O que é Astrobiologia ?

A maioria de nós imagina a vida alienígena como ela é retratada nos filmes, onde os alienígenas são normalmente representados com formas humanas, uma vez que os filmes usam atores dentro de máscaras ou como modelos para uma animação gerada por computador. O público também se relaciona melhor com alienígenas humanóides do que com criaturas monstruosas mais exóticas. Contudo, o plano do corpo humano (simetria bilateral com uma cabeça, duas pernas e dois braços) originou-se quando os primeiros anfíbios e répteis colonizaram a maior parte da Terra e parece improvável que uma forma como essa possa surgir em um mundo alienígena. Assim, esqueçamos Hollywood por enquanto e vamos olhar para a ciência real da astrobiologia.
Astrobiologia é o estudo científico da vida no universo. Os astrobiologistas buscam compreender, entre outras coisas, como a vida surgiu e se desenvolveu na Terra, o que governa, o modo como a vida é organizada e o que torna a Terra um planeta habitável.

A astrobiologia combina a biologia, a química, a física, a geologia e a astronomia. Freqüentemente, os astrobiologistas precisam usar as informações sobre a vida na Terra para guiar o estudo sobre a vida em outros lugares. Vamos examinar o que aprendemos sobre a vida na Terra.

O que é vida ?

Apesar de ser difícil atribuir uma definição clara de "vida", a maioria dos biólogos concorda que há muitas características em comum entre as "coisas vivas". Se um objeto possui as características abaixo é considerado vivo.
Organizado - os seres vivos são feitos de átomos e moléculas organizados em células. As células de um organismo podem ser uniformes ou especializadas em diferentes funções. Elas podem ainda ser organizadas em tecidos, órgãos e sistemas. Os seres vivos da Terra são bastante diversos quanto a sua organização e complexidade.
Homeostático - os seres vivos desempenham funções que os mantém em um estado constante, relativamente sem modificações, chamado de homeostase. Seu corpo, por exemplo, tem sistemas que mantém sua temperatura constante. Você treme se está frio e transpira se está calor.

Reprodução - os seres vivos fazem cópias deles mesmos, sejam cópias exatas (clones) através da reprodução assexuada ou cópias similares através da reprodução sexuada.
Cresce/ desenvolve - os seres vivos crescem e se desenvolvem a partir de formas menores e/ou mais simples. Um ser humano, por exemplo, começa a vida como um ovo fertilizado, desenvolve-se em embrião, feto e então em bebê. Em seguida, o bebê cresce e vira uma criança, adolescente e adulto.
Toma energia do ambiente - permanecer em um estado organizado, relativamente constante, viola a segunda lei da termodinâmica, que afirma que o grau de desordem (entropia) de todos os objetos aumenta. Para um organismo vivo manter a organização, precisa tomar, processar e gastar energia. O modo como os humanos e outros animais fazem isso é ingerindo alimento e extraindo energia dele.
Responde a estímulos - os seres vivos respondem a mudanças no seu ambiente. Se um estímulo provoca dor, você responde afastando-se daquele objeto. Se colocarmos uma planta perto de uma janela bem iluminada, os ramos ou brotos crescerão em direção à luz (fototropismo). Para se proteger, alguns animais mudam de cor para se misturarem com o meio (camuflagem).
É adaptado ao seu ambiente - as características de um ser vivo tendem a ser adequadas ao seu ambiente. As nadadeiras de um golfinho, por exemplo, são chatas e adaptadas para nadar. A asa de um morcego tem a mesma estrutura básica dos ossos da nadadeira do golfinho, mas com uma membrana fina que o permite voar.


