Asteroide Bennu desvela uma nova rota para a química da vida.

Novas pesquisas lideradas por cientistas da Penn State sugerem que pelo menos alguns dos aminoácidos de Bennu podem ter se originado em condições extremamente frias e radioativas durante os estágios iniciais do sistema solar. Os achados foram publicados em 9 de fevereiro na Proceedings of the National Academy of Sciences.

De acordo com a equipe, as assinaturas químicas nas amostras de Bennu indicam que esses aminoácidos provavelmente se formaram através de processos diferentes dos que os cientistas tradicionalmente assumiam e em condições muito mais severas do que o esperado.

“Nossos resultados mudam a perspectiva sobre como geralmente pensamos que os aminoácidos se formaram em asteroides”, disse Allison Baczynski, professora assistente de pesquisa em geociências na Penn State e co-autora do artigo. “Agora parece que há muitas condições nas quais esses blocos de construção da vida podem se formar, não apenas quando há água líquida morna. Nossa análise mostrou que há muito mais diversidade nos caminhos e condições em que esses aminoácidos podem ser formados.”

Análise Isotópica Revela as Origens da Glicina

Os pesquisadores trabalharam com uma pequena quantidade de material de Bennu, cerca do tamanho de uma colher de chá. Usando instrumentos especialmente adaptados, mediram isótopos, que são pequenas diferenças na massa dos átomos. Essas sutis variações podem revelar como e onde as moléculas foram formadas.

A equipe se concentrou na glicina, o aminoácido mais simples. A glicina é uma pequena molécula de dois carbonos que desempenha um papel fundamental na biologia. Os aminoácidos se conectam em cadeias para formar proteínas, que realizam quase todas as funções essenciais nos organismos vivos, desde a construção de células até a realização de reações químicas.

Como a glicina pode se formar sob uma variedade de condições químicas, os cientistas frequentemente a utilizam como um marcador para a química prebiótica inicial. Sua presença em asteroides e cometas apoia a ideia de que alguns dos materiais brutos para a vida foram criados no espaço e depois entregues à Terra.

Desafiando a Teoria da Água Quente

Por muitos anos, a explicação principal para como a glicina se formou foi um processo conhecido como síntese de Strecker. Nesta reação, cianeto de hidrogênio, amônia e aldeídos ou cetonas se combinam em água líquida. Esse modelo sugeria que os aminoácidos se formavam em ambientes relativamente brandos e ricos em água.

No entanto, as evidências isotópicas de Bennu apontam em uma direção diferente. Os dados indicam que sua glicina pode ter se formado não em água líquida morna, mas em gelo congelado exposto à radiação nas regiões externas do jovem sistema solar.

“Aqui na Penn State, temos instrumentos modificados que nos permitem realizar medidas isotópicas em quantidades realmente baixas de compostos orgânicos como a glicina”, disse Baczynski. “Sem avanços tecnológicos e investimento em instrumentação especializada, nunca teríamos feito essa descoberta.”

Comparando Bennu com o Meteorito Murchison

Cientistas têm estudado aminoácidos em meteoritos ricos em carbono, incluindo o bem conhecido meteorito Murchison que caiu na Austrália em 1969. Para entender melhor a química de Bennu, a equipe da Penn State comparou seus aminoácidos com aqueles encontrados no Murchison.

A comparação revelou diferenças importantes. Os aminoácidos no Murchison parecem ter se formado em ambientes que incluíam água líquida e temperaturas moderadas. Essas condições poderiam ter existido no corpo progenitor do meteorito e também estavam presentes na Terra primitiva.

“Uma das razões pelas quais os aminoácidos são tão importantes é porque pensamos que eles desempenharam um grande papel em como a vida começou na Terra”, disse Ophélie McIntosh, pesquisadora de pós-doutorado no Departamento de Geociências da Penn State e co-autora do artigo. “O que realmente surpreende é que os aminoácidos em Bennu mostram um padrão isotópico muito diferente dos do Murchison, e esses resultados sugerem que os corpos progenitores de Bennu e Murchison provavelmente se originaram em regiões quimicamente distintas do sistema solar.”

Novas Perguntas Sobre Moléculas em Imagem Espelhada

O estudo também revelou um resultado perplexo. Os aminoácidos existem em duas formas de imagem espelhada, semelhantes a mãos esquerda e direita. Os cientistas esperavam anteriormente que essas formas emparelhadas compartilhassem a mesma assinatura isotópica.

No entanto, nas amostras de Bennu, as duas versões em imagem espelhada do ácido glutâmico apresentam valores de nitrogênio dramaticamente diferentes. Por que formas espelhadas quimicamente idênticas exibiriam assinaturas de nitrogênio tão diferentes ainda é desconhecido, e os pesquisadores planejam investigar mais.

“Temos mais perguntas agora do que respostas”, disse Baczynski. “Esperamos poder continuar a analisar uma variedade de meteoritos diferentes para observar seus aminoácidos. Queremos saber se eles continuam a se parecer com Murchison e Bennu ou talvez exista ainda mais diversidade nas condições e caminhos que podem criar os blocos de construção da vida.”

Outros co-autores da Penn State incluem Mila Matney, candidata a doutorado em geociências; Christopher House, professor de geociências; e Katherine Freeman, Professora Universitária Evan Pugh de Geociências na Penn State.

Outros autores do artigo são Danielle Simkus e Hannah McLain do Centro para Pesquisa e Exploração em Ciência e Tecnologia Espacial (CRESST) no Centro de Voo Espacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland; Jason P. Dworkin, Daniel P. Glavin e Jamie E. Elsila da Divisão de Exploração do Sistema Solar da NASA Goddard; e Harold C. Connolly Jr. da Rowan University, do Museu Americano de História Natural e do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona, e Dante S. Lauretta do Laboratório Lunar e Planetário da Universidade do Arizona.