Pesquisadores mostraram que os aminoácidos podem formar peptídeos – os blocos de construção da vida – no espaço, potencialmente explicando a origem da vida. Teorias anteriores propuseram que aminoácidos transportados a bordo de cometas e meteoros semearam a Terra no início de sua formação. Então, a conversão desses ácidos em peptídeos teria acontecido após sua chegada, não antes. Esta nova pesquisa desafia essa noção, afirmando que essa conversão pode ocorrer no espaço.
Uma equipe de pesquisadores da Universidade Friedrich Schiller Jena e do Instituto Max Planck de Astronomia mostrou que os aminoácidos podem se formar em peptídeos mais complexos, um componente-chave da vida, nas duras condições do espaço. De acordo com o comunicado de imprensa que anunciou a nova pesquisa, “Aminoácidos, nucleobases e vários açúcares encontrados em meteoroides, por exemplo, mostram que sua origem pode ser de natureza extraterrestre. No entanto, para que um peptídeo seja formado a partir de moléculas de aminoácidos individuais, são necessárias condições muito especiais que anteriormente eram consideradas mais prováveis de existir na Terra.”
Até agora, essas condições normalmente incluíam a presença de água, principalmente porque, cada vez que um aminoácido básico se combina com outro para formar uma cadeia peptídica, uma molécula de água deve ser removida. “A água desempenha um papel importante na forma convencional em que os peptídeos são criados”, explicou o doutor Serge Krasnokutski, do Laboratório de Astrofísica e Grupo de Física de Cluster, do instituto Max Planck. “Nossos cálculos químicos quânticos mostraram agora que o aminoácido glicina pode ser formado por meio de um precursor químico – chamado amino ceteno – combinando-se com uma molécula de água. Simplificando: neste caso, a água deve ser adicionada para a primeira etapa da reação e deve ser removida para a segunda.”
Esse conjunto contraditório de circunstâncias forçou os pesquisadores a analisar a origem dos peptídeos de uma maneira totalmente diferente e surpreendentemente mais direta, removendo uma das duas etapas e a água do processo. “Em vez de fazer o desvio químico em que os aminoácidos são formados, queríamos descobrir se as moléculas de amino ceteno poderiam ser formadas e se combinarem diretamente para formar peptídeos”, disse Krasnokutski. “E fizemos isso nas condições que prevalecem nas nuvens moleculares cósmicas, ou seja, nas partículas de poeira no vácuo, onde os produtos químicos correspondentes estão presentes em abundância: carbono, amônia e monóxido de carbono.”
Para testar essa hipótese, a equipe empregou uma câmara de vácuo ultra-alto, que permitiria simular o ambiente do espaço, deixando-o cair para cerca de um quatrilionésimo da pressão normal do ar e -263 graus Celsius. Dentro da câmara, eles colocaram substratos artificiais que serviram como modelos de partículas de poeira, como as encontradas no espaço interestelar. Quando os pesquisadores introduziram as moléculas de carbono, amônia e monóxido de carbono nas superfícies das partículas de poeira simuladas, eles testemunharam a conversão de uma etapa de aminoácidos de glicina individuais para a poliglicina de cadeia peptídica. E tudo sem a introdução de água.
Antes tida como necessária para a formação dos peptídeos, a Terra primordial pode na verdade ter sido apenas uma parte do processo.
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“As investigações mostraram que, nessas condições, o peptídeo poliglicina foi formado a partir de produtos químicos simples”, diz Krasnokutski. “Estas são, portanto, cadeias do aminoácido glicina muito simples. E observamos comprimentos diferentes”, acrescentou, se referindo à complexidade dos peptídeos vistos em seus experimentos. “Os espécimes mais longos consistiam em 11 unidades do aminoácido.” De acordo com a equipe de pesquisa, o sucesso dessa conversão sem água em uma etapa é baseado principalmente em um aminoácido “extremamente reativo”: o amino ceteno. “O fato de a reação poder ocorrer em temperaturas tão baixas se deve ao fato de as moléculas de amino ceteno serem extremamente reativas”, disse Krasnokutski. “Eles se combinam em uma polimerização eficaz. O produto disso é a poliglicina.”
Os pesquisadores dizem que acharam surpreendente que essa polimerização do amino ceteno pudesse acontecer sob condições tão extremas, semelhantes ao espaço, principalmente por causa da barreira de energia que essa conversão tem que superar. No entanto, eles agora suspeitam que algo pode estar acontecendo em uma escala muito pequena, um fenômeno conhecido como tunelamento quântico, que está ajudando o aminoácido essencialmente a contornar essa barreira de energia e formar cadeias peptídicas reais. “Pode ser que sejamos ajudados nisso por um efeito especial da mecânica quântica”, disse Krasnokutski. “Nesta etapa especial da reação, um átomo de hidrogênio muda de lugar. No entanto, é tão pequeno que, como partícula quântica, não conseguiu superar a barreira, mas simplesmente conseguiu atravessá-la, por assim dizer, através do efeito de tunelamento.”
Publicado na revista Nature Astronomy, ainda é apenas um estudo. Mas, se confirmados, os resultados mostram que os aminoácidos provavelmente não precisavam das condições da Terra primitiva para se combinarem em moléculas complexas. Em vez disso, essas condições podem já existir no espaço interestelar, e a Terra primitiva precisava apenas esfriar (e se estabelecer) o suficiente para que esses blocos de construção da vida se formassem. Se for verdade, significa que a “origem da vida” ainda pode ser uma questão em aberto, mas também significa que pode haver um novo lugar para procurar a resposta. “Agora que está claro que não apenas aminoácidos, mas também cadeias peptídicas, podem ser criadas sob condições cósmicas”, conclui o comunicado de imprensa. “Talvez tenhamos que olhar não apenas para a Terra, mas também para o espaço ao pesquisar a origem de vida aqui.”
