Por décadas, Vênus tem sido a grande tentação do Sistema Solar. Visto de longe, é um farol brilhante; de perto, sua superfície é um submundo queimado e esmagador, onde o chumbo derreteria. No entanto, logo acima dessa paisagem infernal, nas nuvens de ácido sulfúrico que envolvem o planeta, as condições são mais amenas e talvez mais interessantes para astrobiólogos do que a superfície rochosa abaixo.
Um novo estudo, liderado por pesquisadores do Massachusetts Institute of Technology e publicado nas Proceedings of the National Academy of Sciences, sugere que a química da vida, ao menos o tipo que poderia sustentar a biologia, pode ser mais durável do que se imaginava.
Um mundo em duas partes
Vênus é frequentemente comparado a Titã, a maior lua de Saturno, porque ambos estão escondidos sob atmosferas espessas que telescópios ópticos não conseguem penetrar. É preciso radar para mapear o que há abaixo. Mas, ao contrário da névoa sem graça de Titã, a atmosfera de Vênus apresenta um espetáculo dramático e turbulento. Na superfície, a realidade está longe de ser agradável: temperaturas escaldantes e pressões esmagadoras fazem do planeta um dos lugares mais hostis do Sistema Solar.
A atmosfera conta outra história. Em certas altitudes, temperaturas e pressões se aproximam de valores semelhantes aos da Terra, tornando as nuvens um possível refúgio tentador para a vida microbiana. A questão sempre foi se a bioquímica poderia funcionar em uma nuvem feita de ácido sulfúrico concentrado em vez de água líquida. Muitos astrobiólogos presumiram que a água é o solvente essencial para a vida. O novo estudo desafia essa suposição.
Peptídeos: os blocos de construção da vida
As proteínas são indispensáveis para a vida como a conhecemos. Mas, antes que uma proteína possa funcionar como enzima ou componente estrutural, sua cadeia de aminoácidos precisa se dobrar em uma forma tridimensional muito específica. Se não se dobra corretamente, a proteína muitas vezes se torna inútil ou até prejudicial.
Peptídeos, cadeias curtas de aminoácidos, são os precursores mais simples das proteínas completas. Estudar como os peptídeos se comportam em ambientes semelhantes ao de Vênus oferece aos pesquisadores uma maneira direta de perguntar se a química necessária para a biologia poderia sobreviver em condições que pareceriam hostis à vida na Terra.
A doutora Sara Seager, professora de ciência planetária no MIT e coautora do estudo, explica a importância do enovelamento. “A vida precisa ter proteínas com formas especiais para que tenham um alvo específico ao qual possam se ligar e realizar sua função”, disse ela.
Se pequenos peptídeos puderem permanecer intactos e se dobrar corretamente em ácido sulfúrico, então a química central da vida pode ser possível em lugares muito além da zona habitável da Terra.
Testando a química das nuvens de Vênus
Para investigar, a equipe de pesquisa projetou uma série de experimentos de laboratório usando espectroscopia de ressonância magnética nuclear. A espectroscopia de RMN permite que cientistas observem em detalhes a estrutura molecular e a disposição física de compostos químicos. A técnica exige preparo cuidadoso das amostras, especialmente ao trabalhar com um solvente tão corrosivo quanto ácido sulfúrico a 98%.
Os pesquisadores colocaram três peptídeos diferentes em condições destinadas a imitar as nuvens de Vênus, onde o ácido sulfúrico é quase puro e a água está quase totalmente ausente. O pensamento anterior sustentava que um ambiente assim deveria quebrar as ligações peptídicas, destruindo as cadeias antes que pudessem fazer qualquer coisa biologicamente relevante.
Os resultados contrariaram essa expectativa. A equipe observou com sucesso os três peptídeos formando estruturas enoveladas, e essas estruturas permaneceram estáveis por várias semanas. O ambiente não as destruiu. Em vez disso, os peptídeos pareceram se adaptar a um ambiente sem água, permanecendo intactos por tempo suficiente para funcionar.
A equipe atribui esse comportamento justamente à ausência de água. Na Terra, a água é ubíqua e geralmente sustenta a vida, mas também é uma molécula que pode atacar e quebrar ligações peptídicas, um processo conhecido como hidrólise. No ácido sulfúrico concentrado da atmosfera superior de Vênus, a água está quase completamente indisponível. Sem água para impulsionar a hidrólise, as ligações químicas nesses peptídeos permaneceram estáveis, permitindo que as cadeias se dobrassem.
