A BUSCA DE VIDA EXTRATERRESTRE: UMA GRANDE AVENTURA CIENTÍFICA NESTA PASSAGEM DE MILÊNIO

A busca de vida extraterrestre pode parecer uma coisa de malucos, porém, nos últimos 30 anos uma boa parcela da comunidade científica internacional tem, de uma forma ou de outra, trabalhado em algum aspecto deste complexo problema.

O tema não é recente, aliás, é muito antigo. Leucipo (500 a.C.) e Epicuro (341-270 a.C.), pais da teoria atômica, foram os primeiros a considerar que a existência de um número infinito de átomos e suas diferentes possibilidades de combinações poderia levar a um infinito número de mundos como o nosso idéia esta que foi também defendida por Lucrécio (98-55 a.C.). Outros pensadores e cientistas, tais como, Giordano Bruno (1548-1600, defensor ferrenho do heliocentrismo), J. Kepler (astrônomo alemão, 1571-1630), Galileo Galilei (cientista italiano, 1564-1642), Christian Huygens (físico e astrônomo holandês, 1629-1695) e Immanuel Kant (filósofo alemão, 1724-1804) entre outros defenderam a possibilidade da existência de outros mundos habitados.

Para a pergunta: Como foi formado o primeiro organismo vivo? Existem basicamente três correntes de pensamento que tentam dar uma resposta satisfatória. A primeira corrente de pensamento coloca que "um ser supremo através de um milagre criou a vida em nosso planeta ou em algum outro lugar". Esta hipótese tem grande aceitação nos meios religiosos ortodoxos, porém obviamente não possui validade científica. A segunda corrente de pensamento coloca que "o surgimento da vida é um evento muito raro, porém natural". Esta hipótese é defendida por alguns biólogos, pois tendo um conhecimento profundo da complexidade dos seres vivos, acreditam que o evento surgimento de vida seja raro. No entanto, devemos salientar que alguns defensores da primeira corrente de pensamento, ou seja, do surgimento de vida através de um milagre, poderiam contra-argumentar que tal processo é tão raro que somente a intervenção de um ser divino poderia dar surgimento à vida, e, portanto, o surgimento da vida seria somente possível devido a um milagre. A terceira corrente de pensamento coloca que "o surgimento da vida é um processo natural de alta probabilidade”, ou seja, a vida pode surgir se tivermos as condições iniciais adequadas e milhares de anos para que a evolução ocorra. Obviamente, esta última hipótese é a mais atrativa para os cientistas, pois possibilita que o problema possa ser estudado. A. I. Oparin, bioquímico russo, (1894-) e posteriormente J. B. S. Haldane, geneticista inglês, (1892-1964) foram os primeiros a colocar de uma forma mais clara esta idéia de processo natural de surgimento da vida, e atualmente é conhecida como hipótese de Oparin-Haldane.

Antes desta hipótese ser formulada por estes cientistas, muitos pesquisadores acreditavam que o problema da origem da vida não poderia ser estudado de uma forma racional.

A HIPÓTESE DE OPARIN-HALDANE

Segundo a hipótese de Oparin-Haldane, a vida em nosso planeta ou em qualquer outro surgiu porque moléculas simples, por meio de reações químicas, começaram a se combinar formando moléculas mais complexas, que por sua vez foram se combinando entre si e formando estruturas cada vez mais elaboradas. Após alguns milhões de anos de evolução, estas estruturas começaram a apresentar características de estruturas com vida, ou seja, desempenhar todas as ações dos seres vivos, usar substâncias do meio ambiente para retirar energia (metabolismo), gerar semelhantes (reprodução) e poder mudar (evoluir).

