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Uma equipa de cientistas japoneses e norte-americanos descobriu os açúcares bio-essenciais ribose e glicose em amostras do asteroide Bennu recolhidas pela missão OSIRIS-REx da NASA. Esta descoberta vem na sequência da anterior descoberta de nucleobases (os componentes genéticos do ADN e do ARN), fosfato e aminoácidos (os blocos de construção das proteínas) nas amostras de Bennu, revelando que os ingredientes moleculares da vida podem ter chegado à Terra primitiva através de meteoritos.
Crédito: NASA/Goddard/Universidade do Arizona/Dan Gallagher |
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O asteroide Bennu continua a fornecer novas pistas para as maiores questões dos cientistas acerca da formação do Sistema Solar primitivo e das origens da vida. Como parte do estudo em curso de amostras imaculadas entregues à Terra pela nave espacial OSIRIS-REx (Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, and Security-Regolith Explorer) da NASA, três novos artigos científicos publicados na passada terça-feira nas revistas Nature Geosciences e Nature Astronomy apresentam descobertas notáveis: açúcares essenciais para a biologia, uma substância semelhante a pastilha elástica nunca antes vista em astromateriais e uma abundância inesperadamente elevada de poeira produzida por explosões de supernova.
Açúcares essenciais à vida
Cientistas liderados por Yoshihiro Furukawa, da Universidade de Tohoku, no Japão, encontraram açúcares essenciais para a biologia na Terra nas amostras de Bennu, detalhando as suas descobertas na revista Nature Geoscience. Foi encontrado o açúcar com cinco carbonos ribose e, pela primeira vez numa amostra extraterrestre, glicose com seis carbonos. Embora estes açúcares não constituam evidências de vida, a sua deteção, juntamente com anteriores deteções de aminoácidos, nucleobases e ácidos carboxílicos nas amostras de Bennu, mostram que os blocos de construção de moléculas biológicas estavam espalhados por todo o Sistema Solar.
Para a vida na Terra, os açúcares desoxirribose e ribose são os principais blocos de construção do ADN e do ARN, respetivamente. O ADN é o principal portador de informação genética nas células. O ARN desempenha inúmeras funções e a vida, tal como a conhecemos, não poderia existir sem ele. A ribose no ARN é utilizada na "espinha dorsal" da molécula de açúcar-fosfato que liga uma cadeia de nucleobases portadoras de informação.
"As cinco nucleobases utilizadas na construção do ADN e do ARN, bem como os fosfatos, já foram encontrados nas amostras de Bennu trazidas para a Terra pela OSIRIS-REx", disse Furukawa. "A nova descoberta de ribose significa que todos os componentes para formar a molécula de RNA estão presentes em Bennu".
A descoberta de ribose em amostras de asteroides não é uma total surpresa. A ribose já tinha sido encontrada em dois meteoritos recuperados cá na Terra. O que é importante nas amostras de Bennu é o facto de os investigadores não terem encontrado desoxirribose. Se Bennu for uma indicação, isto significa que a ribose pode ter sido mais comum do que a desoxirribose em ambientes do Sistema Solar primitivo.
Os investigadores pensam que a presença de ribose e a ausência de desoxirribose apoiam a "hipótese do mundo do ARN", segundo a qual as primeiras formas de vida dependiam do ARN como molécula primária para armazenar informação e para realizar as reações químicas necessárias à sobrevivência.
"A vida atual baseia-se num sistema complexo organizado principalmente por três tipos de biopolímeros funcionais: ADN, ARN e proteínas", explica Furukawa. "No entanto, a vida primitiva pode ter sido mais simples. O ARN é o principal candidato a primeiro biopolímero funcional porque pode armazenar informação genética e catalisar muitas reações biológicas".
As amostras de Bennu também continham uma das formas mais comuns de "alimento" (ou energia) utilizada pela vida na Terra, o açúcar glicose, o que constitui a primeira evidência de que uma importante fonte de energia para a vida, tal como a conhecemos, também estava presente nos primórdios do Sistema Solar.
Misteriosa e antiga "pastilha elástica"
Um segundo artigo científico, publicado na revista Nature Astronomy, liderado por Scott Sandford, do Centro de Investigação Ames da NASA, em Silicon Valley, na Califórnia, e por Zack Gainsforth, da Universidade da Califórnia, em Berkeley, revela um material semelhante a pastilha elástica nas amostras de Bennu, nunca visto em rochas espaciais - algo que poderá ter ajudado a "preparar o terreno" na Terra para o aparecimento dos ingredientes da vida. A surpreendente substância terá sido formada nos primórdios do Sistema Solar, à medida que o jovem asteroide progenitor de Bennu aquecia.
Outrora macia e flexível, mas, entretanto, endurecida, esta antiga "pastilha elástica espacial" é constituída por materiais semelhantes a polímeros, extremamente ricos em azoto e oxigénio. Estas moléculas complexas podem ter fornecido alguns dos precursores químicos que ajudaram a desencadear a vida na Terra, e encontrá-los nas amostras imaculadas de Bennu é importante para os cientistas que estudam como a vida começou e se existe para além do nosso planeta.
O asteroide ancestral de Bennu formou-se a partir de materiais da nebulosa solar - a nuvem giratória de gás e poeira que deu origem ao Sistema Solar - e continha uma variedade de minerais e gelos. Quando o asteroide começou a aquecer, devido à radiação natural, foi formado um composto chamado carbamato, através de um processo que envolveu amoníaco e dióxido de carbono. O carbamato é solúvel em água, mas sobreviveu o tempo suficiente para polimerizar, reagindo consigo próprio e com outras moléculas para formar cadeias maiores e mais complexas, impermeáveis à água. Este facto sugere que se formou antes de o corpo-mãe ter aquecido o suficiente para se tornar um ambiente aquoso.
