0

O que é vida? Como a física pode contribuir para essa questão?

O que é a vida? Poucas questões são tão intrigantes e simples de serem formuladas como esta. Ainda que do ponto de vista prático possa parecer fácil:

Um cachorro é vida? Sim.

Uma cadeira é vida? Não.

Do ponto de vista das definições formais não há uma resposta simples. A própria linguagem utilizada por pesquisadores em diferentes áreas para caracterizar a vida pode ser  bastante diferente. Em biologia costumamos falar de homeostase, células, metabolismo, resposta a estímulos, reprodução, evolução. Em física falamos em sistema fora do equilíbrio, entropia, calor, dissipação, autorreplicação, auto-organização.

10_escher_lifetime70156_x_featured-800.jpg

Sky and Water I (Céu e Água I). Xilogravura do artista holandês M. C. Escher, impressa pela primeira vez em junho de 1938.

Em 1944, um dos físicos mais famosos do século passado, Erwin Schrödinger, publicou um livro fantástico sobre o que é vida do ponto de vista da física [1]. Nele Schrödinger usou a ideia de entropia negativa, e desde então, costuma-se pensar em vida como uma diminuição da desordem local (entropia negativa) aumentando a desordem global (entropia positiva). Neste contexto, o atual sonho de muita gente na física é uma generalização da mecânica estatística desenvolvida por Boltzmann (que utiliza conceitos microscópicos, para explicar propriedades macroscópicas como pressão e volume de gases) que fosse capaz de utilizar este conceito. Esta generalização descreveria sistemas que estão fora do equilíbrio termodinâmico, dentre eles células, cérebros e a própria vida.

10_book

Livro do Schrödinger [1]

Recentemente um jovem professor do MIT,  Jeremy England, desenvolveu uma formulação matemática baseada num teorema bem estabelecido da mecânica estatística fora do equilíbrio (teorema da flutuação de Crooks) para explicar o aumento da organização local em certos sistemas. England mostrou que um grupo de átomos dirigido por uma fonte externa de energia (como o sol ou combustível químico) imersa em um banho térmico (como o oceano ou a atmosfera), vai gradualmente se estruturar de maneira a dissipar cada vez mais energia. Este aumento gradual na organização local vem sendo chamado de adaptação dirigida por dissipação, e não seria uma mera coincidência, mas a trajetória fisicamente mais provável para um sistema vivo.

Sua teoria tem bases matemáticas firmes, mas as interpretações do quanto seus modelos podem ser comparados com a vida real ainda são especulativas. Em todo caso, suas ideias são suficientemente interessantes e inovadoras para prender nossa atenção. England sugere que, além de entropia negativa, para que os organismos vivos sejam complexos como são é necessário que os estados de maior organização sejam razoavelmente estáveis.

Assim poderíamos falar em adaptação num sentido mais amplo do que o de Darwin.  Não só em termos de algo ser mais adaptado do que seus ancestrais para sobreviver, mas ser mais adaptado do que as configurações anteriores que assumiu. E para isso poderíamos pensar, por exemplo, nas configurações espaciais de átomos formando moléculas e proteínas. Uma definição de adaptação seguindo essa linha poderia ser que uma entidade bem adaptada absorve energia do meio ao redor de maneira mais eficiente do que outras (ou do que ela mesma no passado).

Um professor da Universidade de Oxford, Ard Louis, sugeriu  que se England estiver correto talvez passemos a dizer algo como: a razão pela qual um organismo possui características X e não Y pode não ser porque X é mais apto que Y, mas sim porque as restrições físicas do sistema permitiram que X evoluísse mais que Y.

Forma e funcionalidade.

A relação entre forma e funcionalidade é a ideia de que certas estruturas biológicas são exatamente como são porque sua forma está relacionada com sua utilidade ou funcionalidade. Guiados por essa ideia, muitos cientistas procuram entender a funcionalidade (ou a vantagem evolutiva) de certas estruturas que aparecem mais do que outras (ou mais do que deveríamos esperar apenas ao acaso).

Por exemplo, certas proteínas podem ser encontradas em mais de uma configuração espacial (mas não em todas as configurações possíveis) e cada configuração tem uma função diferente. Outro exemplo, tanto no cérebro de primatas como em um animal simples como um verme (C. Elegans), a probabilidade de achar grupos de três neurônios conectados de uma maneira específica é maior do que a probabilidade de encontrar a mesma configuração se as conexões entre os neurônios ocorressem ao acaso. Ou ainda, se pegarmos todos os átomos de uma bactéria, separarmos numa caixa e a sacudirmos, a probabilidade de ao acaso eles se reorganizarem na configuração de algo que se pareça com uma bactéria é mínima.

Texto10_Fig

Figura 3.
A) Uma rede quadrada de tamanho 15×15 com 25 partículas distinguíveis (cada uma tem uma cor diferente e poderia representar uma mólecula orgânica) que podem estar em um dos dois estados: borda preenchida ou tracejada. B) Dois exemplos de configurações mais complexas desejadas (que poderiam representar duas configurações possíveis de uma mesma proteína). C) Em cada passo de tempo uma partícula aleatória é sorteada e pode se mover em uma das quatros direções. Se a energia da nova configuração for menor que a da primeira o movimento ocorre com probabilidade 1; se for maior, existe uma probabilidade menor que 1 da partícula se mover. Em seguida uma nova partícula é sorteada e seu estado pode ser alterado pela mesma regra de probabilidade. Adaptada da referência [2].

Portanto, um dos ingredientes mais simples para a existência de vida deveria ser uma maior probabilidade de encontrar certas configurações específicas do que outras. Ou seja, a entropia local diminui e as configurações são estáveis o suficiente para continuarem existindo na natureza. Recentemente mais um trabalho do grupo do England foi publicado levando em conta essas ideias [2]. A pesquisadora Gili Bisker é a primeira autora do artigo que simula um modelo simples de partículas interagentes em uma rede quadrada. As partículas podem se mover no espaço e mudar seu estado interno. Assim como diversas proteínas, as partículas podem formar diversas estruturas diferentes utilizando os mesmos componentes básicos (veja Figura 3).

Bisker e England mostraram que a existência de um forçamento local (que favorece certos estados internos das partículas dependendo do estado das suas vizinhas – veja Figura 4) diminui o tempo necessário para atingir certas configurações “desejadas” e aumenta a estabilidade dessas configurações uma vez formadas. Eles mostraram ainda que a distribuição de probabilidade de atingir cada configuração é diferente daquela esperada pela distribuição de Boltzmann. Sem esse forçamento local, a probabilidade de que as configurações desejadas ocorra é baixa. E o aumento do forçamento aumenta a eficiência da auto-organização estrutural.

