Cientistas da Universidade de Aarhus derrubaram suposições de longa data sobre como surgem os componentes básicos da vida. Novas experiências mostram que os blocos de construção básicos necessários para construir proteínas podem formar-se naturalmente no espaço, uma descoberta que levanta a possibilidade de que possa existir vida noutros locais do Universo.
A pesquisa foi conduzida nos laboratórios avançados da Universidade de Aarhus e no Centro Europeu de Pesquisa na Hungria (HUN-REN Atomki). Os experimentos foram liderados pelos pesquisadores Sergio Iopallo e Alfred Thomas Hopkinson.
Reproduzindo as condições extremas do espaço interestelar
Dentro de uma câmara especialmente projetada, os pesquisadores recriaram as condições adversas encontradas em vastas nuvens de poeira cósmica, a milhares de anos-luz de distância da Terra. Essas regiões são alguns dos lugares mais frios e desolados do universo.
As temperaturas nessas nuvens de poeira atingem cerca de -260°C e a pressão é tão baixa que os investigadores devem remover constantemente partículas de gás dispersas para manter o vácuo ultra-alto. Nestas condições cuidadosamente controladas, a equipa estudou como as partículas se comportam sob a influência da radiação, correspondendo de perto ao que acontece no espaço interestelar real.
“Já sabemos, por experiências anteriores, que aminoácidos simples, como a glicina, se formam no espaço interestelar. Mas estávamos interessados em descobrir se moléculas mais complexas, como os péptidos, se formam naturalmente na superfície dos grãos de poeira antes de participarem na formação de estrelas e planetas,” diz Sergio Iopala.
De aminoácidos a precursores de proteínas
Os peptídeos são cadeias curtas formadas quando aminoácidos individuais são ligados entre si. Quando muitos peptídeos se unem, eles formam as proteínas necessárias para a vida como a conhecemos. Determinar onde e como estes precursores de proteínas se originam é um passo fundamental para compreender como a vida pode começar.
Para testar esse processo, os pesquisadores colocaram glicina dentro de uma câmara e a expuseram a raios cósmicos simulados usando o acelerador de íons do HUN-REN Atomki. Eles então analisaram as seguintes reações químicas.
“Vimos que as moléculas de glicina começaram a reagir entre si para formar peptídeos e água. Isto sugere que o mesmo processo está ocorrendo no espaço interestelar”, diz Alfred Thomas Hopkinson. “Este é um passo em direção à produção de proteínas em partículas de poeira, os mesmos materiais que mais tarde formarão planetas rochosos”.
Nuvens formadoras de estrelas são como fábricas químicas
Iopala, Hopkinson e os seus colegas concentram-se em nuvens gigantes de poeira entre estrelas porque novos sistemas solares nascem nestas regiões. Durante décadas, os cientistas acreditaram que apenas moléculas muito simples poderiam se formar nesses ambientes.
“Antes pensávamos que apenas moléculas muito simples poderiam ser criadas nessas nuvens. Entendíamos que moléculas mais complexas se formariam muito mais tarde, quando o gás começou a se coalescer em um disco que eventualmente se transformaria em uma estrela”, explica Sergio Iopala.
“Mas mostramos que este claramente não é o caso.”
Esta mudança na compreensão sugere que as moléculas-chave associadas à vida estão muito mais espalhadas por todo o universo do que se pensava anteriormente.
Implicações para a vida fora da Terra
Quando as nuvens de poeira interestelar entram em colapso, elas eventualmente dão origem a estrelas e planetas. Durante este processo, pequenos blocos de construção químicos podem ser entregues a mundos rochosos recém-formados.
“Eventualmente, estas nuvens de gás colapsam em estrelas e planetas. Pouco a pouco, estes pequenos blocos de construção pousam em planetas rochosos no sistema solar recém-formado. Se estes planetas estiverem na zona de vida, então existe uma possibilidade real do aparecimento de vida,” diz Sergio Iopala.
“No entanto, ainda não sabemos exatamente como a vida se originou. Mas estudos como o nosso mostram que muitas das moléculas complexas necessárias à vida são criadas naturalmente no espaço.”
Um processo químico que funciona em qualquer lugar
À primeira vista, a formação de peptídeos a partir de aminoácidos simples pode parecer um pequeno passo. No entanto, a reação química que une os aminoácidos segue as mesmas regras básicas em todos os lugares, tornando a descoberta particularmente importante.
“Todos os tipos de aminoácidos são unidos em peptídeos pela mesma reação. Portanto, é muito provável que outros peptídeos também se formem naturalmente no espaço interestelar”, diz Hopkinson. “Ainda não analisamos isso, mas provavelmente o faremos no futuro.”
A busca por outros ingredientes da vida
Os esquilos são apenas parte da imagem. A vida também depende de membranas, nucleotídeos e nucleotídeos. Se esses componentes também podem se formar naturalmente no espaço permanece uma questão em aberto.
Os investigadores do Centro de Catálise Interestelar, financiado pela Fundação Nacional de Investigação Dinamarquesa, continuam a explorar estas possibilidades.
“Essas moléculas são alguns dos principais blocos de construção da vida”, explicou a co-autora Professora Liv Hornecker, chefe do Centro InterCat. “Eles podem estar ativamente envolvidos na química pré-biótica inicial, catalisando outras reações que levam à vida”.
“Ainda há muito a descobrir, mas a nossa equipa de investigação está a trabalhar para responder ao máximo possível destas questões básicas”, afirma Sergio Iopala. “Já descobrimos que muitos dos blocos de construção da vida se formam ali, e provavelmente encontraremos ainda mais no futuro”.
