Por que é tão difícil definir o que é vida e o que são seres 'vivos'?

05/02/201716h42

Ouvir texto

0:00

Imprimir Comunicar erro

• Getty Images
  
  O Zika vírus, relacionado a casos de microcefalia em bebês
  

A maioria das pessoas provavelmente não precisa pensar muito para distinguir seres vivos dos "não-vivos". Em tese, é fácil: um humano está vivo, uma rocha, não. A tarefa pode parecer simples, mas é bem mais complexa para cientistas e filósofos, que há milênios ponderam sobre o que faz uma coisa "estar viva".

Grandes intelectuais, como o grego Aristóteles e o cosmólogo americano Carl Sagan, debruçaram-se sobre esse problema, em milênios diferentes, e até hoje não há uma definição que agrade a todos.
Literalmente falando, ainda não temos um significado para vida, e a definição ficou ainda mais difícil nos últimos cem anos. Até o século 19, prevalecia a noção de que a vida era especial graças à presença de uma alma intangível, ou uma "fagulha vital".

Essa definição deu lugar a abordagens mais científicas. A NASA, a agência espacial dos Estados Unidos, por exemplo, define vida como "um sistema químico autossustentável capaz de evolução Darwiniana".

Essa é apenas uma de pelo menos cem definições já propostas para tentar se chegar a um conceito simples que englobe todas as formas de vida. Todas as sugestões focam em algumas atribuições comuns como replicação e metabolismo.

A falta de consenso para se chegar a uma definição reflete a divergência de ideias entre cientistas sobre o que é necessário para se estabelecer que algo "está vivo". Enquanto um químico poderia dizer que a vida se resume a algumas moléculas, um físico talvez considerasse importante incluir na discussão a questão da termodinâmica.

Para se ter uma ideia de por que é tão difícil definir vida, apresentamos um resumo sobre o que pensam alguns dos cientistas que hoje trabalham nessa fronteira que separa coisas "vivas" do restante - e que tenta chegar a um conceito e a um consenso sobre o termo.

Vírus

Nas aulas de biologia, crianças memorizam sete processos necessários para que haja vida: movimento, respiração, sensibilidade, crescimento, reprodução, excreção e nutrição. Mas os processos estão presentes em muitas coisas que nós não classificaríamos como "vivas".
Segundo essa definição, por exemplo, alguns cristais, proteínas infecciosas chamadas de príons e até certos programas de computador estariam "vivos". Nesse sentido, os vírus são um exemplo clássico da dificuldade de estabelecer algo como "vivo" ou "não vivo".

"Eles não são células, não têm metabolismo e são inertes desde que não encontrem uma célula", diz Patrick Forterre, microbiologista do Instituto Pasteur, em Paris, na França.
Muitos cientistas chegaram à conclusão de que os vírus não são vivos. Forterre pensa diferente, mas o cientista relativiza e admite que tudo depende de onde você decide colocar o ponto de corte.
Faltam aos vírus quase todos os atributos que os qualificariam como seres vivos. No entanto, eles possuem informações codificadas em DNA ou RNA (Ácido Desoxirribonucleico e Ácido Ribonucleico).

O DNA é o material genético de todos os organismos celulares e de grande parte dos vírus. O RNA é o material genético de alguns tipos de vírus e, nos organismos celulares, a molécula que dirige as fases da síntese de proteínas. Juntos, DNA e RNA transportam a informação necessária para dirigir a síntese de proteínas e sua replicação.

Essas estruturas, compartilhadas por todas as criaturas vivas do planeta, permitem que os vírus evoluam e se repliquem --mesmo que, para isso, precisem "sequestrar" a maquinaria de células vivas.
O fato de que os vírus, assim como todas as formas de vida conhecidas, carregam DNA ou RNA, levou alguns cientistas a incluí-los na categoria dos "vivos". Outros sugerem até que os vírus podem trazer pistas que nos ajudariam a compreender como a vida começou.

Nesse caso, a definição de vida deixa de ser um conceito em branco e preto e ganha formas e contornos mais nebulosos. Adotando essa linha de pensamento, alguns cientistas caracterizam os vírus como coisas que existem na "fronteira entre a química e a vida".

Replicação Imperfeita

Os polímeros também poderiam ajudar a identificar se algo é vivo ou não. Eles são materiais que apresentam ligações em cadeia entre átomos de carbono com outros elementos químicos.
A partir desses polímeros --ácidos nucleicos que constituem o DNA, proteínas e polissacarídeos-- é construída praticamente toda a vida, em sua diversidade. "A vida como a conhecemos se baseia em polímeros à base de carbono", disse Jeffrey Bada, do Instituto Scripps de Oceanografia em San Diego, na Califórnia, Estados Unidos.

Bada foi aluno do bioquímico Stanley Miller, um dos cientistas responsáveis pela Experiência Miller-Urrey, que, na década de 50, foi um dos primeiros a explorar a ideia de que a vida surgiria de substâncias químicas não vivas e que é clássica sobre a origem da vida.