Texto10_Fig2

Figura 4. O forçamento local foi incluído como um termo extra aumentando ou  diminuindo a energia do estado final apenas para a mudança de estado interno e não para o movimento.  Com isso a probabilidade de em um passo de tempo o sistema mudar entre uma das quatro configurações acima, que inicialmente era igual, com o forçamento ficou mais fácil ir de D para A, do que de A para D. Essa pequena mudança, bastante razoável do ponto de vista biológico, da partícula ser influenciada pelos vizinhos, torna muito mais provável a formação (e aumenta a estabilidade) das configurações desejadas (mostradas na Figura 1B). Adaptada da Referência [2].

O modelo computacional ainda é bem mais simples que sistemas biológicos reais, e o grupo pretende usar as simulações para ajudar a propor experimentos onde possam testar suas ideias. Mas, por enquanto, esse resultado nos deixa com a sensação de que a matéria inanimada, na presença de um forçamento simples, pode assumir características de auto-estruturação que “parecem vida”. Mais que isso, nos deixa com a impressão de estarmos (um pouco) mais perto de uma teoria da física capaz de explicar os eventos que ocorrem (no tempo e no espaço) dentro de uma célula, como propôs Schrodinger já na primeira página do seu livro em 1944 [1].

Referências:

[1] Erwin Schrödinger. What Is Life? the physical aspect of the living cell and mind. Cambridge University Press, Cambridge, 1944.

[2] Gili Bisker e Jeremy L. England. Nonequilibrium associative retrieval of multiple stored self-assembly targets. Proceedings of the National Academy of Sciences 115.45 (2018): E10531-E10538.

[3] Natalie Wolchover. A New Physics Theory of Life. Scientific American (2014).

[4] Natalie Wolchover. First Support for a Physics Theory of Life. Quanta Magazine (2017).

Anúncios
3

As luas geladas e suas implicações para a astrobiologia: Conheça Europa

Parte II

No primeiro texto dessa incrível série que fala das “luas geladas”, conhecemos um pouco mais sobre o que são essas luas, o que elas precisam ter para receber essa definição e falamos brevemente sobre Europa e sobre algumas missões espaciais que estão por vir. Quem quiser relembrar da primeira parte da nossa jornada, é só clicar aqui. A parte II da nossa saga, que ainda fala das luas de Júpiter, agora foca em Europa.

Características indispensáveis para que a vida possa existir e ser mantida:

Antes de falar desse satélite, gostaria resgatar um pedacinho do nosso primeiro texto para lembrarmos o que essas luas precisam ter para serem consideradas “luas geladas”. Para receberem esse título, os satélites naturais, cobertos principalmente por gelo, que orbitam os gigantes gasosos do nosso Sistema Solar precisam apresentar os três seguintes pré-requisitos:

  • um meio líquido,
  • uma fonte de energia e
  • condições necessárias para a formação de moléculas complexas responsáveis pelo surgimento e pela manutenção da vida.

Uma viagem por Europa

Feito! Com isso em mente, vamos focar na nossa lua principal, Europa, e entender com um pouco mais de detalhes como encontramos esses três pré-requisitos.

  1. Presença de meio líquido:

Sendo a menor das quatro “luas geladas” de Júpiter, Europa é formada por um núcleo metálico envolto por uma crosta, ambos localizados abaixo de uma camada de água (na forma líquida e de gelo). Estima-se que essa camada de água tenha de 80 a 170 quilômetros de extensão, sendo composta de uma crosta congelada localizada logo acima de um oceano líquido. A existência de um oceano global abaixo de sua crosta de gelo é o elemento mais importante para a habitabilidade de Europa e seu estudo é de grande interesse para determinar se a vida foi ou é capaz de surgir e de se manter na lua.

  1. Fonte de energia:

A superfície de Europa é plana e recente, com poucas crateras antigas, o que indica que é renovada constantemente. Podemos assumir que exista essa renovação constante devido ao fato de que a lua está submetida a constantes bombardeamentos, e que, se não há crateras antigas expostas, deve haver uma renovação da superfície para que ela esteja sempre lisa. Os processos responsáveis por essa renovação seriam inúmeros, dentre eles: erupções locais de água aquecida e sob pressão; elevação e submersão de sólidos congelados e líquidos em algumas regiões; rupturas de camadas superficiais de gelo, etc.

Outra característica importante de Europa, que também remete a renovação da superfície é a existência de uma variedade de linhas escuras que cruzam sua superfície (Figura 1). Dentre as possíveis hipóteses que tentam explicar esse padrão, a mais aceita diz que essas linhas devem ter sido formadas por uma série de erupções de gelo aquecido ao passo que a crosta da lua se abria para expor camadas interiores mais quentes. Uma possível explicação para o surgimento de suas linhas antigas torna Europa ainda mais interessante. Imagens provenientes das sondas Voyager e Galileo revelaram evidências de processos geológicos tais quais os que ocorrem aqui na Terra em regiões de convergência de placas tectônicas, quando uma placa se desloca para baixo de outra. A existência dessas placas em Europa faria dela o único corpo celeste que possui placas tectônicas além da Terra.

Figura 1_Europa.jpg

Figura 1. Superfície de Europa. As linhas que cobrem sua superfície tiveram a coloração adicionada para que ficassem mais visíveis. Fonte: Nasa/JPL-Caltech/SETI Institute.

Outro fator interessante é em relação à sua atmosfera. Observações realizadas pelo Hubble revelaram que a atmosfera fina de Europa é composta principalmente por oxigênio molecular (em sua camada interior) e hidrogênio molecular (em sua camada exterior). Infelizmente, para astrobiólogos, esse oxigênio não indica atividade biológica, sendo proveniente da quebra da molécula de água na superfície da lua. Essa quebra é ocasionada pela radiação ultravioleta do Sol e por partículas carregadas da magnetosfera de Júpiter (íons e elétrons). Dessa forma, podemos então encontrar as principais fontes de energia nessa lua, sendo elas a energia do núcleo metálico (decaimento radioativo dos elementos), da força das marés (do oceano interno), e da radiação de Júpiter.

  1. Condições necessárias para a formação de moléculas complexas

Considerando que Europa tenha uma origem condrítica (formada de poeira e pequenos grãos presentes no início do Sistema Solar) e levando em consideração o contexto de intenso bombardeamento no qual está inserida, a lua teria uma variedade de compostos essenciais para a vida semelhante tal qual como conhecemos na Terra. Adicionalmente, atividades hidrotermais, se constatadas como presentes, transportariam esses elementos do manto para os oceanos, fazendo com dessa interação oceano-rocha, um componente de extrema relevância para a formação de moléculas complexas e do desenvolvimento da vida.

Portanto, até agora, temos Europa preenchendo os nossos 3 pré-requisitos: 1) existência de um meio líquido: água na forma de gelo na crosta de Europa e na forma líquida, encontrada em seu oceano interno; (2) fonte de energia: força de maré originada no oceano interno da lua, decaimento radioativo de seu núcleo metálico, e possivelmente também proveniente da radiação ionizante dos anéis radioativos de Júpiter; (3) condições necessárias para a formação de moléculas complexas: provável interação água líquida-rocha no leito oceânico da lua e possível origem exógena (de fontes externas à lua), devido ao intenso contexto de bombardeamento em que Europa está inserida.

