Tese poderia expandir a busca por vida lá fora, além de corroborar alegações de denunciantes sobre a composição de alguns seres
Na Terra, a vida é baseada em compostos orgânicos. Essas moléculas são compostas de carbono e muitas vezes incluem outros elementos como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, fósforo e enxofre. No entanto, os cientistas há muito se perguntam se a vida alienígena poderia evoluir com base em uma química significativamente diferente. Por exemplo, os investigadores especulam há muito tempo que o silício também poderia servir como espinha dorsal da biologia.
“É importante explorar essas possibilidades para que possamos ter uma ideia de como podem ser todas as formas de vida, não apenas a vida na Terra”, disse o autor sênior do estudo, Betül Kaçar, astrobiólogo, bacteriologista e biólogo evolucionista da Universidade de Wisconsin-Madison. Um tipo de interação química fundamental para a vida na Terra é conhecido como autocatálise. As reações autocatalíticas são autossustentáveis – podem produzir moléculas que estimulam a ocorrência da mesma reação novamente.
Imagine uma população crescente de coelhos. Pares de coelhos se juntam, produzem ninhadas de novos coelhos, e então os novos coelhos crescem para formar pares e produzir ainda mais coelhos. Não são necessários muitos coelhos para em breve termos muito mais coelhos. “Uma das principais razões pelas quais os investigadores da origem da vida se preocupam com a autocatálise é porque a reprodução – uma característica fundamental da vida – é um exemplo de autocatálise”, disse Kaçar.
“A vida catalisa a formação de mais vida. Uma célula produz duas células, que podem se tornar quatro e assim por diante. À medida que o número de células se multiplica, o número e a diversidade de possíveis interações se multiplicam de acordo.” No novo estudo, os pesquisadores buscaram a autocatálise além dos compostos orgânicos. Eles raciocinaram que a autocatálise poderia ajudar a impulsionar a abiogênese – a origem da vida a partir da ausência de vida.
Os cientistas se concentraram nos chamados ciclos de proporcionalidade, que podem gerar múltiplas cópias de uma molécula. Esses produtos podem ser usados como materiais de partida para ajudar esses ciclos a acontecerem novamente, resultando em autocatálise. “A proporcionalidade é indiscutivelmente única porque é uma reação singular que produz múltiplos de uma saída – parece muito com a reprodução”, disse o principal autor do estudo, Zhen Peng, biólogo evolucionista da Universidade de Wisconsin-Madison.
Para encontrar estas reações, os cientistas analisaram mais de dois séculos de documentos científicos digitalizados escritos em muitas línguas diferentes. “Com ferramentas eficazes de pesquisa e tradução de idiomas, fomos capazes de projetar e conduzir esta avaliação inédita da difusão dos ciclos autocatalíticos”, disse o coautor do estudo Zach Adam, geólogo da Universidade de Wisconsin-Madison.
No final das contas, os pesquisadores descobriram 270 ciclos diferentes de reações autocatalíticas. “A autocatálise pode não ser tão rara, mas em vez disso pode ser uma característica geral de muitos ambientes diferentes, mesmo aqueles que são realmente diferentes da Terra”, disse Kaçar. A maioria dos 270 ciclos não utilizou compostos orgânicos. Alguns giravam em torno de elementos ausentes ou extremamente raros na vida na Terra, como o mercúrio ou o metal radioativo tório.
Vários ciclos provavelmente só acontecem sob temperaturas ou pressões extremamente altas ou baixas. Os pesquisadores até descobriram quatro ciclos autocatalíticos envolvendo gases nobres, que raramente ou nunca reagem quimicamente com outros elementos. Se mesmo um gás relativamente inerte como o xenônio pudesse participar da autocatálise, “(…) há boas razões para supor que a autocatálise ocorre mais facilmente em outros elementos”, disse Peng.
Apenas oito desses ciclos eram relativamente complexos, compostos por quatro ou mais reações. A maioria dos 270 ciclos eram simples, cada um consistindo em apenas duas reações. “Acreditava-se que esse tipo de reação era muito rara”, disse Kaçar. “Estamos mostrando que na verdade está longe de ser raro. Você só precisa procurar no lugar certo.”
Os pesquisadores notaram que é possível combinar vários ciclos, mesmo quando são muito diferentes entre si. Isso poderia levar a reações químicas autossustentadas que geram uma gama diversificada de moléculas para produzir uma grande complexidade. “Com tantas receitas básicas para autocatálise disponíveis, o foco da pesquisa pode agora mudar para a compreensão de como a autocatálise, por meio da proporcionalidade, pode ter efeitos mais pronunciados na formação da química de um planeta”, disse Kaçar.
Os cientistas esperam que pesquisas futuras possam testar experimentalmente este novo livro de receitas que criaram. “Os ciclos apresentados aqui são uma série de receitas básicas que podem ser misturadas e combinadas de maneiras nunca experimentadas em nosso planeta”, disse Peng. “Eles podem levar à descoberta de exemplos completamente novos de química complexa que funcionam em condições em que os ciclos baseados em carbono ou mesmo em silício estão muito queimados ou congelados.”
Permanece incerto até que ponto estes ciclos são plausíveis, alertaram os investigadores. “Não é garantido que todos os exemplos que coletamos possam ser executados em laboratório ou encontrados em outros objetos astronômicos”, disse Peng.
Além das implicações que este trabalho pode ter para a busca de vida no universo e para a compreensão das origens da vida, esta pesquisa pode ter aplicações práticas, como “(…) otimizar a síntese química e fazer uso eficiente de recursos e energia”, disse Adam. “Outra é usar compostos químicos para tarefas interessantes, como computação química.”
Os cientistas detalharam suas descobertas no Journal of the American Chemical Society.
