Chris Impey, Universidade do Arizona
Temos apenas um exemplo de biologia formando-se no universo – a vida na Terra. Mas e se a vida puder se formar de outras maneiras? Como procurar vida alienígena quando você não sabe como seria a vida alienígena?
Essas questões estão ocupando os astrobiólogos, cientistas que procuram por vida além da Terra. Os astrobiólogos tentaram criar regras universais que governam o surgimento de sistemas físicos e biológicos complexos tanto na Terra quanto além dela.
Sou um astrônomo que escreveu extensivamente sobre astrobiologia. Através de minha pesquisa, aprendi que a forma mais abundante de vida extraterrestre provavelmente será microbiana, já que células simples se formam mais facilmente do que organismos grandes. Mas, caso haja vida alienígena avançada por aí, faço parte do conselho consultivo internacional do grupo que está projetando mensagens para enviar a essas civilizações.
Detectando vida além da Terra
Desde a primeira descoberta de um exoplaneta em 1995, mais de 5.000 exoplanetas, ou planetas que orbitam outras estrelas, foram encontrados.
Muitos desses exoplanetas são pequenos e rochosos, como a Terra, e estão nas zonas habitáveis de suas estrelas. A zona habitável é a faixa de distâncias entre a superfície de um planeta e a estrela que ele orbita que permitiria ao planeta ter água líquida, e, assim, sustentar a vida como conhecemos na Terra.
A amostra de exoplanetas detectada até agora projeta 300 milhões de experimentos biológicos potenciais em nossa galáxia – ou 300 milhões de lugares, incluindo exoplanetas e outros corpos, como luas, com condições adequadas para que a biologia surja.
A incerteza para os pesquisadores começa com a definição de vida. Parece que definir vida deveria ser fácil, já que sabemos o que é vida quando a vemos, seja um pássaro voando ou um micro-organismo se movendo em uma gota d’água. Mas os cientistas não concordam com uma definição, e alguns acham que uma definição abrangente pode não ser possível.
A NASA define vida como uma “reação química auto-sustentável capaz de evolução darwiniana.” Isso significa organismos com um sistema químico complexo que evoluem ao se adaptar ao seu ambiente. A evolução darwiniana diz que a sobrevivência de um organismo depende de sua aptidão no seu ambiente.
A evolução da vida na Terra progrediu ao longo de bilhões de anos, de organismos unicelulares para grandes animais e outras espécies, incluindo os seres humanos.
Exoplanetas são remotos e centenas de milhões de vezes mais fracos do que suas estrelas parentais, por isso estudá-los é desafiador. Astrônomos podem inspecionar as atmosferas e superfícies de exoplanetas semelhantes à Terra usando um método chamado espectroscopia para procurar assinaturas químicas de vida.
A espectroscopia pode detectar assinaturas de oxigênio na atmosfera de um planeta, que os micróbios chamados algas azul-verde criaram por fotossíntese na Terra há vários bilhões de anos, ou assinaturas de clorofila, que indicam vida vegetal.
A definição de vida da NASA leva a algumas questões importantes, mas não respondidas. A evolução darwiniana é universal? Quais reações químicas podem levar à biologia fora da Terra?
Evolução e complexidade
Toda a vida na Terra, desde uma esporo de fungo até uma baleia azul, evoluiu de um último ancestral comum microbiano há cerca de 4 bilhões de anos.
Os mesmos processos químicos são observados em todos os organismos vivos na Terra, e esses processos podem ser universais. Eles também podem ser radicalmente diferentes em outros lugares.
Em outubro de 2024, um diverso grupo de cientistas se reuniu para pensar fora da caixa sobre a evolução. Eles queriam dar um passo atrás e explorar que tipo de processos criaram ordem no universo – biológicos ou não – para descobrir como estudar o surgimento de vida totalmente diferente da vida na Terra.
Dois pesquisadores apresentaram a ideia de que sistemas complexos de químicos ou minerais, quando em ambientes que permitem que algumas configurações persistam melhor do que outras, evoluem para armazenar maiores quantidades de informação. Com o tempo, o sistema se tornará mais diversificado e complexo, adquirindo as funções necessárias para a sobrevivência, através de uma espécie de seleção natural.