Somado à esses pré-requisitos modelos atuais de Europa sugerem que condições como temperatura, pressão, pH e salinidade dos oceanos internos estão dentro dos limites capazes de suportar vida como conhecemos. Além disso, as informações atuais sobre a lua indicam que Europa não só pode ser habitável  nos dias atuais como provavelmente foi assim durante a maior parte da história do nosso Sistema Solar. Daí o extremo interesse em estudar essa lua e a necessidade da criação de missões de exploração,que serão abordadas em mais detalhes em no nosso último texto dessa série. Futuras observações, particularmente aquelas realizadas através de pousos na sua superfície e coleta de material, permitirão análises não apenas qualitativas, mas também quantitativas sobre o potencial habitável de Europa, especialmente quanto às fontes de energia disponíveis e evolução química de seu oceano.

É fascinante entender o quão importante algumas das luas do Sistema Solar podem ser na busca pela vida fora do nosso planeta. Espero que tenham gostado de conhecer um pouco mais sobre Europa e que estejam ansiosas para saber mais sobre a nossa vizinhança cósmica. No próximo texto, ainda estaremos em Júpiter, mas vamos viajar por outras de suas luas, também incríveis e de amplo interesse astrobiológico: Ganimedes, Calisto e Io.

Referências:

ANDERSON, J. D. et al. Europa’s differentiated internal structure: Inferences from four Galileo encounters. Science, v. 281, n. 5385, p. 2019-2022, 1998.

CANUP, R. M.; WARD, W. R. Formation of the gallilean satellites: conditions of accretions. The Astronomical Journal, v. 124, n. 6, p. 3404-3423, 2002.

CARR, M. H. et al. Evidence for a subsurface ocean on Europa. Nature, v. 391, n. 6665, p. 363-365, 1998.

CHYBA, C. F. Energy for microbial life on Europa. Nature, v. 403, n. 6768, p. 381-382, 2000.

FIGUEREDO, P. H.; GREELEY, R. Resurfacing history of Europa from pole- -to-pole geological mapping. Icarus, v. 167, p. 287-312, 2004.

GALANTE, D. et al. Astrobiologia [livro eletrônico]: uma ciência emergente. Tikinet Edição: IAG/USP, São Paulo, 2016.

IRWIN, L. N.; SCHULZE-MAKUCH, D. Assessing the plausibility of life on other worlds. Astrobiology, v. 1, n. 2, p.143-160, 2001.

KARGEL, J. S. et al. Europa’s crust and ocean: origin, composition and the prospects for life. Icarus, v. 148, 39, 2000.

MCKINNON, W. B.; ZOLENSKY, M. E. Sulfate content of Europa’s ocean and shell: Evolutionary considerations and some geological and astrobiological implications. Astrobiology, v. 3, n. 4, p. 879-897, 2003.

PARANICAS, C.; CARLSON, R. W.; JOHNSON, R. E. Electron bombardment of Europa. Geophys. Res. Lett, v. 28, n. 4, p. 673-676, 2001.

PASACHOFF, Jay M.; FILIPPENKO, Alex. The Cosmos: Astronomy in the new millennium. Cambridge University Press, 2013.

SCHUBERT, G. et al. Interior composition, structure and dynamics of the Galilean satellites. Jupiter: The planet, satellites and magnetosphere, v. 1, 2004.

SHOWMAN, A. P.; MALHOTRA, R. The Galilean satellites. Science, v. 286, p. 77-84, 1999.

WORTH, R. J.; SIGURDSSON, S.; HOUSE, C. H. Seeding life on the moons of the outer planets via lithopanspermia. Astrobiology, v. 13, p. 1155-1165, 2013.

ZOLOTOV, Mikhail Y.; SHOCK, Everett L. Energy for biologic sulfate reduction in a hydrothermally formed ocean on Europa. Journal of Geophysical Research: Planets, v. 108, n. E4, 2003.

5

Origem da vida e os desentendimentos entre Ciência e Religião

Você provavelmente já se perguntou várias vezes como a vida começou. Esse é um questionamento que muitas pessoas possuem e causa um grande debate entre ciência e religião.

Ciência e religião utilizam abordagens distintas para explicar a realidade. Para nós, cientistas, a forma como tentamos entender o mundo natural é aplicando o método científico. Isso quer dizer que, a partir de experimentação e observação dos eventos naturais ao longo dos anos, nós formulamos hipóteses que podem ser confirmadas ou refutadas.

Sabemos que o Homo sapiens é uma espécie bem curiosa e essa curiosidade nos ajudou a sobreviver ao longo dos anos, pois modificamos o nosso entorno como nenhuma outra espécie, utilizando a nossa capacidade de observação do ambiente e da experimentação. Com o passar do tempo, melhoramos o nosso entendimento sobre o mundo natural e aperfeiçoamos as formas de transmitir esse conhecimento entre as gerações. Assim, nós sobrevivemos e nos multiplicamos. E como multiplicamos! Somos 7,5 bilhões e continuamos contando. Por conseguinte, com a formação das diversas sociedades em diferentes locais do planeta Terra, utilizamos a nossa observação e imaginação para responder as nossas curiosidades e dúvidas mais basais, como: qual é a nossa origem? Qual é a origem da vida?

Penso que a ideia por trás dessas perguntas talvez esteja associada ao fato de que, sabendo a origem, talvez encontremos um motivo para a nossa existência. Assim, centenas de religiões e crenças oferecem as respostas para esses anseios da nossa espécie. Seguindo essa lógica, nós sempre praticamos ciência. Nós sobrevivemos por conta da ciência e, ao mesmo tempo, utilizamos a nossa abstração do mundo natural para criar religiões e, em muitas delas, obter o conforto para as nossas perguntas. Porém, a ciência aplicada à sobrevivência – como práticas agrícolas, contar o tempo, cozinhar os alimentos e explorar o mundo natural – sempre foi permitida. Mas à medida que a nossa curiosidade foi aumentando e o caminho da ciência começou a cruzar com o da religião historicamente estabelecida, as coisas mudaram de configuração.

Com o passar dos anos, religião e moral se tornaram um bloco único e passaram a atuar como organizadores sociais. Assim, a expansão do conhecimento científico se tornou algo considerado perigoso, pois as respostas que a experimentação científica nos trouxe começaram a ameaçar interesses religiosos e, com isso, abalaram também os fundamentos de uma ordem social, majoritariamente religiosa. Por outro lado, como o progresso científico sempre trouxe mais conforto para o ser humano, a ciência também era vista como algo bom, desde que estivesse aprisionada em uma caixinha de só prover produtos. As outras áreas do conhecimento como o campo social, político e moral sempre foram reservadas, e continuam sendo nos dias atuais, obrigatoriamente à religião.

