🧬 As moléculas da vida podem formar-se antes mesmo dos planetas
Para simular as condições hostis do meio interestelar, os cientistas arrefeceram glicina, um aminoácido simples, a temperaturas extremas perto de -260°C. Em seguida, expuseram esta amostra gelada a um bombardeamento de protões energéticos, simulando o efeito dos raios cósmicos. Esta experiência em laboratório permitiu observar a criação de glicilglicina, a cadeia peptídica mais pequena possível.
Ao contrário do que se pensava, esta reação química não requer água líquida. De facto, a energia fornecida pelas radiações ionizantes é suficiente para quebrar e reformar ligações entre os aminoácidos, mesmo num ambiente tão frio e inóspito. Consequentemente, os raios cósmicos atuam como um verdadeiro motor para montar moléculas mais elaboradas.
Estas descobertas ampliam consideravelmente os locais onde os precursores da vida podem aparecer. Por exemplo, as nuvens de gás e poeira que dão origem a estrelas e planetas poderiam já conter estes péptidos. Depois, quando estes materiais se agregam para formar um sistema estelar, estas moléculas essenciais depositam-se nas superfícies planetárias.
Se um planeta rochoso tiver água no estado líquido, estes blocos de construção moleculares vindos do espaço poderiam então participar no surgimento da vida. No entanto, a passagem dos péptidos para as primeiras células vivas continua a ser um processo que a ciência ainda procura elucidar.
Para além da glicilglicina, a experiência também levou à formação de água normal e água pesada, bem como de outras moléculas orgânicas elaboradas. Segundo Sergio Ioppolo, investigador da Universidade de Aarhus, esta diversidade mostra que processos químicos ativos ocorrem muito antes da formação das estrelas, em nuvens interestelares que se pensavam inertes.
O estudo, publicado na Nature Astronomy, abre novos caminhos para compreender a distribuição dos ingredientes da vida no Universo. Os próximos passos consistirão em verificar se outros péptidos, mais longos, se podem formar de acordo com o mesmo mecanismo no espaço.
Os raios cósmicos, artesãos da química espacial
No vácuo interestelar, as temperaturas são tão baixas que a maioria das reações químicas são normalmente impossíveis. No entanto, radiações muito energéticas, chamadas raios cósmicos, atravessam constantemente o espaço. Estas partículas carregadas, frequentemente protões acelerados a velocidades próximas da da luz, interagem com a matéria que encontram.
Quando um raio cósmico atinge um grão de poeira gelado, transfere parte da sua energia para as moléculas presas no gelo. Esta energia pode quebrar as ligações químicas existentes, libertando átomos e fragmentos moleculares muito reativos. Estas espécies químicas instáveis procuram então rapidamente ligar-se a outros átomos ou moléculas para recuperarem um estado mais estável.
No caso dos aminoácidos como a glicina, esta agitação provocada pela radiação permite que duas moléculas se aproximem e formem uma ligação peptídica. É esta ligação que une os aminoácidos entre si para criar cadeias, primeiros passos para as proteínas. Este processo ocorre sem necessidade do calor ou da água líquida que se encontra nos planetas.
Assim, longe de ser um ambiente quimicamente morto, o espaço interestelar é o palco de uma química ativa dirigida pela radiação. Este mecanismo explica como moléculas cada vez mais elaboradas podem montar-se no frio profundo, muito antes do nascimento das estrelas e dos planetas.
Da nuvem interestelar ao planeta habitável
As nuvens moleculares gigantes, compostas por gás e poeira, são os berços das estrelas. Sob o efeito da gravidade, certas regiões destas nuvens colapsam sobre si mesmas, formando um disco protoplanetário em rotação em torno de uma estrela jovem. Toda a matéria da nuvem, incluindo as moléculas orgânicas formadas nos grãos de gelo, é incorporada neste disco.
Dentro deste disco, as poeiras e os gelos aglomeram-se para formar corpos cada vez maiores: seixos, planetesimais e, finalmente, planetas. As moléculas elaboradas como os péptidos, presentes desde o início na nuvem, são portanto integradas nos materiais de construção planetários. Elas sobrevivem à viagem e acabam na superfície dos mundos recém-formados.
Para que um planeta seja considerado habitável, deve ter condições que permitam que a água seja líquida. A pré-existência de péptidos e de outras moléculas orgânicas fornece então uma espécie de kit de arranque químico.
A presença destes blocos de construção moleculares não garante o aparecimento da vida, mas facilita consideravelmente os primeiros passos. Este fenómeno implica que os ingredientes fundamentais poderiam estar amplamente disseminados na Galáxia, aumentando as hipóteses de encontrar ambientes propícios ao surgimento de vida para além da Terra.