Bada recorre ao experimento para demonstrar que, ao simular as condições atmosféricas dos primórdios da formação da Terra, vários compostos orgânicos eram formados espontaneamente.
Mais tarde, ele ainda refez o experimento, provando que uma variedade ainda maior de moléculas biologicamente relevantes é formada quando se lança eletricidade sobre uma mistura de substâncias químicas que, acredita-se, estavam presentes nas origens da Terra.
Mas essas substâncias químicas não estão vivas. Então, o que é necessário para que elas ganhem vida?
A resposta de Bada é surpreendente: "replicação imperfeita de moléculas informacionais teria marcado a origem da vida e da evolução, e assim, a transição da química não viva para a bioquímica".

O início da replicação, e mais especificamente, a replicação com alguns erros, leva à criação de "filhotes" com níveis diferentes de habilidade. Esses filhotes moleculares podem então competir uns com os outros pela sobrevivência. "Isso é, basicamente, a evolução Darwiniana em escala molecular", disse Bada.

Vida Desconhecida

Será que nós perceberíamos a presença de vida em Marte? Tentar adivinhar como seria a vida alienígena é ainda mais complicado. Pesquisadores como Charles Cockell e outros do Centro Britânico de Astrobiologia da Universidade de Edimburgo, na Escócia, usam microrganismos capazes de sobreviver em ambientes extremos como modelos para a vida extraterrestre.
A argumentação é de que a vida em outros planetas pode existir em condições bastante diferentes, mas provavelmente mantenha muitas das características da vida que nós reconheceríamos na Terra. "[Mas] temos de manter a mente aberta para a possibilidade de encontrarmos algo que não se enquadre nessa definição", disse Cockell.

Historicamente, a tentativa de usar apenas nosso conhecimento sobre a vida terrestre para identificar vida alienígena trouxe resultados confusos. A Nasa, por exemplo, achava que tinha uma boa definição para vida quando, em 1976, a nave espacial Vicking 1 conseguiu pousar em Marte, equipada com três equipamentos para "testar a vida".

Um teste em particular pareceu indicar que havia vida em Marte: os índices de dióxido de carbono no solo do planeta eram altos, um indício de que havia micróbios vivendo e respirando na superfície do Planeta Vermelho.
Na verdade, porém, os índices de dióxido de carbono observados pelos pesquisadores são, hoje, quase universalmente atribuídos a um fenômeno bem menos interessante: as oxidações não-biológicas.

Os astrobiólogos estão usando essas experiências como aprendizado e apurando os critérios que usam para procurar por alienígenas --uma busca que ainda não obteve êxito e que sugere que os astrobiólogos não devam estreitar demais esses mesmos critérios.
Para Sagan, a visão "carbonocêntrica" da vida alienígena --que ele chamava de "chovinismo do carbono" pode atrapalhar a busca por extraterrestres.
"Algumas pessoas sugerem, por exemplo, que talvez os alienígenas sejam feitos à base de outros solventes [e não de água]", disse Cockell. "Já houve até discussões sobre a possibilidade de que existam organismos extraterrestres inteligentes nas nuvens."

Em 2010, a descoberta de bactérias com DNA contendo arsênico em vez de fósforo (como é padrão) deixou muitos astrobiólogos animados. De lá para cá, embora a descoberta tenha sido questionada, muitos pesquisadores continuam esperançosos de encontrar provas da existência de formas de vida que fujam das regras convencionais.
E em meio a essa discussão, há ainda cientistas trabalhando em formas de vida que não são baseadas em química.

Vida Artificial

A criação de vida artificial - restrita, no passado, ao plano da ficção científica - é hoje um campo bastante estabelecido da Ciência.
Essa área pode envolver, por exemplo, biólogos criando novos organismos em laboratório ao "juntar" partes de duas ou mais formas de vida já existentes ou conceitos ainda mais abstratos de "vida artificial".
Desde a década de 1990, quando o programa de computador Tierra, criado por Thomas Ray, pareceu demonstrar a síntese e a evolução de "formas de vida" digitais, pesquisadores vêm tentando criar programas de computador que realmente simulem a vida - algumas equipes trabalham até na criação de robôs com características similares às da vida convencional.
"A ideia é tentar compreender as propriedades essenciais de todos os sistemas vivos, não apenas os sistemas vivos que por acaso estão presentes na Terra. Temos uma visão mais ampla do que é vida, que ultrapassa aquelas formas que estamos familiarizados", disse o especialista em vida artificial Mark Bedau, do Reed College, em Portland, no estado de Oregon, Estados Unidos.
Ainda assim, muitos pesquisadores trabalhando com vida artificial usam o que sabemos sobre a vida na Terra como base para seus estudos. Bedau disse que os pesquisadores usam o que ele chama de "modelo PMC" (sigla para program, metabolism and container, ou "programa, metabolismo e recipiente", em português). Nesse modelo, por exemplo, o DNA poderia ser um programa e o recipiente, a parede de uma célula.