Por outro lado nós, cientistas, enfrentamos os bloqueios ao longo dos séculos para expandir o nosso conhecimento sobre o mundo. Com isso, mais cedo ou mais tarde, chegamos nas fronteiras da nossa caixinha científica, sendo que, agora, temos respostas para muitas dúvidas que antes eram atribuídas a uma criação divina. Para começar a citar essas descobertas, é impossível não lembrar de Darwin que presenteou a humanidade com o livro “A origem das espécies”. Nos dias de hoje, até o representante de uma das maiores religiões mundiais (o papa) de alguma forma aceita a ideia da evolução. A outra novidade é que agora estamos muito próximos de outra descoberta: a explicação sobre a origem da vida. Os cientistas estão a cada ano mais empenhados em solucionar essa questão e possuem alguns experimentos que comprovam esses dados. Vamos lá!

Atualmente, os fósseis mais antigos conhecidos têm cerca de 3,5 bilhões de anos, 14 vezes a idade dos primeiros dinossauros [1]. Porém, em agosto de 2016, pesquisadores descobriram registros fósseis na Austrália de uma comunidade de microorganismos, chamados de estromatólitos [2], que datam 3,7 bilhões de anos. Outro estudo ainda mais recente, em março de 2017, mostra evidências de vida na Terra há aproximadamente 4,28 bilhões de anos. Lembrando que a Terra em si não é muito mais antiga: os cálculos mais aceitos revelam que o nosso planeta foi formado há 4,5 bilhões de anos, isso quer dizer que a vida na Terra teve origem muito cedo.

Stroms (2)
Estromatólitos (Fonte: Nutman e colaboradores, Nature).

As descobertas não param por aí. A curiosidade científica nos fez olhar para o mundo através de lentes de aumento, e com a criação do primeiro microscópio no século XVII nós descobrimos algo fantástico: as células! Não demorou muito para a gente entender que todos os seres vivos eram formados por células (nota 1). Além disso, diversos organismos que vivem nos mais diferentes lugares do planeta possuem apenas uma única célula, como por exemplo as bactérias. Ao observar a atual árvore da vida, podemos notar que quase todos os ramos principais são compostos por esses seres unicelulares.

arvore da vida (hug, Banfield - Nature) (2)
Árvore da vida (Fonte: Hug, Banfield e colaboradores, Nature Microbiology).

Enxergar essas unidades celulares nos fez pensar sobre como as células podem ter se formado e o que existe dentro de uma única célula. O desenvolvimento de tecnologia nos permitiu identificar que as células possuem internamente diferentes organelas, que são majoritariamente estruturas formadas por proteínas, e estas, utilizando uma explicação bem básica, são resultado de ligações entre diferentes elementos químicos.

Assim, após esta descoberta, a saga para entender como os elementos químicos presentes na Terra inicialmente se transformaram em compostos orgânicos começou! A primeira hipótese, que é muito conhecida, fala sobre uma sopa primordial de elementos químicos. Essa proposta é proveniente da junção de ideias de dois cientistas, o soviético Alexander Oparin e o biólogo inglês John B.S. Haldane. A ideia de Oparin-Haldane basicamente é que os oceanos primitivos eram como uma sopa quente, que possibilitaria a combinação de diferentes compostos químicos e assim, espontaneamente, o aparecimento dos primeiros organismos vivos [3]. A vida então não precisaria de nada divino para ser explicada.

Essa hipótese era instigante e foi até mesmo encontrada em uma correspondência de Darwin anos antes de ser pensada por Oparin e Haldane, na qual ele dizia:

“Mas, se (Oh, mas que grande “se”) pudéssemos conceber em algum lago pequeno e quente com todos os tipos de amônia e sais fosfóricos com a presença de luz, calor, eletricidade assim um composto protéico foi quimicamente formado, pronto para passar por mudanças mais complexas…”

Porém, o problema para todos esses questionamentos era conseguir realizar um experimento para testar essa hipótese. Nesse momento, surgem outros dois cientistas nesta história, Harold Urey e Stanley Miller. Urey, ganhador de um prêmio Nobel, explicou em uma palestra que a atmosfera inicial era praticamente desprovida de oxigênio, e que isso seria o suporte para a teoria da sopa primordial. Miller, que estava na plateia, propôs para o professor testar essa ideia, e assim o fez em 1952. Ele conectou por meio de frascos de vidro quatro produtos químicos (água fervente, gás hidrogênio, amônia e metano) e submeteu esses gases à choques elétricos, para simular relâmpagos.

miller- urey experiment
Experimento de Miller e Urey (Fonte: Francis Leroy, Biocosmos/Science Photo Library).

Miller descreveu que após o primeiro dia a água estava um pouco rosa e no final da semana turva e avermelhada. Ao analisar seu conteúdo, ele encontrou dois aminoácidos formados: glicina e alanina. E olha que incrível, as proteínas, que são basicamente a constituição dos seres vivos, são formadas por uma cadeia de nada mais, nada menos do que aminoácidos! Os resultados foram publicados na revista Science em 1953 [4].

Com o passar dos anos, outros cientistas começaram a encontrar maneiras de criar moléculas biológicas simples a partir de soluções químicas, e uma explicação para o mistério sobre a origem da vida parecia próxima. Porém, ao mesmo tempo ficou claro que a vida era mais complicada do que se pensava. Células vivas possuem um modo de funcionamento próprio, não são apenas uma bolha com produtos químicos dentro, e uma das características que as tornam especiais é a capacidade de se dividirem.

Contribuições para o entendimento dessa incrível maquinaria celular foram impulsionadas com o descobrimento do DNA em 1953 [5]. Na verdade, proteínas são estruturas quimicamente complexas, e entender o processo de conversão de uma simples molécula de DNA em RNA, e esse RNA posteriormente em proteínas, trouxe várias outras ideias para explicar a origem da vida. Aqui no blog existem dois textos muito bons sobre esse assunto, o primeiro trata da descoberta do DNA e o outro sobre este processo de conversão.

O processo DNA-RNA-proteína ocorre em todas as células existentes. Assim, explicações sobre a origem da vida devem basicamente mostrar como essa “trindade biológica” começou a funcionar. Sobre esse tema, você deve estar pensando agora. “- Isso é muito complicado!” E, na verdade, é sim. Mas os cientistas olharam para o processo e pensaram que, talvez, se fosse possível encontrar um composto químico orgânico que conseguisse reproduzir-se por si mesmo, esse poderia ser a chave para o questionamento de como a vida surgiu. E assim surgiu a hipótese do “mundo de RNA”.

Esta hipótese foi proposta por Walter Gilbert em 1986 [6]. Ele sugeriu que moléculas de RNA poderiam realizar atividades catalíticas necessárias para se auto montar a partir de uma sopa de nucleotídeos. Ao cortar e colar diferentes pedaços, as moléculas de RNA poderiam criar sequências cada vez mais úteis, e isso tudo passaria por aperfeiçoamento até chegar a versão de vida que temos hoje. A ideia ganhou um suporte muito grande em 2000, quando outro cientista, Thomas Steitz, ao detalhar a imagem dos ribossomos, descobriu que o RNA era o centro do funcionamento desta organela [7]. Ribossomos são tão antigos e fundamentais para a formação da vida, que fez com que a hipótese do mundo de RNA parecesse possível. Porém, os problemas dessa hipótese são que, primeiro, até os dias atuais ainda não foi encontrado um RNA que pudesse se auto-replicar inteiramente. Segundo, será que a estrutura química do RNA poderia ser formada nas condições da Terra antigamente?

