O que poderia alternar, formas de vida alienígenas?

• Vida na Terra (e portanto toda a vida que conhecemos) depende de carbono e água.
• Carbono e água fazem excelentes ingredientes quando se faz vida, mas muitos outros elementos poderiam servir no seu lugar sob as condições certas.
• Quais são essas formas alternativas de vida e em que condições poderiam florescer?

Toda a vida na Terra, e assim, toda a vida que já observamos no universo, compartilha algumas características básicas. Suas estruturas moleculares são construídas usando carbono, ele depende da água para atuar como solvente e facilitar reações químicas, e usa DNA ou RNA como suas plantas.

Estas qualidades parecem tão omnipresentes que a maioria dos compostos que podemos encontrar que contenham carbono é chamado de composto orgânico. O carbono funciona muito bem como a base para a química da vida. Ele pode se ligar com muitas moléculas, construindo estruturas suficientemente grandes para serem biologicamente relevantes, e suas ligações são fortes e estáveis. Usando água e DNA/RNA também são aparentemente afinados para permitir que a vida exista.

Mas só porque essas propriedades da vida são verdadeiras na Terra não significa que elas sejam verdadeiras em todos os lugares. Na verdade, podemos facilmente imaginar diferentes ambientes onde formas alternativas de vida podem existir. Aqui estão algumas das principais formas que pensamos que a vida pode variar do padrão que vemos na Terra.

Silicon

Lei Chen e Yan Liang (BeautyOfScience.com) para Caltech

Uma renderização artística da vida baseada no organosilício. Os compostos organosilícos contêm ligações carbono-silício.

As mesmas coisas que constituem chips de computador e circuitos elétricos também podem constituir vida em algum lugar no universo. O carbono pode formar ligações com até quatro outros átomos ao mesmo tempo, ligar-se ao oxigénio e formar cadeias de polímeros, tudo isto tornando-o ideal para a química complexa da vida. O silício, que se encontra logo abaixo do carbono na tabela de elementos, também partilha estas características.

Apesar destas qualidades, o silício ainda é bastante limitado como base para a vida. Ele só pode formar ligações estáveis com um número limitado de outros elementos; seus polímeros seriam muito monótonos, limitando sua capacidade de formar os compostos complexos necessários para que a vida ocorra; e a química do silício não é estável em ambientes aquosos, ou aquosos. Outra questão é que quando o carbono oxida, ele forma dióxido de carbono, um gás facilmente expelível. Quando o silício se oxida, forma dióxido de silício, também conhecido como sílica, quartzo, ou areia. Esses resíduos sólidos representariam alguns sérios desafios mecânicos para qualquer vida baseada em silício. Uma forma de vida tão hipotética excretaria tijolos de areia cada vez que respirasse, o que tornaria as férias na praia um pouco mais horríveis.

Em certas condições, a química baseada no silício poderia ser mais favorável à vida do que a baseada no carbono. A química do silício também seria muito mais favorável à vida em oceanos de elementos frios que normalmente não associamos à vida, como nitrogênio líquido, metano, etano, neônio e argônio. Lugares como estes existem no universo, nomeadamente no nosso próprio sistema solar: Uma das principais características da maior lua de Saturno, Titã, são os seus lagos de etano líquido e metano.

Amoníaco

Uma representação artística de um mundo com vida à base de amoníaco.Ittiz

A maior parte das reacções químicas em que a vida se baseia ocorrem dentro de um ambiente aquoso. A água dissolve muitas moléculas diferentes – é um solvente, e ter um bom solvente é um pré-requisito para o tipo de química que traz vida.

Como a água, o amoníaco também é comum em toda a galáxia. Também é capaz de dissolver compostos orgânicos como a água, e, ao contrário da água, também pode dissolver alguns metálicos, abrindo a possibilidade de algumas químicas mais interessantes serem usadas em seres vivos.

No entanto, a amônia também é inflamável na presença de oxigênio; tem tensão superficial muito menor do que a água, tornando difícil manter as moléculas prebióticas juntas por muito tempo; e seus pontos de fusão e ebulição são muito mais baixos do que a água, a -78°C e -33,15°C, respectivamente. Assim, a química da vida baseada no amoníaco ocorreria muito mais lentamente e, proporcionalmente, o seu metabolismo e evolução também seriam mais lentos. Uma importante advertência, no entanto, é que estes são os pontos de fusão e ebulição que ocorrem à pressão atmosférica da Terra. Sob pressões mais elevadas, estes valores aumentariam.

Uma das características excitantes da vida à base de amônia é que ela poderia existir fora da chamada zona de habitabilidade, ou da faixa onde a água líquida pode existir. Titã, por exemplo, pode conter oceanos de amônia sob sua superfície, e embora esteja fora da zona habitável do nosso sistema solar, poderia, por esta razão, hospedar vida. Astrobiólogos muitas vezes apontam Titã como um possível local de formas alternativas de vida dentro do nosso próprio sistema solar.

Alternate chirality

Just como uma pessoa pode ser canhota ou destra, assim também podem as moléculas orgânicas. Estas moléculas são imagens espelhadas umas das outras, mas a vida, por qualquer razão, acabou usando um lado ou o outro, o que é chamado de quiralidade. Aminoácidos, por exemplo, são “canhoto,” enquanto os açúcares em RNA e DNA são “destros”. Para estas moléculas para interagir um com o outro, eles têm que ser do tipo correto de quiralidade; se cadeias de proteína são feitas com aminoácidos de quiralidade mista, eles simplesmente não trabalham. Mas uma cadeia proteica construída a partir de aminoácidos destros, o oposto do que a vida na Terra usa, funcionaria perfeitamente bem.

Toda a ecologia da Terra depende desta convenção. Para podermos comer, precisamos de consumir alimentos com a quiralidade apropriada. Podemos ser infectados e defender-nos contra as infecções da quiralidade apropriada. Tudo na Terra tem a quiralidade apropriada, então isto funciona muito bem.

Mas a vida alienígena pode evoluir para usar a quiralidade oposta como a Terra. Esta vida seria fundamentalmente muito semelhante à vida na Terra – usando o carbono como espinha dorsal e a água como solvente – mas interagiria connosco de uma de duas formas possíveis. Primeiro, não seria capaz de interagir de forma alguma. Mesmo que a vida microbiana tentasse comer alguma outra vida microbiana, os açúcares “inversos” seriam indigestos e os vírus não seriam capazes de se ligar às células hospedeiras. Isso provavelmente seria uma coisa boa, já que não queremos ser infectados por nenhuma doença alienígena.

Mas existem criaturas na Terra que não comem nutrientes quirais, tais como as cianobactérias. Um micróbio alienígena comparável seria capaz de comer o quanto quiser, reproduzir-se indefinidamente e nunca seria mantido sob controle por predadores, já que ele mesmo seria da quiralidade errada. Isto perturbaria dramaticamente a cadeia alimentar numa escala apocalíptica.

Estas formas alternativas de vida não são as únicas que existem, mas estão entre as mais prováveis. Muito do que sabemos sobre química sugere que a vida baseada em carbono e água será a mais comum entre o universo, mas só tivemos uma amostra de uma para estudar: o nosso próprio planeta. Se encontrarmos vida em outros mundos, ganharemos uma visão ainda maior de como as coisas vivas surgem.