Meteoritos, Marte e mais além - Workspace

Astrobiologia
Calhaus com ADN. O meteorito de Murchison esconde no seu interior elementos
que estão na origem do ADN. Depois de analisar uma das suas amostras, Zita Martins
e a sua equipa concluíram que esses elementos tinham mesmo vindo do espaço.
Meteoritos, Marte e mais além
A química
DAVIDA
A vida tal como a conhecemos na Terra
pode ter duas origens: ou nasceu no nosso
planeta ou teve uma ajuda vinda do espaço.
A única certeza é que os seres vivos derivam
de processos químicos muito complexos.
Para detectar os seus sinais, seja
em meteoritos caídos em solo terrestre
ou noutras partes do universo,
é ne-'_~ário recorrer a investigadores
de topo. É o caso de Zita Martins.
m plena superfície lunar, seis astronautas descem por uma rampa até
à zona de escavação onde foi descoberto o primeiro e inconfundível
sinal de vida extraterrestre. O foco de todo o
suspense está num enigmático monólito negro que se ergue imperialmente na vertical,
deixado na Lua por seres de outros planetas,
há centenas de milhares de anos. Os seis homens vindos da Terra contornam o estranho
objecto, absortos pela descoberta e ainda sem
saberem como divulgar o achado à população
mundial. Eisum dos momentos mais importantes da humanidade, uma visão apoteótica do
futuro que foi imortalizada para o cinema através da obra-prima 2001 - Odisseia no Espaço.
Contudo, 2001 há muito que passou por nós
e sinais de organismos extraterrestre nem vê-
E
Metódica. A investigadora portuguesa
Zita Martins está a desenvolver métodos
de detecção que permitam el"lCOr:1trar
vestígios de vida em meteGritoscaídes
na Terra ou na superfície de Marte.
los, quanto mais artefactos construídos por
ETs.Por agora, os cientistas terão de se contentar com a busca de sinais de vida microscópica (a mais fácil e provável de encontrar nas
próximas décadas), e para essa tarefa tudo
está dependente de um aliado muito importante: a química.
Que o diga Zita Martins, a jovem química
portuguesa do Imperial College London, uma
das actuais vedetas mundiais no campo da astrobiologia, uma área de investigação multidisciplinar que se dedica ao estudo da origem, da
distribuição e da evolução da vida no universo,
incluindo no nosso planeta. Actualmente, uma
das suastarefas consiste em desenvolver métodos de detecção de material orgânico, que
tanto se podem aplicar ao estudo dos meteoritos que chegaram à Terra como em futuras
missões espaciais a Marte. Como explica a
investigadora: "Há várias áreas de estudo na
astrobiologia. Porém, toda a questão de saber como é que os primeiros organismos vivos terão surgido, e como se terá passado de
simples moléculas orgânicas para os primeiros
organismos vivos, exige fundamentalmente a
área da química."
O assunto é polémico, pois vai ao cerne de
uma das questões mais velhas que a humanidade já colocou. Como surgiu a vida como a
conhecemos? Deixando de lado uma possível
intervenção divina e seguindo por um caminho
bem mais verosímil, existem neste momento,
no campo da ciência, duas correntes teóricas
que tentam explicar o "início". A primeira diz
que surgiu espontaneamente, através da sopa
química primordial que existia nos primórdios
da Terra, há alguns milhares de milhões de
anos. A outra afirma que os constituintes básicos chegaram ao nosso planeta através dos
meteoritos que o bombardearam, igualmente
quando era jovem.
Qual destas hipóteses inspira maior confiança? "Não existe uma que seja mais plausível", responde de imediato a investigadora, demonstrando que nem tudo é preto no
branco. "Na década de 1950, Stanley Miller
fez experiências em torno dessa sopa primor-·
dial, só que mais tarde veio a saber-se que as
condições que ele usou não correspondiam,
de facto, às da Terra primitiva. Se alguém,
nos dias de hoje, repetir essaexperiência com
as exactas condições da Terra primitiva, será
extremamente difícil sintetizar moléculas orgânicas. Daíque haja pessoas a procurar uma
~o objectivo
é descobrir as
moléculas fundamentais da vida
alternativa a essa sopa primordial e a olharem
muito mais para os cometas e meteoritos."
Basicamente, a ideia de que a vida pode ter
vindo de fora, do espaço, com um "objecto
extraterrestre a trazer as suas moléculas fundamentais", ficou ainda mais reforçada.
