Cientistas da Universidade de Aarhus derrubaram uma ideia antiga sobre como surgem os elementos essenciais da vida. Novas experiências mostram que os blocos de construção necessários para produzir proteínas podem formar-se naturalmente no espaço, uma descoberta que levanta a possibilidade de existir vida noutros locais do Universo.
A investigação foi realizada no Laboratório Avançado da Universidade de Aarhus e num Centro Europeu de Investigação (HUN-REN Atomki) na Hungria. O estudo foi liderado pelos pesquisadores Sergio Ioppolo e Alfred Thomas Hopkinson.
Reconstruindo as condições extremas do espaço interestelar
Dentro de uma câmara especialmente projetada, os pesquisadores recriaram o ambiente hostil encontrado em enormes nuvens de poeira cósmica, a milhares de anos-luz de distância da Terra. Essas regiões estão entre os lugares mais frios e nus do universo.
A temperatura dessa nuvem de poeira atinge cerca de -260 graus Celsius e a pressão é tão baixa que os pesquisadores 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, correspondendo de perto ao que acontece no espaço interestelar real.
“Já sabemos de 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 da poeira antes de participarem na formação de estrelas e planetas,” diz Sergio Ioppolo.
De aminoácidos a precursores de proteínas
Peptídeos são cadeias curtas formadas quando aminoácidos individuais são unidos. Quando muitos peptídeos se ligam, eles formam proteínas, que são essenciais para a vida como a conhecemos. Identificar onde e como estes precursores de proteínas se originam é um passo fundamental para compreender como a vida pode ter começado.
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 analisam as reações químicas subsequentes.
“Descobrimos que as moléculas de glicina começaram a reagir entre si para formar peptídeos e água. Isto indica que o mesmo processo ocorre no espaço interestelar”, disse Alfred Thomas Hopkinson. “Este é um passo em direção à produção de proteínas em partículas de poeira, o mesmo material que mais tarde formará planetas rochosos”.
Nuvens formadoras de estrelas como fábricas químicas
Ioppolo, Hopkinson e os seus colegas concentram-se nas enormes nuvens de poeira dentro das estrelas porque é nestas regiões que nascem os novos sistemas solares. Durante décadas, os cientistas acreditaram que apenas moléculas muito simples poderiam se formar neste ambiente.
“Pensávamos que apenas moléculas muito simples poderiam ser formadas nestas nuvens. O entendimento era que moléculas mais complexas se formaram muito mais tarde, quando o gás começou a coalescer num disco que eventualmente se tornou uma estrela,” explica Sergio Ioppolo.
“Mas mostramos que este claramente não é o caso.”
Esta mudança na compreensão sugere que as principais moléculas relacionadas com a vida estão muito mais espalhadas por todo o universo do que se pensava anteriormente.
Implicações para a vida fora da Terra
À medida que as nuvens de poeira interestelar entram em colapso, elas eventualmente dão origem a estrelas e planetas. Durante este processo, pequenos blocos químicos podem ser entregues ao mundo rochoso recém-formado.
“Eventualmente, estas nuvens de gás colapsam em estrelas e planetas. Pouco a pouco, estes pequenos blocos de construção pousam em planetas rochosos dentro de um sistema solar recém-formado. Se esses planetas estiverem na zona habitável, então existe uma possibilidade real de que possa surgir vida,” diz Sergio Ioppolo.
“Dito isto, ainda não sabemos exatamente como a vida começou. Mas pesquisas como a nossa mostram que muitas das moléculas complexas necessárias à vida são formadas 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, as reações químicas que ligam os aminoácidos seguem todas as mesmas regras básicas, tornando a descoberta particularmente importante.
“Todos os tipos de aminoácidos se ligam aos peptídeos através da mesma reação. Portanto, é muito provável que outros peptídeos também sejam formados naturalmente no espaço interestelar”, diz Hopkinson. “Ainda não analisamos isso, mas provavelmente o faremos no futuro.”
Procure outros elementos da vida
A proteína é apenas parte do quadro. A vida também depende de membranas, nucleobases e nucleotídeos. Se esses elementos também podem se formar naturalmente no espaço ainda é uma questão em aberto.
Os investigadores do Centro de Catálise Interestelar, financiado pela Fundação Nacional Dinamarquesa de Investigação, continuam a investigar estas possibilidades.
“Essas moléculas são alguns dos principais blocos de construção da vida”, explicou a co-autora Professora Liv Hornecker, líder do Centro INTERCAT. “Eles podem participar ativamente 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 fundamentais”, afirma Sergio Ioppolo. “Já descobrimos que muitos dos blocos de construção da vida são construídos ali e provavelmente encontraremos mais no futuro”.