"É importante notar que isso não é uma definição de vida, apenas uma definição de vida química mínima", acrescentou.
Para os especialistas que pesquisam formas "não químicas" de vida, a tarefa é criar versões desses componentes PMC na forma de programas de computador. "Não acho que haja uma definição exata (de vida), mas precisamos continuar buscando uma", disse Steen Rasmussen, que trabalha na criação de vida artificial na Universidade Southern Denmark, em Odense, na Dinamarca.
Grupos de cientistas em todo o mundo vêm trabalhando em componentes individuais do modelo PMC, criando sistemas que demonstram um ou outro aspecto dele.
Até agora, no entanto, ninguém conseguiu unir todas as partes para formar um tipo de vida sintética que funcione. "É um processo de baixo para cima, construindo (a vida sintética) pedaço por pedaço", explicou.

Talvez as pesquisas nesse campo possam funcionar em uma escala mais ampla, criando formas de vida completamente estranhas às nossas expectativas ou poderiam ainda ajudar a redefinir nosso entendimento sobre o que é vida. Mas, segundo Bedau, os cientistas ainda não chegaram a esse ponto.

"Eles não têm de se preocupar em definir todas as formas de vida, talvez conversem sobre isso quando tomam uma cerveja, mas não precisam incluir (o conceito) em seu trabalho."
Portanto, se até entre os que pesquisam --e constroem-- novas formas de vida não há preocupação em encontrar uma definição universal única, será que os cientistas deveriam deixar a questão de lado por um tempo?

Para a filósofa Carol Cleland, da Universidade Colorado Boulder, no Colorado, nos Estados Unidos, a resposta é sim. Pelo menos por enquanto.
"Se você está tentando fazer uma generalização sobre mamíferos usando uma zebra, que característica você vai escolher?", perguntou Cleland. "Com certeza não serão as glândulas mamárias, porque somente a metade delas tem mamas. As listras parecem ser a escolha óbvia, mas são apenas um acidente, e não o que caracteriza as zebras como mamíferos", disse.

E é a mesma coisa com a vida. Talvez as coisas que pensamos ser essenciais sejam apenas peculiares à vida na Terra. Afinal, tudo --de bactérias a leões-- é derivado de um único ancestral comum, o que significa que no nosso mapa da vida no Universo temos apenas uma única informação.
"O homem tende a fazer definições em termos do que é familiar. Mas a verdade fundamental pode não ser familiar", disse Sagan.

Vida Estranha

Até que tenhamos descoberto e estudado formas alternativas de vida, não poderemos saber se as características que julgamos ser essenciais à vida são mesmo universais.
Criar vida artificial talvez seja uma maneira de explorarmos formas alternativas de vida, mas, pelo menos no curto prazo, a tendência é embutirmos nossas preconcepções sobre sistemas vivos nas vidas que imaginamos dentro do computador.

Para definirmos a vida direito, talvez precisemos encontrar alguns alienígenas. A ironia é que tentativas de chegar a uma definição de vida antes da descoberta desses alienígenas podem tornar a busca por eles ainda mais difícil.

Já pensou que tragédia seria se, em 2020, o novo Mars Rover (veículo não-tripulado que a Nasa pretende colocar no solo de Marte) passasse sem notar por um marciano, simplesmente por não ter sido capaz de perceber que ele era um ser vivo.

"A definição pode, na verdade, atrapalhar a busca por nova vida", diz Cleland. "Nós precisamos nos afastar do nosso conceito atual, para que possamos estar abertos e prontos a descobrir a vida como ainda não conhecemos."

Microbialitos - fósseis mais persistentes

 

Os fósseis são importantes ferramentas para se entender o passado da Terra e a evolução da vida nela. Chamam a atenção por muitas vezes serem bonitos, por apresentarem formatos e espécies não mais existentes que causam curiosidade e aguçam o interesse de pessoas de todas as idades. Porém, nem todos os fósseis são visíveis ou mostram claramente um organismo preservado. Os seres vivos são capazes de deixar seu registro de uma maneira indireta, como se fosse uma assinatura escrito: “passei por aqui”.  Fósseis como estes são chamados de icnofósseis (icno = marca) e podem ser um produto do metabolismo de algum organismo (cocô e xixi, por exemplo), pegadas, bioconstruções, etc.

Figura 1 – Estromatólito de Vazante/MG, Brasil. Este exemplar possui cerca de 1,2 bilhões de anos.

Os microrganismos foram os primeiros seres a conseguirem deixar no registro geológico sua marca. Desde os primórdios da vida na Terra, eles foram capazes de deixar bioconstruções chamadas de microbialitos. Estes são formados através do aglutinamento de grãos de sedimento, como areia, na substância mucilaginosa secretada pelas bactérias, o EPS (substância extracelular polimérica), e pela indução da precipitação de carbonato de cálcio devido ao metabolismo delas. Descomplicando um pouquinho, é como se as bactérias construíssem estruturas que mais tarde litificam (viram rocha!). Com o passar do tempo, os microrganismos que ali viviam deixam de existir, ficando somente o registro de sua atividade metabólica, os microbialitos.

Figura 2 – Estromatólitos gigantes de Santa Rosa de Viterbo/SP, Brasil.

