Cientistas estudam a origem da vida simulando uma evolução cósmica

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Os aminoácidos compõem milhões de proteínas que impulsionam as engrenagens químicas da vida, incluindo funções corporais essenciais em animais. Devido à relação dos aminoácidos com os seres vivos, os cientistas estão ansiosos para entender as origens dessas moléculas. Afinal, os aminoácidos podem ter ajudado a gerar vida na Terra depois de terem sido entregues aqui há cerca de 4 bilhões de anos por pedaços de asteróides ou cometas.

Mas se sim, os aminoácidos foram produzidos dentro de asteróides ou cometas? Ou os ingredientes crus da vida vieram intactos da nuvem molecular interestelar de gelo, gás e poeira que formou nosso sistema solar e inúmeros outros?

Se os aminoácidos se formassem em nosso sistema solar, a vida poderia ser única aqui. Mas se eles vieram de uma nuvem interestelar, esses precursores da vida também poderiam ter se espalhado para outros sistemas solares.

Cientistas do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, procuraram explorar como aminoácidos e aminas – seus primos químicos – podem ter se formado simulando uma mini evolução cósmica em laboratório. Os pesquisadores fizeram gelos como os encontrados em nuvens interestelares, explodiram-nos com radiação e, em seguida, expuseram o material restante, que incluía aminas e aminoácidos, à água e ao calor para replicar as condições que eles teriam experimentado dentro dos asteroides.

“O importante é que os blocos de construção da vida têm uma forte ligação não apenas com os processos no asteróide, mas também com os da nuvem interestelar-mãe”, disse Danna Qasim, que trabalhou neste experimento enquanto era pós-doutoranda. companheiro na NASA Goddard de 2020 a 2022. Qasim agora é um cientista pesquisador do Southwest Research Institute em San Antonio e principal autor de um estudo publicado em 9 de janeiro na revista ACS Terra e Química Espacial.

Para o estudo, Qasim e seus colegas fizeram gelos de moléculas que os telescópios normalmente detectam em nuvens interestelares, como água, metanol, dióxido de carbono e amônia. Então, usando um acelerador de partículas Van de Graaff em Goddard, eles atingiram os gelos com prótons de alta energia para imitar a radiação cósmica que os gelos teriam experimentado em uma nuvem molecular. O processo de radiação quebrou moléculas simples. Essas moléculas se recombinaram em aminas e aminoácidos mais complexos, como etilamina e glicina. Os aminoácidos foram deixados em resíduos pegajosos.

“Esperamos que esses resíduos da nuvem interestelar sejam transferidos para o disco protoplanetário que cria um sistema solar, incluindo asteróides”, disse Qasim.

As simulações de asteroides vieram a seguir. Ao submergir os resíduos em tubos de água e aquecê-los a diferentes temperaturas e durações variadas, os cientistas replicaram as condições dentro de alguns asteróides bilhões de anos atrás, chamadas de “alteração aquosa”. Depois, eles analisaram os efeitos dessas condições quentes e aquosas nas moléculas.

Eles descobriram que os tipos de aminas e aminoácidos criados em gelos interestelares de laboratório, e suas proporções, permaneciam constantes, independentemente das condições dos asteroides. Isso implica que aminas e aminoácidos podem permanecer intactos à medida que migram da nuvem interestelar para um asteróide. Mas cada molécula reagiu de maneira diferente a condições semelhantes a asteróides, dependendo de quanto calor os pesquisadores aplicaram e por quanto tempo. Os níveis de glicina dobraram após 7 dias de simulações de asteróides, por exemplo, enquanto os níveis de etilamina mal se moveram.

Muitos outros cientistas criaram gelos interestelares e os cobriram com radiação. Como a equipe de Goddard, eles também descobriram que esse processo cria aminas e aminoácidos. Mas o conjunto de compostos produzidos em laboratório não corresponde ao conjunto detectado em meteoritos. Meteoritos são pedaços de asteróides e, talvez, cometas que os cientistas podem encontrar na superfície da Terra e sondar em laboratório.

Qasim e seus colegas queriam investigar essa discrepância, então projetaram um experimento – o primeiro a adicionar simulações de asteroides ao experimento de gelo. O processo começou com uma ideia de Christopher Materese, um cientista pesquisador da Goddard que foi o principal investigador deste projeto. Materese se perguntou se as condições dos asteróides eram o elo perdido entre o gelo interestelar feito em laboratório e as composições de meteoritos.

“Experiências de laboratório focadas apenas na irradiação de gelo não estão capturando totalmente a realidade da química experimentada por esses compostos”, disse Materese. “Portanto, parte do objetivo deste trabalho era ver se podemos fechar essa lacuna.”

A equipe de pesquisa ainda não fechou a lacuna. Eles descobriram que, mesmo depois de simular as condições dos asteroides, as aminas e os aminoácidos produzidos ainda não correspondiam aos dos meteoritos.

Isso pode estar acontecendo por vários motivos. Uma tem a ver com a possível contaminação. Como os meteoritos caem na atmosfera da Terra e passam algum tempo na superfície antes de serem recolhidos, é possível que sua composição química mude e não reflita perfeitamente os asteróides de onde vieram. Mas os cientistas poderão resolver esse problema com amostras imaculadas do asteróide Bennu, atualmente sendo transportado pela espaçonave OSIRIS-REx da NASA para a Terra para entrega à superfície em 24 de setembro de 2023. Os cientistas também melhorarão seus experimentos com gelo depois que o Telescópio Espacial James Webb da NASA retornar informações detalhadas sobre os tipos de gelo que compõem as nuvens moleculares interestelares.

“Ainda não chegamos ao fim deste trabalho, ainda temos mais a fazer”, disse Materese.

Com informações de Science Daily.

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