Durante décadas, os cientistas que procuram vida fora da Terra concentraram-se num desafio central: identificar as moléculas certas para encontrar em planetas e luas distantes.
Mas uma nova pesquisa publicada em astronomia natural Isto sugere que a resposta pode não estar nas próprias moléculas, mas nos padrões ocultos que as conectam.
“Mostramos que a vida não produz apenas moléculas”, disse Fabian Klenner, professor assistente de ciências planetárias na UC Riverside e coautor do estudo. “A vida também produz um princípio organizador, que podemos ver através da aplicação de estatísticas.”
Padrões químicos ocultos podem revelar vida
Os pesquisadores descobriram que os aminoácidos encontrados nos sistemas vivos tendem a ser mais diversos e distribuídos de maneira mais uniforme do que aqueles formados por processos abióticos. Os ácidos graxos mostram a tendência oposta, com processos químicos inanimados produzindo uma distribuição mais uniforme do que os processos bioquímicos.
Segundo a equipe, este é o primeiro estudo a mostrar que tais potenciais assinaturas de vida podem ser detectadas apenas através de dados estatísticos, sem depender de nenhum instrumento especializado. Isto significa que o método provavelmente utilizará dados já coletados por missões espaciais atuais e futuras.
As descobertas surgem num momento em que a exploração planetária avança rapidamente. Missões que estudam Marte, Europa, Encélado e outros mundos estão a fazer medições cada vez mais detalhadas da química orgânica. No entanto, a interpretação destes sinais químicos continua a ser um grande desafio.
Muitas moléculas relevantes para a vida na Terra, incluindo aminoácidos e ácidos graxos, também se formam naturalmente sem ação biológica. Os cientistas os descobriram em meteoritos e os criaram em experimentos de laboratório projetados para simular ambientes espaciais. Portanto, a simples detecção destes compostos não é suficiente para provar a existência de vida.
“A astrobiologia é fundamentalmente uma ciência forense”, disse Gideon Yoffe, pós-doutorado no Instituto Weizmann de Ciência em Israel e principal autor do estudo. “Estamos tentando inferir processos a partir de pistas incompletas, muitas vezes dados muito limitados coletados através de missões extremamente caras e raras”.
Emprestando ferramentas da ecologia
Para resolver esse problema, os pesquisadores usaram métodos estatísticos comumente usados em ecologia. Os ecologistas usam dois conceitos principais para medir a biodiversidade: riqueza (que descreve quantas espécies diferentes existem) e equidade (que mede quão uniformemente as espécies estão distribuídas).
Yoffe encontrou esta estrutura pela primeira vez durante seus estudos de doutorado em estatística e ciência de dados, onde métricas de diversidade foram usadas para revelar padrões em conjuntos de dados complexos, incluindo estudos envolvendo culturas humanas antigas.
A equipe então aplicou a mesma lógica estatística à química associada à possível vida alienígena.
Usando aproximadamente 100 conjuntos de dados existentes, os cientistas examinaram aminoácidos e ácidos graxos de microrganismos, solos, fósseis, meteoritos, asteróides e amostras sintéticas de laboratório. Repetidamente, os materiais biológicos exibem padrões organizacionais únicos que os distinguem da química inanimada.
Fósseis ainda trazem sinais de vida antiga
Uma das descobertas mais surpreendentes é que o método funciona apesar da sua simplicidade.
Ao analisar amostras através dessas lentes estatísticas, os pesquisadores podem distinguir com segurança entre amostras biológicas e não biológicas. Eles também observaram que os materiais biológicos formavam um continuum desde bem preservados até severamente degradados.
“É realmente surpreendente”, disse Clenner. “O método capta não apenas a diferença entre coisas vivas e não vivas, mas também o grau de preservação e mudança.”
Mesmo os espécimes que sofreram degradação significativa retêm vestígios desta estrutura de tecido. Por exemplo, as cascas de ovos fossilizados de dinossauros em estudo continuam a mostrar padrões estatísticos detectáveis relacionados com a actividade biológica antiga.
Novas ferramentas para futuras missões espaciais
Os investigadores alertam que nenhuma tecnologia é suficiente para provar a existência de vida extraterrestre.
“Quaisquer alegações futuras de descoberta de vida exigirão múltiplas linhas de evidência independentes e serão interpretadas dentro do contexto geológico e químico do ambiente planetário”, disse Klenner.
Mesmo assim, a equipe acredita que esta estrutura pode ser uma adição valiosa para futuras missões planetárias em busca de evidências de vida fora da Terra.
“Nosso método é outra forma de avaliar se existe vida”, disse Klenner. “Se diferentes técnicas apontam na mesma direção, isso pode ser muito poderoso.”