Um microbialito pode ser desde um simples biofilme preservado em um substrato (as chamadas MISS – estruturas sedimentares microbialmente induzidas); esteiras microbianas, que são comunidades de microrganismos diferentes vivendo em associação; ou bioconstruções chamadas estromatólitos (figura 1), que podem alcançar até mais de dois metros de altura (figura 2).

Os microbialitos são importantes por diversas razões, além do pioneirismo em questão de registro fossilífero. Eles são excelentes reservatórios de petróleo (vide o petróleo das camadas do Pré-Sal, que estão alojados em estromatólitos), fornecem informações a respeito do ambiente em que foram formados e podem até serem associados ao que se espera encontrar como sinais de vida fora da Terra, como as estruturas “suspeitas” registradas pela sonda Curiosity, em Marte (figura 3), muito semelhantes às MISS observadas em variados lugares da Terra (Noffke, 2015). Salvo a sua diminuição em abundância a partir de 540 milhões de anos atrás, quando os organismos multicelulares encontraram em seus microrganismos formadores uma fonte de alimento, os microbialitos abrangem um grande intervalo no tempo geológico, extendendo sua existência mesmo após todos os eventos de extinção, estando presentes até os dias de hoje.

Figura 3: Comparação de estruturas encontradas em Marte com MISS da Terra.

Referências

Noffke, N. 2015. Ancient Sedimentary Structures in the <3 .7="" 15="" 169-192.="" and="" associations="" astrobiology="" ga="" gillespie="" in="" lake="" macroscopic="" mars="" member="" microbialites.="" morphology="" p="" resemble="" spatial="" succession="" temporal="" terrestrial="" that="">

Pesquisadores brasileiros desenvolvem modelo sobre a origem da água na Terra

25/02/2014

Por Elton Alisson, de Chicheley, Inglaterra
Agência FAPESP – Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp), campus de Guaratinguetá, em colaboração com colegas da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) e do Instituto de Astrobiologia da agência espacial norte-americana (Nasa), desenvolveram um modelo mais preciso para determinar a origem da água e da vida na Terra.


 

Resultados do estudo foram apresentados no encontro científico UK-Brazil-Chile Frontiers of Science, realizado no Reino Unido pela Royal Society, FAPESP e pelas academias Brasileira



Realizado no âmbito do projeto de pesquisa “Dinâmica orbital de pequenos objetos”, apoiado pela FAPESP, o modelo foi descrito em um artigo publicado no The Astrophysical Journal, da Sociedade Americana de Astronomia, e apresentado nesta segunda-feira (24/02) no UK-Brazil-Chile Frontiers of Science.

Organizado pela Roya
l Society, do Reino Unido, em conjunto com a FAPESP e as Academias Brasileira e Chilena de Ciências, o evento ocorre até quarta-feira (26/02) em uma propriedade da Royal Society em Chicheley, vilarejo do condado de Buckinghamshire, no sul da Inglaterra. E tem como objetivo fomentar a colaboração científica e interdisciplinar entre jovens pesquisadores brasileiros, chilenos e do Reino Unido em áreas de fronteira do conhecimento.

“Desenvolvemos um modelo em que analisamos todas as possíveis fontes espaciais de água e estipulamos qual seria a provável contribuição de cada uma delas na quantidade total de água existente hoje na Terra”, disse à Agência FAPESP Othon Cabo Winter, pesquisador do Grupo de Dinâmica Orbital & Planetologia da Unesp de Guaratinguetá e coordenador do estudo.

De acordo com Winter, até recentemente se acreditava que os cometas, ao colidir com a Terra durante a formação do Sistema Solar, haviam trazido a maior parte da água existente hoje no planeta.
Simulações computacionais da quantidade de água que esses objetos celestes compostos de gelo podem ter fornecido para a Terra – baseadas em medições da quantidade de deutério (o hidrogênio mais pesado) da água deles – revelaram, no entanto, que os cometas não foram as maiores fontes. E que eles não poderiam ter contribuído com uma fração tão significativa de água para o planeta como se estimava, explicou Winter.
“Pelas simulações, a contribuição dos cometas no fornecimento de água para a Terra seria de, no máximo, 30%”, disse o pesquisador. “Mais do que isso é pouco provável”, afirmou Winter.
No início dos anos 2000, segundo o pesquisador, foram publicados estudos internacionais que sugeriram que, além dos cometas, outros objetos planetesimais (que deram origem aos planetas), como asteroides carbonáceos – o tipo mais abundante de asteroides no Sistema Solar –, também poderiam ter água e fornecê-la para a Terra por meio da interação com planetas e embriões planetários durante a formação do Sistema Solar.
A hipótese foi confirmada nos últimos anos por observações de asteroides feitas a partir da Terra e de meteoritos (pedaços de asteroides) que entraram na atmosfera terrestre.
Outras possíveis fontes de água da Terra, também propostas nos últimos anos, são grãos de silicato (poeira) da nebulosa solar (nuvem de gás e poeira do cosmos relacionada diretamente com a origem do Sistema Solar), que encapsularam moléculas de água durante o estágio inicial de formação do Sistema Solar.
Essa “nova” fonte, no entanto, ainda não tinha sido validada e incluída nos modelos de distribuição de água por meio de corpos celestes primordiais, como os asteroides e os cometas.
“Incluímos esses grãos de silicato da nebulosa solar, com os cometas e asteroides, no modelo que desenvolvemos e avaliamos qual a contribuição de cada uma dessas fontes para a quantidade de água que chegou à Terra”, detalhou Winter.

