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A vida num planeta distante – se existir – pode não se parecer em nada com a vida na Terra. Mas existem apenas alguns ingredientes químicos na despensa do universo, e apenas algumas maneiras de misturá-los. Uma equipe liderada por cientistas da Universidade de Wisconsin-Madison explorou essas limitações para escrever um livro de receitas com centenas de receitas químicas com potencial para dar origem à vida.
A sua lista de ingredientes poderia centrar a procura de vida noutros locais do Universo, apontando as condições mais prováveis - versões planetárias de técnicas de mistura, temperaturas do forno e tempos de cozedura – para que as receitas se juntassem.
O processo de progressão dos ingredientes químicos básicos para os ciclos complexos de metabolismo e reprodução celular que definem a vida, dizem os investigadores, requer não apenas um simples começo, mas também uma repetição.
“A origem da vida é realmente um processo de algo a partir do nada”, diz Betül Kaçar, astrobiólogo apoiado pela NASA e professor de bacteriologia da UW-Madison. “Mas isso não pode acontecer apenas uma vez. A vida se resume à química e às condições que podem gerar um padrão de reações que se auto-reproduz.”
As reações químicas que produzem moléculas que estimulam a ocorrência da mesma reação repetidamente são chamadas de reações autocatalíticas. Em um novo estudo publicado em 18 de setembro no Jornal da Sociedade Química AmericanaZhen Peng, pesquisador de pós-doutorado no laboratório Kaçar, e colaboradores compilaram 270 combinações de moléculas – envolvendo átomos de todos os grupos e séries da tabela periódica – com potencial para autocatálise sustentada.
“Pensava-se que este tipo de reações eram muito raras”, diz Kaçar. “Estamos mostrando que na verdade está longe de ser raro. Você só precisa procurar no lugar certo.”
Os pesquisadores concentraram sua pesquisa nas chamadas reações de proporcionalidade. Nessas reações, dois compostos que incluem o mesmo elemento com diferentes números de elétrons, ou estados reativos, combinam-se para criar um novo composto no qual o elemento está no meio dos estados reativos iniciais.
Para ser autocatalítico, o resultado da reação também precisa fornecer materiais de partida para que a reação ocorra novamente, de modo que a saída se torna uma nova entrada, diz Zach Adam, coautor do estudo e geocientista da UW-Madison que estuda as origens da vida na Terra. As reações de proporcionalidade resultam em múltiplas cópias de algumas das moléculas envolvidas, fornecendo materiais para as próximas etapas da autocatálise.
“Se essas condições forem adequadas, você pode começar com relativamente poucos desses resultados”, diz Adam. “Cada vez que você dá uma volta no ciclo, você produz pelo menos um resultado extra que acelera a reação e faz com que ela aconteça ainda mais rápido.”
A autocatálise é como uma população crescente de coelhos. Pares de coelhos se juntam, produzem ninhadas de novos coelhos, e então os novos coelhos crescem para formar pares e produzir ainda mais coelhos. Não são necessários muitos coelhos para em breve termos muito mais coelhos.
Procurar orelhas caídas e caudas felpudas no universo, entretanto, provavelmente não é uma estratégia vencedora. Em vez disso, Kaçar espera que os químicos retirem ideias da lista de receitas do novo estudo e as testem em tachos e panelas que simulem cozinhas extraterrestres.
“Nunca saberemos com certeza o que exatamente aconteceu neste planeta para gerar vida. Não temos uma máquina do tempo”, diz Kaçar. “Mas, num tubo de ensaio, podemos criar múltiplas condições planetárias para compreender como a dinâmica para sustentar a vida pode evoluir.”
Kaçar lidera um consórcio apoiado pela NASA chamado MUSE, para Metal Utilization & Selection Across Eons. Seu laboratório se concentrará nas reações, incluindo os elementos molibdênio e ferro, e ela está animada para ver o que os outros preparam com as partes mais exóticas e incomuns do novo livro de receitas.
“Carl Sagan disse que se você quiser fazer uma torta do zero, primeiro você deve criar o universo”, diz Kaçar. “Acho que se quisermos compreender o universo, primeiro devemos fazer algumas tortas.”
Esta pesquisa foi financiada em parte por doações do Programa de Astrobiologia da NASA (80NSSC22K0546), da Fundação John Templeton (62578 e 61926), da Corporação de Pesquisa para o Avanço da Ciência (28788) e do Conselho Australiano de Pesquisa (DP210102133 e FT220100757).
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