Parte da hipótese de Oparin-Haldane, ou seja, síntese abiótica de biomoléculas a partir de substâncias simples, foi confirmada em 1953, de uma forma muito elegante, por Stanley L. Miller, Químico americano (1930) que na época era um estudante no laboratório do ganhador do prêmio Nobel de Química de 1934, Harold C. Urey (1893-1981), na Universidade de Chicago. Miller, após assistir a uma palestra de Urey sobre a possibilidade de uma mistura de gases, simulando uma atmosfera primitiva, poder dar origem a moléculas mais complexas, decidiu procurá-lo. A mistura dos gases metano, amônia e hidrogênio simularia a atmosfera primitiva, os eletródios gerariam faíscas que simulariam os raios e seriam fonte de energia para as reações e o frasco com água simularia o mar. Após algumas semanas de reação o frasco com água apresentava uma coloração vermelha e compostos de coloração amarela. Uma análise química da solução aquosa mostrou a existência dos aminoácidos glicina, a-alanina, b-alanina, ácido aspártico e a-aminoácido-n-butírico. Já que os aminoácidos são os blocos construtores das proteínas, este experimento mostrava que uma mistura simples de gases foi capaz de gerar algumas moléculas essenciais a todos os seres vivos conhecidos.

Atualmente centenas de cientistas em todo o mundo estão trabalhando com a hipótese de Oparin-Haldane. Entretanto, uma série de questões surge a cada passo e nem sempre há respostas para estas questões. Quais ambientes seriam os mais propícios para as reações que formariam as moléculas essenciais que constituem todos os seres vivos que conhecemos? Poderiam ser as misturas gasosas que simulariam as atmosferas primitivas e as faíscas elétricas que simulariam os raios. Ou poderiam ser as piscinas de água quente, existentes no fundo do mar devido a vulcões submarinos, que atingem altas temperaturas, chegando em alguns casos a 600°C e centenas de vezes a pressão atmosférica, que determinam alterações das propriedades físicas da água fazendo com que a mesma se comporte como um solvente orgânico facilitando as reações de síntese de moléculas essenciais aos organismos vivos. Ou quem sabe, poderiam ser os movimentos das marés criando poças de água que secariam na maré baixa e encheriam novamente na maré alta, sendo este ciclo de molhar/secar muito propício para diversos tipos de reações principalmente as que envolvem a formação de polímeros como os peptídios. Quais seriam as fontes de energia para as reações químicas, isto é, metabolismo primitivo? Alguns cientistas têm demonstrado que a pirita, disulfeto de ferro II, também conhecida como ouro dos tolos, devido a sua coloração amarela, poderia ser uma fonte de energia para as reações químicas; outros apostam nas reações fotoquímicas, ou seja, aquelas que envolvem a luz solar. Quais seriam os códigos genéticos primitivos? Alguns apostam e juntam fatos experimentais a favor das moléculas auto-replicantes, que conseguem fazer uma cópia de si mesmas, e outros apostam em argilas, o famoso barro, como um código genético primitivo.

Como podemos perceber o problema é complexo e não existe na comunidade científica um consenso sobre muitas coisas, porém a hipótese de Oparin-Haldane em muito ajudou e ajuda a atacar o problema. No entanto, outra pergunta permanece, pois se a hipótese de Oparin-Haldane é correta devemos ter um universo cheio de vida, então: Por que até hoje não encontramos vida em outro planeta além do nosso? A esta pergunta podemos tentar responder com outra. Quais são os projetos que desenvolvemos para se tentar descobrir vida em outros planetas?

Até o presente momento foram desenvolvidos três tipos de projetos para se tentar mostrar que podem existir outros mundos habitados, sendo estes: a) projetos do tipo SETI (Search for Extraterrestrial Inteligence), que utilizam rádios-telescópios para tentar receber mensagens de uma outra civilização; b) envio de sonda a outros planetas do Sistema Solar, com o objetivo de se detectar alguma forma de vida; c) análise de meteoros caídos na terra, objetivando encontrar fósseis de seres vivos ou pelo menos algumas moléculas que sejam sintetizadas somente por seres vivos.

PROJETOS DESENVOLVIDOS PARA DESCOBRIR VIDA EM OUTROS PLANETAS

a) Projetos tipo SETI (Search for Extraterrestrial Inteligence - A procura de vida inteligente fora da terra)

