Os cientistas descobrirão a vida sem um planeta doméstico?
Os átomos podem se ligar para formar moléculas, incluindo moléculas orgânicas e processos biológicos, no espaço interestelar e nos planetas. É possível que a vida tenha começado não apenas antes da Terra, mas não em um planeta? Crédito da imagem: Jenny Mottar.
A origem da vida na Terra pode não ter nada a ver com a Terra.
Uma extrapolação da complexidade genética dos organismos para tempos anteriores sugere que a vida começou antes da formação da Terra. A vida pode ter começado a partir de sistemas com elementos hereditários únicos que são funcionalmente equivalentes a um nucleotídeo. – Alexei A. Sharov & Richard Gordon
Ao descobrir as propriedades dos outros mundos em nosso Sistema Solar, ficou claro que a Terra era única. Só tínhamos água líquida na superfície; só tínhamos vida grande, complexa e multicelular cuja evidência podia ser vista da órbita; só tínhamos grandes quantidades de oxigênio atmosférico. Outros mundos podem ter oceanos subterrâneos ou evidências passadas de água líquida, talvez com vida unicelular ou anterior nela. Claro, outros sistemas solares podem ter mundos semelhantes à Terra, com condições semelhantes o suficiente para que a vida tenha surgido lá. Mas não apenas um mundo semelhante à Terra não é necessariamente necessário para a vida existir, evidências recentes nos mostram que ter um mundo pode não ser necessário. Pode ser possível ter vida nas profundezas do próprio espaço interestelar.
Assinaturas de moléculas orgânicas que dão vida são encontradas em todo o cosmos, inclusive na maior região de formação de estrelas próxima: a Nebulosa de Órion. Crédito da imagem: ESA, HEXOS e o consórcio HIFI; E. Bergin.
Até onde sabemos, a vida tem apenas alguns requisitos-chave. Nós precisamos:
- uma molécula complexa ou conjunto de moléculas,
- capaz de codificar informações,
- como o principal motor na atividade de um organismo,
- que é capaz de realizar as funções de coletar ou coletar energia e colocá-la em funcionamento,
- onde ele pode fazer cópias de si mesmo e passar as informações codificadas dentro dele para a próxima geração.
Existem linhas ténues entre a vida e a não vida que não são necessariamente bem definidas, pois as bactérias estão dentro, os cristais estão fora e vírus ainda estão em debate .
A formação e crescimento de um floco de neve, uma configuração particular de cristal de gelo. Embora os cristais tenham uma configuração molecular que lhes permita reproduzir e copiar a si mesmos, eles não utilizam energia nem codificam informações genéticas. Crédito da imagem: Vyacheslav Ivanov / http://vimeo.com/87342468 .
Mas por que precisamos de um planeta para chegar à vida? Claro, o ambiente aquoso fornecido por nossos oceanos pode ser onde a vida que conhecemos prospera, mas os ingredientes brutos são encontrados em todo o Universo. As estrelas, através de nebulosas planetárias, supernovas, colisões de estrelas de nêutrons e ejeções de massa (entre outros processos), queimam hidrogênio e hélio no conjunto completo de elementos estáveis encontrados na tabela periódica. Dadas gerações suficientes de estrelas, o Universo se enche de todas elas. Isso inclui grandes quantidades de carbono, nitrogênio, oxigênio, cálcio, fósforo, potássio, sódio, enxofre, magnésio e cloro. Junto com o hidrogênio, esses elementos compõem mais de 99,5% do corpo humano.
Os elementos que compõem o corpo humano e são mais essenciais à vida ocupam uma variedade de locais na tabela periódica, mas todos podem ser gerados pelos processos de alguns tipos diferentes de estrelas no Universo. Crédito da imagem: Ed Uthman (L); Wikimedia Commons (R).
Para conseguir que esses elementos se unam em uma configuração orgânica interessante, você precisa de uma fonte de energia. Embora tenhamos o Sol aqui na Terra, também existem centenas de bilhões de estrelas na Via Láctea, juntamente com uma grande variedade de fontes de energia interestelar. Estrelas de nêutrons, anãs brancas, remanescentes de supernovas, protoplanetas e protoestrelas, nebulosas e muito mais preenchem nossa Via Láctea e todas as grandes galáxias. Quando olhamos para o material ejetado de estrelas jovens, nebulosas protoplanetárias ou nuvens de gás no meio interestelar, encontramos todos os tipos de moléculas complexas. Estes incluem aminoácidos, açúcares, hidrocarbonetos aromáticos e até compostos esotéricos como o formato de etila: a molécula olfativa que dá às framboesas seu cheiro característico.
Moléculas orgânicas são encontradas no espaço interestelar em muitas variedades, incluindo buckminterfulerenos, que foram descobertos em vários locais. Crédito da imagem: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle; Telescópio Espacial Spitzer.