Assim, outro time de cientistas propôs uma nova teoria de que a vida tenha surgido como um mecanismo para aproveitar energia, ou melhor, ter um metabolismo. Afinal, ao observar o mundo natural a ordem dos acontecimentos é nascer, crescer e se reproduzir, assim, para alguns pesquisadores, a energia para crescer seria primordial e ainda mais importante do que a reprodução. Seguindo essa lógica, os cientistas buscaram por locais capazes de prover energia para a existência de uma célula e com composição química similar à que observamos nos organismos atualmente e, no fundo do Oceano Pacífico, pesquisadores liderados por Jack Corliss descobriram as fontes hidrotermais. A ideia é que essas fontes hidrotermais pudessem criar complexas misturas de produtos químicos e que cada abertura funcionasse como uma espécie de bomba de sopa primordial [8].

hidrptermal vents
Fontes hidrotermais e a formação de células (Fonte: Richard Bizley/Science Photo Library).

O fluxo de água, aliado ao calor e a pressão, faria com que compostos orgânicos simples, como os elementos presentes no ambiente, se tornassem mais complexos, como aminoácidos, nucleotídeos e açúcares, que posteriormente se ligariam em cadeias – formando carboidratos, proteínas e o próprio DNA. Então, a medida que a água perdesse calor, esses compostos teriam se juntado e formado as primeiras células simples. Aliando essa hipótese à outras descobertas de fontes hidrotermais alcalinas no oceano e, unindo com toda a tecnologia que temos atualmente, pesquisadores publicaram em 2016 [9] a ideia de um ancestral comum universal entre todos os organismos da Terra, denominado LUCA (Last Universal Common Ancestor), em português, último ancestral comum universal.

Para investigar essa possibilidade, os pesquisadores analisaram 1.930 microorganismos modernos e identificaram 355 genes comuns. A ideia é que provavelmente esses 355 genes foram transmitidos, de geração em geração, remetendo a um único antepassado comum. Porém, o problema para esta hipótese é reproduzir em laboratório essa possibilidade. E o mais legal, um grupo está atualmente trabalhando na construção de um reator para reproduzir as condições de um ambiente prebiótico onde a vida poderia ter surgido [10] e, com isso, talvez teremos novidades nos próximos anos.

Além desses trabalhos, um terceiro grupo de pesquisadores apostou na hipótese de um “mundo de lipídeos” [11]. A ideia é que para existir uma célula, precisa existir proteção, precisa existir uma membrana. Assim, unindo essa ideia com o “Mundo de RNA”, os pesquisadores criaram em laboratório as protocélulas [12]. Essas protocélulas podem manter seus genes internamente enquanto absorvem moléculas úteis de fora, e ainda crescer, se dividir, e até mesmo competirem entre si. O RNA pode se replicar dentro dessas estruturas e elas conseguem “sobreviver” a temperaturas de até 100 °C.

Por fim, os cientistas pararam de pensar em teorias separadas e juntaram todas as ideias em uma única. Ao constatar a constituição química das células atuais, como a presença de potássio e fosfato, e além disso metais, que são necessários para o funcionamento de várias enzimas, os pesquisadores encontraram um cenário ideal para o surgimento da vida. A ideia com todas essas pistas é que a vida surgiu em lagoas de superfície em uma área geotérmica-ativa, com abundância de radiação ultravioleta do Sol. As protocélulas nesse ambiente poderiam ficar em zonas mais frias na maior parte do tempo, mas seguindo o fluxo da água teriam também ciclos de aquecimento que poderia auxiliar no processo de replicação do RNA. Além disso, haveriam correntes, conduzidas por essa diferença de temperatura no lago que poderiam ajudar a dividir as protocélulas [13].

Agora, será muito trabalho em laboratório para tentar provar esta nova hipótese. Mas finalmente estamos mais perto do que nunca de descobrir a verdade sobre a nossa origem. Em 1859 Darwin revolucionou o mundo com a verdade sobre a origem das espécies, apresentando dados tão claros que podem ser comprovados diariamente. Você consegue imaginar como o mundo irá reagir quando a verdadeira história da origem da vida for contada?

Agora que entendemos todo esse cenário de descobertas, fica difícil acreditar que toda essa complexidade de relações possa ser explicada por um evento que durou apenas sete dias, como é apresentado por muitas perspectivas teológicas. Por isso, apesar da importância cultural que as religiões têm para o desenvolvimento da sociedade e da própria humanidade, precisamos ser bem cautelosos quando se trata de utilizar suas perspectivas, principalmente para a criação de políticas públicas envolvendo ciência, educação e saúde.

Podemos avançar muito mais em nosso conhecimento e chegar a conclusões inimagináveis atualmente, mas as descobertas científicas necessitam de uma sociedade que apoie a ciência e entenda as contradições existentes no que hoje é tido como senso comum da própria sociedade.

Notas:

  1. Deixarei fora dessa discussão todas as conceituações teóricas sobre os vírus serem ou não organismos vivos.

Bibliografia utilizada:

  1. Allwood, A.C., Walter, M.R., Burch, I.W., Kamber, B.S. 3.43 billion-year-old stromatolite reef from the Pilbara Craton of Western Australia: Ecosystem-scale insights to early life on Earth. Precambrian Research. 158, 3-4, p. 198-227, 2007.
  2. Nutman, A.P., Bennet, V.C., Friend, C.R., Van Kranendonk, M.J., Chivas, A.R. Rapid emergence of life shown by discovery of 3,700-million-year-old microbial structures. Nature. 537, p. 535-539, 2016.
  3. Oparin A.I. The origin of life. 29 p.
  4. Miller S.L. A Production of Amino Acids Under Possible Primitive Earth Conditions.  Science. 1953. 
  5. Watson J.D., Crick, F.H.C. Molecular Structure of Nucleic Acids: A Structure for Deoxyribose Nucleic Acid. Nature. 171, p. 737-738, 1953.  
  6. GIlbert. W. Origin of life: The RNA world. Nature. 319, 618, 1986.  
  7. Cech, T.R. The Ribosome is a Ribozyme. Science. 289, 5481, p. 878-879, 2000.
  8. Corliss, J.B., Dymond, J., Gordon, L.I., Edmond, J.M., Herzen, R.P., Ballard, R.D., Green, K., Williams, D., Bainbridge, A., Crane, K., Andel, T.H. Submarine Thermal Sprirngs on the Galápagos Rift. Science. 203, 4385, p. 1073-1083, 1979.
  9. Weiss, M.C., Sousa, F.L., Mrnjavac, N., Neukirchn, S., Roettger, M., Nelson-Sathi, S., Martin, W. The physiology and habitat of the last universal common ancestor. Nature Microbiology. 16116, 2016.
  10. Herschy, B., Whicher, A.,  Camprubi, E., Watson, C., Dartnell, L., Ward, J., Evans, J.R.G., Lane, N. An Origin-of-Life Reactor to Simulate Alkaline Hydrothermal Vents. Journal of Molecular Evolution. 79, 5-6, p. 213–227, 2014.
  11. Segré, D., Ben-Eli, D., Deamer, D.W., Lancet, D. The lipid World. Origins of life and evolution of the biosphere. 31, 1–2, p. 119–145, 2001.
  12. Hanczyc, M.M., Fujikawa, S.M., Szostak., J.W. Experimental Models of Primitive Cellular Compartments: Encapsulation, Growth, and Division. Science. 302, 5645, p. 618-622, 2003.
  13. BBC earth (Michael Marshall). The secret of how life on earth began. 2016.

