Micróbios viajantes espaciais? Um experimento incomum chocou os céticos.

Os cientistas descobriram que um micróbio resistente pode suportar pressões fortes o suficiente para pulverizar rochas, reforçando a ideia de que a vida pode sobreviver ao impacto de uma asteróide explodindo-o de um planeta.

Numa série de experiências na Universidade Johns Hopkins, Lily Zhao disparou pequenas amostras de um microrganismo com uma pistola de gás do tamanho de uma sala. A arma cravou uma placa de aço em uma camada fina e cuidadosamente preparada de bactérias de até 2,4 gigapascais – dezenas de milhares de vezes a atmosfera da Terra ao nível do mar. O objetivo era simular a maior pressão que um microrganismo poderia enfrentar em seu espaço jornada: O lançamento inicial.

Em vez do extermínio total, Zhao, um estudante de doutorado em engenharia mecânica, encontrou vida – muita vida, na verdade. Após o teste inicial, ela cultivou uma amostra regular, bem como a amostra chocada, para poder compará-las lado a lado.

“Eu realmente não sabia o que esperar”, disse ela ao Mashable. “Eu estava tipo, ‘Eu rotulei algo errado ou misturei as coisas? Eu confundi o controle e a amostra da foto?’ Fiquei bastante hesitante porque era uma taxa de sobrevivência muito alta – como 95 ou 97 por cento de sobrevivência.”

O pesquisarfinanciado por NASA e publicado na revista Nexus do PNASexamina uma parte fundamental da hipótese da litopanspermia, há muito debatida – a noção de que a vida alienígena pode migrar entre mundos selados dentro de rochas libertadas por asteróides ou cometas. Embora ninguém saiba se isso aconteceu, os cientistas identificaram pelo menos 400 meteoritos na Terra que se originaram de Marte.

Mesmo na pressão mais alta que a configuração poderia atingir antes que as ferragens de aço começassem a quebrar, a sobrevivência permaneceu em torno de 60%.

O supervisor docente de Zhao, KT Ramesh, disse que seu interesse no problema surgiu do envolvimento em um Estudo das Academias Nacionais que questionou se os micróbios poderiam se mover de Marte para uma de suas luas próximas em forma de batata, Fobos.

“Acabamos dizendo que a probabilidade era muito baixa, mas também acabamos dizendo que realmente não havia bons dados sobre quais micróbios poderiam sobreviver”, disse Ramesh, professor de engenharia mecânica, ao Mashable. “Então pensei: ‘Bem, alguém deveria obter esses dados.'”

A microbiologista da Hopkins, Jocelyne DiRuggiero, escolheu a superbactéria para o experimento. Ela selecionou Deinococcus radiodurans – ou “D. rad” – por sua resistência à radiação extrema, desidratação, frio e outros fatores. Esses tipos de adaptações seriam relevantes para qualquer coisa que tentasse perseverar nas condições espaciais. O chamado extremófilo foi até encontrado vivendo no deserto do Atacama, no Chile, um dos lugares mais secos e irradiados da Terra.

Extremófilos e espaço

Experimentos anteriores realizados por outros grupos tentaram testar a sobrevivência microbiana em impactos semelhantes aos de asteróides, mas os dados eram muitas vezes escassos e difíceis de interpretar, disseram os pesquisadores. Alguns estudos atiraram pellets contendo micróbios em areia ou rocha. Mas quando uma fracção sobreviveu, ninguém sabia exactamente que pressões essas células específicas tinham sofrido porque as suas posições dentro do alvo eram desconhecidas.

A equipe Hopkins decidiu controlar essa variável-chave. Zhao cultivou as células em um caldo líquido e depois as filtrou em uma membrana fina para criar uma camada uniforme. Ela colocou a membrana entre duas placas de aço ultraplanas e depois usou a pistola de gás para enfiar uma terceira placa na pilha.

A usinagem e o polimento das placas até a planicidade necessária levaram semanas. Em um dia de disparo, Zhao passou de oito a nove horas preparando a arma e depois foi para um laboratório de biologia após cada disparo para colocar as células chocadas de volta na cultura líquida e observá-las crescerem novamente. Um único experimento pode levar algumas semanas de preparação para apenas alguns microssegundos de dados.

DiRuggiero não tinha grandes esperanças quanto ao que restaria.

