Temos apenas um exemplo de biologia se formando no Universo – a vida na Terra. Mas e se a vida puder se formar de outras maneiras? Como você procura por vida alienígena quando não sabe como ela pode sequer se parecer?
Essas questões preocupam os astrobiólogos, que são cientistas que buscam 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.
Sou uma astrônoma que escreveu extensivamente sobre astrobiologia. Por meio da minha pesquisa, aprendi que a forma mais abundante de vida extraterrestre provavelmente é microbiana, já que células únicas podem se formar mais prontamente do que grandes organismos. Mas, caso haja vida alienígena avançada por aí, estou no conselho consultivo internacional do grupo que projeta 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 orbitando 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 o intervalo de distâncias entre a superfície de um planeta e a estrela que ele orbita, o que permitiria que o planeta tivesse água líquida e, assim, suportasse a vida como a conhecemos na Terra.
A amostra de exoplanetas detectada até agora projeta 300 milhões de potenciais experimentos biológicos em nossa galáxia – ou 300 milhões de lugares, incluindo exoplanetas e outros corpos como luas, com condições adequadas para o surgimento da biologia.
A incerteza para os pesquisadores começa com a definição de vida. Parece que definir a vida deveria ser fácil, já que reconhecemos a vida quando a vemos, seja um pássaro voando ou um micróbio se movendo em uma gota d'água. Mas os cientistas não concordam com uma definição, e alguns acham sequer que uma definição abrangente pode não ser possível.
A NASA define a vida como uma “reação química autossustentável capaz de evolução darwiniana”. Isso significa organismos com um sistema químico complexo que evoluem adaptando-se ao seu ambiente. A evolução darwiniana diz que a sobrevivência de um organismo depende de sua aptidão em seu ambiente.
A evolução da vida na Terra progrediu ao longo de bilhões de anos, de organismos unicelulares a grandes animais e outras espécies, incluindo humanos.
Evolução é o processo de mudança em sistemas. Pode descrever como um grupo de algo se torna mais complexo – ou mesmo apenas diferente – ao longo do tempo.
Exoplanetas são remotos e centenas de milhões de vezes mais fracos que suas estrelas-mãe, então 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 micróbios chamados de algas verde-azuladas criam por meio da 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 perguntas importantes, mas sem resposta. A evolução darwiniana é universal? Quais reações químicas podem levar à biologia fora da Terra?
Evolução e complexidade
Toda a vida na Terra, desde um 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 vistos 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 grupo diverso de cientistas se reuniu para pensar fora da caixa sobre a evolução. Eles queriam dar um passo para trás 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 presentes argumentaram que sistemas complexos de produtos 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 passar do tempo, o sistema se tornará mais diverso e complexo, ganhando as funções necessárias para a sobrevivência, por meio de uma espécie de seleção natural.
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| Os minerais são um exemplo de um sistema não vivo que aumentou em diversidade e complexidade ao longo de bilhões de anos. Doug Bowman , CC BY |
Eles especularam que poderia haver uma lei para descrever a evolução de uma ampla variedade de sistemas físicos. A evolução biológica por meio da seleção natural seria apenas um exemplo dessa lei mais ampla.
Em biologia, informação se refere às instruções armazenadas na sequência de nucleotídeos em uma molécula de DNA, que coletivamente compõem o genoma de um organismo e determinam sua aparência e como ele funciona.
Se você definir complexidade em termos de 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 a vida e a 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 da informação evolutiva cai. A densidade da informação evolutiva é a fração de genes funcionais dentro do genoma, ou a fração do material genético total que expressa aptidão para o ambiente.
Organismos que as pessoas consideram primitivos, como bactérias, têm genomas com alta densidade de informação e, portanto, parecem mais bem projetados do que os genomas de plantas ou animais.
Uma teoria universal da vida ainda é ilusória. Tal teoria incluiria os conceitos de complexidade e armazenamento de informações, mas não estaria vinculada ao DNA ou aos tipos particulares de células que encontramos na biologia terrestre.
Implicações para a busca por vida extraterrestre
Pesquisadores exploraram alternativas à bioquímica terrestre. Todos os organismos vivos conhecidos, de bactérias a humanos, contêm água, e ela é um solvente essencial para a vida na Terra . Um solvente é um meio líquido que facilita reações químicas das quais a vida poderia emergir. Mas a vida poderia potencialmente emergir de outros solventes também.
Os astrobiólogos Willam Bains e Sara Seager exploraram milhares de moléculas que podem estar associadas à vida. Solventes plausíveis incluem ácido sulfúrico, amônia, dióxido de carbono líquido e até mesmo enxofre líquido.
A vida alienígena pode não ser baseada em carbono , que forma a espinha dorsal de todas as moléculas essenciais da vida – pelo menos aqui na Terra. Pode nem precisar de um planeta para sobreviver.
Formas avançadas de vida em planetas alienígenas podem ser tão estranhas que são irreconhecíveis . Conforme astrobiólogos tentam detectar vida fora da Terra, eles precisarão ser criativos.
Uma estratégia é medir assinaturas minerais nas superfícies rochosas de exoplanetas, já que a diversidade mineral rastreia a evolução biológica terrestre . À medida que a vida evoluiu na Terra, ela usou e criou minerais para exoesqueletos e habitats. Os cem minerais presentes quando a vida se formou pela primeira vez cresceram para cerca de 5.000 hoje.
Por exemplo, zircões são cristais simples de silicato que datam de antes do início da vida. Um zircônio encontrado na Austrália é o pedaço mais antigo conhecido da crosta terrestre. Mas outros minerais, como apatita, um mineral complexo de fosfato de cálcio, são criados pela biologia. Apatita é um ingrediente primário em ossos, dentes e escamas de peixes.
Outra estratégia para encontrar vida diferente daquela na Terra é detectar evidências de uma civilização, como luzes artificiais ou o poluente industrial dióxido de nitrogênio na atmosfera. Esses são exemplos de rastreadores de vida inteligente chamados tecnoassinaturas.
Não está claro como e quando uma primeira detecção de vida além da Terra acontecerá. Pode ser dentro do sistema solar, ou farejando atmosferas de exoplanetas, ou detectando sinais de rádio artificiais de uma civilização distante.
A busca é uma estrada sinuosa , não um caminho reto. E isso é para a vida como a conhecemos – para a vida como não a conhecemos, todas as apostas estão canceladas.
Livre tradução do artigo Extraterrestrial life may look nothing like life on Earth − so astrobiologists are coming up with a framework to study how complex systems evolve publicado em 06/12/2024 por Luciana Julião no site THE CONVERSATION disponível em https://theconversation.com/extraterrestrial-life-may-look-nothing-like-life-on-earth-so-astrobiologists-are-coming-up-with-a-framework-to-study-how-complex-systems-evolve-243531
https://theconversation.com/extraterrestrial-life-may-look-nothing-like-life-on-earth-so-astrobiologists-are-coming-up-with-a-framework-to-study-how-complex-systems-evolve-243531
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