Novas receitas para origem da vida para procurar exoplanetas habitados

Redação do Site Inovação Tecnológica - 21/09/2023

A vida requer repetição de reações químicas. A descrição dos tipos de reações e condições necessárias para a repetição autossustentável dessas reações pode ajudar na busca por vida em outros planetas.
[Imagem: Betül Kaçar]

Livro de receitas da vida

É intuitivo que a vida como a conhecemos pode não ser o único tipo de vida no Universo. De fato, já foram feitas especulações sobre uma vida à base de silício, por exemplo, e há teorizações sobre uma biologia universal, que possa explicar as vidas alienígenas.

Para explorar melhor essas possibilidades, Zhen Peng e colegas da Universidade de Wisconsin, nos EUA, decidiram analisar os ingredientes químicos básicos existentes na despensa do Universo para verificar quais receitas químicas têm potencial para dar origem à vida.

Este livro de receitas da vida pode fundamentar a busca por vida em luas e exoplanetas, apontando as condições mais prováveis - versões planetárias de técnicas de mistura, temperaturas e tempos de cozimento - para que as receitas se concretizem.

Uma das principais conclusões da equipe é que não é apenas uma questão de ingredientes: O processo de progressão dos ingredientes químicos básicos para os ciclos complexos do metabolismo e da reprodução celular que definem a vida requer não apenas um começo simples e bem definido, mas sobretudo repetições.

"A origem da vida é realmente um processo do tipo algo-a-partir-do-nada," comentou a professora Betul Kaçar. "Mas esse algo não pode acontecer apenas uma vez. A vida se baseia na química e nas condições que podem gerar um padrão de reações que se autorreproduz."

Não é apenas uma questão de ingredientes: As condições da cozinha também precisam ser adequadas.
[Imagem: Zhen Peng et al. - 10.1021/jacs.3c07041]

Receitas químicas da vida

As reações químicas que produzem moléculas que estimulam a ocorrência da mesma reação repetidamente são chamadas de reações autocatalíticas. A equipe compilou 270 combinações de moléculas - envolvendo átomos de todos os grupos e séries da Tabela Periódica - com potencial para essa autocatálise sustentada.

O número é impressionante, uma vez que se acreditava que essas reações seriam muito raras. Assim, além de guiar a busca pela vida alienígena, o trabalho já se torna uma nova base - muito mais amplas - para os próprios experimentos de tentativa de recriação da vida aqui na Terra.

Os pesquisadores concentraram sua pesquisa nas chamadas reações de proporcionalidade. Nessas reações, dois compostos que tenham o mesmo elemento com diferentes números de elétrons, ou estados reativos, combinam-se para criar um novo composto, no qual o elemento está no meio dos estados reativos iniciais.

Para ser autocatalítico, o resultado da reação também precisa fornecer materiais de partida para que a reação ocorra novamente, de modo que a saída se torna uma nova entrada. As reações de proporcionalidade resultam em múltiplas cópias de algumas das moléculas envolvidas, fornecendo materiais para as próximas etapas da autocatálise.

A autocatálise é como uma população crescente de coelhos: Pares de coelhos se juntam, produzem ninhadas de novos coelhos, e então os novos coelhos crescem para formar pares e produzir ainda mais coelhos. Assim como não são necessários muitos coelhos para em breve termos muito mais coelhos, a lista de ingredientes e as reações básicas também não precisam ser tão numerosas.

Sobre a origem da vida na Terra, as condições podem ter incluído vulcões e meteoritos - mas há chances razoáveis de que todos sejamos descendentes de extraterrestres, dando suporte à teoria da panspermia.
[Imagem: Sophia Peters et al. - 10.1038/s41598-023-33741-8]

Panelas e tachos cósmicos

Procurar "coelhos cósmicos" pelo Universo, contudo, provavelmente não é uma estratégia razoável para encontrarmos a vida que deve estar disseminada pelo cosmos. Em vez disso, a professora Kaçar espera que os químicos tirem ideias da lista de receitas que ela e sua equipe compilaram e as testem em tachos e panelas que simulem cozinhas extraterrestres - as condições que os astrônomos e astrofísicos detectam em exoluas e exoplanetas.

"Nós nunca saberemos com certeza o que exatamente aconteceu neste planeta para gerar a vida. Não temos uma máquina do tempo," comentou ela. "Mas, num tubo de ensaio, podemos criar múltiplas condições planetárias para compreender como a dinâmica para sustentar a vida pode evoluir."

A própria equipe está se preparando para colocar a mão na massa. Eles se concentrarão nas reações incluindo os elementos molibdênio e ferro, mas esperam ver o que outras equipes se proporão a fazer com as partes mais exóticas e incomuns do novo livro de receitas da química da vida.

"Carl Sagan disse que, se você quiser fazer uma torta a partir do zero, primeiro você deve criar o Universo," disse Kaçar. "Acho que, se quisermos compreender o Universo, primeiro devemos fazer algumas tortas."

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