 

0

Segurança Alimentar no mundo em desenvolvimento: por onde caminhamos?

Nos dias atuais, o aumento da população e as taxas de consumo de recursos, produtos, bens e serviços já chegaram a demandas jamais vistas na história da humanidade. Quando passamos a refletir a respeito de nosso estilo de vida, ou sobre viver em um planeta com recursos finitos e que, em sua maior parte, não se renova na mesma medida em que é consumido, precisamos nos perguntar por onde caminharemos? No que diz respeito à agricultura, alimentação e sustentabilidade da produção agrícola e pecuária não é diferente.

Segundo dados do último relatório da Organização da Nações Unidas para Alimentação e Agricultura (FAO) publicado em 2015, cerca 800 milhões de pessoas, aproximadamente 11% da população mundial, encontram-se em estado de subnutrição crônica. A porcentagem de terras ocupadas por agricultura somam cerca de 12% da cobertura livre de gelo (1,53 bilhões de hectares), enquanto pastagens cobrem 26% (3,38 bilhões de hectares). Em suma, a agropecuária ocupa cerca de 38% da superfície terrestre, representando a maior atividade de uso do solo do planeta.

Outro dado interessante do mesmo relatório da FAO é o que se refere à porcentagem de alimentos produzidos pela agricultura familiar ou comunidades agrícolas. Essa produção representa 70% do que está incluso, propriamente dito, na dieta da população mundial. Entretanto, essas famílias detém apenas 12% das terras produtivas no planeta.

Sendo assim, podemos nos perguntar, mas por que então, a taxa de subnutrição no mundo é tão elevada? O que significa essa tal de Segurança Alimentar e por que esse é um assunto de importância global? Bom, para responder a essas perguntas, precisaremos da ajuda de algumas e alguns pesquisadores pelo mundo.

Segurança alimentar seria a situação ideal na qual todo cidadão, em qualquer tempo e local, possui disponibilidade e acesso econômico a alimentos seguros e nutritivos que supram as necessidades diárias e preferências alimentares, possibilitando uma vida ativa e saudável. Os pilares da Segurança Alimentar caracterizam-se por disponibilidade, acesso e utilização dos alimentos, bem como a estabilidade econômica e política do país que se analisa (FAO, 2015).

O estudo de Katarzyna Boratinska, da Universidade de Biociências de Warsaw, na Polônia, em parceria com Raqif Tofiq Huseynovb, da Universidade Estadual de Agronomia do Azerbaijão, publicado em 2015, intitulado Uma nova abordagem para a criação de políticas públicas de segurança alimentar para países em desenvolvimento revela a relação existente entre a recessão econômica e os índices de subnutrição no mundo. Tanto fatores de dimensão macro como taxação fiscal e câmbio, que afetam a economia global; quanto micro, como a adoção de novas tecnologias e infraestrutura na produção, influenciam no aumento ou queda dos preços dos alimentos e, consequentemente, no número de famílias com acesso restrito aos mesmos.

A disponibilidade nutricional é um problema crônico nos países em desenvolvimento, que possuem, de modo geral, população urbana com graves contrastes sociais e população rural que depende de boas condições de trabalho no campo para produzir os alimentos com qualidade e em quantidade suficientes à demanda de mercado (BORATINSKA, 2015).

O gráfico abaixo, retirado do relatório da FAO, publicado em 2015 retrata a diminuição do nível de subnutrição, com o aumento da renda per capita nos países. Nota-se que, mesmo com o passar dos anos (de 1992 a 2010), a situação permanece a mesma, ou seja, países com menor renda per capita, possuem os maiores índices de subnutrição.

 

Figura texto Cientistas Femininas (3)

Fonte: The State of Insecurity food in the world, FAO, 2015.

Além das discussões propriamente econômicas e políticas acerca da produção de alimentos com garantia de segurança alimentar, a pesquisadora indiana e ativista Vandana Shiva alerta em suas pesquisas sobre o perigo do monopólio e uso dos insumos agrícolas e dos impactos dos mesmos aos agricultores e ao meio ambiente. Segundo ela, a utilização de fertilizantes químicos sintéticos, como o NPK (nitrogênio, fósforo e potássio, sob formas minerais), promove efeitos negativos como o desequilíbrio ecossistêmico em sua extração, a aplicação equivocada que provoca a acidificação dos solos agricultáveis, a liberação de gases que agravam o efeito estufa e a contaminação humana e ambiental por metais pesados presentes nas formulações (SHIVA, 2016).

Segundo Foley e uma equipe global de pesquisadores, em seu artigo Soluções para um planeta cultivado, publicado pela revista Nature em 2011, a utilização de insumos químicos (fertilizantes e pesticidas) aliado ao sistema agrícola de monoculturas (vulneráveis, uma vez que a biodiversidade não é considerada) desencadeia um desequilíbrio ecossistêmico que causa a dependência de utilização cada vez maior de insumos, o que acaba por fragilizar o solo e torná-lo improdutivo em um curto período de tempo.

Figura texto Cientistas Femininas (2)

Fonte: Artigo Solutions for a cultivated planet, Folley et al, 2011.

As figuras a e b ao lado, extraídas desse mesmo artigo mostram a diferença entre a atualidade (a) e o cenário futuro ideal em 2050 (b) para as metas de segurança alimentar (quadrantes superiores) e os impactos ambientais do sistema de produção (quadrantes inferiores).

Na parte superior, à esquerda, temos a produção real e total de alimentos, à direita, respectivamente, a distribuição e acesso aos alimentos e a resiliência dos sistemas de cultivo.  Nos quadrantes inferiores temos, à esquerda, a emissão total de gases do efeito estufa, bem como a perda de biodiversidade; à direita a poluição dos corpos hídricos e a insustentabilidade dos sistemas de irrigação.

Essa figura nos mostra de forma clara, os grandes desafios que podemos enfrentar, a fim de que a população mundial seja alimentada de forma segura e nutritiva e que os sistemas produtivos ainda tenham como princípio a conservação dos recursos naturais.