Simulações computacionais

Segundo Winter, a água de cada uma dessas possíveis fontes para a Terra possui uma quantidade diferente de deutério – que pode ser utilizado como um indicador de origem da água.
O pesquisador e seus colaboradores conseguiram estimar a contribuição de cada um desses objetos celestes com base nesse “certificado de origem” da água encontrada na Terra, por meio de simulações computacionais. Além disso, conseguiram determinar qual o volume de água que cada uma dessas fontes forneceu e em que momento fizeram isso durante a formação do planeta terrestre, uma vez que a contribuição de cada uma delas foi feita em períodos diferentes.

“A maior parte veio dos asteroides, que deram uma contribuição de mais de 50%. Uma pequena parcela veio da nebulosa solar, com 20% de participação, e os 30% restantes dos cometas”, detalhou Winter.
Os resultados das simulações feitas pelos pesquisadores também indicaram que grandes planetas, com grandes quantidades de água, como a Terra, podem ter sido formados entre 0,5 e 1,5 unidade astronômica – entre 75 milhões e 225 milhões de quilômetros de distância do Sol.
“Essa faixa de distância do Sol, que nós chamamos de ‘zona habitável’, permite ter água no estado líquido”, disse Winter. “Fora dessa região é muito frio e a água ficaria congelada. Já mais próximo do Sol é muito quente e a água seria vaporizada”, explicou.

As simulações também sugeriram que o modelo desenvolvido parece mais eficiente para determinar a quantidade e o momento da entrega de água para a Terra por esses corpos planetários do que modelos que indicam que a água foi transferida meramente por meio de meras colisões entre corpos celestes em início de formação (protoplanetários), afirmou Winter.

“As informações parciais da possível contribuição de cada uma dessas fontes já existiam. Mas, até então, não tinham sido reunidas em um único modelo e não havia sido determinado quando e quanto contribuíram para a formação da massa de água na Terra”, disse.

Importância de corpos menores

Winter destacou em sua palestra na Inglaterra a importância da exploração de corpos menores, como asteroides e cometas, pelas missões espaciais. A última missão espacial para a exploração de asteroides, realizada pela agência espacial japonesa (Jaxa, na sigla em inglês) com a sonda Hayabusa para tirar amostras do asteroide Itokawa, resultou em diversos artigos em revistas como a Science e a Nature.
O país oriental planeja lançar este ano a sonda espacial Hayabusa-2, para extrair amostras do subsolo do asteroide “1999JU3” em 2018 e trazê-las para a Terra em 2020.

Por sua vez a agência espacial europeia (ESA) mantém no espaço a sonda Rosetta, que deve ser o primeiro objeto a pousar em um cometa, o 67P/Churyumov-Gerasimenko. E a Nasa também pretende realizar uma missão para captura de asteroide próximo da Terra.

Já o Brasil pretende desenvolver e lançar em 2017 a sonda espacial Áster, para orbitar em 2019 um asteroide triplo, o 2001-SN263, formado por um objeto central, com 2,8 quilômetros de diâmetro, e outros dois menores com 1,1 quilômetro e 400 metros de diâmetro.
“Nunca foi realizada uma missão para um sistema de asteroides desse tipo”, disse Winter. “Todas as missões foram feitas para observar um único asteroide”, afirmou.
Ao explorar asteroides e cometas, em missões como essas, é possível explicar melhor as condições de formação da Terra e a aparição da vida no planeta, explicou o pesquisador.

“Como são corpos celestes primordiais, os cometas e os asteroides preservam informações sobre como era o Sistema Solar durante seu estágio de formação”, disse Winter.
Um dos desafios para disponibilizar esses preciosos materiais geológicos para estudos científicos, contudo, é não apenas coletar, mas realizar uma curadoria cuidadosa das amostras, assegurando a gravação e o arquivamento de diversas informações relacionados a cada uma das espécimes, tais como as circunstâncias nas quais foram coletadas e os resultados de análises, destacou Caroline Smith, curadora da coleção de meteoritos do Museu de História Natural de Londres, na palestra que proferiu após Winter.
De acordo com Smith, os meteoritos começaram a ser estudados cientificamente no final do século XVIII por cientistas como o físico alemão Ernest Chladni (1756-1827).
O Museu Britânico começou a sua coleção de meteoritos 50 anos após ser fundado, em 1753, contou Smith.

Desde então, com as amostras colhidas por missões realizadas por agências espaciais de diversos países, as coleções de instituições, como a do Museu de História Natural de Londres, têm se expandido muito rapidamente.

