CONSTRUÇÃO DE ROVERS QUE PODEM DETECTAR DNA DE VIDA E SEQÜÊNCIA EM OUTROS MUNDOS

Em 2015, a cientista-chefe da Nasa, Ellen Stofan, afirmou que “acredito que teremos fortes indícios de vida além da Terra na próxima década e evidências definitivas nos próximos 10 a 20 anos”. Com várias missões programadas para pesquisar inimigos Evidência de vida (passado e presente) em Marte e no Sistema Solar externo, isso dificilmente parece uma avaliação irrealista.

Mas é claro, encontrar provas de vida não é uma tarefa fácil. Além de preocupações sobre a contaminação, há também os riscos e os que vem com o funcionamento em ambientes extremos – que à procura de vida no sistema solar certamente envolverá. Todas essas preocupações foram levantadas em uma nova conferência da FISO intitulada ” Para a Seqüência In-Situ para a Detecção de Vida “, realizada por Christopher Carr do MIT.

Carr é pesquisador do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT (EAPS) e pesquisador do Departamento de Biologia Molecular do Massachusetts General Hospital. Por quase 20 anos, ele se dedicou ao estudo da vida ea busca por ela em outros planetas. Daí por que ele é também o investigador principal de ciência (PI) doinstrumento Pesquisa de Genomas Extra-Terrestres (SETG).

A rendição deste artista mostra a espaçonave da missão da Europa da NASA, que procurará pela vida em Europa que começa algum dia nos 2020s. Crédito: NASA / JPL-Caltech

O grupo interdisciplinar da SETG é liderado pela Dra. Maria T. Zuber, professora de geofísica da EA Griswold no MIT e chefe do EAPS. Entre eles estão pesquisadores e cientistas do MIT, da Caltech, da Brown University, da arvard e da Claremont Biosolutions. Com o apoio da NASA, a equipe do SETG vem trabalhando no desenvolvimento de um sistema que pode testar a vida in-situ.

Apresentando a busca pela vida extraterrestre, Carr descreveu a abordagem básica da seguinte forma:

“Nós poderíamos procurar a vida como nós não a sabemos. Mas penso que é importante partir da vida comoa conhecemos – para extrair as propriedades da vida e as características da vida e considerar se devemos estar à procura da vida como a conhecemos também, no contexto da busca pela vida além da Terra . “

Para este fim, a equipe do SETG busca aproveitar desenvolvimentos recentes em testes biológicos in situ para criar um instrumento que pode ser usado por missões robóticas. Estes desenvolvimentos incluem a criação de dispositivos portáteis de teste de DNA / RNA como o MinION , bem como ainvestigação Biomolecule Sequencer.Realizado pelo astronauta Kate Rubin em 2016, este foi o primeiro seqüenciamento de DNA a ser realizado a bordo da Estação Espacial Internacional .

Baseando-se nestes e no próximo programa Genes in Space – que permitirá às tripulações do ISS sequenciar e pesquisar amostras de DNA no local – a equipe do SETG está procurando criar um instrumento que possa isolar, detectar e classificar qualquer DNA ou organismo baseado em RNA Em ambientes extraterrestres. No processo, permitirá aos cientistas testar a hipótese de que a vida em Marte e outros locais no Sistema Solar (se existe) está relacionada com a vida na Terra.

A teoria da Lithopanspermia afirma que a vida pode ser compartilhada entre planetas dentro de um sistema planetário. Crédito: NASA

Para quebrar esta hipótese, é uma teoria amplamente aceita que a síntese de compostos orgânicos complexos – que inclui nucleobases e ribose precursores – ocorreu no início da história do Sistema Solar e ocorreu dentro da nebulosa solar a partir da qual todos os planetas se formaram . Esses compostos orgânicos podem ter sido então entregues por cometas e meteoritos a várias zonas potencialmente habitáveis ​​durante o período do Bombardeio Pesado Tardio .

Conhecida como litopansermia , esta teoria é uma ligeira torção sobre a idéia de que a vida é distribuída em todo o cosmos por cometas, asteróides e planetoids (aka. Panspermia ). No caso da Terra e Marte, a evidência de que a vida pode estar relacionada baseia-se em parte em amostras de meteoritos que são conhecidas por terem vindo à Terra a partir do Planeta Vermelho. Estes eram eles mesmos o produto dos asteróides que golpeiam Marte e que lançam acima do eject que foi capturado eventualmente pela terra.

Ao investigar locais como Marte, Europa e Enceladus, os cientistas também serão capazes de se engajar em uma abordagem mais direta quando se trata de busca de vida. Como Carr explicou:

“Há algumas abordagens principais.Podemos tomar uma abordagem indireta, olhando para alguns dos exoplanetas recentemente identificados. E a esperança é que, com o Telescópio Espacial James Webb e outros telescópios terrestres e telescópios espaciais, estaremos em posição de começar a imaginar as atmosferas dos exoplanetas em muito maior detalhe do que a caracterização desses exoplanetas permitiu ] Até a presente data. E isso nos dará high-end, que dará a capacidade de olhar para muitos mundos diferentes potenciais. Mas não vai nos permitir ir até lá. E só teremos evidências indiretas através, por exemplo, de espectros atmosféricos “.

