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Imagem holográfica poderá detectar sinais de vida no espaço

Imagem holográfica poderá detectar sinais de vida no espaço
Dizer o que está vivo no meio de uma infinidade de partículas microscópicas não é uma tarefa tão fácil quanto parece. [Imagem: Manuel Bedrossian et al. - 10.1089/ast.2016.1616]

Busca por vida extraterrestre

Desde o programa Viking da NASA, no final da década de 1970, nenhuma sonda espacial foi lançada para procurar explicitamente por vida extraterrestre - isto é, por organismos vivos reais. Em vez disso, o foco tem sido encontrar água.

Acontece que a lua Encélado, de Saturno, tem muita água, equivalente a um oceano terrestre, embora escondida sob uma concha gelada que cobre toda a superfície. Isso já é suficiente para transformar Encélado no alvo número um na busca por vida extraterrestre - vida microbiana, diga-se de passagem.

Uma das ideias sendo consideradas consiste em fazer uma sonda espacial voar através dos gêiseres ejetados pelo oceano subterrâneo de Encélado e procurar organismos vivos nesse vapor de água.

Contudo, embora encontrar bactérias em uma amostra de água no laboratório seja simples, criar um aparelho que faça isso automaticamente e com segurança a bilhões de quilômetros da Terra não tem nada de simples.

"É mais difícil distinguir entre um micróbio e um grão de poeira do que você pode imaginar," disse Jay Nadeau, astrobióloga do Instituto de Tecnologia da Califórnia. "Você precisa diferenciar o movimento browniano, que é o movimento aleatório da matéria, e o movimento intencional e autodirigido de um organismo vivo".

Microscopia holográfica digital

Para detectar o movimento de um ser vivo, a pesquisadora propõe usar uma técnica chamada microscopia holográfica digital, devidamente adaptada para detectar micróbios vivos no espaço por meio do seu movimento.

"Observar padrões e a química é útil, mas acho que precisamos dar um passo atrás e procurar por características mais gerais dos seres vivos, como a presença de movimento. Ou seja, se você vê uma E. coli, você sabe que ela está viva - e não é, digamos, um grão de areia - por causa do jeito que ela se move," defende Nadeau.

Imagem holográfica poderá detectar sinais de vida no espaço
Se a "coisa" se mover é muito mais fácil detectar o movimento para saber que se trata de um ser vivo. [Imagem: Manuel Bedrossian et al. - 10.1089/ast.2016.1616]

Na microscopia holográfica digital, um objeto é iluminado com um laser e um detector mede a luz refletida pelo objeto. Essa luz dispersa contém informações sobre a amplitude (a intensidade) da luz dispersa e sobre a sua fase (uma propriedade que pode ser usada para indicar a distância que a luz viajou após a dispersão). Com as duas informações, um programa de computador pode reconstruir uma imagem 3-D do objeto, uma imagem que pode mostrar o movimento através das três dimensões.

"O microscópio holográfico digital permite que você veja e acompanhe até os mais minúsculos movimentos," esclarece Nadeau. Além disso, marcando potenciais micróbios com corantes fluorescentes que se ligam a classes de moléculas que provavelmente serão indicadoras de vida - proteínas, açúcares, lipídios e ácidos nucleicos - "você pode dizer de que os micróbios são feitos," acrescentou.

Testes e incertezas

A equipe de Nadeau já testou o método em amostras de água do Ártico e conseguiu detectar organismos vivos com densidades populacionais de 1.000 células por mililitro de água, semelhante ao que existe em alguns dos ambientes mais extremos da Terra, como os lagos subglaciais - para comparação, o oceano aberto contém cerca de 10.000 células bacterianas por mililitro. O próximo passo será testar amostras de água da Antártica, que possui ainda menos micróbios.

A técnica é promissora, mas certamente não será a única a ser embarcada em uma missão a Saturno, tipicamente demorada e de alto custo, porque ela tem alguns pressupostos bastante incertos. Por exemplo, se há micróbios no oceano profundo de Encélado, será que os micróbios conseguem sobreviver a uma viagem ao espaço no meio dos gêiseres, para continuarem se movendo? E, em caso afirmativo, será que uma sonda conseguiria coletar amostras sem matar esses micróbios?

Bibliografia:

Digital Holographic Microscopy, a Method for Detection of Microorganisms in Plume Samples from Enceladus and Other Icy Worlds
Manuel Bedrossian, Chris Lindensmith, Jay L. Nadeau
Astrobiology
DOI: 10.1089/ast.2016.1616




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