Eles especularam que pode haver uma lei para descrever a evolução de uma ampla variedade de sistemas físicos. A evolução biológica através da seleção natural seria apenas um exemplo dessa lei mais ampla.
Em biologia, informação refere-se às instruções armazenadas na sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA, que formam coletivamente o genoma de um organismo e ditam como ele se parece e como funciona.
Se você definir complexidade em termos da teoria da informação, a seleção natural fará com que um genoma se torne mais complexo à medida que armazena mais informações sobre seu ambiente.
A complexidade pode ser útil para medir a fronteira entre vida e não vida.
No entanto, é errado concluir que os animais são mais complexos do que os micróbios. A informação biológica aumenta com o tamanho do genoma, mas a densidade de informação evolutiva diminui. A densidade de informação evolutiva é a fração de genes funcionais dentro do genoma, ou seja, a fração do material genético total que expressa adaptação ao ambiente.
Organismos que as pessoas consideram primitivos, como as bactérias, possuem genomas com alta densidade de informação e, portanto, parecem melhor projetados do que os genomas das plantas ou animais.
Uma teoria universal da vida ainda é elusiva. Tal teoria incluiria os conceitos de complexidade e armazenamento de informações, mas não estaria vinculada ao DNA ou aos tipos específicos de células que encontramos na biologia terrestre.
Implicações para a busca de vida extraterrestre
Pesquisadores exploraram alternativas para a bioquímica terrestre. Todos os organismos vivos conhecidos, de bactérias a seres humanos, contêm água, que é um solvente essencial para a vida na Terra. Um solvente é um meio líquido que facilita as reações químicas das quais a vida poderia emergir. Mas a vida poderia potencialmente emergir de outros solventes também.
Astrobiologistas Willam Bains e Sara Seager exploraram milhares de moléculas que poderiam estar associadas à vida. Solventes plausíveis incluem ácido sulfúrico, amônia, dióxido de carbono líquido e até enxofre líquido.
A vida alienígena pode não ser baseada em carbono, que forma a espinha dorsal de todas as moléculas essenciais à vida – pelo menos aqui na Terra. Pode ser que ela nem mesmo precise de um planeta para sobreviver.
Formas avançadas de vida em planetas alienígenas podem ser tão estranhas que seriam irreconhecíveis. À medida que os astrobiologistas tentam detectar vida fora da Terra, precisarão ser criativos.
Uma estratégia é medir assinaturas minerais nas superfícies rochosas de exoplanetas, já que a diversidade mineral acompanha a evolução biológica terrestre. À medida que a vida evoluía na Terra, ela usava e criava minerais para exoesqueletos e habitats. Os cem minerais presentes quando a vida se formou cresceram para cerca de 5.000 hoje.
Por exemplo, os zircões são cristais simples de silicato que datam da época anterior ao início da vida. Um zircão encontrado na Austrália é o mais antigo pedaço da crosta terrestre conhecido. Mas outros minerais, como o apatito, um complexo mineral de fosfato de cálcio, são criados pela biologia. O apatito é um ingrediente principal nos ossos, dentes e escamas de peixe.
Outra estratégia para encontrar vida diferente da terrestre é detectar evidências de uma civilização, como luzes artificiais ou o poluente industrial dióxido de nitrogênio na atmosfera. Estes são exemplos de rastreadores de vida inteligente chamados tecnosignaturas.
Não está claro como e quando a primeira detecção de vida além da Terra ocorrerá. Pode ser dentro do sistema solar, ou por meio da análise das atmosferas de exoplanetas, ou ainda pela detecção de sinais de rádio artificiais de uma civilização distante.
A busca é uma estrada sinuosa, não um caminho direto. E isso para vida como a conhecemos – para vida como não a conhecemos, todas as apostas estão abertas.
Chris Impey, Professor Distinto de Astronomia, Universidade do Arizona
Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.
