A química que construiu a vida na Terra pode ter começado no espaço profundo, de acordo com um novo estudo. A descoberta poderá ajudar a desvendar uma das questões centrais da ciência: quais são as origens dos blocos moleculares da vida?
Os astrônomos detectaram simples moléculas orgânicas vagando pelas nuvens interestelares e preservadas em meteoritos e cometas, indicando que compostos biologicamente importantes podem se formar no espaço e ser entregues às superfícies planetárias. No entanto, um passo crucial permaneceu por resolver: como os aminoácidos poderiam unir-se sob as duras condições do espaço para formar cadeias moleculares curtas chamadas péptidos.
“Já sabemos de experiências anteriores que aminoácidos simples, como a glicina, se formam no espaço interestelar. Mas estávamos interessados em descobrir se moléculas mais complexas, como peptídeos, se formam naturalmente na superfície dos grãos de poeira antes de participarem na formação de estrelas e planetas”, disse Sergio Ioppolo, membro da equipe de pesquisa e pesquisador da Universidade de Aarhus, em um comunicado. declaração.
Ioppolo e seus colegas demonstraram que os peptídeos podem realmente se formar dentro de grãos de poeira gelada expostos à radiação em condições semelhantes às do espaço. Em experimentos de laboratório, eles produziram glicilglicina – o dipeptídeo mais simples possível – resfriando a glicina a temperaturas criogênicas, de 436 graus Fahrenheit negativos (260 graus Celsius negativos), replicando os mantos gelados que revestem os grãos de poeira cósmica e, em seguida, bombardeando a amostra congelada com prótons de alta energia, um substituto para raios cósmicos.
Os resultados revelam um caminho até então desconhecido para a construção de precursores de proteínas que não requer água líquida – há muito considerada essencial – e que pode operar nas condições extremas do espaço interestelar. “Todos os tipos de aminoácidos se ligam em peptídeos através da mesma reação. É, portanto, muito provável que outros peptídeos também se formem naturalmente no espaço interestelar”, disse o co-autor Alfred Thomas Hopkinson, da Universidade de Aarhus. “Ainda não analisamos isso, mas provavelmente o faremos no futuro”.
Juntamente com a glicilglicina, a equipa observou a formação tanto de água comum como de uma forma de água na qual os átomos de hidrogénio são substituídos por deutério, um isótopo de hidrogénio com um neutrão extra, juntamente com uma variedade de outras moléculas orgânicas complexas.
“Costumávamos pensar que apenas moléculas muito simples poderiam ser criadas nestas nuvens. O entendimento era que moléculas mais complexas se formaram muito mais tarde, quando os gases começaram a coalescer num disco que eventualmente se tornou uma estrela,” explicou Ioppolo. “Mas mostramos que este claramente não é o caso.”
Os resultados sugerem que a radiação ionizante fornece energia suficiente para quebrar e reformar ligações químicas, permitindo que os aminoácidos presos no gelo se liguem sem água líquida. Com efeito, a radiação cósmica torna-se um motor químico, gerando complexidade em ambientes anteriormente considerados demasiado frios e inertes para suportar tais reações.
Esta descoberta amplia significativamente a gama de ambientes em que os precursores da vida podem se formar. Em vez de ficar restrita a ambientes quentes e úmidos, como os oceanos primitivos da Terra ou as fontes hidrotermais, a síntese de peptídeos poderia ocorrer no próprio meio interestelar frio.
“Eventualmente, essas nuvens de gás colapsam em estrelas e planetas. Pouco a pouco, esses pequenos blocos de construção pousam em planetas rochosos dentro de um sistema solar recém-formado. Se esses planetas estiverem no zona habitável, então há uma probabilidade real de que a vida possa surgir”, explicou Ioppolo. “Dito isto, ainda não sabemos exatamente como a vida começou. Mas pesquisas como a nossa mostram que muitas das moléculas complexas necessárias à vida são criadas naturalmente no espaço.
“Ainda há muito a ser descoberto, mas a nossa equipa de investigação está a trabalhar para responder ao maior número possível destas questões básicas. Já descobrimos que muitos dos blocos de construção da vida são formados lá fora, e provavelmente encontraremos mais no futuro.”
A pesquisa da equipe foi publicada em 20 de janeiro na revista Astronomia da Natureza.