Os projetos tipo SETI mexem com a imaginação de todas as pessoas desde cientistas e até mesmo aquelas que não são muito interessadas em ciência. Existem muitos filmes produzidos sobre o tema, sendo que o último que fez sucesso, chamado CONTATO, foi estrelado por Jody Foster, atriz americana (1962) e é baseado no livro homônimo escrito por Carl Sagan, astrônomo e escritor americano (1934-1996), e que deu muitas contribuições para o estudo da origem da vida. Desde da década de 50, com o desenvolvimento dos rádios-telescópios, tem sido possível detectar sinais de rádio vindos da nossa galáxia. O rádio-telescópio de Arecibo, em Porto Rico, pode se comunicar com qualquer rádio-telescópio que esteja a 100.000 anos luz de distância, o que equivale a 9,5 x 10¹⁷ km da terra, ou seja, com qualquer ponto da nossa galáxia. Obviamente, para este tipo de projeto funcionar, temos que supor que na estrela, para a qual estamos apontando o rádio-telescópio, exista um sistema planetário (os astrônomos tem provas da existência de outros sistemas planetários) e que em algum de seus planetas existam formas de vida que evoluíram para uma raça que possua um desenvolvimento tecnológico suficiente para construir um rádio-telescópio.

Entretanto este tipo de projeto apresenta dois problemas. Aonde ouvir? Somente a nossa galáxia possui 100 bilhões de estrelas e existem catalogadas milhares de galáxias. Em que freqüência ouvir? Existem bilhões de freqüências de rádio. Quanto ao primeiro problema não há muito para se fazer, a não ser apontar o rádio-telescópio para os sistemas de estrelas que tenham planetas ou para as estrelas que estejam mais ou menos no mesmo estágio evolutivo do nosso sol. Quanto ao segundo problema, em 1959, o astrônomo italiano Giuseppe Cocconi e o físico americano Philip Morrison sugeriram que se uma outra civilização enviasse ou quisesse receber uma mensagem, o fariam numa freqüência conhecida de todos os rádio-astrônomos. Esta freqüência é a de 1,420 GHz, ruído de fundo conhecido de todos os rádio-astrônomos, e é resultante da transição de spin dos núcleos de hidrogênio (elemento mais abundante do universo e principal constituinte das estrelas).

Em 1960, o astrônomo americano Frank D. Drake foi um dos primeiros a utilizar um rádio-telescópio para captar sinais enviados de outras civilizações. Drake utilizou um rádio-telescópio de 85 pés do Observatório Nacional de Rádio Astronomia, em Green Bank, West Virginia, e estudou dois sistemas de estrelas parecidas com o nosso sol, sendo estas, Tau-Ceti e Epsilon Eridani, porém nada encontrou.

Em 1967, Jocelyn Bell, uma estudante de Doutorado na Universidade de Cambridge, detectou sinais de rádio que pareciam vir de um farol. Imediatamente ela chamou o chefe do laboratório, o Dr. Anthony Hewish, e uma reunião foi realizada com todos os integrantes do projeto; alguns queriam fazer um comunicado na imprensa dizendo que finalmente haviam conseguido fazer um contato com outra civilização, no entanto, o Dr. Hewish pediu que todos se acalmassem e começassem a estudar o fenômeno para se tentar encontrar alguma explicação. O Dr. Hewish resolveu chamar o projeto de L.G.M. (Litle Green Men - Pequenos Homens Verdes), após alguns meses de estudo chegou-se a conclusão que a fonte de rádio era devido a uma estrela de neutrons em alta rotação, este era um fenômeno natural desconhecido na época, sendo que posteriormente foram identificadas diversas outras fontes de rádio iguais.

Em fevereiro de 1995 foi iniciado o projeto Phoenix, o mais ambicioso projeto para a procura de vida inteligente. Neste projeto estão envolvidos diversos rádios-telescópios de diversos países, utilizando a mais moderna tecnologia na área de computação para o tratamento de dados. Uma curiosidade deste projeto é que uma boa parte dele está sendo financiado por organizações não governamentais, como por exemplo, a Sociedade Planetária, na qual participam muitos cientistas e inclusive artistas e diretores de cinema, tais como Spilberg. Entretanto, até o presente momento nenhum sinal de rádio enviado por outra civilização foi detectado.

b) Envio de sondas espaciais a outros planetas

No atual estágio de nossa tecnologia o envio de sondas para fora do Sistema Solar está fora de cogitação devido as enormes distâncias entre as estrelas; assim, por enquanto temos que nos contentar com o envio de sondas espaciais somente dentro dos limites do Sistema Solar.

