Há vida nas estrelas?

Há vida nas estrelas?

Prosseguindo a sua série Bits de divulgação científica, o Estado da Arte publica o segundo de uma série de cinco textos relacionados a cada uma das conferências apresentadas na Maratona Piauí Serrapilheira, realizada em maio no Instituto Moreira Salles no Rio de Janeiro.

Estado da Arte

25 Junho 2018 | 19h01

por João Cortese

Há vida fora do planeta Terra? Como sabê-lo? Essas foram as principais questões abordadas pela conferência de Douglas Galante, pesquisador do Laboratório Nacional de Luz Síncroton, em Campinas, vinculado ao Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), e um dos maiores especialistas brasileiros em Astrobiologia – o estudo sobre a existência de vida fora da Terra.

É claro que perguntar por isso leva-nos a uma pergunta anterior, em nada mais fácil: o que é a vida? Galante não pretendeu responder a esta questão. Como bom cientista que busca seguir um método, colocou uma indagação anterior: quais são as condições para que existam formas de vida parecidas com aquelas da Terra? As bases físico-químicas da matéria parecem ser sempre comuns às formas de vida conhecidas. Poderiam elas ter existido em outras partes do universo? É claro que isso responde a uma condição necessária, mas não suficiente para tais formas de vida: ou seja, é preciso que haja certos tipos de moléculas para que haja tais formas de vida, mas não é claro se isto basta para que elas existam. Quer dizer que o que se analisa é o mínimo para que formas de vida assim existam.

Assim, por exemplo, ainda que não se creia que outras formas de vida devam obrigatoriamente possuir código genético em DNA, busca-se mesmo assim “moléculas informacionais” que determinem o desenvolvimento do organismo. Outro caso notável é o da água, indissociável para nós da vida na Terra: haveria outro solvente universal além dela que permitisse tais formas de vida?

Galante extrai material do salar do planalto argentino, na região de Jujuy.

Descobrir vida em outros planetas poderia auxiliar também a compreender como a vida teria surgido na Terra. Fica claro que aqui funciona um tipo de raciocínio por analogia, muito importante nas descobertas científicas. Se algo ocorreu num certo contexto, também poderia ter acontecido em condições semelhantes em outro lugar. Na verdade, o campo da Astrobiologia parece desenvolver-se amplamente segundo este mecanismo. Ela considera, por exemplo, bactérias que vivem em condições extremas na Terra: se estes organismos podem sobreviver na Terra em temperatura, pressão ou acidez muito peculiares, isso seria indício de que em condições análogas em outras partes do universo eles poderiam existir. Assim é que Galante contou trabalhar principalmente com dados sobre organismos terrestres e com simulações sobre o espaço, analisando quais condições seriam propícias à origem da vida, por exemplo, na lua Europa de Júpiter. 

Galante e colegas em um dos “ambientes extremos” explorados por eles: a Ilha vulcânica de Deception, na Antártica.

Cabe notar que a Astrobiologia limita-se a buscar a vida tal como a conhecemos, e não qualquer forma de vida. No filme Contato, a cientista interpretada por Jodie Foster decifra os sinais enviados por seres do espaço para descobrir que eles indicam como construir uma máquina. Esta concluída, a doutora embarca e a liga, iniciando um tipo de viagem. Em vez de deparar-se com pequenos homens verdes, ela se encontra numa praia de areias claras, e vê vindo ao seu encontro seu pai, já morto. “Você não é real, nada disso é real”, diz a mulher, desorientada. “Quando eu estava inconsciente, você extraiu meus pensamentos, minhas lembranças”. “Achamos que assim seria mais fácil para você”, respondem eles, sob a forma do seu pai. O contato foi feito, mas eles não podem se mostrar por completo. O outro, enquanto outro, sempre se apresenta de maneira mais diferente do que o eu gostaria de crê-lo. Os verdadeiros “alienígenas” (palavra sinônima de “estrangeiro”, “estranho”), caso existissem, seriam muito mais distintos do que esperamos. Os marcianos poderiam ser, não homenzinhos verdes, conforme nossa imaginação antropomórfica ditou por tantos anos à ficção científica, mas uma forma de existência que nos passasse despercebida enquanto vida – algo que se assemelhasse para nós, por exemplo, a pedras ou mesmo ao ar. Seriam formas de vida “invisíveis” aos nossos olhos: algo que a Astrobiologia denomina “biosfera oculta”.

A doutora Eleanor Arroway (Jodie Foster) encontra “eles” no filme Contato (1997)

Galante foi direto em dizer que a ciência não sabe hoje qual é a origem da vida – o que existem são algumas teorias. Geralmente, disse Galante, trabalha-se com a concepção de que a vida biológica deve ser um sistema que: 1/ separa um dentro e um fora; 2/ carrega informação; 3/ produz energia. A “bioquímica exótica” estuda sistemas vivos que não são feitos de carbono, ou que tenham material genético diferente, ou ainda que usem outros solventes que não a água. Mas, disse Galante, ainda assim continua-se com a mesma concepção sobre os tipos de condições necessárias à vida. 