Estromatólitos, estruturas em forma de taco encontradas em micróbios subaquáticos
Agora que temos uma definição do que é vida precisamos ver como ela modifica-se ao longo do tempo. As regras governamentais básicas existentes quando as espécies surgem, vivem, permanecem imutáveis ou se tornam extintas, são as da evolução através da seleção natural, propostas por Charles Darwin. A teoria da evolução de Darwin tem os seguintes pontos:
organismos similares reproduzem organismos similares. Um cachorro reproduz um cachorro, um dente-de-leão reproduz dentes-de-leão e um peixe reproduz um peixe;
geralmente, o número de descendentes é excessivo e o número que sobrevive é menor do que o número reproduzido;
em qualquer população, os indivíduos variam com respeito a um determinado traço, como a altura, cor da pele, cor dos pêlos ou forma dos bicos e essas variações podem ser passadas para a próxima geração;
algumas variações são favoráveis, já que tornam esses indivíduos mais adequados para seu ambiente. Os organismos com variações favoráveis sobreviverão e passarão esses traços para seus descendentes; os indivíduos com variações desfavoráveis morrerão e não passarão suas características: isso é a seleção natural;
se tiver tempo suficiente, a seleção natural acumulará esses traços favoráveis. As espécies evoluirão.
Embora a teoria da evolução de Darwin tenha sido proposta para explicar mudanças nas espécies terrestres, seus princípios são comuns o suficiente para que possam ser aplicados em qualquer outra parte do universo.

A vida nos extremos

Imagem cedida por NOAA/U.S. Dept. of Commerce
Fonte hidrotermal no solo oceânico
Até cerca de 30 anos atrás, acreditava-se que toda forma de vida na Terra dependia da energia do Sol. Além disso, pensava-se que você provavelmente não encontraria vida onde as temperaturas fossem extremamente quentes, como nos gêiseres, fontes termais, ou em lugares extremamente frios, como a Antártica.
Essas idéias se modificaram quando os oceanógrafos exploraram as fontes hidrotermais, aberturas no assoalho do oceano onde uma água extremamente quente, rica em minerais, brota da crosta. As fontes hidrotermais estão localizadas várias milhas abaixo da superfície, no assoalho do oceano, onde a água ao redor está quase congelando ou congelada, é absolutamente escuro e a pressão é alta. Em comunidades organizadas em torno das bases dessas fontes, chamadas de chaminés negras, os cientistas encontraram moluscos, caranguejos e vermes tubulares gigantes, medindo 2 metros de comprimento. A água que sai dessas aberturas está entre 110º e 350º Celsius (230º a 662º Fahrenheit).

Como esses animais podem sobreviver tão afastados da luz solar, em condições tão extremas? Os cientistas encontraram espécies de bactérias que quebram sulfeto de hidrogênio da água para obter energia para fazer compostos orgânicos (quimiossíntese). Os vermes tubulares têm bactérias nos seus tecidos que os ajudam a derivar energia da água. Os moluscos alimentam-se das bactérias e os caranguejos alimentam-se dos vermes tubulares.

A descoberta de comunidades nas fontes hidrotermais mostrou que é possível que a vida se desenvolva em lugares sem a luz do Sol e em outros lugares sem luz proveniente da estrela mãe. Nesse contexto, pode ser possível que exista vida em Europa, uma lua congelada de Júpiter, onde os cientistas acreditam que haja um oceano embaixo de sua crosta de gelo.


Vermes tubulares em torno de uma fonte hidrotermal
A vida também tem sido encontrada em outros ambientes extremos. Os cientistas descobriram microcolônias de líquens chamadas criptoendolitos em amostras de rocha do deserto Antártico, onde as temperaturas caem para 100 graus abaixo de zero com freqüência e onde há pouca ou nenhuma água líquida. Por outro lado foram encontradas bactérias termofílicas (que gostam de calor) em fontes termais onde as temperaturas excedem o ponto de ebulição da água.



Criptoendolitos vivos encontrados em cavernas e no fundo do Oceano.

Se a vida pode se desenvolver em ambientes extremos da Terra, é possível que possa existir em ambientes extremos de outros lugares, tais como Marte.