ASTROBIOLOGIAASTROBIOLOGIA

ASTROBIOLOGIA ASTROBIOLOGIA É o estudo da vida no Universo.É o estudo da vida no Universo.

OBJETIVA COMPREENDER:OBJETIVA COMPREENDER: Como a vida surgiu e se desenvolveu na Como a vida surgiu e se desenvolveu na

terra;terra;

O que governa o modo como a vida é O que governa o modo como a vida é organizada;organizada;

O que torna a Terra um planeta habitável.O que torna a Terra um planeta habitável.

Para a NASA, as 3 perguntas Para a NASA, as 3 perguntas fundamentais da ASTROBIOLOGIA fundamentais da ASTROBIOLOGIA

são:são:

1)1) Como a vida começa e evolui ?Como a vida começa e evolui ?

2)2) Existe vida em outros lugares do Existe vida em outros lugares do Universo?Universo?

3)3) Qual é o futuro da vida na Terra e além Qual é o futuro da vida na Terra e além dela ?dela ?

A ASTROBIOLOGIA combina:

Biologia,Química,Física,

Geologia Astronomia.

Os Astrobiologistas utilizam as informações sobre a vida na Terra para guiar estudos sobre a vida em outros lugares.

A VIDA NA TERRAA VIDA NA TERRA

O QUE É A VIDA ? Difícil uma definição clara de vida.

Os Biólogos em sua maioria concordam na existência de características em comum entre as “ coisas vivas “.

É considerado vivo se é:É considerado vivo se é:

1) ORGANIZADO 1) ORGANIZADO Feito de átomos e moléculas organizados Feito de átomos e moléculas organizados

em células.em células. Células podem ser uniformes ou Células podem ser uniformes ou

especializadas em diferentes funções e especializadas em diferentes funções e podem ser organizadas em tecidos, órgãos podem ser organizadas em tecidos, órgãos e sistemas.e sistemas.

Na Terra os seres vivos apresentam muita Na Terra os seres vivos apresentam muita diversidade quanto à sua organização e diversidade quanto à sua organização e complexidade.complexidade.

2) HOMEOSTÁTICO2) HOMEOSTÁTICO Manutenção dos seres vivos em um estado Manutenção dos seres vivos em um estado

constante, quase sem modificações constante, quase sem modificações ( Homeostase ). Por ex: A Temperatura do ( Homeostase ). Por ex: A Temperatura do corpo é regulada por sistemas que a corpo é regulada por sistemas que a mantém constante. Treme se está frio e mantém constante. Treme se está frio e transpira se está calor.transpira se está calor.

3) REPRODUÇÃO3) REPRODUÇÃO Os seres vivos fazem cópias deles mesmos. Os seres vivos fazem cópias deles mesmos.

Cópias exatas ( clones ) – Cópias exatas ( clones ) – reprodução reprodução assexuadaassexuada e similares – e similares – reprodução reprodução sexuadasexuada..

4) CRESCE / DESENVOLVE4) CRESCE / DESENVOLVE Os seres vivos crescem e se desenvolvem a Os seres vivos crescem e se desenvolvem a

partir de formas menores e/ou mais simples. partir de formas menores e/ou mais simples. Por ex: o ser humano começa a vida como Por ex: o ser humano começa a vida como um ovo fertilizado, embrião, feto, bebê, um ovo fertilizado, embrião, feto, bebê, crescimento, criança, adolescente e adulto.crescimento, criança, adolescente e adulto.

5) TOMA ENERGIA ( do Ambiente5) TOMA ENERGIA ( do Ambiente )) Para um organismo vivo manter-se Para um organismo vivo manter-se

organizado, precisa tomar, processar e organizado, precisa tomar, processar e gastar energia. Humanos e animais fazem gastar energia. Humanos e animais fazem isso ingerindo alimento e extraindo energia isso ingerindo alimento e extraindo energia dele.dele.