Encélado em toda a sua glória. A NASA anunciou que Enceladus, a lua gelada de Saturno, tem hidrogênio em seus oceanos.Imagem: NASA / JPL / Space Science Institute

Marte, Europa e Encelado apresentam uma oportunidade direta para encontrar a vida, pois todos demonstraram condições que são (ou eram) propícias para a vida. Considerando que há ampla evidência de que Marte uma vez teve água líquida em sua superfície, Europa e Enceladus ambos têm oceanos subterrâneos e têm mostrado evidência de ser geologicamente ativo. Assim, qualquer missão a esses mundos seria encarregada de olhar nos locais certos para detectar evidências de vida.

Em Marte, observa Carr, isso resultará em procurar lugares onde há um ciclo de água, e provavelmente envolverá um pouco de espeleologia:

“Acho que nossa melhor aposta é acessar o subsolo. E isso é muito difícil. Precisamos perfurar, ou de outra forma acessar regiões abaixo do alcance da radiação espacial que poderia destruir material orgânico. E uma possibilidade é ir para crateras de impacto novo. Essas crateras de impacto poderiam expor material que não foi processado por radiação. E talvez uma região onde possamos querer ir seria em algum lugar onde uma nova cratera de impacto poderia se conectar a uma rede subterrânea mais profunda – onde poderíamos ter acesso a material talvez saindo do subsolo. Acho que é provavelmente a nossa melhor aposta para encontrar a vida em Marte no momento. E um lugar que poderíamos olhar seria dentro de cavernas; Por exemplo, um tubo de lava ou algum outro tipo de sistema de cavernas que poderia oferecer proteção contra radiação UV e talvez também fornecer algum acesso a regiões mais profundas dentro da superfície marciana “.

Quanto aos “mundos oceânicos” como Encelado, procurar sinais de vida provavelmente envolveria explorar em torno de sua região polar sul, onde altos penachos de água foram observados e estudados no passado. Em Europa, provavelmente envolveria a busca de “regiões de caos”, os pontos onde pode haver interações entre o gelo superficial eo oceano interior.

Explorando o “terreno do caos” de Europa, onde a interação entre o oceano interior e o gelo superficial, poderia produzir evidências de organismos biológicos. Crédito: NASA / JPL-Caltech

Explorar esses ambientes apresenta naturalmente alguns sérios desafios de engenharia. Para começar, isso exigiria as extensas proteções planetárias para garantir que a contaminação fosse evitada. Estas protecções também seriam necessárias para garantir que os falsos positivos fossem evitados. Nada pior do que descobrir uma estirpe de DNA em outro corpo astronômico, só para perceber que era realmente um floco de pele que caiu no scanner antes do lançamento!

E então há as dificuldades colocadas operando uma missão robótica em um ambiente extremo. Em Marte, há sempre a questão da radiação solar e tempestades de poeira. Mas em Europa, há o perigo adicionado pelo ambiente magnético intenso de Júpiter.Explorar penachos de água provenientes de Enceladus também é muito desafiador para um orbiter que provavelmente estaria acelerando passado o planeta na época.

Mas dado o potencial para avanços científicos, tal missão vale bem as dores e dores. Não só permitiria aos astrônomos testar teorias sobre a evolução e distribuição da vida em nosso Sistema Solar, mas também poderia facilitar o desenvolvimento de tecnologias cruciais de exploração espacial e resultar em algumas aplicações comerciais sérias.

Olhando para o futuro, avanços na biologia sintética são esperados para conduzir a novos tratamentos para doenças ea capacidade de imprimir em 3-D tecidos biológicos (aka “bioprinting”). Ele também ajudará a garantir a saúde humana no espaço, abordando a perda de densidade óssea, atrofia muscular, órgão e diminuição da função imunológica. E então há a capacidade de crescer organismos especialmente concebidos para a vida em outros planetas (você pode dizer terraforming?)

A vida em nosso Sistema Solar, e o Universo para esse assunto, são de natureza universal?Crédito: NASA / Jenny Mottor

Além disso, a capacidade de realizar pesquisas in situ para a vida em outros planetas Solar também apresenta aos cientistas a oportunidade de responder a uma pergunta ardente, com a qual eles têm lutado há décadas. Em suma, é a vida baseada em carbono universal? Até agora, todas e quaisquer tentativas de responder a esta pergunta têm sido em grande parte teóricas e envolveram a “variedade de fruto suspenso” – onde procuramos sinais de vida como a conhecemos, usando principalmente métodos indiretos.

Ao encontrar exemplos que vêm de outros ambientes além da Terra, estaríamos dando alguns passos cruciais para nos prepararmos para os tipos de “encontros próximos” que poderiam estar acontecendo no caminho.