Diante de um cenário como esse, existem algumas alternativas possíveis, relacionadas às dimensões ambientais, políticas, econômicas e até a gênero, como evidencia mais uma vez a pesquisadora Vandana Shiva:

vandana
Pesquisadora Vandana Shiva. Fonte: Google images

“As mulheres são a espinha dorsal da economia rural, especialmente no mundo em desenvolvimento. No entanto, elas recebem apenas uma fração da terra, crédito, insumos (como sementes melhoradas e fertilizantes), formação agrícola e informação em comparação com os homens. Capacitar e investir nas mulheres rurais tem demonstrado aumentar significativamente a produtividade, reduzir a fome e a desnutrição e melhorar os meios de subsistência rurais. E não só para as mulheres, mas para todos. ”

A melhoria da produtividade dos recursos agrícolas de forma sustentável desempenha um papel fundamental no aumento da disponibilidade alimentar com segurança. Políticas públicas que reconhecem a diversidade e complexidade dos desafios enfrentados pelos agricultores familiares, por meio da criação de uma cadeia de valores são necessárias para assegurar a segurança alimentar. Além disso, a gestão pública deveria incentivar a adoção de práticas sustentáveis de agricultores e técnicas (manejo adequado do solo, conservação, melhorias na gestão de recursos hídricos, diversidade de sistemas agrícolas, agroflorestas) (FAO, 2015).

No que diz respeito às medidas econômicas, é essencial a criação de linhas de crédito específicas aos agricultores, pesquisas e cursos de capacitação, a criação de estratégias viáveis para escoamento da produção, bem como outros tipos de auxílio capazes de impulsionar a utilização sustentável da terra e garantir a geração de alimentos acessíveis, seguros e nutritivos para toda a população.

A Cartilha Parlamentar do Ministério do Meio Ambiente lançada no início deste ano (2017) possui propostas em dois Programas para a utilização consciente do solo. Nesta cartilha, é possível saber como os recursos financeiros podem ser utilizados, sua origem e destino. Resta saber de que forma pode-se monitorar e verificar se, de fato, todas essas propostas serão colocadas em prática. Mais do que possuir uma legislação consistente e transparente, o poder público, a sociedade civil, empresas e demais atores devem agir em conjunto, a fim de viabilizar a implantação desses programas e transformar a realidade desses países rumo à garantia de Segurança Alimentar.

Embora a visão geral de estratégias para atingir a garantia da Segurança Alimentar seja clara, os detalhes e a forma como essa abordagem pode ser efetiva ainda são subjetivos. Dessa forma, a economia e os gestores públicos exercem um papel fundamental no preenchimento dessas lacunas (BORATINSKA, 2015).

 

  • SHIVA, V. The violence of the Green Revolution: third world agriculture, ecology and politics. University Press of Kentucky, 1ª ed,  257p . EUA, 2016.
  • BRASIL, Ministério do Meio Ambiente. Cartilha Parlamentar 2016-2017, 1ª ed., Brasília-DF, 2017. Disponível em: http://coleciona.mma.gov.br/wp-content/uploads/bsk-pdf-manager/LIVRO_MMA_Cartilha_Parlamentar_WEB_116.pdf. Acesso: 10 jun. 2017.
  • FOLEY, J. ; RAMANKUTTY, N. ; BRAUMAN, K. ; CASSIDY, E. S.; GERBER, J. S.; JOHNSTON, M.; MUELLER, N. D.; O’CONNELL, C.; RAY,  D. K.; WEST, P. C.; BALZER, C.; BENNETT, E. M.; CARPENTER, S. R.; HILL, J.;MONFREDA,  C.; POLASKY, S.; ROCKSTRÖM, J.; SHEEHAN, J.; SIEBERT, S.; TILMAN, D. and ZAKS, D. P. M. Solutions for a cultivated planet., Nature Analysis, vol. 478, no. 7369, p. 337–42, Outubro, 2011.
  • BORATINSKA, K.; HUSEYNOVB, R. T. An innovative approach to food security policy in developing countries, Journal of Innovation & Knowledge, Elsevier Espanha, vol 2 p. 39–44, 2017.
  • FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION (FAO), WORLD HEALTH ORGANIZATION (WHO). The state of food insecurity in the world,.. Rome: FAO; 2015. Disponível em: ftp://ftp.fao.org/docrep/fao/009/a0822e/a0822e00.pdf. Acesso em: 22 jul. 2017.
4

As luas geladas e suas implicações para a astrobiologia

Parte I

Nos últimos anos, assuntos como “luas geladas” bem como “suas implicações para a astrobiologia” têm sido recorrentes em diversas discussões acadêmicas e até mesmo dentro da mídia. Devido a importância dessas luas, e ao fato de estarem super “na moda” nos dias de hoje, em uma série de textos, pretendo contar para vocês um pouquinho mais sobre o quê são elas, quais são e as principais luas geladas, e porquê são tão importantes assim nos estudos da astrobiologia. Empolgadas então para o primeiro dos 5 textos que estão por vir sobre o assunto?

Então vamos começar! O que raios são essas luas geladas? Os satélites naturais, cobertos principalmente por gelo, que orbitam os gigantes gasosos do nosso Sistema Solar são conhecidos como luas geladas. Para que recebam esta nomenclatura é necessário que apresentem três pré-requisitos, sendo eles: a presença de um meio líquido, de uma fonte de energia e de condições necessárias para a formação de moléculas complexas. Esses também são considerados responsáveis pelo surgimento e pela manutenção da vida.

De acordo com essa classificação, existem diversas “luas geladas” no nosso sistema solar. Dentre elas podemos citar alguns satélites naturais de Júpiter, como Io, Europa, Ganimedes e Calisto (ver figura 1), de Saturno, como Encélado e Titã e de Urano e Netuno.

Perfeito! Agora já entendemos um pouco melhor sobre o quê são esses satélites. Vamos então, focar em um deles em particular, um dos mais promissores nos estudos de astrobiologia, a fim de conseguirmos ilustrar um pouco como esta lua se enquadra na classificação acima descrita. Europa, a sexta maior lua de Júpiter, por se enquadrar nestes pré-requisitos e por apresentar características significantes relacionadas ao estudo da habitabilidade fora da Terra, é considerada uma das “luas geladas” de maior interesse do ponto de vista astrobiológico.

Foto 1

Figura 1. Montagem das quatro principais “luas geladas” de Júpiter. De cima pra baixo: Io, Europa, Ganimedes e Calisto. Créditos da imagem: NASA/JPL/University of Arizona.

Nessa lua suspeitamos que os três pré-requisitos sejam: (1) para o meio líquido: água existente na forma de gelo na crosta de Europa e na forma líquida, encontrada em seu oceano interno; (2) como fonte de energia: força de maré originada no oceano interno da lua, decaimento radioativo de seu núcleo, e possivelmente também proveniente da radiação ionizante dos anéis radioativos de Júpiter; (3) condições necessárias para a formação de moléculas complexas: provável interação água líquida-rocha no leito oceânico da lua e possível origem exógena (de fontes externas à lua), devido ao intenso contexto de bombardeamento em que Europa está inserida.