O que isso significa na busca por vida
O estudo tem implicações muito além de Vênus. A astrobiologia historicamente favoreceu planetas e luas onde a água líquida está presente ou provavelmente estará presente. Esse enquadramento orientou missões a Marte, às luas geladas de Júpiter e Saturno, e a exoplanetas que orbitam nas zonas habitáveis de suas estrelas.
Mas os novos achados sugerem que ambientes não semelhantes à Terra, aqueles muito mais ácidos do que qualquer ecossistema terrestre toleraria, podem ser igualmente viáveis para sustentar a maquinaria molecular da vida. Como observa o estudo, planetas com condições que parecem extremas pelos padrões da Terra poderiam abrigar vida usando solventes que não a água, ou ao menos vida capaz de tolerar ácidos concentrados.
As nuvens venusianas não são um ambiente gentil. Ácido sulfúrico não é algo que qualquer organismo conhecido possa ingerir em quantidades significativas, embora alguns micróbios na Terra prosperem em ambientes ácidos, como os encontrados em fontes termais vulcânicas ou em drenagem ácida de minas. No entanto, esses ambientes ainda são baseados em água. A diferença crucial em Vênus é que as nuvens não são apenas ácidas; são dessecantes, com quase nenhuma água disponível.
Isso torna a estabilidade dos peptídeos observada aqui ainda mais notável. Ela aponta para uma paisagem química em que moléculas orgânicas complexas podem sobreviver por semanas, talvez tempo suficiente para participar de reações que poderiam sustentar uma biologia primitiva.
Por que este estudo importa
O trabalho não prova que exista vida em Vênus. Ele faz algo talvez mais importante: amplia o conjunto de lugares que devemos considerar na busca por vida. Se a química fundamental da vida pode sobreviver em ácido sulfúrico, então a habitabilidade não é uma simples questão de temperatura e presença de água líquida.
Futuras missões a Vênus, como sondas propostas levadas por balões, poderiam amostrar diretamente as camadas de nuvens em busca de moléculas orgânicas e talvez de sinais de processamento biológico. O estudo do MIT dá a essas missões uma base científica mais forte, porque mostra que os blocos biológicos mais básicos podem sobreviver naquele ambiente.
Peptídeos são apenas um componente da vida. Ainda assim, são essenciais para a maquinaria de todos os organismos conhecidos. A capacidade dos peptídeos de formar estruturas estáveis em ácido sulfúrico sugere que pelo menos parte do conjunto molecular necessário pode operar sob as condições das nuvens venusianas.
Claro, sobreviver em laboratório não é o mesmo que surgir na natureza. As nuvens de Vênus podem ter existido por centenas de milhões de anos, dando tempo suficiente para que a evolução química ocorra, caso algum composto estável se formasse. Mas ainda não sabemos se o ambiente severo e a circulação atmosférica do planeta permitiriam que moléculas persistissem tempo suficiente para montar vida.
O caminho adiante
O novo estudo publicado na PNAS é o mais recente lembrete de que Vênus não deve ser descartado como um mundo morto só porque sua superfície é infernal. As nuvens do planeta podem ser um dos lugares mais acessíveis do Sistema Solar para testar se a bioquímica terrestre é o único possível projeto para a vida ou apenas um entre muitos.
Especialmente intrigante é o papel da água. Os pesquisadores destacam que a ausência de água ajuda os peptídeos a permanecer estáveis, sugerindo que a água, o solvente da vida na Terra, pode não ser pré-requisito para algumas etapas-chave da vida. O trabalho futuro deve explorar a interação de outras moléculas biológicas com o ácido sulfúrico, bem como as vias químicas que poderiam produzir peptídeos em primeiro lugar.
As implicações são profundas. Se a vida pode ser construída com moléculas que se dobram e funcionam em ácido sulfúrico concentrado, então o conceito de “zona habitável” - a estreita região ao redor de uma estrela onde a água líquida pode persistir na superfície de um planeta - pode ser restritivo demais.
Em vez de perguntar onde a água flui, talvez precisemos perguntar onde a química pode permanecer estável e complexa. Vênus, por mais exasperante que seja, pode acabar sendo um dos melhores laboratórios naturais para estudar essa possibilidade.
Este artigo é baseado na cobertura da Universe Today. Leia o artigo original.
Originally published on universetoday.com