Cientistas da Universidade de Aarhus desafiaram uma suposição de longa data sobre como os ingredientes essenciais da vida surgem. Novos experimentos mostram que os componentes básicos necessários para construir proteínas podem se formar naturalmente no espaço, uma descoberta que aumenta a probabilidade de que a vida possa existir em outros lugares do universo.
A pesquisa foi realizada em laboratórios avançados na Universidade de Aarhus e em uma instalação de pesquisa europeia na Hungria (HUN-REN Atomki). Os experimentos foram liderados pelos pesquisadores Sergio Ioppolo e Alfred Thomas Hopkinson.
Recriando as Condições Extremas do Espaço Interestelar
Dentro de uma câmara especialmente projetada, os pesquisadores recriaram o ambiente severo encontrado em vastas nuvens de poeira cósmica localizadas a milhares de anos-luz da Terra. Essas regiões estão entre os lugares mais frios e vazios do universo.
As temperaturas nessas nuvens de poeira atingem cerca de -260°C, e a pressão é tão baixa que os pesquisadores devem constantemente remover partículas de gás soltas para manter um vácuo ultra-alto. Sob essas condições cuidadosamente controladas, a equipe estudou como as partículas se comportam quando expostas à radiação, imitando de perto o que acontece no verdadeiro espaço interestelar.
“Já sabemos de experimentos anteriores que aminoácidos simples, como a glicina, se formam no espaço interestelar. Mas estávamos interessados em descobrir se moléculas mais complexas, como peptídeos, se formam naturalmente na superfície dos grãos de poeira antes de participarem da formação de estrelas e planetas,” diz Sergio Ioppolo.
De Aminoácidos a Precursores de Proteínas
Peptídeos são cadeias curtas formadas quando aminoácidos individuais se ligam. Quando muitos peptídeos se unem, eles formam proteínas, que são essenciais para a vida como a conhecemos. Identificar onde e como esses precursores de proteínas se originam é um passo fundamental para entender como a vida pode começar.
Para testar esse processo, os pesquisadores colocaram glicina dentro da câmara e a expuseram a raios cósmicos simulados usando um acelerador de íons no HUN-REN Atomki. Eles então analisaram as reações químicas que se seguiram.
“Observamos que as moléculas de glicina começaram a reagir umas com as outras para formar peptídeos e água. Isso indica que o mesmo processo ocorre no espaço interestelar,” diz Alfred Thomas Hopkinson. “Isso é um passo em direção à criação de proteínas em partículas de poeira, os mesmos materiais que mais tarde formam planetas rochosos.”
Nuvens Formadoras de Estrelas como Fábricas Químicas
Ioppolo, Hopkinson e seus colegas focam em enormes nuvens de poeira entre estrelas porque essas regiões são onde novos sistemas solares nascem. Por décadas, os cientistas acreditaram que apenas moléculas muito simples poderiam se formar nesses ambientes.
“Costumávamos pensar que apenas moléculas muito simples poderiam ser criadas nessas nuvens. A compreensão era de que moléculas mais complexas se formavam muito mais tarde, uma vez que os gases começassem a se agrupar em um disco que eventualmente se torna uma estrela,” explica Sergio Ioppolo.
“Mas demonstramos que isso claramente não é o caso.”
Essa mudança na compreensão sugere que moléculas chave relacionadas à vida são muito mais comuns em todo o universo do que se pensava anteriormente.
Implicações para a Vida Além da Terra
À medida que as nuvens de poeira interestelar colapsam, elas acabam dando origem a estrelas e planetas. Durante esse processo, pequenos blocos químicos podem ser entregues a mundos rochosos recém-formados.
“Eventualmente, essas nuvens de gás colapsam em estrelas e planetas. Aos poucos, esses pequenos blocos de construção pousam em planetas rochosos dentro de um novo sistema solar formado. Se esses planetas estiverem na zona habitável, então há uma real probabilidade de que a vida possa surgir,” diz Sergio Ioppolo.
“Dito isso, ainda não sabemos exatamente como a vida começou. Mas pesquisas como a nossa mostram que muitas das moléculas complexas necessárias para a vida se formam naturalmente no espaço.”
Um Processo Químico que Funciona em Todo Lugar
À primeira vista, a formação de peptídeos a partir de aminoácidos simples pode parecer um pequeno passo. No entanto, a reação química que liga os aminoácidos segue as mesmas regras básicas em todos os lugares, tornando a descoberta especialmente importante.
“Todos os tipos de aminoácidos se ligam a peptídeos através da mesma reação. Portanto, é muito provável que outros peptídeos se formem naturalmente no espaço interestelar também,” diz Hopkinson. “Ainda não investigamos isso, mas provavelmente o faremos no futuro.”
Buscando Outros Ingredientes da Vida
As proteínas são apenas parte da equação. A vida também depende de membranas, nucleobases e nucleotídeos. Se esses componentes também podem se formar naturalmente no espaço ainda é uma questão em aberto.
Pesquisadores do Centro de Catálise Interestelar, financiado pela Fundação Nacional de Pesquisa Dinamarquesa, continuam a investigar essas possibilidades.
“Essas moléculas são alguns dos blocos de construção chave da vida,” explicou a coautora Professor Liv Hornekær, líder do centro InterCat. “Elas podem participar ativamente da química prebiótica inicial, catalisando reações adicionais que levam à vida.”
“Ainda há muito a ser descoberto, mas nossa equipe de pesquisa está trabalhando para responder tantas dessas perguntas básicas quanto possível,” diz Sergio Ioppolo. “Já descobrimos que muitos dos blocos de construção da vida se formam lá fora, e provavelmente encontraremos mais no futuro.”
