Cientistas da Universidade de Aarhus derrubaram suposições antigas sobre como surgiram os ingredientes básicos da vida. Novas experiências mostram que os blocos de construção 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 em laboratórios de última geração da Universidade de Aarhus e da Agência Europeia de Pesquisa (HUN-REN Atomki) na Hungria. Os experimentos foram liderados pelos pesquisadores Sergio Ioppolo e Alfred Thomas Hopkinson.
Recriando as condições extremas do espaço interestelar
Numa câmara especialmente concebida, os investigadores recriaram o ambiente hostil encontrado em gigantescas nuvens de poeira cósmica, a milhares de anos-luz de distância da Terra. Essas regiões estão entre os lugares mais frios e vazios do universo.
As temperaturas nesta nuvem de poeira atingem cerca de -260°C e as pressões são tão baixas que os investigadores devem remover constantemente partículas de gás perdidas para manter um vácuo ultra-alto. Sob estas condições cuidadosamente controladas, a equipa estudou como as partículas se comportam quando expostas à radiação, muito próximo do que acontece no espaço interestelar real.
“Já sabíamos de experiências anteriores que aminoácidos simples, como a glicina, são formados no espaço interestelar. Mas estávamos interessados em saber se moléculas mais complexas, como os péptidos, poderiam formar-se naturalmente nas superfícies dos grãos de poeira antes de participarem na formação de estrelas e planetas,” diz Sergio Ioppolo.
De aminoácidos a precursores de proteínas
Peptídeos são cadeias curtas de aminoácidos individuais formadas quando ligadas entre si. Quando muitos peptídeos se combinam, eles formam proteínas essenciais à vida como a conhecemos. Determinar a origem e origem destes precursores de proteínas é um passo fundamental para compreender como a vida começou.
Para testar esse processo, os pesquisadores colocaram glicina dentro de uma câmara e a expuseram a raios cósmicos simulados usando o acelerador de íons HUN-REN Atomki. Eles então analisaram as reações químicas subsequentes.
“Vimos que as moléculas de glicina começaram a reagir entre si para formar peptídeos e água. Isto sugere que o mesmo processo ocorre no espaço interestelar”, disse Alfred Thomas Hopkinson. “Este é um passo em direção à criação de proteínas em partículas de poeira que são os mesmos materiais que mais tarde formariam planetas rochosos”.
Nuvens formando estrelas como fábricas de produtos químicos
Joppolo, Hopkinson e seus colegas concentraram-se nas gigantescas nuvens de poeira entre as estrelas porque é nestas regiões que nascem os novos sistemas solares. Durante décadas, os cientistas acreditaram que apenas moléculas muito simples poderiam se formar nesses ambientes.
“Costumávamos pensar que apenas moléculas muito simples eram produzidas nestas nuvens. O nosso entendimento era que assim que o gás começou a condensar-se num disco que acabaria por se tornar uma estrela, moléculas mais complexas formaram-se muito mais tarde,” explica Sergio Iopolo.
“Mas mostramos que este claramente não é o caso.”
Esta mudança na compreensão sugere que as moléculas essenciais para a vida estão muito mais amplamente distribuídas por todo o universo do que se pensava anteriormente.
Impacto na vida fora da Terra
Quando as nuvens de poeira interestelar entram em colapso, elas eventualmente criam estrelas e planetas. No processo, pequenos blocos químicos podem ser transportados para o mundo rochoso recém-formado.
“Eventualmente, estas nuvens de gás colapsaram em estrelas e planetas. Pouco a pouco, estes pequenos blocos de construção caíram sobre os planetas rochosos dentro do sistema solar recém-formado. Se estes planetas estivessem na zona habitável, então a vida poderia ter surgido,” disse Sergio Iopolo.
“Dito isto, ainda não sabemos exatamente como a vida começou. Mas estudos como o nosso mostram que muitas das moléculas complexas necessárias à vida são produzidas naturalmente no espaço.”
Processos químicos em todos os lugares
À primeira vista, formar peptídeos a partir de aminoácidos simples parece um pequeno passo. No entanto, as reações químicas que ligam os aminoácidos seguem as mesmas regras básicas em todos os lugares, tornando esta descoberta ainda mais importante.
“Todos os tipos de aminoácidos se combinam em peptídeos através da mesma reação. Portanto, é provável que outros peptídeos também se formem naturalmente no espaço interestelar”, disse Hopkinson. “Ainda não analisamos esse problema, mas podemos fazê-lo no futuro.”
Procurando outros ingredientes da vida
A proteína é apenas parte do quadro. A vida também depende de membranas, nucleobases e nucleotídeos. Se esses ingredientes 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 investigar estas possibilidades.
“Essas moléculas são alguns dos principais blocos de construção da vida”, explica a co-autora Professora Liv Hornekær, chefe do Centro InterCat. “Eles podem ter estado ativamente envolvidos nas primeiras reações químicas prebióticas, catalisando outras reações que levaram ao nascimento da vida”.
“Ainda há muito para descobrir, mas a nossa equipa de investigação está a trabalhar arduamente para responder ao maior número possível de questões fundamentais”, afirma Sergio Ioppolo. “Já descobrimos que muitos dos blocos de construção da vida se formaram ali, e podemos descobrir mais no futuro”.