Há até evidências de Buckminsterfullerenes (ou Buckyballs) no espaço, no remanescente explodido de estrelas mortas. Mas se voltarmos à Terra, podemos encontrar evidências desses materiais orgânicos em alguns lugares muito inorgânicos: dentro de meteoros que caíram do espaço para o solo. Aqui na Terra, existem 20 aminoácidos diferentes que desempenham papéis nos processos biológicos da vida. Em teoria, todas as moléculas de aminoácidos que compõem as proteínas são idênticas em estrutura, com exceção de um grupo R que pode ser formado por diferentes átomos em várias configurações. Nos processos da vida terrestre, existem apenas esses 20, e praticamente todas as moléculas têm uma quiralidade canhota. Mas dentro desses restos de asteroides, mais de 80 aminoácidos diferentes podem ser encontrados, de quiralidades destros e canhotos em igual abundância.
Dezenas de aminoácidos não encontrados na natureza são encontrados no meteorito de Murchison, que caiu na Terra na Austrália no século 20. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Basilicofresco.
Se dermos uma olhada nos tipos mais simples de vida que existem hoje, e observarmos quando na Terra formas de vida diferentes e mais complexas evoluíram, notamos um padrão interessante: a quantidade de informação codificada no genoma do organismo aumenta com a complexidade. Isso faz sentido, pois mutações, cópias e redundância podem aumentar as informações internas. Mas mesmo se olharmos para o genoma não redundante, não apenas descobrimos que a informação aumenta, como também aumenta logaritmicamente com o tempo. Se voltarmos no tempo, encontramos que:
- Mamíferos, de 0,1 bilhão de anos atrás, têm 6 × 10⁹ pares de bases.
- Os peixes, de 0,5 bilhão de anos atrás, têm ~10⁹ pares de bases.
- Os vermes, de 1,0 bilhão de anos atrás, têm 8 × 10⁸ pares de bases.
- Eucariotos, de 2,2 bilhões de anos atrás, têm 3 × 10⁶ pares de bases.
- E os procariontes, a primeira forma de vida de 3,5 bilhões de anos atrás, têm 7 × 10⁵ pares de bases.
Se fizermos o gráfico disso , encontramos algo notável e convincente.
Neste gráfico semilog, a complexidade dos organismos, medida pelo comprimento do DNA 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). Crédito da imagem: Richard Gordon e Alexei Sharov, arXiv:1304.3381.
Ou a vida começou na Terra com uma complexidade da ordem de 100.000 pares de bases no primeiro organismo, ou a vida começou bilhões de anos antes de uma forma muito mais simples. Isso poderia ter sido em um mundo pré-existente, cujo conteúdo migrou para o espaço e acabou chegando à Terra em um grande evento panspermico, o que certamente é possível. Mas também poderia ter sido nas profundezas do espaço interestelar, onde a energia das estrelas e cataclismos da galáxia forneceram um ambiente para a montagem molecular. Pode não ter sido necessariamente vida na forma de uma célula, mas uma molécula que pode coletar energia de seu ambiente, desempenhar uma função e se reproduzir, codificando a informação essencial para sua existência na molécula reproduzida, pode ser qualificada como vida. .
Uma rica nebulosa de gás, empurrada para o meio interestelar pelas novas estrelas quentes formadas na região central. A Terra pode ter se formado em uma região como essa, e essa região já pode estar repleta de formas primitivas de vida, sob algum conjunto de regras e definições. Crédito da imagem: Observatório Gemini / AURA.
Então, se quisermos entender a origem da vida na Terra, ou da vida além Terra, podemos não querer ir para outro mundo. Os próprios segredos para desvendar a chave da vida podem estar nos lugares mais improváveis de todos: o abismo do espaço interestelar. Se é aí que está a resposta, ela pode nos ensinar que não apenas os ingredientes para a vida são encontrados em todos os lugares do cosmos, mas que a própria vida também pode estar em todos os lugares. Talvez só precisemos aprender como e onde procurar.
A presença de glicoaldeídos – um açúcar simples – em uma nuvem de gás interestelar. Crédito da imagem: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/L. Equipa Calçada (ESO) & NASA/JPL-Caltech/WISE.
Uma coisa é certa, no entanto. Se a vida existe no espaço interestelar, então praticamente todos os mundos que se formam no Universo hoje terão essas formas de vida primitivas sendo trazidas para ele no momento em que os próprios mundos se formarem. Se houver alguma proteção contra a radiação mortal da estrela-mãe, além de uma fonte de energia e um ambiente amigável para essa vida prosperar, a evolução para algo complexo pode ser inevitável. Não apenas os cientistas podem algum dia encontrar vida sem um planeta natal, mas a vida em nosso mundo pode ter suas origens nas profundezas do próprio espaço interestelar.
Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .
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