6) RESPONDE A ESTÍMULOS

Os seres vivos respondem à mudança em seu ambiente. Se um estímulo provoca dor, você responde, afastando-se do mesmo. Uma planta perto de uma janela bem iluminada, os ramos ou brotos crescerão em direção à luz ( Fototropismo ). A camuflagem é usada por alguns animais como proteção, mudando de cor para se misturarem ao meio.

7) É ADAPTADO AO SEU AMBIENTE7) É ADAPTADO AO SEU AMBIENTE

• As características de um ser vivo tendem a As características de um ser vivo tendem a ser adequadas ao seu ambiente.ser adequadas ao seu ambiente.

Por ex:Por ex:

As nadadeiras de um golfinho, são chatas As nadadeiras de um golfinho, são chatas e adaptadas para nadar.e adaptadas para nadar.

A asa de um morcego, tem uma A asa de um morcego, tem uma membrana fina que o permite voar. membrana fina que o permite voar.

COMO A VIDA SE MODIFICA COMO A VIDA SE MODIFICA AO LONGO DO TEMPO ?AO LONGO DO TEMPO ?

As regras básicas para as espécies As regras básicas para as espécies quanto ao seu surgimento, vivência, quanto ao seu surgimento, vivência, imutabilidade ou extinção são as da imutabilidade ou extinção são as da EVOLUÇÃO através DA SELEÇÃO EVOLUÇÃO através DA SELEÇÃO NATURAL proposta por Charles NATURAL proposta por Charles Darwin.Darwin.

A teoria da evolução de Darwin tem os seguintes pontos:

Organismos similares reproduzem organismos similares. Por ex: um cão reproduz um cão, um peixe reproduz um peixe, uma rosa reproduz uma rosa.

Geralmente, o nº de dependentes é excessivo e o nº que sobrevive é menor que o nº reproduzido.

Em qualquer população, os indivíduos variam Em qualquer população, os indivíduos variam de acordo com um determinado traço: altura, de acordo com um determinado traço: altura, cor da pele, cor dos pêlos ou forma dos bicos. cor da pele, cor dos pêlos ou forma dos bicos. Essas variações são passadas para a próxima Essas variações são passadas para a próxima geração.geração.

Algumas variações são favoráveis, tornando os Algumas variações são favoráveis, tornando os indivíduos mais adequados ao seu ambiente, os indivíduos mais adequados ao seu ambiente, os quais passarão aos seus descendentes que terão quais passarão aos seus descendentes que terão melhores condições de sobrevivência. Os melhores condições de sobrevivência. Os indivíduos com variações desfavoráveis morrerão e indivíduos com variações desfavoráveis morrerão e não passarão suas características. Isto é a não passarão suas características. Isto é a SELEÇÃO NATURAL.SELEÇÃO NATURAL.

A Seleção Natural acumulará esses traços A Seleção Natural acumulará esses traços favoráveis e as espécies evoluirão, se favoráveis e as espécies evoluirão, se houver tempo suficiente.houver tempo suficiente.

Na teoria da evolução de Darwin, seus Na teoria da evolução de Darwin, seus princípios são comuns o suficiente para princípios são comuns o suficiente para que possam ser aplicados em qualquer que possam ser aplicados em qualquer parte do universo.parte do universo.

“ “ A VIDA NOS EXTREMOS “A VIDA NOS EXTREMOS “

Até cerca de 30 anos atrás, acreditava-Até cerca de 30 anos atrás, acreditava-se:se:

• Que toda forma de vida na Terra dependia Que toda forma de vida na Terra dependia da energia do sol;da energia do sol;

• Não se encontraria vida em lugares onde Não se encontraria vida em lugares onde as temperaturas fossem extremamente as temperaturas fossem extremamente quentes ( gêiseres / fontes termais ) ou quentes ( gêiseres / fontes termais ) ou extremamente frios, como a Antártica.extremamente frios, como a Antártica.

• Em fontes hidrotermais, localizadas várias Em fontes hidrotermais, localizadas várias milhas abaixo da superfície ( assoalho do milhas abaixo da superfície ( assoalho do oceano ), local escuro e de alta pressão, oceano ), local escuro e de alta pressão, foram encontrados moluscos, caranguejos foram encontrados moluscos, caranguejos e vermes tubulares gigantes, medindo 2 e vermes tubulares gigantes, medindo 2 metros de comprimento.metros de comprimento.

