Quão bem a vida na Terra poderia sobreviver em exoplanetas?

Na vastidão do cosmos, astrônomos encontraram diversos tipos de exoplanetas com as mais extremas situações. Alguns são bolas de fogo com temperaturas infernais, um é feito parcialmente de diamante e outro pode chover ferro derretido.

No entanto, nem todos os astros são radicais em sua composição. Alguns são planetas rochosos, de tamanho próximo ao da Terra e nas Zonas Habitáveis (HZ) de suas estrelas. Poderia a vida terrestre simples viver em alguns desses mundos?

Atualmente, a HZ é descrita como a região de um sistema solar onde é possível encontrar água líquida. Se um planeta estiver à distância certa de sua estrela para hospedar recursos hídricos superficiais em estado líquido, ele será considerado dentro da Zona Habitável.

Porém, novas pesquisas têm adotado uma abordagem diferente. O enfoque é no papel que a atmosfera desempenha na chance de seres vivos habitarem um astro.

Cientistas simulam atmosferas e desafiam bactérias

Em uma nova pesquisa, uma equipe científica decidiu testar a influência do meio atmosférico no desenvolvimento da vida simples. Liderados pela pesquisadora Arsena Kuzucan, o grupo simulou em laboratório como seria o ambiente em mundos além do Sistema Solar. 

Os cientistas escolheram bactérias E. coli, organismo muito comum na Terra, para ver como elas poderiam crescer e sobreviver. As composições atmosféricas eram: ar padrão (Terra), CO2 puro, rico em N2, rico em CH4 e hidrogênio molecular (H2) puro.

O experimento utilizou 15 garrafas separadas, três para cada uma das cinco composições químicas atmosféricas. Em cada frasco, foi inoculado espécimes de E. coli K-12, uma cepa de laboratório dessa bactéria que é a base dos estudos de biologia molecular.

“Esta combinação inovadora de modelagem climática e experimentos biológicos une as previsões climáticas teóricas aos resultados biológicos”, escreve o grupo em sua pesquisa.

Para cada composição atmosférica, a equipe simulou planetas em diferentes distâncias orbitais para definir os limites da HZ. Eles também variaram a pressão dos gases.

As bactérias trouxeram resultados surpreendentes

No primeiro dia, após a colocação das bactérias nos recipientes, as densidades celulares aumentaram em composições padrão de ar. As ricas em CH4, N2 e H2 puro foram as que comportaram esse crescimento.

Um aumento mais forte do número de microrganismos foi observado na atmosfera de H2 puro. Segundo os pesquisadores, isso sugere que ambientes ricos em hidrogênio podem suportar vida microbiana anaeróbica (sem a necessidade de oxigênio para viver) assim que ocorre a adaptação ao meio.

Por outro lado, ambientes ricos em CO2 tiveram pior desempenho. Eles desafiaram mais o grupo de E. coli, assim elas demonstraram um crescimento mais lento.

Os resultados sugerem que planetas com atmosferas dominadas por H2, CH4 ou N2 ainda poderiam suportar vida microbiana. Mesmo assim, o crescimento inicial seria mais lento do que no ar da Terra.

“A capacidade de adaptação a condições menos favoráveis implica que a vida poderia persistir nesses planetas, desde que houvesse tempo suficiente para a aclimatação”, escrevem os autores. 

A atmosfera rica em CO2 é a exceção neste trabalho. Conforme a pesquisa, o crescimento fraco no meio dominado por gás carbônico destaca as limitações desta substância no suporte ao seres vivos, particularmente para organismos que não produzem seu próprio alimento. 

No entanto, os autores ressaltaram que algumas formas de vida podem utilizar o C02 como fonte de carbono. O grupo explica que planetas com esse tipo de atmosfera poderiam hospedar espécimes adaptados, como quimiotróficos ou extremófilos.

O papel da atmosfera no desenvolvimento da vida

Os cientistas também descobriram que a composição atmosférica pode expandir os limites da Zona Habitável. Nos meios com predominância de H2, a HZ poderia se estender até 1,4 UA, enquanto em meios ricos em C02, se limitaria a 1,2 UA. 

• A chamada unidade astronômica (UA) é a medida da distância média da Terra ao Sol, sendo usada como métrica para o espaço entre os astros.
• 1 UA equivale a cerca de 150 milhões de quilômetros

“Embora alguns dos cenários atmosféricos apresentados aqui sejam simplificados e possam não persistir em escalas de tempo geológicas devido a processos como escape de hidrogênio e ciclagem de carbonato-silicato, eles ainda assim fornecem informações valiosas sobre os efeitos destes gases na habitabilidade”, escrevem os autores.

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As atmosferas são extremamente complexas. Mesmo assim, os resultados da pesquisa destacam tanto a resistência da E. coli na adaptação a meios adversos, quanto o papel crítico que a composição atmosférica desempenha na sobrevivência microbiana.

A equipe reconhece que as descobertas estão limitadas à capacidade dos organismos já conhecidos da Terra. Porém, os resultados têm implicações mais amplas, principalmente sobre como a vida poderia prosperar em situações diferentes.

“Ao explorar as condições atmosféricas e a sobrevivência microbiana, obtemos uma compreensão mais profunda dos fatores complexos que influenciam a habitabilidade, abrindo caminho para pesquisas futuras sobre o potencial de vida além do nosso sistema solar”, concluem os pesquisadores.

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