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Rocha negra oferece visão geral da evolução inicial da vida na Terra – Planeta

Rocha negra oferece visão geral da evolução inicial da vida na Terra   Planeta

Rocha negra oferece visão geral da evolução inicial da vida na Terra Planeta

Imagem de uma seção fina polida do meteorito Asuka 12236, feita com um microscópio eletrônico de varredura. A seção tem cerca de 1 centímetro de diâmetro. A maioria dos grãos brilhantes na imagem são ferro-níquel-metal e/ou sulfeto de ferro. O cinza é sobretudo silicato; as áreas em cinza mais escuro mais ricas em magnésio, enquanto as áreas em cinza mais claro são mais ricas em ferro. Os objetos arredondados, e alguns fragmentos deles, que tendem a conter a maioria dos pequenos grãos de metal brilhantes são chamados de “côndrulos”, que se formam como gotículas derretidas. Eles são colocados em uma matriz de granulação muito fina, que é onde os compostos orgânicos e os grãos pré-solares são encontrados. Crédito: Carnegie Institution for Science/Conel M. O’D. Alexandre

Durante uma expedição de 2012 à Antártida, uma equipe de pesquisadores japoneses e belgas encontrou uma pequena rocha que parecia negra como carvão ante a neve branca. Agora conhecida como meteorito Asuka 12236, a rocha tinha aproximadamente o tamanho de uma bola de golfe.

Apesar de seu tamanho modesto, essa pedra vinda do espaço foi um achado colossal. O Asuka 12236 é um dos meteoritos mais bem preservados de seu tipo já descobertos. Agora, cientistas da Nasa mostraram que ele contém pistas microscópicas que podem ajudá-los a resolver um mistério universal: como os blocos de construção da vida floresceram na Terra? O estudo a esse respeito foi publicado em 20 de agosto na revista “Meteoritics and Planetary Science”.

Quando os astrobiólogos do Centro de Voos Espaciais Goddard, da Nasa, colocaram suas mãos (cuidadosamente enluvadas) em uma lasca minúscula desse meteorito primitivo, decodificaram rapidamente as informações contidas ali. Sob o brilho das luzes fluorescentes e acompanhados pelo zumbido de ferramentas analíticas ao fundo, a equipe do Goddard primeiramente esmagou uma pitada de 50 miligramas do Asuka 12236 em seu laboratório com um almofariz e um pilão. Em seguida, colocaram os aminoácidos da poeira antiga em suspensão em uma solução aquosa e passaram o líquido por uma poderosa máquina analítica, que separou as moléculas de seu interior por massa e identificou cada tipo.

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Versões diferenciadas

Os pesquisadores do Goddard descobriram que uma abundância de aminoácidos estava trancada dentro do Asuka 12236. A quantidade correspondia ao dobro da concentração vista em uma rocha espacial chamada Paris, considerada anteriormente como o meteorito mais bem preservado da mesma classe. Essas moléculas primordiais incluem os ácidos aspártico e glutâmico, que estão entre os 20 aminoácidos que se compõem em incontáveis ​​arranjos, formando milhões de proteínas. As proteínas então passam a fornecer energia às engrenagens químicas da vida na Terra, incluindo funções corporais essenciais nos animais.

Animação inspirada no brilho intenso dos meteoros ao entrarem na atmosfera terrestre. Crédito: Centro de Voos Espaciais Goddard/Nasa/Declan McKenna

Liderada pelo astrobiólogo de Goddard Daniel P. Glavin, a equipe também descobriu que o Asuka 12236 tinha versões diferenciadas de alguns aminoácidos. Há uma versão espelhada de imagem destra e canhota de cada aminoácido, tal como as mãos são imagens espelhadas uma da outra. Toda a vida conhecida usa apenas aminoácidos canhotos para construir proteínas. Cada vez mais, Glavin e seus colegas estão descobrindo que os meteoritos estão repletos desses precursores químicos canhotos para a vida.

“Os meteoritos estão nos dizendo que havia uma tendência inerente aos aminoácidos canhotos antes mesmo de a vida começar”, disse Glavin. “O grande mistério é: por quê?”

Para descobrir o que torna os canhotos tão especiais, Glavin e sua equipe sondam centenas de meteoritos. Quanto maior a variedade de origens, químicas e idades, melhor. As diferenças nos tipos e quantidades de aminoácidos preservados nessas rochas permitem que os cientistas construam um registro de como essas moléculas evoluíram ao longo do tempo e das circunstâncias, incluindo a exposição à água e ao calor dentro de seus asteroides originais.

Ótima preservação

Na linha do tempo do Sistema Solar, o Asuka 12236 se encaixa bem no início. (Na verdade, alguns cientistas pensam que pequenos pedaços do meteorito são anteriores ao Sistema Solar.) Várias linhas de evidência sugerem que a composição química original do Asuka 12236 é a mais bem preservada em uma categoria de meteoritos ricos em carbono conhecida como condritos CM. Essas rochas estão entre as mais interessantes para cientistas que se concentram na origem da vida estudarem, uma vez que muitas contêm uma mistura altamente complexa de compostos orgânicos associados a seres vivos.

