A Busca por Vida Microbiana no Universo

Estudos de micróbios em ambientes extremos na Terra ajudam astrobiólogos a entender como vida poderia existir em luas distantes

A possibilidade de vida extraterrestre tem fascinado a humanidade por séculos. É natural perguntarmos: existem de fato outras formas de vida no universo, ou estamos verdadeiramente sozinhos? Será que a vida em outros planetas se assemelha aos alienígenas verdes dos filmes, ou será que formas de vida microscópica, como as que existem em abundância na Terra, são mais prováveis de serem encontradas?

Os microrganismos unicelulares foram as primeiras formas de vida a evoluir em nosso planeta, há bilhões de anos. Eles existem muito antes dos humanos e outros organismos multicelulares. Além disso, são metabolicamente diversos, prosperando em ambientes considerados extremos para nós, como nas profundezas oceânicas, em fontes termais superaquecidas, em lagos hipersalinos e até dentro de rochas.

Onde Procurar Primeiro? Europa, uma Lua de Júpiter

O primeiro lugar a se buscar vida fora da Terra é dentro do Sistema Solar, onde as distâncias para mundos potencialmente habitáveis ainda são viáveis para sondas e missões de coleta de amostras. Vênus, Marte e muitas luas de Júpiter e Saturno são de interesse para astrobiólogos, mas Europa, uma das 79 luas de Júpiter, é um candidato especialmente promissor. Europa é um mundo oceânico congelado, onde plumas de água jorram de um oceano sob sua espessa crosta de gelo.

Embora a temperatura da superfície se mantenha perpetuamente abaixo de -220°F, Europa entusiasma muitos astrobiólogos como possível local para abrigar vida em nosso Sistema Solar devido ao oceano subglacial. A água é crucial para a habitabilidade, pois solventes polares como ela são essenciais para as reações bioquímicas que impulsionam toda a vida na Terra. A água também pode fornecer um habitat termicamente estável para organismos evoluírem.

Juntamente com a água, o carbono é outro pilar importante para a vida como a conhecemos. Todas as macromoléculas essenciais à vida são baseadas em carbono – açúcares, proteínas, DNA e lipídeos são compostos por átomos de carbono organizados em anéis, folhas e cadeias.

Em setembro de 2023, duas equipes de cientistas independentes descobriram que o dióxido de carbono sólido (CO2) na superfície de Europa provavelmente se origina de seu oceano subglacial. Sua localização coincide com características que indicam transporte de material de baixo do gelo. Uma equipe também levantou a hipótese de oceanos oxidados, uma condição química que sustenta a atual biosfera terrestre e, portanto, favorece a habitabilidade. Embora os cientistas não tenham conseguido determinar definitivamente a origem do CO2, a confirmação de carbono em Europa alimentou especulações de que pode abrigar vida microbiana.

Sinais de vida como carbono orgânico e água são amplamente conhecidos como bioassinaturas - marcadores químicos ou físicos de origem biológica. Nenhuma bioassinatura sozinha é conclusiva para reivindicar a existência de vida extraterrestre. Porém, encontrar diversas bioassinaturas complementares em corpos como Europa pode fortalecer o argumento de que alguma forma de vida ali seria possível.

Como local de pesquisa microbiológica, Europa é tão inacessível quanto possível, a mais de 620 milhões de quilômetros, com temperaturas congelantes. Como, então, determinar se vida poderia sobreviver nas condições europeias? Uma ideia é estudar análogos terrestres – ambientes extremos na Terra cujas condições imitam as de mundos distantes. Ao caracterizar a vida microbiana nesses ecossistemas, podemos obter informações sobre como ela persiste em locais totalmente inóspitos para a maioria das outras formas de vida.

O estudo de análogos também pode nos dar pistas sobre que tipos de bioassinaturas podem ser importantes em diferentes ambientes, ajudando pesquisadores a saberem o que procurar nos dados de futuras missões a Europa.

Jill Mikucki, professora da Universidade do Tennessee, estuda um desses análogos: Blood Falls, uma característica que colore o fim da Geleira Taylor no Deserto McMurdo da Antártica. Lá, um ecossistema subglacial de águas subterrâneas salgadas vaza salmoura contendo ferro para a superfície. O ferro oxida ao entrar em contato com o ar, tingindo a água de um vermelho enferrujado, dando a Blood Falls seu visual e nome peculiares.

Parte do atrativo de Blood Falls como análogo vem de suas características geográficas e hidrológicas únicas. “Blood Falls é ótimo para estudos de ambiente oceânico, pois é um dos poucos lugares onde líquido flui de baixo do gelo para a superfície”, explica Mikucki. “Além disso, é salgado, então é como um minimundo oceânico que periodicamente libera fluidos subglaciais - e seu conteúdo microbiano”. Essas características lembram as plumas de Europa que brotam de baixo do gelo. “Em Blood Falls, podemos estudar a vida subglacial, envolvendo esse trânsito para a superfície e como é a sobrevivência na superfície”, disse Mikucki.

Em 2009, Mikucki e colegas detalharam como micróbios sob a Geleira Taylor podem estar ciclando enxofre e usando ferro como aceitador final de elétrons; um papel desempenhado pelo oxigênio para muitos organismos na superfície. Esse metabolismo ocorre em condições anaeróbicas, que podem acontecer quando organismos fotossintéticos que produzem O2 estão ausentes. Este ecossistema está enterrado no gelo, possivelmente isolado por mais de 1 milhão de anos.

Mikucki trabalha nesses ambientes há mais de duas décadas, mas ainda se surpreende com algumas descobertas. Por exemplo, as células microbianas crescem muito lentamente, possivelmente demorando um ano ou mais para se dividir. “Tudo ainda me confunde. Pergunto-me há quanto tempo essa salmoura está presa embaixo da Geleira Taylor - e como, onde, em que circunstâncias se originou. Como essas comunidades microbianas persistiram durante essa jornada física e química?”, questiona Mikucki. Seria possível vida persistir de forma similar em Europa? O debate continua, mas esforços para coletar mais dados estão em andamento.

Da Lua Europa à Antártica – Estudando Micróbios Subglaciais

Futuras Missões à Europa

Nas próximas décadas, veremos Europa mais de perto através de duas missões: a JUICE (Jupiter Icy Moons Explorer) da Agência Espacial Europeia e a Europa Clipper da NASA. Enquanto a JUICE, lançada em abril de 2023, visa caracterizar Europa e outras duas luas de Júpiter, a missão Clipper da NASA (com lançamento previsto para outubro de 2024) se concentrará only em Europa.

O objetivo do Clipper é medir a espessura da crosta de gelo e a interação entre a superfície e o oceano, além de estudar a composição e geologia de Europa. As duas sondas devem alcançar seus objetivos na década de 2030 e poderão então começar a coletar e enviar dados.

A possibilidade de vida fora da Terra, potencialmente muito diferente da que conhecemos, é ao mesmo tempo empolgante e humilhante. Se nunca a encontrarmos, isso significará que o que ocorreu aqui foi extraordinariamente especial. Se a encontrarmos, poderá mudar nosso conhecimento sobre a vida e mostrar que não estamos sozinhos no vasto cosmos.

Foto ilustrativa de uma possível missão espacial na Lua Europa em um futuro breve.

Fonte: https://asm.org/Articles/2024/February/Subglacial-Microbial-Life-on-Earth-and-Beyond

Lucas W. S. de Sousa, Biomédico Microbiologista editor e idealizador da página Microbiologia Clínica Brasil.