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Existe uma biologia universal que possa explicar vida alienígena?

Leis universais da biologia podem explicar vida alienígena
Representação da rede bioquímica global. Este gráfico representa a bioquímica da biosfera, dos ecossistemas e dos organismos individuais, como moléculas conectadas que participam de reações compartilhadas, revelando que várias leis de escala são comuns em diferentes níveis de organização biológica.[Imagem: Hyunju Kim]

Biologia universal

Quando pensamos na vida na Terra, podemos pensar em exemplos individuais que variam de bactérias a elefantes.

Quando os astrobiólogos estudam a vida, no entanto, eles precisam considerar não apenas os organismos individuais, mas também os ecossistemas e a biosfera como um todo, para se preparar para vidas como não conhecemos, incluindo tipos de vidas exóticas, como uma vida à base de silício, por exemplo.

Na astrobiologia, há um interesse crescente em saber se a vida como a conhecemos é uma peculiaridade da história evolutiva particular da Terra ou, ao contrário, se a vida pode ser governada por princípios organizadores mais gerais.

Se existirem princípios gerais, que possam explicar propriedades comuns a toda a vida na Terra, então se poderá supor que esses princípios sejam universais para toda a vida, até mesmo para a vida em outros planetas.

Se existir algo como uma "biologia universal", isso teria implicações não apenas para a busca de vida além da Terra, mas também para a engenharia da vida sintética em laboratório e para a resolução do mistério da origem da vida.

Leis universais da biologia podem explicar vida alienígena
Três cenários alternativos de como a estrutura da rede bioquímica da vida pode ser semelhante ou diferente entre os níveis de organização. [Imagem: Hyunju Kim et al. - 10.1126/sciadv.aau0149]

Lógica da bioquímica

Pesquisas anteriores nesta área focaram principalmente em níveis específicos de organização dentro da biologia, como organismos individuais ou comunidades ecológicas. Esses níveis formam uma hierarquia onde os indivíduos são compostos de moléculas interagentes e os ecossistemas são compostos por indivíduos que interagem entre si.

Agora, uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Universidade do Estado do Arizona, nos EUA, foi além dos níveis individuais dessa hierarquia, partindo para estudar a própria hierarquia, concentrando-se na biosfera como um todo.

"Para entender os princípios gerais que regem a biologia, precisamos entender como os sistemas vivos se organizam ao longo dos níveis, não apenas dentro de um determinado nível," justificou Hyunju Kim, o principal autor do estudo.

A equipe acredita ter demonstrado que a bioquímica, tanto ao nível dos organismos como dos ecossistemas, é governada por princípios gerais de organização.

"Isso significa que há uma lógica para a organização da bioquímica em escala planetária," defende o pesquisador Harrison Smith, membro da equipe. "Os cientistas têm falado sobre esse tipo de lógica há muito tempo, mas até agora eles têm tido dificuldade em quantificá-la. Quantificar isso pode nos ajudar a restringir o modo como a vida surge em um planeta."

Leis universais da biologia podem explicar vida alienígena
Rede em nível de biosfera. As cores indicam compostos bioquímicos usados em (A) todos os três domínios da vida (amarelo), (B) apenas em arquea (rosa), (C) somente em eucareia (verde) e (D) somente em bactérias (azul). [Imagem: Hyunju Kim et al. - 10.1126/sciadv.aau0149]

Vida como processo planetário

Para esta pesquisa, a equipe construiu redes bioquímicas usando um banco de dados global de 28.146 genomas e metagenomas anotados, e 8.658 reações bioquímicas catalogadas.

Os dados revelaram leis de escala que governam a diversidade bioquímica e a estrutura da rede que são compartilhadas entre os níveis de organização, dos indivíduos aos ecossistemas e à biosfera como um todo.

"Compreender os princípios de organização da bioquímica em uma escala global nos permite entender melhor como a vida funciona como um processo planetário," disse a professora Sara Walker. "A capacidade de identificar com mais rigor propriedades universais da vida na Terra também fornecerá aos astrobiólogos novas ferramentas quantitativas para guiar nossa busca por vida alienígena - tanto no laboratório quanto em outros mundos".

Bibliografia:

Universal scaling across biochemical networks on Earth
Hyunju Kim, Harrison B. Smith, Cole Mathis, Jason Raymond, Sara I. Walker
Science Advances
Vol.: 5 (1): eaau0149
DOI: 10.1126/sciadv.aau0149




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