A pesquisa mais recente da Universidade Estadual da Pensilvânia, nos Estados Unidos, mostra que vestígios de amostras de poeira do asteróide “Bennu” estão mudando a compreensão tradicional da comunidade científica sobre como os componentes básicos da vida foram formados no universo. A equipa de investigação confirmou a presença de uma variedade de aminoácidos na rocha asteróide com aproximadamente 4,6 mil milhões de anos. Estas amostras foram recolhidas com sucesso e trazidas de volta à Terra pela sonda "OSIRIS-REx" da NASA em 2023, confirmando que as matérias-primas básicas para a vida estão de facto amplamente presentes em corpos extraterrestres. No entanto, a via química através da qual estas moléculas nascem no espaço já foi uma questão em aberto.
Novos resultados publicados no Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) apontam que alguns dos aminoácidos da amostra “Bennu” não são formados da maneira que a comunidade científica há muito supõe. A pesquisa mostra que eles provavelmente nasceram em um ambiente extremamente frio e radiante, em vez de em um ambiente com água líquida quente. Esta conclusão significa que as condições para a formação dos aminoácidos, os “blocos de construção” da vida, são muito mais flexíveis e diversas do que se imaginava anteriormente. Pode haver cantos aparentemente mais difíceis do universo que ainda têm o potencial de produzir matérias-primas para a vida.
Allison Baczynski, coautora do artigo e professora assistente de pesquisa no Departamento de Ciências da Terra da Penn State, disse que esta descoberta “inverte nossa visão tradicional de como os aminoácidos são produzidos em asteróides”, mostrando que os aminoácidos não estão limitados à formação de ambientes quentes e aquáticos, mas podem nascer em uma variedade de caminhos e condições diferentes.
Para desvendar os segredos da composição química do pó de “Bennu”, a equipe de pesquisa utilizou apenas cerca de “uma colher de chá” de amostras preciosas e contou com instrumentos especiais para realizar análises detalhadas da composição isotópica. Esses instrumentos medem diferenças mínimas nas massas atômicas dos elementos, fornecendo “impressões digitais” que podem traçar a história das reações químicas. A análise concentrou-se no aminoácido mais simples, a glicina, uma molécula composta por apenas dois átomos de carbono que é considerada um marcador importante para traçar a química da vida pré-biótica.
Os aminoácidos podem ser ligados entre si para formar proteínas, e as proteínas estão envolvidas em quase todas as funções biológicas, desde a construção de estruturas celulares até a catalisação de reações químicas. A glicina tem uma estrutura simples e diversas vias de produção, por isso, se for encontrada em cometas ou asteróides, muitas vezes reforçará a ideia de que algumas das primeiras matérias-primas químicas para a vida podem ter sido sintetizadas no espaço interestelar muito antes da formação dos planetas, e transportadas para a superfície da jovem Terra através de meteoritos e poeira.
No modelo convencional anterior, os cientistas geralmente acreditavam que os aminoácidos eram produzidos principalmente através da chamada "síntese de Strecker": ácido cianídrico, amônia e aldeídos ou cetonas reagem em um ambiente de água líquida para formar moléculas de aminoácidos. No entanto, a assinatura isotópica das amostras de Bennu aponta para um caminho completamente diferente. Os investigadores descobriram que as proporções isotópicas destas glicinas não são consistentes com a via química clássica da fase aquosa, e são mais consistentes com os resultados de reações complexas em camadas de gelo de baixa temperatura e sob forte radiação, sugerindo que podem ter se originado nas regiões geladas do sistema solar exterior no início do sistema solar.
Bachinski destacou que a Penn State University modificou especialmente o instrumento analítico para permitir medir isótopos em matéria orgânica de abundância extremamente baixa; sem este avanço tecnológico, esta descoberta pode não ter sido alcançada. Os membros da equipe envolvidos na pesquisa incluem o professor de Ciências da Terra Christopher House, a "professora da Universidade Ivan Pugh" Katherine Freeman, a pesquisadora de pós-doutorado Ophélie McIntosh e a estudante de doutorado em Ciências da Terra Mila Matney.
Para compreender melhor a singularidade dos aminoácidos em Bennu, os pesquisadores compararam-nos com os aminoácidos do famoso meteorito do condado de Melbourne, o meteorito Murchison. O meteorito Murchison caiu na Austrália em 1969 e tem sido uma amostra "referência" para o estudo de moléculas orgânicas em meteoritos carbonáceos. A comparação mostra que existem diferenças acentuadas entre os dois: a assinatura isotópica de aminoácidos no meteorito Murchison mostra que é mais provável que tenham se formado num ambiente com água líquida e temperaturas relativamente amenas. Tais condições podem existir no corpo original do meteorito e são semelhantes ao ambiente da Terra primitiva.
McIntosh salienta que os aminoácidos são cruciais porque a ciência geralmente concorda que eles desempenharam um papel central na origem da vida na Terra. Este estudo descobriu que os padrões isotópicos de aminoácidos na amostra “Bennu” são completamente diferentes daqueles do meteorito Murchison, indicando que os seus objetos parentais provavelmente nasceram em regiões do sistema solar com ambientes químicos muito diferentes. Isto reforça ainda mais a ideia de que havia uma variedade de diferentes “nichos ecológicos” químicos dentro do início do sistema solar, proporcionando um estágio diversificado para a geração de matérias-primas para a vida.
A pesquisa também levanta novos enigmas. As moléculas de aminoácidos geralmente existem em duas formas "quirais" que são imagens espelhadas uma da outra, semelhantes às mãos esquerda e direita humanas. Pensava-se que as duas moléculas de imagem espelhada apresentariam características isotopicamente semelhantes. No entanto, nesta análise, houve uma diferença significativa na composição isotópica de nitrogênio das formas quirais esquerda e direita de um aminoácido denominado ácido glutâmico na amostra "Bennu". Por que moléculas que são quimicamente quase idênticas, imagens espelhadas apenas na configuração espacial, deixam "assinaturas" isotópicas tão diferentes? Atualmente não há resposta para esta pergunta.
Os cientistas acreditam que compreender as razões por detrás desta diferença pode abrir uma nova janela para compreendermos a geração e evolução dos blocos de construção da vida em todo o sistema solar. Bachinsky admitiu que atualmente há “mais perguntas do que respostas” e a equipe planeja continuar a analisar mais amostras de meteoritos de diferentes fontes para testar se seus aminoácidos mostram diferenças semelhantes às de Murchison e “Bennu”, ou se mostrarão caminhos de formação e ambientes mais diversos.
Esta pesquisa foi financiada por vários programas, incluindo o Programa Novas Fronteiras da NASA (que financiou a missão OSIRIS-REx), e foi financiada por projetos de cooperação em pesquisa científica relacionados no Goddard Space Flight Center da NASA e no Programa de Parceria CRESST II. Os colaboradores também incluem cientistas da Divisão de Exploração do Sistema Solar Goddard da NASA, bem como pesquisadores da Universidade Rowan, do Museu Americano de História Natural e do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, incluindo o investigador principal da OSIRIS-REx, Dante S. Lauretta.
No geral, o que as amostras de poeira “Bennu” revelam é um universo mais “tolerante” do que se imaginava: nas profundezas do espaço frio e cheio de radiação, longe da estrela, os blocos de construção da vida também podem ser formados silenciosamente. Esta compreensão não só expande a imaginação da humanidade sobre a possibilidade de vida extraterrestre, mas também acrescenta uma nova perspectiva à questão fundamental de “de onde viemos?”