Foram enviadas sondas para diversos lugares do Sistema Solar, tais como: Marte, Vênus, Lua (homens pisaram na lua e recolheram amostras do solo lunar), Júpiter (para algumas de suas luas), Saturno, Netuno e Plutão. Porém, nem todos os projetos com o envio de sondas tinham como objetivo principal a procura de vida.

Alguns anos atrás muitos cientistas acreditavam que se alguma forma de vida fosse encontrada no Sistema Solar, a mesma estaria nos limites entre os planetas Vênus e Marte, pois nesta região as condições de temperatura não seriam tão extremas podendo manter alguma forma de vida. Porém, nos últimos anos descobriu-se que alguns microrganismos podem sobreviver em lugares profundos do mar, com temperaturas de 120ºC (a mesma temperatura atingida na panela de pressão) e com pressão de dezenas de atmosferas, e que quando a temperatura é reduzida, por exemplo para 80ºC, os mesmos morrem. Descobriu-se, ainda, microrganismos dentro de canais microscópicos existentes no gelo do ártico, onde a temperatura é muito abaixo de zero, e que os mesmos vivem normalmente, assim como, microrganismos vivendo em aqüíferos, a 1000 m de profundidade na terra, que se alimentam de hidrogênio e dióxido de carbono. Todos estes resultados têm levado muitos cientistas a acreditar que os prováveis limites no Sistema Solar, para se encontrar alguma forma de vida, são bem maiores que os previamente supostos e, portanto, em termos de temperatura, pressão e luz solar, muitos lugares do nosso Sistema Solar poderiam manter alguma forma de vida.

No caso de procura de vida através de sondas, a primeira pergunta é para onde enviar uma sonda? Ou seja, o que torna um planeta ou uma lua elegível como possível local da existência de alguma forma de vida? A resposta é muito simples, devemos enviar sondas para locais onde existiu ou exista água, pois toda a vida que conhecemos na terra precisa de água, isto porque as reações químicas de todos os seres vivos ocorrem em meio aquoso. Quais são os locais no sistema solar mais propícios para existência de alguma forma de vida? Atualmente dois locais são os mais cogitados pela comunidade científica, sendo estes: o planeta Marte e o satélite Europa do planeta Júpiter. O planeta Marte é tido como uma boa possibilidade, pois possui água em sua calota polar e existem evidências de que, no passado, verdadeiros rios de água existiram em alguns locais. Marte, um velho conhecido do público em geral, é tido como sendo um possível local da existência de alguma forma de vida. Tudo começou em 1877, quando o Astrônomo italiano Giovanni Schiaparelli anunciou ter observado uma rede de linhas finas e retas as quais denominou de canali, que significa canais em português. O astrônomo americano Percival Lowell começou, então, a afirmar que estes canais teriam sido construídos por uma raça muita avançada de marcianos, com a finalidade de trazer água das calotas polares para a região do equador, supondo que Marte estaria com sua reserva de água se esgotando e que os marcianos estariam desesperadamente aproveitando ao máximo o pouco de água que lhes restava. A partir disto o planeta vermelho mexeu com a imaginação de muita gente, inclusive da comunidade científica. E quem já não assistiu um filme dos seres verdinhos ou monstros horripilantes vindos de Marte? Somente em 1965 com as fotos tiradas da sonda espacial americana Mariner IV, se comprovou que não havia cidades em Marte. Mesmo assim, o que há de concreto sobre uma possível forma de vida no planeta Marte? Existiria talvez alguma forma de vida mais simples? Em 1976 a sonda espacial americana Vicking desceu em Marte e realizou experimento com a finalidade de se detectar alguma forma de vida no solo marciano. Um braço mecânico da Vicking retirou amostras do solo e as colocou dentro de uma solução nutritiva que continha átomos marcados com carbono 14. Após algumas horas foi detectado dióxido de carbono marcado com o carbono 14. Como sabemos, microrganismos terrestres existentes em nosso solo utilizam aquelas moléculas, contidas na solução nutritiva, para o seu metabolismo e as decompõem em dióxido de carbono e outras moléculas mais simples. Este experimento que em princípio demonstrava a existência de alguma forma de vida no solo marciano, foi com o tempo questionado por outros experimentos. Pois, muitas substâncias de origem não biológica, contidas no solo terrestre e presentes no solo marciano, poderiam provocar aquela oxidação da matéria orgânica da solução nutritiva. Outro fato que chama a atenção é que não conhecemos nenhum microrganismo que tenha o mesmo comportamento do encontrado nos experimentos realizados na Vicking. A interpretação de todos os resultados é ainda objeto de alguma discussão na literatura internacional.

