Uma equipa de investigação liderada por cientistas explorou as limitações das combinações químicas para compilar um livro de receitas contendo centenas de receitas que poderiam potencialmente dar origem à vida. A vida em planetas distantes – se existir – pode ser completamente diferente da vida na Terra. Mas existem apenas alguns ingredientes químicos no armazém do universo, e apenas algumas maneiras de misturá-los. Uma equipe de pesquisadores liderada por cientistas da Universidade de Wisconsin-Madison aproveitou essas restrições e compilou um livro de receitas com centenas de receitas químicas que poderiam potencialmente dar origem à vida.
A vida requer a repetição de reações químicas. Descrever os tipos de reações e condições necessárias para repetições autossustentáveis, chamadas reações autocatalíticas, poderia nos permitir concentrar nossa busca por vida em outros planetas. Fonte: Betül Kaçar
Suas listas de ingredientes montam a receita apontando as condições mais prováveis – uma versão planetária das técnicas de mistura, temperaturas do forno e tempos de cozimento – que colocam o foco na busca por vida em outras partes do universo.
Desde ingredientes químicos básicos até ciclos complexos de metabolismo celular e reprodução, a vida é definida não apenas por um simples começo, mas pela repetição, dizem os pesquisadores.
Betül Kaçar, astrobiólogo apoiado pela NASA e professor de bacteriologia na Universidade de Washington, Madison, acredita que a origem da vida é de fato um processo do zero. Mas “criar algo do nada” não pode acontecer apenas uma vez. Em última análise, a vida depende da química e das condições que produzem um padrão de reação auto-replicante."
As reações químicas que produzem moléculas que fazem com que a mesma reação aconteça repetidamente são chamadas de reações autocatalíticas. Em um novo estudo publicado em 18 de setembro no Journal of the American Chemical Society, Zhen Peng, pesquisador de pós-doutorado no laboratório de Cachar, e colaboradores compilaram 270 combinações moleculares envolvendo átomos em todos os grupos e séries da tabela periódica que têm potencial para autocatálise sustentada.
“Este tipo de reações são consideradas muito raras”, disse Kaçar. "Nossa pesquisa mostra que essa reação não é incomum. Basta procurar nos lugares certos."
O estudo dos pesquisadores concentrou-se nas chamadas reações proporcionais. Nessas reações, dois compostos contendo o mesmo elemento, mas diferentes números de elétrons ou estados de reação, combinam-se para formar um novo composto com o elemento no meio do estado de reação inicial.
Para ser autocatalítico, o resultado de uma reação também precisa fornecer o material de partida para que a reação aconteça novamente, de modo que o resultado se torne um novo insumo, disse o coautor do estudo Zach Adam, geocientista da Universidade de Wisconsin-Madison que estuda a origem da vida na Terra. As reações de razão produzem múltiplas cópias de algumas moléculas relacionadas, fornecendo material para a próxima etapa da reação autocatalítica.
“Se as condições forem adequadas, você pode começar com uma produção relativamente pequena”, disse Adam. "Cada vez que você faz um loop, você produz pelo menos uma saída adicional, o que acelera a reação e faz com que ela aconteça mais rapidamente."
A autocatálise é como uma manada crescente de coelhos. Pares de coelhos se juntam e dão à luz uma ninhada de novos coelhos, e então os novos coelhos crescem, formam pares por conta própria e dão à luz mais coelhos. Não são necessários muitos coelhos e em breve haverá mais.
No entanto, procurar no universo orelhas caídas e caudas peludas pode não ser uma estratégia vencedora. Em vez disso, Kaçar espera que os químicos peguem algumas ideias da lista de receitas do novo estudo e as experimentem nas panelas e frigideiras de uma cozinha alienígena simulada.
“Nunca saberemos exatamente o que aconteceu neste planeta para dar origem à vida. Não temos uma máquina do tempo”, disse Kaçar. "Mas, no tubo de ensaio, podemos criar uma variedade de condições planetárias para compreender como evoluíram as forças que sustentam a vida."
Kaçar lidera um consórcio apoiado pela NASA chamado MUSE, Metals Utilization and Options for a Future Alliance. Seu laboratório se concentrará em reações envolvendo elementos como molibdênio e ferro, e ela está animada para ver o que os outros preparam nas seções mais estranhas e incomuns do novo livro de receitas.
Carl Sagan disse que se você quiser fazer uma torta do zero, primeiro você tem que criar o universo, disse Kaçar. “Acho que se quisermos compreender o universo, primeiro temos que fazer algumas tortas.”