“Em 1961 havia, aproximadamente, 2.100 meteoritos conhecidos, dos quais 40% possuíam o registro do momento e do lugar onde caíram”, disse Smith. “Em contrapartida, hoje, há 48 mil meteoritos conhecidos e apenas 2,4% têm o registro da queda”, contou Smith.
O número cada vez maior de amostras de meteoritos coletadas e os estudos científicos realizados a partir deles têm imposto grandes desafios às equipes de curadoria desses objetos dos museus, avaliou a pesquisadora.

“Alguns dos nossos atuais dilemas é manter o acesso à coleção e, ao mesmo tempo, preservar os meteoritos para as futuras gerações”, afirmou.
O artigo A compound model for the origin of Earths’s water (doi:10.1088/0004-637X/767/1/54), de Winter e outros, pode ser lido no The Astrophysical Journal em iopscience.iop.org/0004-637X/767/1/54/article.

A reinvenção da vida

À luz do anúncio sobre bactéria supostamente capaz de viver à base de arsênio no lugar do fósforo, Jerry Borges fala sobre os novos caminhos e expectativas da comunidade científica na busca de vida fora do planeta Terra.

Por: Jerry Carvalho Borges

Publicado em 08/12/2010 | Atualizado em 10/12/2010

Famoso por sua série de televisão ‘Cosmos’, Carl Sagan posa com módulo da missão Viking, da Nasa. O astrônomo foi um dos primeiros a dizer que talvez estivéssemos "olhando de uma forma míope os céus". (foto: Nasa/JPL-Caltech)

Quem de nós nunca ficou fascinado com as aventuras dos tripulantes da nave Enterprise, da série Jornada nas Estrelas, ou se deslumbrou com a saga de Luke Skywalker nas duas trilogias de Guerra nas Estrelas?
Ou, pelo menos, passou noites sob o céu estrelado especulando a respeito da possibilidade de existência de vida extraterrestre?
A possibilidade de não estarmos sozinhos em um universo que possui centenas de trilhões de estrelas e um número quase incontável de planetas orbitando em torno desses corpos celestes parece ser bastante plausível.
Após 400 anos de pesquisa astronômica, ainda carecemos de qualquer prova, mesmo tênue, da existência de vida fora de nosso planeta. Contudo, uma série de indícios recentes observados no Sistema Solar, em planetas distantes (exoplanetas) e mesmo em lugares inesperados, como a própria Terra, pode transformar o que sabemos sobre a presença de seres vivos fora da Terra.
A mais festejada dessas descobertas foi anunciada recentemente e publicada na revista científica Science.

As bactérias da cepa GFAJ-1, coletadas no lago Mono (Califórnia), conseguiram sustentar seu crescimento na presença de arsênio e ausência de fósforo. (foto: Science/ AAAS)

A pesquisa, coordenada pela geomicrobióloga Felisa Wolfe-Simon, do Instituto de Astrobiologia da Nasa e do Serviço Geológico dos Estados Unidos, revelou, para aparente surpresa da comunidade científica, um ser vivo que apresenta algumas características metabólicas totalmente diferentes do que conhecíamos até aqui, mostrando de forma contundente que os seres vivos podem se adaptar e se manter em condições extremas, abrindo assim o caminho para novas indagações sobre a possibilidade de existência de vida extraterrestre.
Os autores do estudo descreveram um parente distante do conhecido coliforme fecal, a bactéria Escherichia coli, que possui características metabólicas bastante bizarras. Essas bactérias, que pertencem à linhagem GFAJ-1 da família das halomonadáceas, foram isoladas do lago Mono, localizado próximo ao Parque Nacional de Yosemite, no leste da Califórnia (EUA).
No laboratório, a equipe de Wolfe-Simon cultivou essas bactérias em um meio em que o fósforo, um elemento essencial para o desenvolvimento dos seres vivos, foi substituído por arsênio, um elemento químico altamente tóxico. Inesperadamente, essas bactérias não somente foram capazes de sobreviver, mas também de se multiplicar incorporando o arsênio em seu material genético no lugar do fósforo.
Essa espécie de bactéria tem, portanto, um DNA diferente de qualquer outra criatura descoberta até hoje. Suas ligações de fósforo (fosfodiéster), que unem as subunidades do DNA (nucleotídeos), foram substituídas por arsênio.
Os pesquisadores acreditam que essa população de bactérias com o DNA diferente tenha sido selecionada evolutivamente devido à elevada concentração de arsênio no lago Mono.
Adaptações ecológicas a condições ambientais extremas já foram observadas anteriormente em outros locais do nosso planeta. Talvez o exemplo mais contundente dessa adequação a ambientes difíceis seja o das comunidades que vivem em fontes termais marinhas localizadas a milhares de metros de profundidade, no assoalho oceânico. Contudo, nada se compara às bactérias do lago Mono.

Busca ingênua

Mas o que essa descoberta, que levou a especulações mesmo antes de a Nasa sugerir que iria finalmente apresentar um legítimo ET para a imprensa, tem de tão extraordinária?
Basicamente, ela levanta a possibilidade de que, quando necessário, mesmo as moléculas essenciais para a vida dos seres vivos podem apresentar estruturas diferenciadas.