Em 4 de julho de 1997, um pouco depois do anúncio na impressa de que um grupo de cientistas de diversas Universidades, liderados pelo Dr. David S. McKay, do Centro Espacial Jonhnson da NASA, em Houston-Texas, havia detectado um microrganismo dentro de um meteoro vindo de Marte, a sonda espacial americana Pathfinder (desbravador) desce em Marte com o objetivo de dar uma resposta definitiva para a pergunta se existe alguma forma de vida naquele planeta. No entanto, até o presente momento nenhum resultado positivo de vida em Marte foi confirmado pela sonda. Apesar disto, existem novos projetos de envio de outras sondas a Marte, com a finalidade de retirar amostras de solo marciano mais profundo, onde talvez alguma forma de vida ainda exista.

Apesar de nenhuma sonda ter descido no satélite Europa, as sondas espaciais Voyager (viajante) e Galileu (em homenagem ao que cientista que foi um defensor do heliocentrismo e inventor da luneta) e o telescópio espacial Huble (em homenagem ao astrofísico americano Edwin Huble,1889-1953, que demonstrou que o universo está em expansão) tiraram centenas de fotos que demonstram que em Europa existe um mar de água congelada. Alguns cientistas especulam que em algumas centenas de metros de profundidade deste mar, a água não esteja congelada e talvez exista alguma forma de vida.

Portanto, podemos concluir que, até o presente momento, as sondas espaciais enviadas a diversos lugares do sistema solar não conseguiram detectar alguma forma de vida, fora aquela encontrada em nosso planeta.

c) Análise de meteoros caídos na terra

Nos últimos anos cientistas de todo mundo, têm realizado análises de meteoros com o objetivo de encontrar alguma forma de vida no seu interior ou pelo menos substâncias que sejam sintetizadas pelos seres vivos. Por outro lado, quando encontram substâncias tais como aminoácidos, que são os blocos construtores das proteínas, surge a pergunta: Será que estas moléculas foram sintetizadas por seres vivos? Atualmente, devido aos estudos de química de prébiótica, sabemos que centenas de moléculas que fazem parte dos seres vivos podem ser sintetizados em muitos ambientes diferentes (misturas gasosas, fontes hidrotérmicas, etc.), inclusive nos existentes no espaço interestrelar. Porém, nem tudo está perdido, pois analisando o desvio de luz feito pelos aminoácidos podemos saber se foram sintetizados por algum ser vivo (síntese biótica) ou não (síntese abiótica). Numa reação química normal de laboratório para síntese de aminoácidos sempre se obtém o que os químicos chamam de mistura racêmica, ou seja, uma mistura contendo 50% de moléculas dextrógeras (desviam a luz polarizada para a direita) e de 50% de moléculas levógeras (desviam a luz polarizada para a esquerda), sendo uma a imagem especular (espelho) da outra. No entanto, todos os seres vivos que conhecemos utilizam somente os aminoácidos levógeros em sua bioquímica e as razões do porquê e como isto aconteceu não estão claras e ainda são objeto de muita discussão no meio científico. A análise de alguns meteoros (o Murchison, por exemplo) tem mostrado a presença de aminoácidos, entretanto, não foi possível até o momento demonstrar que existam mais aminoácidos dextrógeros do que levógeros ou vice e versa, e, portanto, não se pode afirmar que estes aminoácidos venham de algum ser vivo.