Mas a questão sobre o que é necessário para caracterizar a vida de um ponto de vista biológico não é nada fácil. Poderíamos imaginar que toda forma de vida conhecida é constituída por células. Mas deveríamos dizer que um vírus não é vivo? Galante apresentou uma concepção mais abrangente: seria vivo aquilo que depende de uma célula para viver (e não apenas aquilo que é constituído por células) – nesta linha, vírus podem ser considerados seres vivos. Na definição de Galante, até mesmo o príon (um tipo de proteína autorreplicante) seria vivo: ele funciona como um autômato celular – ele é capaz de transmitir informação – e depende de uma célula para viver.

Galante arriscou mesmo uma definição de vida: um sistema que tem um conjunto de informação e que é capaz de transmitir essa informação adiante, captando energia e modificando seu meio. No entanto, seguindo esta definição, por que é que um “vírus” (de computador) não estaria “vivo”? Será que o foco no aspecto informacional da vida não nos leva a um potencial desligamento da noção de formas de vida biológicas? Podemos pensar que as definições de vida com as quais temos contato são meramente instrumentais, sem possuírem de fato um critério demarcatório claro e universal. Sob um ponto de vista filosófico, poderíamos talvez dizer que nem tudo aquilo que podemos reconhecer como distinto pode ser definido por nós.

A Astrobiologia avança portanto em grande parte analisando bactérias extremófilas (“amigas dos extremos”) – aquelas que podem viver em temperaturas, pH ou pressão peculiares. Se tais organismos podem sobreviver nessas condições, poderiam estar também em diversos outros lugares do universo, ou ainda no passado remoto de planetas já conhecidos por nós. Quer dizer que esses seriam os organismos mais prováveis de serem encontrados em lugares fora da Terra. Mas onde se encontram tais organismos em nosso planeta? Em diversos lugares, como no deserto do Atacama, ou na região de Araruama (MG), onde pode-se analisar fósseis estromatólitos de cianobactérias.

Galante (à esquerda) e um colega na Ilha Rei George, perto da base brasileira na Antártica.

Um aspecto interessante é que bactérias extremófilas não têm necessariamente a capacidade de se proliferar em situações extremas como uma qualidade adicional à da vida “padrão”. Há organismos, por exemplo, que apenas se proliferam em condições com poucos nutrientes – quando, ao contrário, há muitos nutrientes, eles não sobrevivem. Trata-se, portanto, de organismos com um metabolismo extremamente distinto daquele com os quais estamos acostumados. Poderia-se crer que, há bilhões de anos, formas de vida análogas existiram em outros astros do universo.

Mas como teria a vida surgido por aqui? A verdade é que não há consenso científico sobre como a vida apareceu na Terra. Segundo Galante, há duas abordagens fundamentais à questão: aquela bottom-up, que considera os elementos físico-químicos das formas conhecidas de vida e tenta entender como eles podem se compor para gerar vida; e a top-down, que considera a biodiversidade da Terra e analisa o parentesco das formas de vida terráquea, para compreender como essas podem ter surgido. Galante, por exemplo, faz simulações para compreender como moléculas orgânicas poderiam ter aparecido – quanto à formação de células, ele declarou, isso é muito mais complicado.

É evidente que o segundo tipo de abordagem está relacionado de alguma maneira ao darwinismo. Um detalhe interessante ressaltado por Galante é que Darwin não fala sobre a origem da vida no livro A origem das espécies, mas o faz numa célebre carta ao botânico J. D. Hooker. Darwin imagina que se (com “um grande se”, em suas próprias palavras) em uma “poça d’água quente”, na qual sais de fósforo e de amônio estariam presentes, existissem as condições adequadas de eletricidade, de calor e de luz, um cenário possível para a vida estaria aberto. Poderíamos tentar assim remeter-nos a uma forma de vida originária da evolução.

Fala-se atualmente de um certo LUCA – o último ancestral comum universal, segundo a sigla em inglês (“Last Universal Common Ancestral”). Galante, entretanto, enfatizou que a origem da vida poderia ter acontecido diversas vezes – umas das quais foi muito bem sucedida. Neste sentido, teríamos um modelo de “ampulheta”: diversas origens da vida “concentrariam-se” no LUCA, que seria a forma de vida que teve sucesso dentre todas essas. Mas a questão é como demonstrar isso.

Microfósseis de organismos do reino Archaea, candidatos, ao lado das bactérias, a serem alguns dos primeiros habitantes vivos do planeta Terra. Imagem de Schopf  et al. 2007

Quanto à origem da vida, Galante aceita “a teoria do desequilíbrio químico”: a ideia de que a vida  depende do consumo de energia e de sua transformação. Do ponto de vista celular, sabemos que a membrana da mitocôndria produz moléculas de ATP, as quais funcionam como um armazenamento de energia. Este processo é feito a partir de um desequilíbrio químico entre íons que estão fora ou dentro da membrana. É um processo de transformação de energia potencial em energia cinética, como numa usina hidrelétrica. A água cai, diminuindo a sua energia potencial; ao mesmo tempo, ela gira um motor que faz aumentar a energia cinética.

