Temos apenas um exemplo de biologia se formando no universo – a vida na Terra. Mas e se a vida puder se formar de outras maneiras? Como você procura vida alienígena quando você não sei como seria a vida alienígena?
Essas questões são preocupantes astrobiólogos—cientistas que procuram vida fora da Terra. Os astrobiólogos tentaram criar regras universais que regem o surgimento de sistemas físicos e biológicos complexos, tanto na Terra como fora dela.
Eu sou um astrônomo quem tem escrito extensivamente sobre astrobiologia. Através da minha investigação, aprendi que a forma mais abundante de vida extraterrestre é provavelmente microbiana, uma vez que células individuais podem formar-se mais rapidamente do que organismos grandes. Mas, caso haja vida alienígena avançada por aí, estou no programa internacional conselho consultivo para o grupo que projeta mensagens para enviar a essas civilizações.
Detectando vida além da Terra
Desde o primeira descoberta de um exoplaneta em 1995, mais de 5.000 exoplanetasou planetas orbitando outras estrelas, foram encontrados.
Muitos destes exoplanetas são pequenos e rochosos, como a Terra, e no zonas habitáveis de suas estrelas. A zona habitável é a faixa de distâncias entre a superfície de um planeta e a estrela que ele orbita que permitiria ao planeta ter água líquida e, assim, sustentar a vida como nós a conhecemos na Terra.
A amostra de exoplanetas detectada até agora projeta 300 milhões de experimentos biológicos potenciais em nossa galáxia – ou 300 milhões de lugaresincluindo exoplanetas e outros corpos como luas, com condições adequadas para o surgimento da biologia.
A incerteza para os pesquisadores começa com a definição de vida. Parece que definir a vida deveria ser fácil, já que conhecemos a vida quando a vemos, seja ela um pássaro voando ou um micróbio se movendo em uma gota d’água. Mas cientistas não concordam com uma definiçãoe alguns acham que uma definição abrangente pode não ser possível.
NASA outline a vida como uma “reação química autossustentável capaz de evolução darwiniana”. Isso significa organismos com um sistema químico complexo que evoluem adaptando-se ao seu ambiente. A evolução darwiniana diz que a sobrevivência de um organismo depende de sua aptidão em seu ambiente.
A evolução da vida na Terra progrediu ao longo de milhares de milhões de anos, desde organismos unicelulares até grandes animais e outras espécies, incluindo humanos.
Os exoplanetas são remotos e centenas de milhões de vezes mais fracos que as suas estrelas-mãe, por isso estudá-los é um desafio. Os astrônomos podem inspecionar as atmosferas e superfícies de exoplanetas semelhantes à Terra usando um método chamado espectroscopia procurar assinaturas químicas da vida.
A espectroscopia pode detectar assinaturas de oxigênio na atmosfera de um planeta, que os micróbios chamam de algas verde-azuladas criadas pela fotossíntese na Terra há vários bilhões de anos, ou assinaturas de clorofilaque indicam a vida vegetal.
A definição de vida da NASA leva a alguns aspectos importantes, mas perguntas sem resposta. A evolução darwiniana é common? Que reações químicas podem levar à biologia fora da Terra?
Evolução e Complexidade
Toda a vida na Terra, desde um esporo de fungo até uma baleia azul, evoluiu de um organismo microbiano. último ancestral comum cerca de quatro bilhões de anos atrás.
Os mesmos processos químicos são observados em todos os organismos vivos da Terra, e esses processos pode ser common. Eles também podem ser radicalmente diferente em outro lugar.
Em outubro de 2024, um grupo diversificado de cientistas reunidos pensar fora da caixa na evolução. Eles queriam dar um passo atrás e explorar que tipos de processos criavam ordem no universo – biológicos ou não – para descobrir como estudar o surgimento de uma vida totalmente diferente da vida na Terra.
Dois pesquisadores presentes argumentaram que sistemas complexos de produtos químicos ou minerais, quando em ambientes que permitem que algumas configurações persistam melhor do que outras, evoluir para armazenar maiores quantidades de informações. Com o passar do tempo, o sistema se tornará mais diversificado e complexo, ganhando as funções necessárias à sobrevivência, por meio de uma espécie de seleção pure.