Em 1996, um grupo de cientistas, de diversas Universidades, liderado pelo Dr. David S. McKay, do Centro Espacial Jonhnson da NASA, em Houston-Texas, anunciou que tinha encontrado um microrganismo dentro de um meteoro proveniente de Marte. Este meteoro marciano chamado de Allan Hills (ALH) 84001 pertencente a um grupo de 12 meteoros que recebe o nome de Shergotty – Nakhla – Chassigny (SNC). Estes meteoros, descobertos na Antártida em 1984, foram ejetados de Marte, após o impacto de um meteoro, vagaram pelo espaço por 16 milhões de anos e caíram na Terra há 13 mil anos atrás. O ALH 84001 pertence a um grupo de rochas marcianas formadas há quatro bilhões de anos atrás e, portanto, tem idade suficiente para ter passado pelas fases em que o planeta teve água. Dr. McKay e seu grupo apresentaram diversas evidências químicas, mineralógicas e morfológicas de que a matéria orgânica e os glóbulos de carbonatos encontrados no interior do ALH84001 eram provenientes de um organismo vivo de Marte. No entanto, nos meses que seguiram ao anúncio de McKay, diversos cientistas começaram a questionar a idéia de que os glóbulos de carbonato e a matéria orgânica (hidrocarbonetos poliaromáticos) do interior do ALH84001 eram de um organismo vivo marciano. Atualmente a comunidade científica está inclinada a aceitar que a matéria orgânica e os glóbulos de carbonato encontrados no interior do ALH84001 são de origem abiótica, ou seja foram formados sem ajuda de um ser vivo.

Portanto, até o presente momento, os projetos desenvolvidos para as análises de meteoros não conseguiram demonstrar conclusivamente a existência de um microrganismo ou de moléculas sintetizadas por este fora da terra.

CONCLUSÃO

Como tentamos mostrar, a resposta à pergunta: estamos sós no universo? não é simples. Muitos cientistas em todo mundo têm tentado dar uma resposta satisfatória a esta pergunta, no entanto até o presente momento nenhuma prova conclusiva foi apresentada. A ISSOL (International Society for Study of Oirigin of Life - Sociedade Internacional para o Estudo da Origem da Vida) congrega cientistas, do mundo todo, que têm como tema de pesquisa algum aspecto do problema aqui tratado. A ISSOL realiza congressos internacionais trienais e muito tem ajudado a difundir os estudos realizados na área. A Sociedade publica a revista científica “ORIGINS OF LIFE AND EVOLUTION OF THE BIOSPHERE”.

Outra instituição que muito tem contribuído para o estudo do problema é a NASA. Em 1998, a NASA realizou um encontro no Centro de Pesquisa de Ames e cerca de mais de 150 cientistas de todo o mundo, que participaram deste encontro, propuseram os 10 principais objetivos a serem alcançados para se tentar responder as seguintes perguntas: Como a vida iniciou e se desenvolveu? Existe vida em algum outro lugar do universo além da terra? Qual é o futuro da vida na terra e em outros lugares?

SITES NA INTERNET SOBRE ORIGEM DA VIDA

Existem dois sites na Internet que possuem diversos links e são os mais importantes. Um destes sites é mantido pela ISSOL (http://www.chemistry.ucsc.edu/~deamer) e o outro pela NASA, no qual estão as principais conclusões tiradas do Congresso de 1998 (http://astrobiology.arc.nasa.gov/roadmap/).

BIBLIOGRAFIA

Bruschi, L. C.; A origem da vida e o destino da matéria; Londrina-PR; Editora da Universidade Estadual de Londrina, 1999.

de Freitas Mourão, R. R.; Explicando os extraterrestres; Rio de Janeiro-RJ; Editora Tecnoprint S. A.; 1988.

Sagan, C.; Cosmos; Rio de Janeiro-RJ; Livraria Francisco Alves Editora S. A.; 1989.

A BUSCA DE VIDA EXTRATERRESTRE: UMA GRANDE AVENTURA CIENTÍFICA NESTA PASSAGEM DE MILÊNIO

Dimas A. M. Zaia

Departamento de Química-CCE

Universidade Estadual de Londrina

86051-990, Londrina-PR

e-mail: [email protected]

Alguns dados profissionais

Dr. Dimas Augusto Morozin Zaia

Licenciado em Química, em 1980, pela Universidade Estadual de Maringá.

Bacharel em Física, em 1990, pela Universidade Estadual de Londrina.

Mestre em Química Analítica, em 1985, pelo Instituto de Química, Universidade de São Paulo.

Doutor em Química Analítica, em 1996, pelo Instituto de Química, Universidade de São Paulo, com Doutoramento-Sanduíche, pela The Rockefeller University, New York, 1992-1994.

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