Galante tem analisado alguns contextos na Terra onde a vida poderia ter surgido a partir de desequilíbrios químicos. Não se trata da “poça quente” de Darwin: em particular, ele pesquisa fontes termais submarinas, ou seja, vulcões no fundo do oceano que expelem água aquecida pelo manto terrestre, carregando minerais. A saída desta água quente no fundo oceânico frio gera um desequilíbrio químico. Próximo ao Triângulo das Bermudas, tem sido estudada uma região chamada Lost city, na qual aparecem colunas de água aquecida com minerais. Estaria aí, quase evocando uma Atlântida perdida, um possível cenário de origem da vida segundo a teoria endossada por Galante.

Torres de calcário formando a aparência da Lost City. Imagem: Nasa/D. Kelley and M. Elend/University of Washington

Galante é pesquisador em um acelerador de partículas, o Laboratório Nacional de Luz Síncroton, em Campinas. Além disso, ele participa do projeto do Sirius, o grande acelerador de partículas que está sendo construído em Campinas desde 2014, fruto de um projeto bilionário financiado pelo governo federal (ele está orçado em R$ 1,5 bi), e que terá uma potência cinco vezes maior do que o acelerador já existente. Tal acelerador deve se tornar uma referência não apenas no Brasil, mas mesmo no cenário mundial de pesquisa.

O futuro acelerador Sirius, em Campinas, com 90% das obras civis concluídas. Foto: divulgação (15/06/2018).

A importância dos aceleradores de partículas para a Astrobiologia é que eles permitem bombardear bactérias e biomoléculas; pode-se, assim, estudar a estrutura tridimensional de uma célula individual. Em particular, Galante faz imagens 3D com resolução nanométrica de amostras geológicas e paleontológicas – algo que poderá ser feito no Sirius com uma maior resolução e uma melhor sensibilidade. Além disso, ele faz o mapeamento dos elementos químicos e minerais presentes nessas amostras, usando essa técnica para estudar algumas das primeiras e supostas formas de vida (microbiana) de nosso planeta, e para dizer se seriam de fato biológicas ou não. Essa mesma técnica, ele propõe, poderá ser usada para caracterizar as amostras que algum dia voltarão de Marte, para podermos dizer se houve vida lá ou não.

Graduado no Curso de Ciências Moleculares da USP e doutor e pós-doutor em Astronomia pela mesma universidade, Galante é ainda um dos pesquisadores à frente da Missão Garatéa (do Tupi-Guarani “Busca Vidas”), que pretende enviar uma sonda brasileira à órbita da lua nos próximos anos. A Garatéa pretende ainda testar a sobrevivência de certas bactérias extremófilas e de diversas formas de vida – inclusive células humanas – no espaço, mais precisamente na órbita lunar.

Renderização  indicando o aspecto que terá a sonda da Garatéa

Ainda que os homenzinhos verdes não tenham se mostrado a nós, novos indícios na direção das hipóteses de Galante apareceram antes mesmo do que ele previra. Menos de um mês após a sua conferência, um estudo foi publicado na revista Science, indicando a existência de “matéria orgânica” em Marte. A sonda Curiosity extraiu material rochoso de 3,5 bilhões de anos de idade da cratera marciana Gale, evidenciando rochas nas quais um grupo liderado por uma pesquisadora da NASA identificou moléculas associadas à vida terrestre. Trata-se de moléculas de metano, contendo carbono e hidrogênio: átomos de elementos geralmente associados à vida na Terra. A origem das moléculas, porém, não é necessariamente biológica: elas poderiam também ter vindo de meteoritos, ou de uma formação geológica. Os experimentos científicos nos fazem avançar, mas para ter os pés no chão temos de lembrar que seu alcance é sempre limitado.

Talvez, antes de chegarmos às estrelas, possamos pensar um pouco mais sobre a vida – a qual não é tão fácil de se apreender cientificamente, ainda que possamos fazer tanto a partir dela. Antes, talvez, de perguntarmo-nos com David Bowie se há vida em Marte, poderíamos perguntar-nos com Calderón de la Barca:

¿Qué es la vida? Un frenesí.
¿Qué es la vida? Una ilusión,
una sombra, una ficción,
y el mayor bien es pequeño:
que toda la vida es sueño,
y los sueños, sueños son.

João Cortese é doutor em Epistemologia e História da Ciência pela Universidade de Paris 7 e em Filosofia pela USP.

A palestra de Douglas Galante pode ser vista na íntegra aqui 

Ver também:

Página pessoal de Douglas Galante

Livro Astrobiologia: uma ciência emergente

António Coutinho na Maratona Piauí Serrapilheira: Um espírito brilhante e a ciência em seu estado da arte