“Eu fico tipo, ‘Não tem como’”, disse ela sobre o plano. “‘Atirar em um microrganismo? Essa coisa vai explodir.'”

Do ponto de vista físico, as pressões são extremas, mesmo para materiais não vivos. Ramesh observou que a água – que constitui grande parte de qualquer célula – começa a responder fortemente em torno de dois gigapascais, alterando seu volume e formando gelo.

Trabalhando com modelagem detalhada, DiRuggiero percebeu que o pior dano não acontecia quando as células eram comprimidas. O verdadeiro problema surgiu quando a pressão diminuiu repentinamente.

Danos aos micróbios

Entre as células sobreviventes, parte do seu revestimento externo sofreu danos, permitindo que o DNA e proteínas para se machucar. As células abandonaram temporariamente sua rotina normal – alimentação, crescimento e divisão – e entraram em modo de reparo. Dentro de algumas horas, porém, eles já haviam começado a se parecer com o que eram antes. A verdadeira surpresa estava em algo básico: em primeiro lugar, como a estrutura física de uma única célula poderia resistir a tal violência.

Mesmo na pressão mais alta que o experimento conseguiu atingir antes que as ferragens de aço começassem a falhar, a sobrevivência permaneceu em torno de 60%.
Crédito: Infográfico de Lisa Orye / Universidade Johns Hopkins

“Eu já deveria saber melhor que os microorganismos são absolutamente incríveis. Eles estão colonizando todos os ambientes possíveis da Terra. Nós os encontramos no fundo do oceano. Nós os encontramos no gelo marinho da Antártida. Nós os encontramos em piscinas de lama ácida”, disse DiRuggiero. “Se encontrarmos alguma vida em outro lugar do sistema solar – ou fora do sistema solar – provavelmente serão microorganismos”.

Mas para que a litopanspermia passasse de algo possível no papel para algo que realmente acontece, a vida teria de sobreviver muito mais do que a expulsão do seu território natal. Uma rocha habitada teria de resistir ao congelamento profundo do espaço, à secagem, à radiação espacial, talvez a milhões de anos de viagem, e depois à calor da reentrada outro mundo antes de pousar. Durante anos, Ramesh considerou que essa cadeia de eventos oferecia probabilidades incrivelmente remotas.

Embora os novos resultados não provem que a vida se move entre planetas e luas, isso mudou a forma como ele pensa sobre a possibilidade.

“Passei de dizer: ‘Isso é extraordinariamente improvável e não devemos nos preocupar com isso’, para dizer: ‘Bem, OK, isso é possível'”, disse ele.

Proteção planetária e contaminação

Os pesquisadores identificaram pelo menos 400 rochas de meteoritos marcianos na Terra.
Crédito: Tobias Roetsch / Future Publishing / ilustração Getty Images

O estudo também aborda um ponto importante na proteção planetária – o esforço para evitar semear acidentalmente vida na Terra em outros planetas. As agências espaciais já esfregar nave espacial dentro do razoável antes de enviá-los em suas missões, mas quase sempre permanecem alguns parasitas resilientes.

Os cientistas têm se perguntado particularmente o que isso significa para Marte. Se bactérias, fungos ou outra vida microscópica sobreviverem em uma sala limpa na Terra, isso não garante que esses retardatários realmente cresçam quando chegarem ao Planeta Vermelho. Mas os micróbios mortos ainda deixam vestígios de ADN, o que poderá complicar futuras tentativas de discernimento. um marciano nativo da nossa própria contaminação.

As políticas de proteção planetária classificam alguns mundos como necessitando de limpeza rigorosa das espaçonaves para evitar contaminação. Resultados como estes podem influenciar quais órgãos as agências espaciais consideram vulneráveis. Fobos, na opinião de Ramesh, provavelmente deveria ser adicionada a essa lista.

Enquanto isso, o trabalho ressalta como a vida, mesmo simples e minúscula, pode ser difícil. Para Ramesh, que estuda a mecânica das crateras de asteroides há mais de 15 anos, os resultados convenceram-no de que crateras recentes podem, na verdade, ser bons locais para procurar vida. Crateras têm rachaduras, talvez permitindo que a água flua através deles.

“Talvez eles não sejam tão bons em esterilizar vidas como eu pensava”, disse ele.