"Com esta estranha substância, estamos a olhar, muito possivelmente, para uma das primeiras alterações de materiais que ocorreram nesta rocha", disse Sandford. "Neste asteroide primitivo que se formou nos primórdios do Sistema Solar, estamos a observar acontecimentos perto do 'início do início'".
Utilizando um microscópio de infravermelhos, a equipa de Sandford selecionou grãos invulgares, ricos em carbono, contendo azoto e oxigénio em abundância. Começaram então o que Sandford chama de "ferraria a nível molecular", utilizando o Molecular Foundry do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) em Berkeley, na Califórnia. Aplicando camadas ultrafinas de platina, reforçaram uma partícula, soldaram uma agulha de tungsténio para levantar o grão minúsculo e rasparam o fragmento utilizando um feixe focalizado de partículas carregadas.
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Uma partícula microscópica do asteroide Bennu, trazida para a Terra pela missão OSIRIS-REx da NASA, é manipulada num microscópio eletrónico de transmissão. Para mover o fragmento para análise posterior, os investigadores começaram por reforçá-lo com tiras finas de platina (a forma de "L" na superfície da partícula) e depois soldaram-lhe uma microagulha de tungsténio. O fragmento de asteroide tem 30 micrómetros de diâmetro.
Crédito:
NASA/Universidade da Califórnia, Berkeley |
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Quando a partícula se tornou mil vezes mais fina do que um cabelo humano, analisaram a sua composição através de microscopia eletrónica no Molecular Foundry e espetroscopia de raios X no ALS (Advanced Light Source) do Laboratório de Berkeley. A elevada resolução espacial e os feixes de raios X sensíveis do ALS permitiram uma análise química sem precedentes.
"Sabíamos que tínhamos algo notável a partir do momento em que as imagens começaram a aparecer no monitor", disse Gainsforth. "Era como nada que alguma vez tivéssemos visto e, durante meses, fomos consumidos por dados e teorias enquanto tentávamos compreender o que era e como poderia ter surgido".
A equipa realizou uma série de experiências para examinar as características do material. À medida que os pormenores iam surgindo, as evidências sugeriam que a estranha substância tinha sido depositada em camadas sobre grãos de gelo e minerais presentes no asteroide.
Era também flexível - um material maleável, semelhante a uma pastilha elástica usada ou mesmo a um plástico macio. De facto, durante o seu trabalho com as amostras, os investigadores notaram que o estranho material era flexível e fazia covinhas quando se aplicava pressão. O material era translúcido e a exposição à radiação tornava-o quebradiço, como uma cadeira de jardim deixada demasiadas temporadas ao Sol.
"Olhando para a sua composição química, vemos os mesmos tipos de grupos químicos que ocorrem no poliuretano na Terra", disse Sandford, "tornando este material de Bennu algo semelhante a um 'plástico espacial'".
Mas o material do antigo asteroide não é simplesmente poliuretano, que é um polímero bem ordenado. Este tem mais "ligações aleatórias e uma composição de elementos que difere de partícula para partícula", disse Sandford. Mas a comparação sublinha a natureza surpreendente do material orgânico descoberto nas amostras da NASA do asteroide, e a equipa de investigação pretende realizar ainda mais estudos.
Ao procurar pistas sobre o que se passou há muito tempo, nas profundezas de um asteroide, os cientistas podem compreender melhor o jovem Sistema Solar - revelando os precursores e os ingredientes da vida que já continha, e até onde essas matérias-primas podem ter sido espalhadas, graças a asteroides como Bennu.
Abundante poeira de supernovas
Um outro artigo científico publicado na revista Nature Astronomy, liderado por Ann Nguyen, do Centro Espacial Johnson da NASA, em Houston, analisou grãos pré-solares - poeira de estrelas anteriores ao nosso Sistema Solar - encontrados em dois tipos diferentes de rochas nas amostras de Bennu, para saber mais sobre a formação do seu corpo progenitor e como foi alterado por processos geológicos. Pensa-se que a poeira pré-solar estava geralmente bem misturada aquando da formação do nosso Sistema Solar. As amostras continham seis vezes mais poeira de supernovas do que qualquer outro astromaterial estudado, o que sugere que o corpo progenitor do asteroide se formou numa região do disco protoplanetário enriquecida com poeira de estrelas moribundas.
O estudo revela também que, embora o asteroide progenitor de Bennu tenha sofrido uma alteração extensiva por fluidos, existem ainda bolsas de materiais menos alterados dentro das amostras que oferecem informações acerca da sua origem.
"Estes fragmentos retêm uma maior abundância de matéria orgânica e grãos de silicato pré-solares, que são conhecidos por serem facilmente destruídos pela alteração aquosa em asteroides", disse Nguyen. "A sua preservação nas amostras de Bennu foi uma surpresa e ilustra que algum material escapou à alteração no corpo progenitor. O nosso estudo revela a diversidade de materiais pré-solares que o progenitor acretou durante a sua formação".
// NASA (comunicado de imprensa)
// Artigo científico #1 (Nature Geoscience)
// Artigo científico #2 (Nature Astronomy)
// Artigo científico #3 (Nature Astronomy)
// Açúcares bio-essenciais descobertos nas amostras do asteroide Bennu (NASA via YouTube)
Quer saber mais?
Ribose:
Wikipedia
Glicose:
Wikipedia
Hipótese do mundo do ARN:
Wikipedia
Asteroide Bennu:
NASA
NASA - 2
Wikipedia
OSIRIS-REx:
Página oficial
NASA
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