Quando necessário, moléculas essenciais à vida podem apresentar estruturas diferenciadas

Isso abre caminho para que, talvez, tenhamos seres vivos habitando planetas com condições ambientais mais inóspitas do que o nosso, contrariando assim a ideia que se tinha de que apenas locais com exatamente a mesma distribuição de elementos químicos e características físicas encontradas na Terra seriam capazes de abrigar seres vivos.
Seguindo esse raciocínio, o DNA, as proteínas e outras moléculas biológicas seriam moldadas evolutivamente de uma mesma forma em qualquer lugar do universo e encontrar vida fora da Terra dependeria essencialmente de se achar outros planetas rochosos, com água no estado líquido e atmosferas relativamente espessas.
As bactérias do lago Mono, contudo, revelam que talvez estejamos errados. Um dos primeiros proponentes de que talvez estivéssemos "olhando de uma forma míope os céus" foi o famoso astrônomo norte-americano Carl Sagan (1934-1996).
Sagan, em um dos episódios de sua reconhecida série Cosmos, realizada em 1980, já afirmava que um dos maiores problemas enfrentados pela humanidade na busca de vida extraterrestre seria o fato de estarmos buscando alienígenas que fossem a nossa imagem e semelhança (pelo menos, em termos bioquímicos).
Se ainda estivesse entre nós, Sagan estaria muito contente. A descoberta de uma simples bactéria em um lago tóxico e gélido fornece indícios de que talvez vivamos em um universo bem mais fértil e povoado do que imaginávamos.
Afinal, se a química da vida em nosso planeta pode se mostrar tão versátil a ponto de substituir um componente considerado anteriormente essencial do DNA ─ o fósforo ─ por um "primo" na tabela periódica, deixa de ser absurdo cogitar que situações semelhantes possam também ocorrer em outros locais.

Mais indícios

Uma série de outras pistas relativas à possibilidade de haver vida extraterrestre está surgindo e deve movimentar o meio científico nos próximos anos. Os indícios obtidos até o momento apontam basicamente para a presença de alguns elementos essenciais à manutenção da vida em locais antes considerados totalmente inóspitos.
Uma das iniciativas recentes e importantes para a busca de locais que reúnam condições de abrigar formas vivas fora de nosso Sistema Solar é a operação do telescópio espacial Kepler, iniciada em 2010.

Ilustração do telescópio Kepler, da NASA. Graças ao instrumento, lançado ao espaço este ano, já foram descritos cerca de 400 planetas fora do Sistema Solar. (foto: Nasa/JPL-Caltech)

Lançado pela Nasa em uma sonda de mesmo nome, a um custo de cerca de 467 milhões de dólares, o telescópio permitirá a observação das 100 mil estrelas mais brilhantes do céu durante quatro anos. O objetivo é detectar a presença de planetas e de indícios de vida extraterrestre nesses locais. Graças ao telescópio Kepler, já foram descritos cerca de 400 exoplanetas.
Especula-se que entre 25% e 70% das estrelas que serão examinadas pelo telescópio possam ter, orbitando em torno de si, planetas rochosos e com atmosferas gasosas similares à da Terra e que alguns estejam localizados em uma zona habitável de seus sistemas estelares.
Mais indícios que reforçam as possibilidades de vida extraterrestre têm sido observados em Encélado, uma das luas de Saturno. Em junho passado, cientistas alemães e britânicos revelaram, em artigo publicado na revista científica Nature, que Encélado possui em seu polo sul um oceano salgado oculto sob sua superfície.

“Talvez vivamos em um universo bem mais fértil e povoado do que imaginávamos”

Outra pesquisa, publicada no Journal of Geophysical Research e assinada por cientistas do Instituto de Pesquisa do Sudoeste de San Antonio, nos Estados Unidos, indica a presença de amoníaco, do isótopo de hidrogênio deutério e de vários componentes orgânicos em Encélado. Segundo os cientistas, alguns desses compostos permitiram que a água permanecesse em estado líquido sob a superfície gelada dessa lua de Saturno.
Reia, outra lua de Saturno, também guarda surpresas: análises feitas após um sobrevoo pela lua, realizado pela sonda não-tripulada Cassini, também da Nasa, indicam que há na atmosfera desse satélite oxigênio e gás carbônico.
Marte, o planeta tantas vezes indicado como uma possível fonte de seres extraterrestres, também tem sido palco de pistas sobre a origem da vida fora dos limites terrestres. O passeio do robô Spirit, também da Nasa, pela superfície do planeta vermelho no ano passado apontou evidências da presença de água ─ um elemento essencial à vida ─ no subsolo do planeta.
As recentes descobertas de locais extraterrestres com condições propícias à vida como a conhecíamos até aqui, somadas ao encontro de um grupo de bactérias que apresentam uma estrutura bioquímica bastante diferente do que se conhecia em nosso próprio planeta, deixam os diversos cientistas que se dedicam à busca de vida extraterrestre confiantes de que nos próximos anos poderão se acumular provas realmente concretas e reveladoras sobre a existência de vida fora dos limites de nosso planeta.
Contudo, sabemos que no início provavelmente encontraremos formas bastante simples, talvez microrganismos apenas. Mas quem sabe, talvez, daqui a algum tempo, sejamos capazes de encontrar criaturas extraordinárias como aquelas que aprendemos a amar e admirar (e mesmo temer!) nos filmes Jornada e Guerra nas Estrelas?