EM BUSCA DAS PEÇAS
Para que os cientistas possam defender
a hipótese de que existem, ou existiram, organismos vivos noutras partes do universo,
e que a vida se espalhou depois pela Terra,
têm primeiro de saber quais são os indícios
que sinalizam a sua presença. Eis por que é
tão importante o trabalho de Zita Martins, na
medida em que, e tendo como único ponto de
referência a vida na Terra (único local onde se
conhece a sua existência), tenta descobrir que
moléculas orgânicas são importantes para que
ela subsista. "Sobretudo, tenho de saber que
moléculas quero detectar e porquê, quais é
que são fundamentais."
Dentro desta linha de estudo, são vários os
componente( que a investigadora procura,
aperfeiçoando os métodos que levam à sua
descoberta. NO'EJuese refere às células, por
exemplo, é preciso identificar "os 'Iegos' que
a constituem, o que inclui, neste caso, os aminoácidos, que são os componentes das proteínas". Mas não nos fiquemos por aqui: sem
material genético não há reprodução celular,
e sem reprodução deixa de haver vida. Isto
explica porque é que, entre os outros blocos
fundamentais que a investigadora está a estudar, se encontram-se as bases azotadas, "pois
estas fazem parte do nosso material genético
e são fundamentais para transmitir toda a informação de uma geração para a seguinte".
No entanto, uma célula necessita de algo mais
para além dos seus componentes interiores,
como é o caso dos aminoácidos e do material
genético. Precisa também de uma barreira,
uma membrana que a envolva, explica Zita
Martins: "No que concerne a essa parede, eu
tento procurar hidrocarbonetos e ácidos carboxmcos."
Uma vez desenvolvidos os métodos para
identificar os componentes essenciais, um dos
passos seguintes consiste em detectá-los noutràs partes do Sistema Solar, seja a investigar
meteoritos e asteróides ou a analisar o solo
marciano. No que a Marte se refere, "a missão
mais próxima que irá tentar descobrir vida é a
ExoMars", anunciada para 2018 sob a égide da
Agência Espacial Europeia. Já este ano, a NASA
vai enviar mais um rover para o planeta vermelho, o Curiosity,na missão Mars Science laboratory; porém, "apesar de ir procurar compostos
orgânicos, a pesquisa de vida não é a sua missão chave", lamenta a investigadora.
Por questões financeiras, a ExoMarstem sofrido vários reveses e cortes orça mentais. Até
há muito pouco tempo, era uma missão que
contaria com o contributo da NASA,mas, neste momento, a agência norte-americana não
sabe se terá fundos para participar, pelo que
muita coisa poderá mudar e provocar atrasos.
De tal modo que, há cerca de dois anos, Zita
Martins integrava' a equipa de desenvolvimento de um dos instrumentos da ExoMars, "mas
entretanto a missão foi reformulada e vários
instrumentos foram cancelados", entre os
quais aquele em que trabalhava.
Mas não pense que só se poderá descobrir
vida, nos próximos tempos, à superfície de
Marte. Aliás, o trabalho científico que deu reconhecimento internacional a esta portuguesa
teve como objecto de estudo o meteorito de
Murchison, um conjunto de calhaus com 90
quilos que caiu em 1969 em plena Austrália,
Escondidos no interior das rochas, os investigadores encontraram açúcares e aminoácidos
baseados no carbono, mas subsistiam dúvidas
quanto à origem das bases azotadas que aí
foram encontradas, elementos que, quando
se fundem com moléculas de açúcar, estão na
Como tudo começou
D
efinir o que é a vida sempre se revelou
um autêntico quebra-cabeças para os
cientistas, especialmente se queremos uma
resposta universal. O assunto é complexo: se
apenas olharmos para o que existe na Terra,
o único local onde se reconhece a existência
de seres vivos, estamos a deixar de fora as
arcaicas formas de vida que antecederam
os organismos celulares, assim como outras
que podem estar escondidas pelo universo.
Há duas teorias que pretendem explicar o
eclodir da vida no nosso planeta, com uma
delas a piscar o olho à Terra e outra a apontar o dedo aos céus. Seja como for, foi o
francês Louis Pasteur quem, no século XIX,
defendeu a ideia de que a origem dos seres
vivos tem de ser compreendida e dotada de
uma explicação científica. A ideia germinou
e, na segunda década do século passado,
os bioquímicos Aleksandr Oparin (russo) eJohnAldane
(inglês) apresentaram
modelos, de uma forma independente, para
a origem da vida, atirando a "culpa" para os
processos de evolução química.