Eles especularam que poderia haver uma lei para descrever a evolução de uma ampla variedade de sistemas físicos. A evolução biológica através da seleção pure seria apenas um exemplo desta lei mais ampla.
Em biologia, Informação refere-se às instruções armazenadas na sequência de nucleotídeos de uma molécula de DNA, que coletivamente constituem o genoma de um organismo e determinam a aparência do organismo e como funciona.
Se você definir complexidade em termos de teoria da informaçãoa seleção pure fará com que o genoma se torne mais complexo à medida que armazena mais informações sobre o seu ambiente.
A complexidade pode ser útil para medir o fronteira entre a vida e a não-vida.
No entanto, é errado concluir que os animais são mais complexos que os micróbios. A informação biológica aumenta com o tamanho do genoma, mas densidade de informação evolutiva gotas. A densidade de informação evolutiva é a fração de genes funcionais dentro do genoma, ou a fração do materials genético complete que expressa aptidão para o ambiente.
Organismos que as pessoas consideram primitivos, como as bactérias, têm genomas com alta densidade de informação e, portanto, parecer melhor projetado do que os genomas de plantas ou animais.
UM teoria common da vida ainda é indescritível. Tal teoria incluiria os conceitos de complexidade e armazenamento de informação, mas não estaria ligada ao ADN ou aos tipos específicos de células que encontramos na biologia terrestre.
Implicações para a busca por vida extraterrestre
Os pesquisadores exploraram alternativas para a bioquímica terrestre. Todos os organismos vivos conhecidos, desde bactérias até humanos, contêm água, e é um solvente que é essencial para a vida na Terra. Um solvente é um meio líquido que facilita reações químicas das quais a vida pode emergir. Mas a vida também poderia emergir de outros solventes.
Astrobiólogos Willam Bains e Sara Seager exploraram milhares de moléculas que podem estar associadas à vida. Solventes plausíveis incluem ácido sulfúrico, amônia, dióxido de carbono líquido e até enxofre líquido.
A vida alienígena pode não ser baseado em carbonoque forma a espinha dorsal de todas as moléculas essenciais da vida – pelo menos aqui na Terra. Talvez nem preciso de um planeta para sobreviver.
Formas avançadas de vida em planetas alienígenas poderiam ser tão estranho que eles estejam irreconhecíveis. À medida que os astrobiólogos tentam detectar vida fora da Terra, eles precisam ser criativos.
Uma estratégia é medir assinaturas minerais nas superfícies rochosas dos exoplanetas, uma vez que diversidade mineral rastreia a evolução biológica terrestre. À medida que a vida evoluiu na Terra, ela usou e criou minerais para exoesqueletos e habitats. Os cem minerais presentes quando a vida se formou cresceram para cerca de 5.000 hoje.
Por exemplo, os zircões são cristais simples de silicato que datam de antes do início da vida. Um zircão encontrado na Austrália é o peça mais antiga conhecida da crosta terrestre. Mas outros minerais, como apatitaum mineral complexo de fosfato de cálcio, são criados pela biologia. A apatita é um ingrediente principal em ossos, dentes e escamas de peixe.
Outra estratégia para encontrar vida diferente da que existe na Terra é detectar evidência de uma civilizaçãocomo luzes artificiais ou o poluente industrial dióxido de nitrogênio na atmosfera. Estes são exemplos de rastreadores de vida inteligente chamados assinaturas tecnológicas.
Não está claro como e quando um primeira detecção de vida além da Terra acontecerá. Pode ser dentro do sistema photo voltaic, ou farejando atmosferas de exoplanetas, ou detectando sinais de rádio artificiais de uma civilização distante.
A pesquisa é uma estrada tortuosanão é um caminho direto. E isso vale para a vida como a conhecemos – para a vida como não a conhecemos, todas as apostas estão canceladas.
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Crédito da imagem: Centro de Voo Espacial Goddard da NASA/Francis Reddy