. Mesmo se a vida microbiana tentasse comer alguma outra vida microbiana, os açúcares 'reversos' seriam indigestos e os vírus não seriam capazes de se ligar às células hospedeiras. Isso provavelmente seria uma coisa boa, já que não queremos ser infectados por nenhuma doença alienígena.

Mas existem criaturas na Terra que não comem nutrientes quirais, como as cianobactérias. Um micróbio alienígena comparável seria capaz de comer o quanto quisesse, reproduzir-se indefinidamente e nunca seria controlado por predadores, pois ele próprio teria a quiralidade errada. Isso interromperia drasticamente a cadeia alimentar em um escala apocalíptica .

Essas formas alternativas de vida não são as únicas que existem, mas estão entre as mais prováveis. Muito do que sabemos sobre química sugere que a vida baseada em carbono e água será a mais comum no universo, mas só tivemos uma amostra para estudar: nosso próprio planeta. Se encontrarmos vida em outros mundos, teremos uma visão ainda maior de como as coisas vivas surgem.

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