Em 1953, deu-se uma descoberta fabulosa.
Uma experiência feita pelo norte-americano
Stanley Miller tentou imitar as condições
que teriam existido na Terra primitiva.
Miller misturou num recipiente especial
diversos gases (metano, amoníaco, hidrogénio e vapor de água) e, para tornar tudo
mais realista, disparou cargas eléctricas para
simular o efeito dos raios na atmosfera.
Ao fim de alguns dias, surgiu uma espécie
de caldo onde se juntavam aminoácidos,
ácidos gordos, açúcares e outros compostos
orgânicos. Eis a sopa química primordial de
onde toda a vida poderia ter germinado. Perante este achado, Harold Urey, supervisor
de Miller e detentor de um Prémio Nobel,
não se coibiu de expressar o que lhe ia na
alma: "Se Deus não fez assim, perdeu uma
bela oportunidade."
Nos dias de hoje, existem grandes evidências de que a atmosfera nos primórdios da
Terra não era como a que Miller e Urey
idealizaram, pelo que mantém-se a dúvida
sobre os processos que terão estado na origem de tudo. Mesmo assim, confirmou-se
que era possível gerar compostos orgânicos
sem ser na presença de seres vivos. O estudo
de como a vida surgiu dava mais um passo
em frente, e pelo caminho reforçava as teorias que defendiam uma origem extraterrestre. Aliás, Oparin foi bastante incisivo neste
aspecto, ao afirmar: "O estudo da origem
da vida na Terra apresenta-se como a investigação de apenas um exemplo de eventos
que devem ter ocorrido inúmeras vezes no
cosmos. Assim, a explicação da questão de
como a vida surgiu na Terra deve necessariamente conduzir a provas fortes a favor da
teoria da existência de vida noutros locais
do universo." O mote estava dado.
Uma vez que a experiência de Miller e Urey
não deu uma resposta decisiva, quereria
isso dizer que os blocos fundamentais para
A Grande Fonte Prismática do Parque Nacional de Yellowstone (Estados Unidos), conhecida
pelas suas bactérias pigmentadas, tem semelhanças com as condições que existiam
os primórdios da Terra. Dessa sopa química podem ter surgido os primeiros seres vivos.
a vida vieram do espaço, aproveitando a boleia
de cometas, por exemplo? A ideia começava a
ganhar peso. Contudo, está errado afirmar que
as teorias que defendem uma origem extraterrestre só surgiram nos últimos tempos. Se
recuarmos 2500 anos, veremos que pensadores
gregos como Leucipo, Demócrito e Epiduro
já especulavam sQbre a existência de muitos
outros mundos, com o filósofo Anaxágoras a
admitir a existência de sementes que estavam
dispersas pelos vários cantos do universo (a
panspermia) .
A nível geológico, sabe-se que, no passado,
num período entre 4,6 e 3,6 mil milhões de
anos atrás, a Terra foi fortemente bombardeada
e revolvida por meteoritos. No entanto, "há
fósseis de vida, no nosso planeta, que sabemos
terem 3,5 mil milhões de anos", salienta Zita
Martins. Assim sendo, tudo aponta para que os
seres vivos tenham surgido num curto espaço
de tempo, logo que o planeta deixou de ser
fustigado pela fúria espacial. Para juntar mais
peças ao puzzle, nas últimas décadas foram
"descobertas uma série de moléculas orgânicas
em meteoritos, as quais são fundamentais para
a vida como nós a conhecemos".
Tal como esclarece Miguel Oliveira, professor
de astrobiologia na Universidade do Texas,
"os constituintes básicos da vida vieram de
certeza do espaço, como acontece com os
aminoácidosj já temos a certeza de que eles
são transportados em cometas e asteróides".
Agora, se a vida propriamente dita foi também
transportada, "é possível que sim, mas não há
p'rovas disso."
É precisamente para a busca de provas mais
conclusivas que a astro biologia se socorre da
química, usando-a para estudar outros planetas
do Sistema Solar. N o caso de Marte, neste
momento há dois rovers (operacionais) que
palmilham o seu solo. "O Spirit e o Opportunity,
que são do tamanho de carros de golfe, conseguem fazer muito mais experiências do
que os seus antecessores", esclarece Miguel
Oliveira. "Podem, por exemplo, retirar solo
e pedaços de rocha e colocá-los nas câmaras
de experiências que transportam, para
depois verem que tipo de elementos existem
nessas amostras." As missões Mars Science
Laboratory (MSL) e ExoMars são as damas
que se seguem, cada uma com o seu veículo
robotizado. "O rover do MSL vai ser quase
do tamanho de um carro, conseguindo assim fazer muito mais experiências, enquanto
o do ExoMars vai sobretudo tentar saber se
o solo marciano não poderá ter fósseis de
vida ant~?a, datada de há três mil milhões
de anos.