Jerry Carvalho BorgesDepartamento de Medicina VeterináriaUniversidade Federal de Lavras

Sugestões para leitura

 

Gaidos, E.; Haghighipour N.; Agol, E.; Latham, D.; Raymond, S.; Rayner, J. 2007. New worlds on the horizon: Earth-sized planets close to other stars. Science, 318: 5848, 210-213.

Gurnett, D.A. The search for life in the solar system. 2009. Trans Am Clin Climatol Assoc, 120, 299-325.

McKay, C.P. 2010. An origin of life on Mars. Cold Spring Harb Perspect Biol, 2:4, a003509.

Schulze-Makuch, D.; Irwin, L.N. 2006. The prospect of alien life in exotic forms on other worlds. Naturwissenschaften, 93:4, 155-172.

Tsokolov, S.A. 2009. Why is the definition of life so elusive? Epistemological considerations. Astrobiology, 9:4, 401-412.

Wolfe-Simon, F.; Blum, J.S.; Kulp, T.R.; Gordon, G.W.; Hoeft, S.E.; Pett-Ridge, J.; Stolz, J.F.; Webb, S.M.; Weber, P.K.; Davies, P.C.; Anbar, A.D.; Oremland, R.S. 2010 Bacterium that can grow by using arsenic instead of phosphorus. Science 1197258. DOI: 10.1126/science.1197258.

Vida onde não se imaginava

3/12/2010
Agência FAPESP – As chances de existir vida em outros planetas acaba de aumentar. Pelo menos de acordo com o anúncio feito na tarde desta quinta-feira (2/12) pela Nasa, a agência espacial norte-americana, que destaca a descoberta de um organismo que cresce onde não se imaginava que pudesse existir vida.
O anúncio, transmitido para todo o mundo pela internet, refere-se ao estudo feito por Felisa Wolfe-Simon, do Instituto de Astrobiologia da Nasa, e colegas e publicado na nova edição da revista Science.
Os cientistas descobriram uma bactéria (linhagem GFAJ-1 da família Halomonadaceae) capaz de sobreviver e de prosperar em um ambiente cheio de arsênio. O elemento químico, até então, era considerado altamente tóxico a todos os seres vivos.

Nasa anuncia a descoberta de bactérias que crescem em ambiente cheio de arsênio, tóxico para a maioria dos seres vivos. Novidade amplia a busca por vida extraterrestre (divulgação)


Da baleia à bactéria Escherichia coli, passando pelo homem e todos os mamíferos, os organismos terrestres dependem dos mesmos seis elementos: oxigênio, carbono, hidrogênio, nitrogênio, fósforo e enxofre.
A bactéria que acaba de ser descrita é a primeira exceção. E essa inusitada forma de vida não foi encontrada em outro planeta, como inicialmente deu a entender o aviso feito pela Nasa no início da semana, de que divulgaria “uma descoberta em astrobiologia que impactará a busca por evidência de vida extraterrestre”. A bactéria foi encontrada mesmo no hipersalino e altamente tóxico lago Mono, na Califórnia.
Não é uma vida extraterrestre, mas, segundo a Nasa, a descoberta amplia a busca por formas de vida desconhecidas, tanto na Terra como fora dela. Até agora, a busca tem se voltado a planetas com circunstâncias semelhantes às que se consideravam fundamentais para a existência de vida.
Ambientes venenosos – pelo menos para a maior parte dos habitantes da Terra –, como lotados de arsênio, passam a contar. A bactéria é a mais nova personagem entre os organismos extremófilos, capazes de sobreviver em condições extremas e prejudiciais à maioria das formas de vida terrestres.
Após recolher amostras da bactéria no lago californiano, Felisa e colegas realizaram experimentos em laboratório com o organismo. Verificaram que a GFAJ-1 foi capaz de transformar arsênio em fosfatos e até mesmo dispensar o fósforo. O arsênio substituiu o fósforo até mesmo no DNA da bactéria, que continuou a crescer.
“Conhecíamos microrganismos capazes de respirar arsênio, mas agora encontramos um que faz algo totalmente novo: constrói partes de si mesmo com arsênio. Se algo aqui na Terra pode fazer algo tão inesperado, o que mais a vida pode fazer que ainda não vimos?”, disse Felisa.
“A definição de vida acaba de se expandir. À medida que prosseguimos em nossos esforços para procurar por sinais de vida no Sistema Solar, teremos que pensar mais ampla e diversamente e considerar vidas de que não tínhamos conhecimento”, disse Ed Weiler, administrador da divisão de ciência da Nasa.
O artigo A Bacterium that Can Grow by Using Arsenic Instead of Phosphorus (10.1126/science.1197258), de M.Thomas Gilbert e outros, pode ser lido por assinantes da Science em www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/science.1197258.