• A água sai dessas aberturas entre 110° a A água sai dessas aberturas entre 110° a 350° Celsius.350° Celsius.

• É possível então, que a vida se desenvolva É possível então, que a vida se desenvolva em lugares sem a luz do Sol ou outros em lugares sem a luz do Sol ou outros lugares sem luz proveniente da estrela-lugares sem luz proveniente da estrela-mãe, sugerindo a existência de vida fora mãe, sugerindo a existência de vida fora da Terra.da Terra.

Vermes tubulares das fontes hidrotermais

Estromatólitos, estruturas em forma de taco encontrados em micróbios subaquáticos

Fonte Hidrotermal no solo oceânico

Vermes Tubulares em torno de uma fonte hidrotermal

• Encontrados microcolônias de líquens Encontrados microcolônias de líquens ( criptoendolitos ) em amostras de rocha do ( criptoendolitos ) em amostras de rocha do deserto Antártico, onde a temperatura cai deserto Antártico, onde a temperatura cai com frequência para 100 graus abaixo de zero com frequência para 100 graus abaixo de zero e onde há pouca ou nenhuma água líquida.e onde há pouca ou nenhuma água líquida.

• Encontradas bactérias termofílicas ( que Encontradas bactérias termofílicas ( que gostam de calor ) em fontes termais onde as gostam de calor ) em fontes termais onde as temperaturas excedem o ponto de ebulição temperaturas excedem o ponto de ebulição da água.da água.

• Então é possível existir vida em outros Então é possível existir vida em outros ambientes extremos como Marte por exemplo ambientes extremos como Marte por exemplo ??

Criptoendolitos vivos ( linhas verdes, pretas e verde azuladas ) em uma amostra de rocha

Antártica

Bactéria Termofílica em forma de bastão com cerca de 1 micron de comprimento de uma fonte

termal em Yellostone National Park

EQUAÇÃO DE DRAKEEQUAÇÃO DE DRAKE

Desenvolvida pelo astrônomo Frank Desenvolvida pelo astrônomo Frank Drake em 1.961 e divulgada por Carl Drake em 1.961 e divulgada por Carl Sagan, é usada para estimar o nº de Sagan, é usada para estimar o nº de civilizações inteligentes no Universo.civilizações inteligentes no Universo.

Em suas estimativas considera Em suas estimativas considera fatores astronômicos, biológicos e fatores astronômicos, biológicos e sociológicos.sociológicos.

EQUAÇÃO DE DRAKEEQUAÇÃO DE DRAKEN = R * x f p x n e x f l x f i x f c x L N = R * x f p x n e x f l x f i x f c x L

onde: onde: NN - quantidade de civilizações abertas à comunicação; - quantidade de civilizações abertas à comunicação; R*R* - taxa média de formação de estrelas ao longo da vida da - taxa média de formação de estrelas ao longo da vida da

galáxia (10 a 40 por ano); galáxia (10 a 40 por ano); fpfp - fração daquelas estrelas possuindo planetas (0 < fp - fração daquelas estrelas possuindo planetas (0 < fp <<1, 1,

estimada como sendo 0,5 ou 50%); estimada como sendo 0,5 ou 50%); ne ne - quantidade média de planetas semelhantes à Terra, por - quantidade média de planetas semelhantes à Terra, por

sistema planetário (0 < ne sistema planetário (0 < ne <<1, estimada como sendo 0,5 ou 50%); 1, estimada como sendo 0,5 ou 50%); fLfL - fração dos planetas onde a vida se desenvolve (0 < fp - fração dos planetas onde a vida se desenvolve (0 < fp <<1, 1,

estimada como sendo 1 ou 100%); estimada como sendo 1 ou 100%); fifi - fração de seres vivos onde se desenvolve a inteligência (0 < fp - fração de seres vivos onde se desenvolve a inteligência (0 < fp