As luas Europa e Titã são os astros seguintes
que estão na mira, isto no que concerne a
futuras missões para descobrir vida extraterrestre. "Europa é basicamente uma lua de
água com uma fina camada de gelo à volta",
diz o professor de astrobiologia, "enquanto
Titã é uma lua maior do que alguns planetas
( como Mercúrio) e que tem uma atmosfera
espessa, existindo até lagos de metano.
Neste caso, é possível existir vida com base
nesse metano, que não esteja dependente,
por exemplo, de oxigé?,-í0' tal como acontece connosco na Terra.
Se existir vida no Sistema Solar, então
vamos provavelmente encontrá-Ia nos
próximos tempos, acredita Miguel Oliveira.
"Basta existir vontade política, o que quer
dizer vontade económica." A título de comparação, salienta que" dois dias de guerra
no Iraque davam para uma missão a Marte
com um rover". Ou seja, "não se gasta muito
dinheiro com as missões espaciais, quando
comparado com o dinheiro que se perde de
forma inútil".
~ Descobrir moléculas não chegé!.
é preciso saber para que servem
origem de ácidos nucleicos como o ADN.Teriam aquelas bases azotadas vindo do espaço,
ou seriam fruto de contaminação posterior na
Terra? Quase trinta anos depois da ocorrência,
Zita Martins e a sua equipa do Imperial Col/ege London encontraram, numa das pequenas
amostras do meteorito, fortes sinais de que
afinal as bases azotadas tinham mesmo vindo
do espaço. A notícia mereceu destaque em diversos jornais e televisões do globo, chamando a atenção de que o ADN,a matéria que está na base dos genes, poderá ter uma origem
menos terrestre.
Após o Murchison, a cientista continua a
analisar amostras de meteoritos que caíram na
Terra, mas por agora grande parte do assunto
ainda está no segredo dos deuses. "Esse é um
dos projectos em que estou activamente envolvida, mas não vou especificar as amostras
porque, obviamente, há muita competição
nesta área." No entanto, aquilo que se sabe é
que pelas suas mãos passam "muitos meteoritos vindos da Antárctida", por várias razões.
"A Antárctida é um sítio relativamente fácil pa-
ra encontrar esses meteoritos, porque o gelo
é branco e eles são escuros, mas o mais importante é que não tem um nível significativo de
vida, pelo que as amostras estão quase num
ambiente estéril; por isso, as moléculas orgânicas que eu estarei a analisar, em princípio, não
terão origem numa contaminação."
A VIDA NO PRESENTE E NO PASSADO
Importante para qualquer investigação que
se faça nesta área é a capacidade de distinguir
três aspectos cruciais: quais são as moléculas
que indicam a existência de vida no presente,
quais as que assinalam, somente, a sua existência no passado, e quais as que não sinalizam organismos vivos. Para as futuras missões
espaciais, nomeadamente a Marte, fazer correctamente esta distinção será fundamental.
No que se refere aos sinais de vida, e para
saber se pertencem a seres que ainda existem
ou se são resquícios de um passado que já lá
vai, há fórmulas relativamente simples de os
diferenciar, principalmente entre os aminoácidos. Antes de mais, há que ter em conta que
"os aminoácidos, tal como os conhecemos, são
como as nossas mãos", começa por explicar Zita Martins. "Temos uma forma que equivale à
mão direita e outra à mão esquerda, isto para
o mesmo aminoácido." Por outras palavras, as
duas formas diferem entre si, em termos de
estrutura química, tal como se olhássemos para as nossas duas mãos. "São o reflexo um do
outro, embora não se possam sobrepor."
Tendo isto em mente, passemos então a
explicar como são feitas as contas. A esmagadora maioria dos organismos vivos da Terra
"usa uma só forma de aminoácido, a forma L"
(uma das mãos). Mas, "quando os organismos
morrem, esses aminoácidos L convertem-se
lentamente em aminoácidos D" (a outra mão).
Logo, se em Marte forem encontrados somente aminoácidos L,isso significa que ainda existem organismos vivos. Mas se, por exemplo,
do total dos aminoácidos, setenta por cento
for da variante L,isso quer dizer que a forma
Lcomeçou a ser convertida na forma D, num
indício de que estamos perante "vida que se
extinguiu". Não há que enganar, portanto.