Europa, embora uma das maiores do nosso Sistema, é a menor das quatro “luas geladas” orbitando Júpiter, com um diâmetro de aproximadamente 3.100 km . Ela é constituída por uma atmosfera pouco densa, formada principalmente de oxigênio molecular, originado a partir da radiólise da água em sua superfície; uma camada de água, com extensão estimada em 80-170 km dividida entre uma crosta congelada na porção superior e um oceano líquido logo abaixo; um manto rochoso; e um núcleo metálico (ver figura 2).

Foto 2

Figura 2. Representação da composição de Europa. Apresentação geral do núcleo metálico, do manto rochoso e da camada superior de água (à esquerda). Visão em mais detalhes da camada externa de água, composta por uma crosta congelada na porção superior e um oceano líquido logo abaixo (à direita). Atmosfera não representada. Créditos da imagem: Coustenis & Encrenaz, 2013.

Além disso, modelos atuais de Europa sugerem que condições como temperatura, pressão, pH e salinidade dos oceanos internos estão dentro dos limites capazes de suportar vida como conhecemos na Terra. Estudos anteriores também revelaram que a lua possui uma superfície plana, o que indica uma constante renovação da crosta a partir de processos geológicos como erupções locais de água aquecida; elevação e submersão de líquidos e de sólidos congelados; ruptura das camadas superficiais de gelo; translação e extensão de blocos da superfície e subsequente preenchimento destas regiões.

Devido a relevância e importância desta lua, tanto no contexto astrobiológico quanto no contexto cósmico de forma mais abrangente, agências espaciais como a Administração Nacional da Aeronáutica e Espaço (NASA) e a Agência Espacial Europeia (ESA) planejam missões ao satélite em um futuro próximo. A mais recente delas, Europa Mission (traduzido para o português como “Missão Europa”), está com lançamento previsto para 2020, segundo o Laboratório de Propulsão a Jato (JPL – NASA). Ela terá como principal objetivo obter uma melhor compreensão de Europa a partir da análise de sua superfície (para determinação de sua composição), da espessura de sua crosta congelada, da salinidade e da profundidade de seu oceano interno (através da medição do campo magnético da lua), e da investigação de suas erupções termais de água, anunciadas pela agência em setembro deste ano (NASA, 2016).

A segunda missão programada nesse caso pela ESA é a JUICE (acrônimo em inglês para “The JUpiter ICy moons Explorer”, em português “Explorador das Luas Geladas de Júpiter”), com lançamento previsto para 2022 e chegada em Júpiter em 2030. Seus principais objetivos serão diferentes da Missão Europa (NASA). JUICE buscará responder questões sobre o contexto cósmico acerca do funcionamento do Sistema Solar e das condições para a formação de planetas e para a emergência da vida, além de trabalhar com o uso do sistema jupiteriano como um arquétipo para melhor entender o desenvolvimento de gigantes gasosos. Embora esta missão tenha a lua Ganimedes como foco de trabalho, Calisto e Europa também serão estudados a fim de facilitar o entendimento sobre a emergência de mundos habitáveis formados ao redor de gigantes gasosos (ESA, 2016).

Espero ter conseguido mostrar para vocês que tem muita coisa super interessante acontecendo e muita gente envolvida em projetos de pesquisa com temas relacionados às “luas geladas”. Nos próximos textos vou contar um pouco mais pra você sobre cada uma dessas luas, para que juntas, possamos compreender um pouco mais sobre os nossos vizinhos cósmicos.

Referências:

ANDERSON, J. D. et al. Europa’s differentiated internal structure: Inferences from four Galileo encounters. Science, v. 281, n. 5385, p. 2019-2022, 1998.

BROWN, Robert H.; CRUIKSHANK, Dale P. The moons of Uranus, Neptune and Pluto. Scientific American, v. 253, p. 28-37, 1985.

CANUP, R. M.; WARD, W. R. Formation of the gallilean satellites: conditions of accretions. The Astronomical Journal, v. 124, n. 6, p. 3404-3423, 2002.

CARR, M. H. et al. Evidence for a subsurface ocean on Europa. Nature, v. 391, n. 6665, p. 363-365, 1998.

CHYBA, C. F. Energy for microbial life on Europa. Nature, v. 403, n. 6768, p. 381-382, 2000.

ESA. JUICE. Em: < http://sci.esa.int/juice/&gt;. Acesso em: 15 de novembro de 2016.

FIGUEREDO, P. H.; GREELEY, R. Resurfacing history of Europa from pole- -to-pole geological mapping. Icarus, v. 167, p. 287-312, 2004.

FILACCHIONE, G. et al. Saturn’s icy satellites investigated by Cassini-VIMS: I. Full-disk properties: 350–5100 nm reflectance spectra and phase curves. Icarus, v. 186, n. 1, p. 259-290, 2007.

GALANTE, D. et al. Astrobiologia [livro eletrônico]: uma ciência emergente. Tikinet Edição: IAG/USP, São Paulo, 2016.

GREELEY, R.; SPUDIS, P. D. Volcanism on Mars. Reviews of Geophysics, v. 19, n. 1, p. 13-41, 1981.

IRWIN, L. N.; SCHULZE-MAKUCH, D. Assessing the plausibility of life on other worlds. Astrobiology, v. 1, n. 2, p.143-160, 2001.

KARGEL, J. S. et al. Europa’s crust and ocean: origin, composition and the prospects for life. Icarus, v. 148, 39, 2000.

MCKINNON, W. B.; ZOLENSKY, M. E. Sulfate content of Europa’s ocean and shell: Evolutionary considerations and some geological and astrobiological implications. Astrobiology, v. 3, n. 4, p. 879-897, 2003.

NASA. Europa Mission. Em: < http://www.jpl.nasa.gov/missions/europa-mission/&gt; Acesso em 15 de novembro de 2016.

PARANICAS, C.; CARLSON, R. W.; JOHNSON, R. E. Electron bombardment of Europa. Geophys. Res. Lett, v. 28, n. 4, p. 673-676, 2001.

PASACHOFF, Jay M.; FILIPPENKO, Alex. The Cosmos: Astronomy in the new millennium. Cambridge University Press, 2013.

SCHUBERT, G. et al. Interior composition, structure and dynamics of the Galilean satellites. Jupiter: The planet, satellites and magnetosphere, v. 1, 2004.

SHOWMAN, A. P.; MALHOTRA, R. The Galilean satellites. Science, v. 286, p. 77-84, 1999.

WORTH, R. J.; SIGURDSSON, S.; HOUSE, C. H. Seeding life on the moons of the outer planets via lithopanspermia. Astrobiology, v. 13, p. 1155-1165, 2013.

ZOLOTOV, Mikhail Y.; SHOCK, Everett L. Energy for biologic sulfate reduction in a hydrothermally formed ocean on Europa. Journal of Geophysical Research: Planets, v. 108, n. E4, 2003.