Cientistas debatem sobre as características da vida alienígena, diferentes do padrão terrestre.
A busca por vida alienígena se restringiu a usar a vida na Terra como referência, essencialmente procurando por “vida como a conhecemos” além da Terra. Para os astrobiólogos que procuram vida em outros planetas, simplesmente não existem ferramentas para prever as características da “vida como não a conhecemos”.
Em uma nova pesquisa publicada no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), uma equipe de cientistas abordou essa restrição identificando padrões universais na química da vida que não parecem depender de moléculas específicas. Essas descobertas fornecem uma nova oportunidade para prever características da vida alienígena com bioquímica diferente da vida na Terra.
“Queremos ter novas ferramentas para identificar e até mesmo prever características da vida que não conhecemos”, diz a coautora Sara Imari Walker, da Arizona State University. “Para isso, pretendemos identificar as leis universais que devem ser aplicadas a qualquer sistema bioquímico. Isso inclui o desenvolvimento de teoria quantitativa para as origens da vida e o uso de teoria e estatística para guiar nossa busca por vida em outros planetas”.
Na Terra, a vida emerge da interação de centenas de compostos químicos e reações. Alguns desses compostos e reações são encontrados em todos os organismos, criando uma bioquímica universalmente compartilhada para toda a vida na Terra. Essa noção de universalidade, porém, é específica da bioquímica conhecida e não permite previsões sobre exemplos ainda não observados.
“Não somos apenas as moléculas que fazem parte do nosso corpo. Nós, como seres vivos, somos uma propriedade emergente das interações das muitas moléculas de que somos feitos”, diz Walker, professor associado da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da ASU e da Escola de Sistemas Adaptativos Complexos e vice-diretor de Além do Centro da ASU. “O que nosso trabalho está fazendo é desenvolver maneiras de transformar essa visão filosófica em hipóteses científicas testáveis.”
O autor principal Dylan Gagler, que se formou na ASU em 2020 com mestrado e agora é analista de bioinformática no Centro Médico Langone da Universidade de Nova York, em Manhattan, disse que se interessou pela biologia universal pelo desejo de entender melhor o fenômeno da vida. “É um conceito surpreendentemente difícil de definir”, diz ele. “Até onde eu sei, a vida é, em última análise, um processo bioquímico, então eu queria explorar o que a vida está fazendo nesse nível.”
Gagler e Walker finalmente decidiram que as enzimas, como impulsionadores funcionais da bioquímica, eram uma boa maneira de abordar esse conceito. Usando o banco de dados de genomas microbianos e microbiomas integrados, eles, juntamente com seus colaboradores, foram capazes de investigar a composição enzimática de bactérias, archaea e eukarya e, assim, capturar a maior parte da bioquímica da Terra.
Por meio dessa abordagem, a equipe conseguiu descobrir um novo tipo de universalidade bioquímica, identificando padrões estatísticos na função bioquímica de enzimas compartilhadas na árvore da vida. Ao fazê-lo, verificaram que os padrões estatísticos se originaram de princípios funcionais que não podem ser explicados pelo conjunto comum de funções enzimáticas usadas por toda a vida conhecida e identificaram relações de escala associadas a tipos gerais de funções.
“Identificamos esse novo tipo de universalidade bioquímica a partir dos padrões estatísticos de larga escala da bioquímica e descobrimos que eles são mais generalizáveis para formas de vida desconhecidas em comparação com a tradicional descrita pelas moléculas e reações específicas que são comuns a toda a vida na Terra. ” explica o coautor Hyunju Kim, professor assistente de pesquisa da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da ASU e do Beyond Center da ASU. “Esta descoberta nos permite desenvolver uma nova teoria para as regras gerais da vida, que pode nos guiar na busca de novos exemplos de vida.”
“Podemos esperar que esses resultados se mantenham em qualquer lugar do universo, e essa é uma possibilidade empolgante que motiva muito trabalho interessante pela frente”, diz o coautor Chris Kempes, do Santa Fe Institute.
Outros autores deste estudo são Bradley Karas, John Malloy e Veronica Mierzejewski da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da ASU; e Aaron Goldman do Oberlin College e do Blue Marble Space Institute for Science.
Esta é a primeira grande pesquisa resultante da equipe liderada pela ASU que participa do programa inaugural do Consórcio Interdisciplinar para Pesquisa em Astrobiologia (ICAR), financiado pelo Programa de Astrobiologia da NASA . A amplitude e profundidade da pesquisa das equipes selecionadas para financiamento do ICAR abrange o espectro da pesquisa em astrobiologia, desde as origens cósmicas e a formação do sistema planetário até as origens e evolução da vida e a busca por vida além da Terra.
Referências:
“Leis de escala na função enzimática revelam um novo tipo de universalidade bioquímica” por Dylan C. Gagler, Bradley Karas, Christopher P. Kempes, John Malloy, Veronica Mierzejewski, Aaron D. Goldman, Hyunju Kim e Sara I. Walker, 25 Fevereiro de 2022, Proceedings of the National Academy of Sciences .
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