O problema é que, noutras moléculas orgânicas, não é fácil fazer esta diferenciação. Há
moléculas muito abundantes, como é o caso
dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos,
que se encontram espalhados pelo Sistema
Homenzinhos verdes? Encontrar vida em solo marciano seria um marco histórico para
a humanidade, mas, até ao momento, nenhum dos rovers para lá enviados detectou o que fosse
na superfície pouco amistosa (à esquerda). Se algum dia encontrarmos criaturas fora da Terra,
o mais provável é que sejam micro-organismos como a bactéria Escherichia coli (em cima).
Solar, e que "apesar de serem estruturas orgânicas muito importantes, não têm qualquer
importância ao nível da vida". Aqui se denota,
novamente, a relevância da química: "Descobrir moléculas orgânicas, por si, não significa
absolutamente nada", avisa Zita Martins. "É
necessário alguém que tenha uma formação a
nível de química para saber distingui-Ias."
Os cenários de crise, financeira e económica,
invadiram o dia-a-dia dos noticiários, pelo que
é normal que haja quem critique que se gaste tanto dinheiro em investigações e missões
espaciais que se podem revelar infrutíferas.
Para Zita Martins, os processos que se estão
a desenvolver não implicam dinheiro perdido,
antes pelo contrário. "Quando estou a analisar
moléculas que estão presentes em quantidades
muito pequenas, esses métodos podem servir,
por exemplo, para detectar na água quantidade residuais de moléculas perigosas." E,como
é óbvio, todos queremos uma água que seja
própria para beber. OsJogos Olímpicos do próximo ano constituem outro exemplo, na medida em que as suas investigações poderão ser
usadas para a detecção de substâncias proibidas nos atletas, ou ainda "para fazer amostras
ao sangue e saber se está presente qualquer
substância perigosa para a saúde."
Quanto às missões espaciais, os retornos a
nível tecnológico são sobejamente conhecidos. É o que sucede com os sistemas de refrigeração dos foguetões que vão a Marte, pois
"podem ser aplicados aqui na Terra." Mas, se
quisermos falar no combate ao desemprego,
também se pode pegar no assunto por esse
prisma. "Aquando de missões anteriores, a
NASAfez um estudo que revelou que, por cada dólar investido, havia um retorno de 18 dólares." E porquê? "Porque, se estamos a precisar de mais engenheiros e cientistas, isso vai
aumentar o número de postos de trabalho."
Eisa ciência ao serviço da economia.
QUANDO CONHECEREMOS UM ET?
As expectativas são grandes, relativamente
ao encontro de formas de vida extraterrestres,
mas infelizmente parece que qualquer descoberta relevante que possa ocorrer só será feita
daqui a muitos anos, pelo menos se tivermos
em conta as missões exploratórias a outros
planetas."Descobrir organismos extraterrestres em menos de dez ou vinte anos? Talvez
não! E estamos só a falar de uma missão a
Marte", confessa Zita Martins. De momento,
o objectivo consiste em estudar melhor o solo
marciano, embora Titã (uma das luas de Saturno) e Europa (satélite de Júpiter) sejam apostas a ter seriamente em conta.
Estas missões não pretendem encontrar
os famosos homenzinhos verdes: "Andamos
apenas à procura de micro-organismos, de
pequenas bactérias." Contudo, mesmo a descoberta desses organismos microscópicos já
faria toda a diferença. "A nível científico, seria
uma enorme descoberta, e a nível social seria
uma revolução. Com a descoberta de vida fora
da Terra, continuaríamos a ser especiais, mas
deixaríamos de ser únicos."
Mesmo que nada se descubra, nos próximos tempos, haverá sempre dividendos a ter
em conta. Tal como afirmou Aleksandr Oparin,
proeminente bioquímico russo que se destacou, em meados do século passado, pelas suas
teses acerca da origem da vida, "se, para nosso grande desapontamento, não a descobrirmos nos planetas nossos vizinhos, ainda assim
aprenderemos muito sobre as vias de evolução da matéria orgânica que estão na base da
origem da nossa vida terrestre." Resumindo,
ficaremos sempre a saber mais sobre aquilo
que somos e como surgimos.
Para saber mais
http://www3.imperial.ac.uk/people/z.martins
Página de Zita Martins no Imperial Col/ege London.
http://astropt.org.
Portal sobre astronomia
coordenado pelo astrobiólogo Carlos Oliveira.