Os cientistas determinaram que o interior do Asuka 12236 está tão bem preservado porque a rocha foi exposta a muito pouca água líquida ou calor, tanto quando ainda era parte de um asteroide como mais tarde, quando estava na Antártida esperando para ser descoberta. Eles podem dizer isso com base nos tipos de minerais encontrados no interior.

A escassez de minerais de argila é uma pista, visto que esses tipos de minerais são formados pela água. Outra pista é que o Asuka 12236 contém muito metal de ferro que não enferruja, uma indicação de que o meteorito não foi exposto ao oxigênio da água. A rocha também contém uma abundância de grãos de silicato com composições químicas incomuns. Isso indica que eles se formaram em estrelas antigas que morreram antes de o Sol começar a se formar. Uma vez que esses minerais de silicato são em geral facilmente destruídos pela água, os cientistas não os encontram em meteoritos menos imaculados que o Asuka 12236.

“É divertido pensar sobre como essas coisas caem na Terra e estão cheias de todas essas informações diferentes sobre como o Sistema Solar se formou, de onde ele se formou e como os elementos se formaram na galáxia”, disse Conel M. O’D. Alexander, cientista do Carnegie Institution for Science em Washington que colaborou com a equipe de Glavin na análise do Asuka 12236.

Primeiros aminoácidos

Meteoritos como o Asuka 12236 são pedaços de asteroides muito maiores. Esses fragmentos foram lançados no Sistema Solar durante colisões de asteroides há mais de 4,5 bilhões de anos e, finalmente, chegaram à superfície da Terra após sobreviver a uma descida de fogo através de nossa atmosfera. Para Alexander e Glavin, essas rochas são como livros de história que caem do céu e fornecem informações químicas sobre o início do Sistema Solar. As rochas espaciais são a única fonte dessa informação, porque a erosão e as placas tectônicas apagaram a história química do nosso planeta.

Com o Asuka 12236, os cientistas estão dando uma olhada nos primeiros aminoácidos produzidos no Sistema Solar e nas condições que levaram à variedade e complexidade dessas moléculas. “O Asuka 12236 está nos mostrando que existe essa coisa de ‘Cachinhos Dourados’ acontecendo”, disse Glavin.

O astrobiólogo Daniel Glavin posa em 2002 ao lado de um meteorito que ele havia acabado de encontrar durante uma expedição na Antártida. Crédito: Antarctic Search for Meteorites/Daniel Glavin

Glavin e sua equipe estão aprendendo que a chave para os aminoácidos, quando se trata de se formar e se multiplicar, é a exposição às condições perfeitas dentro dos asteroides. “Você precisa de um pouco de água líquida e calor para produzir uma variedade de aminoácidos”, disse ele. “Mas se você tem muito, pode destruir todos eles.”

A água teria sido produzida dentro do asteroide de onde veio o Asuka 12236, já que o calor da decomposição radiativa de certos elementos químicos derreteu o gelo que se condensou com a rocha quando o asteroide se formou. Dado que o Asuka 12236 está tão bem preservado, ele poderia ter vindo de uma camada externa mais fria do asteroide, onde teria entrado em contato com pouco calor e, portanto, com água. Embora isso seja apenas conjectura por enquanto, Glavin disse: “Ainda existe muito que não sabemos sobre esse meteorito.”

Amostra intocada

Existe apenas um fator que não combina com essa explicação. A equipe de Glavin encontrou mais moléculas canhotas do que destras em alguns aminoácidos construtores de proteínas no Asuka 12236. Essas moléculas canhotas teriam de ser processadas em muito mais água do que essa rocha parece ter sido exposta. “É bastante incomum ter esses grandes excessos de [moléculas] canhotas em meteoritos primitivos”, disse Glavin. “Como elas se formaram é um mistério. É por isso que é bom olhar para uma variedade de meteoritos, para que possamos construir uma linha do tempo de como esses elementos orgânicos evoluem com o tempo e os diferentes cenários de alteração.”

Embora seja possível que os cientistas estejam vendo essas moléculas relacionadas à vida por causa da contaminação terrestre, a equipe de Glavin acredita que o Asuka 12236 não está contaminado por uma série de razões. Um sinal é que uma alta concentração de aminoácidos na amostra do Goddard flutuava livremente; se os cientistas estivessem observando a vida na Terra, os aminoácidos estariam ligados às proteínas, disse Glavin. Ainda assim, os cientistas não podem ter 100% de certeza de que não estão olhando para a contaminação ao lidar com rochas que caem na superfície da Terra.

Por essa razão, Glavin e sua equipe estão ansiosos para analisar uma amostra decididamente intocada de um asteroide primitivo não exposto à biologia da Terra. Eles terão sua chance depois que a sonda OSIRIS-REx, da Nasa, trouxer uma embalagem selada de sujeira e rochas do asteroide Bennu em 2023. A OSIRIS-REx deverá coletar a amostra no Bennu em 20 de outubro de 2020.

“Compreender os tipos de moléculas, e sua preferência por uma direção, que estavam presentes nos primeiros dias do Sistema Solar nos deixa mais perto de saber como os planetas e a vida se formaram”, disse Jason P. Dworkin, astrobiólogo do Goddard que ajudou a analisar o Asuka 12236 e atua como cientista de projeto para a missão OSIRIS-REx.

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