A vida nos ambientes extremos de nosso planeta

A revolução digital pela qual estamos passando, com microchips se tornando cada vez mais baratos e poderosos, tem permitido um avanço tecnológico extremamente rápido. Esse processo está possibilitando que cientistas como eu, Astrobiólogos, possamos utilizar novas ferramentas para repensar as conexões da vida que conhecemos em nosso planeta com o restante do Universo: Como surgiu o Universo? Do que ele é feito? Será que a vida surgiu por mero acaso na Terra? Há (ou houve) vida em outros planetas? Como detectar e estudar vida extraterrestre? A vida será extinta por algum evento astronômico? Vamos explorar algumas dessas questões que os novos grandes telescópios, aceleradores de partículas, técnicas de biologia molecular e um poder computacional quase ilimitado estão abrindo.

Uma das perguntas que os humanos se fazem há milhares de anos é se estamos sozinhos no Universo. Ao longo do tempo, nosso conhecimento cresceu, passamos de um mundo plano e limitado, com as bordas habitadas por monstros, para um Universo onde a Terra faz parte de um sistema estelar dentre os centenas de bilhões de nossa Galáxia, que é uma entre centenas de outras bilhões que conhecemos. E isso certamente não é tudo! Ou seja, a possibilidade de existirem outros planetas com capacidade de abrigar vida é muito grande, e a ciência hoje está investindo pesado em lançar sondas, criar telescópios e outros instrumentos capazes de detectar e estudar esses mundos, quem sabe algum dia até mesmo encontrar outras civilizações. Parece ficção científica, mas está acontecendo agora.

Mas, que tipo de vida devemos procurar em outros planetas? Se houver vida em Marte ou em uma lua gelada de Júpiter, ela terá alguma semelhança com a vida terrestre? E em um planeta orbitando uma estrela distante, talvez muito mais luminosa que o Sol? Qual equipamento devemos utilizar para estudar esses diferentes casos?

Além de nosso planeta, protegido pela atmosfera e pelo campo geomagnético, os ambientes podem ser muito agressivos no Universo: frio ou calor extremo, radiação intensa, ausência de atmosfera, ou atmosferas densas e com composição diferente da terrestre, oceanos com centenas de quilômetros de profundidade e pressões milhares de vezes maiores que na superfície de nosso planeta. Esses lugares parecem muito diferentes do que conhecemos, porém, em alguns pontos da Terra, as condições ambientais também são extremas, e podemos estudar esses lugares como modelos de ambientes extraterrestres. Os cientistas, incluindo pesquisadores brasileiros, trabalhando como exploradores modernos, têm viajado a esses ambientes extremos, buscando novos organismos vivos nos desertos quentes e secos no Atacama, extremamente frios no coração a Antártica, no alto das montanhas e no fundo dos oceanos e cavernas. Às vezes as condições desses ambientes são tão rigorosas que apenas micro-organismos – fungos, bactérias, alga – são capazes de sobreviver. Esses seres são chamados extremófilos e eles são os melhores modelos para organismos extraterrestres que os cientistas encontraram. Por esse motivo, quando um astrobiólogo procura vida em outro planeta, ele normalmente está pensando em micróbios, e estuda-los em nosso próprio planeta abre as portas para entendermos a vida no Universo.

Para o estudo dessa enorme e complexa biodiversidade, os cientistas forçaram o desenvolvimento da tecnologia a níveis muito elevados, especialmente na área de biologia molecular. Desde que foi desvendada a estrutura de dupla hélice do DNA (em 1953), nosso conhecimento sobre as bases químicas da hereditariedade mudaram muito. Hoje somos capazes de sequenciar um genoma completo, ou seja, de ler cada uma das “letras” que fazem o código genético, onde está praticamente toda a informação necessária para construir o organismo, em menos de um dia, o que só foi possível com os avanços da informática, pois a capacidade de processamento e armazenamento necessárias são enormes. Em 2009 foi publicado o primeiro genoma humano completo do bilionário da biotecnologia Craig Venter. Em 2011, Steve Jobs teve seu genoma sequenciado por cerca de US$100mil, e até o final de 2012 cerca de 100 humanos já terão seu genoma completamente conhecido, e talvez mil bactérias. Ter acesso a essa informação é como poder ler um enorme livro onde está contada a história genética da vida no planeta, e essa técnica pode ser usada até mesmo para entendermos melhor o processo de evolução e de origem da vida. Com a capacidade de fazer sequenciamento genético rápido, uma nova área de pesquisa surgiu, conhecida como metagenômica: para estudar a biodiversidade microbiana de um ambiente, ao invés de se utilizar microscópios, placas de cultura, em um longo trabalho de laboratório, basta extrair todo o DNA presente no ambiente (por exemplo, no solo ou na água) e sequenciar tudo. Comparando essas sequências com outras conhecidas, em bancos de dados, podemos identificar uma grande parte dos organismos presentes, estejam eles ainda vivos ou já mortos, contanto que seu DNA esteja preservado.

Essa técnica está revolucionando o estudo da biodiversidade do planeta. Onde antes achávamos que não existia vida alguma, como o fundo dos oceanos ou nas profundezas da crosta terrestre, estamos encontrando micro-organismos incrivelmente adaptados e muito diferentes de tudo que conhecíamos. Nossa visão sobre a vida no planeta está se expandindo incrivelmente rápido

, ao ponto de termos que repensar sua própria definição: O que é vida afinal? Uma bactéria capaz de sobreviver a 10mil metros de profundidade, usando radiação como fonte de energia ou um ser humanoide de 3m de altura? As novas descobertas da ciência, como a biologia molecular e a microbiologia ambiental, estão servindo de base para nossos jovens cientistas explorarem o cosmos, na tentativa de responder se realmente estamos sozinhos nessa vastidão de galáxias, estrelas e planetas.