Durante décadas, os cientistas que procuram vida fora da Terra concentraram-se num desafio central: identificar as moléculas certas a procurar em planetas e luas distantes.
Mas uma nova pesquisa revelou Astronomia da Natureza sugere que a resposta pode não estar nas próprias moléculas, mas nos padrões ocultos que as conectam.
“Estamos mostrando que a vida não produz apenas moléculas”, disse Fabian Kleiner, professor assistente de ciência planetária da UC Riverside e coautor do estudo. “A vida também cria 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 são mais diversos e distribuídos de maneira mais uniforme do que os aminoácidos formados por processos não biológicos. Os ácidos graxos mostraram tendência oposta, com os processos químicos abióticos se distribuindo mais do que os biológicos.
Segundo a equipe, este é o primeiro estudo a mostrar que esta assinatura subjacente de vida pode ser detectada estatisticamente sozinha, sem depender de um único instrumento especializado. Isto significa que o método poderia funcionar potencialmente usando 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 produzir medições cada vez mais detalhadas da química orgânica. No entanto, interpretar esses sinais químicos é um grande desafio.
Muitas moléculas associadas à vida na Terra, incluindo aminoácidos e ácidos graxos, podem se formar naturalmente sem biologia. Os cientistas os encontraram em meteoritos e os produziram em experimentos de laboratório projetados para simular o ambiente espacial. Por essa razão, a detecção destes compostos por si só não é considerada uma evidência suficientemente forte para confirmar a vida.
“A astrobiologia é essencialmente uma ciência forense”, disse Gideon Yoff, pesquisador de pós-doutorado no Instituto Weizmann de Ciência em Israel e primeiro autor do estudo. “Estamos tentando inferir processos a partir de fontes incompletas, muitas vezes com dados muito limitados coletados por missões que são extraordinariamente caras e raras”.
Pegando emprestada uma ferramenta da ecologia
Para resolver o problema, os pesquisadores adaptaram um método estatístico comumente utilizado em ecologia. Os ecologistas medem a biodiversidade usando dois conceitos principais: riqueza, que descreve quantas espécies diferentes estão presentes, e uniformidade, que mede o quão uniformemente elas estão distribuídas.
Yoff encontrou esta estrutura pela primeira vez durante estudos de doutorado em estatística e ciência de dados, onde métricas de diversidade foram usadas para descobrir padrões em conjuntos de dados complexos, incluindo pesquisas envolvendo culturas humanas antigas.
A equipe então aplicou o mesmo raciocínio estatístico à química associada à possível vida extraterrestre.
Usando quase 100 conjuntos de dados existentes, os cientistas examinaram aminoácidos e ácidos graxos de micróbios, solo, fósseis, meteoritos, asteróides e amostras sintéticas de laboratório. Repetidamente, os materiais biológicos exibiram padrões organizacionais distintos que os distinguiam da química viva.
Os fósseis ainda guardam vestígios de vida antiga
Um dos resultados mais surpreendentes foi a eficácia do método, apesar de sua simplicidade.
Ao analisar amostras através dessas lentes estatísticas, os pesquisadores podem distinguir com segurança amostras biológicas de amostras biológicas. Eles também observaram que os materiais biológicos formam um continuum desde bem preservados até fortemente degradados.
“Foi realmente incrível”, disse Kleiner. “O método captura não apenas as diferenças entre a vida e a não-vida, mas também o grau de conservação e mudança”.
Mesmo os exemplares que sofreram degradação significativa ainda preservam vestígios dessa estrutura organizacional. Cascas de ovos de dinossauros fossilizados incluídas no estudo, por exemplo, tendem a mostrar padrões estatísticos detectáveis ligados a atividades biológicas antigas.
Uma nova ferramenta para futuras missões espaciais
Os investigadores alertam que nenhuma técnica será suficiente para provar a existência de vida extraterrestre.
“Qualquer reivindicação futura de encontrar vida exigirá múltiplas linhas de evidência independentes, interpretadas dentro do contexto geológico e químico do ambiente de um planeta”, disse Kleiner.
Ainda assim, a equipa acredita que a estrutura poderá tornar-se uma adição valiosa para futuras missões planetárias que procurem evidências de vida fora da Terra.
“Nosso método é mais uma forma de avaliar se poderia existir vida ali”, disse Kleiner. “E se estratégias diferentes apontam na mesma direção, isso se torna muito poderoso”.
