Uma das questões mais assustadoras relacionadas com a astrobiologia – a procura de vida no cosmos – diz respeito à natureza da própria vida. Há mais de um século, os biólogos sabem que a vida na Terra se resume aos blocos básicos de construção de DNA, RNA e aminoácidos. Além do mais, estudos do registro fóssil mostraram que a vida esteve sujeita a muitos caminhos evolutivos que levaram a diversos organismos. Ao mesmo tempo, existem amplas evidências de que a convergência e as restrições desempenham um papel importante na limitação dos tipos de domínios evolutivos que a vida pode alcançar.
Para os astrobiólogos, isto naturalmente levanta questões sobre a vida extraterrestre, que atualmente é limitada pelo nosso limitado quadro de referência. Por exemplo, podem os cientistas prever como será a vida noutros planetas com base no que se sabe sobre a vida aqui na Terra? Uma equipe internacional liderada por pesquisadores do Instituto Santa Fe (SFI) abordou essas e outras questões em um artigo recente. Depois de considerar estudos de caso em vários campos, concluem que certos limites fundamentais impedem a existência de algumas formas de vida.
A equipe de pesquisa foi liderada por Ricard Solé, chefe do Laboratório de Sistemas Complexos ICREA no Universidade Pompeu Fabra e Professor Externo da Instituto Santa Fé (SFI). Ele foi acompanhado por vários colegas e pesquisadores do SFI do Instituto de Biologia na Universidade de Graz, o Laboratório de redes multicamadas complexaso Centro de Pádua para Medicina de Rede (PCNM), a Universidade de Umeå, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), o Instituto de Tecnologia da Geórgia, o Instituto de Tecnologia de Tóquio e o Centro Europeu de Tecnologia Viva (ECLT).
A equipe considerou o que uma sonda interestelar poderia encontrar se pousasse em um exoplaneta e começou a procurar sinais de vida. Como poderia tal missão reconhecer a vida que evoluiu numa biosfera diferente da que existe aqui na Terra? Supondo que sejam necessárias pré-condições físicas e químicas para o surgimento da vida, as probabilidades seriam provavelmente muito maiores. No entanto, a questão torna-se muito mais complexa quando se olha além da biologia evolutiva e da astrobiologia para considerar a biologia sintética e a bioengenharia.
De acordo com Solé e a sua equipa, todas estas considerações (tomadas em conjunto) resumem-se a uma questão: podem os cientistas prever que possíveis formas vivas de organização existem para além do que conhecemos da biosfera da Terra? Entre não saber o que procurar e o desafio da biologia sintética, disse Solé, isto representa um grande desafio para os astrobiólogos:
“A grande questão é a detecção de bioassinaturas. A detecção de atmosferas de exoplanetas com a resolução adequada está se tornando uma realidade e irá melhorar nas próximas décadas. Mas como definimos um critério sólido para dizer que uma composição química medida está ligada à vida?
“[Synthetic biology] será um fio condutor paralelo nesta aventura. A vida sintética pode fornecer pistas profundas sobre o que esperar e qual a probabilidade de isso acontecer sob determinadas condições. Para nós, a biologia sintética é uma forma poderosa de interrogar a natureza sobre o possível.”
Para investigar essas questões fundamentais, a equipe considerou estudos de caso de termodinâmica, computação, genética, desenvolvimento celular, ciência do cérebro, ecologia e evolução. Eles também consideram pesquisas anteriores que tentam modelar a evolução com base na evolução convergente (diferentes espécies desenvolvem independentemente características ou comportamentos semelhantes), na seleção natural e nos limites impostos por uma biosfera. A partir disso, disse Solé, eles identificaram certos requisitos que todas as formas de vida apresentam:
“Observamos o nível mais fundamental: a lógica da vida nas vendas, dados vários limites informativos, físicos e químicos que parecem inevitáveis. As células como unidades fundamentais, por exemplo, parecem ser um atrator esperado em termos de estrutura: vesículas e micelas são formadas automaticamente e permitem o surgimento de unidades discretas.”
Os autores também apontam para exemplos históricos em que as pessoas previram algumas características complexas da vida que os biólogos confirmaram mais tarde. Um exemplo importante é o livro de Erwin Schrödinger de 1944 O que é vida? no qual ele previu que o material genético é um cristal aperiódico – uma estrutura não repetitiva que ainda possui um arranjo preciso – que codifica informações que orientam o desenvolvimento de um organismo. Esta proposta inspirou James Watson e Francis Crick a realizar pesquisas que os levariam a descobrir a estrutura do DNA em 1953.
Porém, disse Solé, há também o trabalho de John von Neumann que esteve anos à frente da revolução da biologia molecular. Ele e sua equipe referem-se ao conceito de “construtor universal” de von Neumann, um modelo para uma máquina auto-replicante baseada na lógica da vida e reprodução celular. “A vida poderia, em princípio, adotar configurações muito diversas, mas afirmamos que todas as formas de vida compartilharão algumas características inevitáveis, como polímeros de informação linear ou a presença de parasitas”, resumiu Solé.
Entretanto, acrescentou, muito precisa de ser feito antes que a astrobiologia possa prever com segurança quais as formas que a vida poderá assumir no nosso Universo:
“Propomos um conjunto de estudos de caso que cobrem uma ampla gama de propriedades da complexidade da vida. Isto fornece um roteiro bem definido para o desenvolvimento dos fundamentos. Em alguns casos, como o da inevitabilidade dos parasitas, a observação é enormemente forte, e temos algumas intuições sobre por que isso acontece, mas ainda não temos um argumento teórico que seja universal. Desenvolver e comprovar essas ideias exigirá novas conexões entre diversos campos, desde a computação e a biologia sintética até a ecologia e a evolução.”
O artigo da equipe, “Restrições fundamentais à lógica dos sistemas vivos”, apareceu em Foco na interface (uma publicação da Royal Society).
Leitura adicional: Instituto Santa Fé, Foco na interface
Fonte: InfoMoney