<<1, estimada como sendo 0,1 ou 10%); 1, estimada como sendo 0,1 ou 10%); fcfc - fração de planetas onde a vida inteligente desenvolveu - fração de planetas onde a vida inteligente desenvolveu

tecnologia como a do rádio (0 < fc tecnologia como a do rádio (0 < fc <<1, estimada como sendo 0,1 1, estimada como sendo 0,1 ou 10%); ou 10%);

LL - duração da vida de civilizações comunicáveis em anos (a - duração da vida de civilizações comunicáveis em anos (a estimativa é muito imprecisa, variando de centenas a milhares de estimativa é muito imprecisa, variando de centenas a milhares de anos). anos).

EQUAÇÃO DE DRAKEEQUAÇÃO DE DRAKE As frações na equação de Drake têm valores não As frações na equação de Drake têm valores não

nulos entre 0 e 1. Os primeiros três termos do nulos entre 0 e 1. Os primeiros três termos do segundo membro da equação são termos segundo membro da equação são termos astronômicos. Os próximos dois são termos astronômicos. Os próximos dois são termos biológicos. Os dois finais são termos sociológicos.biológicos. Os dois finais são termos sociológicos.

Se decidirmos que R* fica sendo igual a 40, a Se decidirmos que R* fica sendo igual a 40, a equação de Drake se transforma em:equação de Drake se transforma em:

N = (40 estrelas por ano) x (0,5) x (0,5) x (1) x N = (40 estrelas por ano) x (0,5) x (0,5) x (1) x

(0,1) x (0,1) x (500 anos)(0,1) x (0,1) x (500 anos) = = 50 civilizações50 civilizações

HIPÓTESE DA TERRA RARA

• Em contraste à Drake, o Geólogo Peter Ward e o Astrônomo Donald Brownlee, da Universidade de Washington, propõem a hipótese de que a vida na Terra é única.

• Afirmam que uma série de eventos ou situações ao acaso e em razão de ter havido poucas extinções em massa, tem permitido que a vida se desenvolva na Terra e que seja improvável em outros lugares.

ALGUMAS REGRAS BÁSICAS PARA A VIDA ALIENÍGENA

A partir do que aprendemos na vida da Terra, a vida alienígena poderia seguir certas diretrizes universais:

Governada pelas leis da Física e da Química;Baseada em algum tipo de química:

Solvente – na Terra é a água líquida. Mas outras substâncias poderiam ser utilizadas: amônia, metano, sulfeto ou fluoreto de hidrogênio;

Temperatura – poderia exigir temperaturas onde seu solvente permanecesse líquido;

Pressão – que permitissem os solventes existirem nos 3 estados da matéria: sólido, líquido e gasoso;

Fonte de Energia – para os seres vivos, poderia vir de uma estrela ou de energia química ou geotérmica, como nas fontes hidrotermais e termais;

Moléculas Complexas – na Terra, as moléculas complexas são essencialmente de carbono, o átomo versátil, pois se liga com até 4 outros átomos, para constituir moléculas. Mas o silício poderia ser uma alternativa;

Molécula de Informação – na Terra o DNA, ácido desoxiribonúcleico, molécula complexa que transporta informação genética. Formas de vida alienígenas deveriam ter algum tipo de molécula de informação;

Alienígenas maiores que micróbios precisariam de algo equivalente a células e serem multicelulares;

A vida alienígena poderia desenvolver-se e adaptar-se ao meio através da Teoria da Evolução;

A constituição fisiológica de um alienígena multicelular seria a mais adequada ao ambiente. Os sistemas de órgãos adaptados às condições ambientais como temperatura, umidade e gravidade;

Os organismos alienígenas provavelmente teriam estruturas ecológicas similares às da vida na Terra.

COM O QUE OS ALIENÍGENAS SE PARECERIAM ?

• Formas de vida simples como as bactérias, vírus, algas ?

• Criaturas multicelulares mais avançadas, talvez até seres inteligentes ?

• Animais, plantas ou características de ambos ?• Teriam braços e pernas e andariam eretos como

nós ?• Dependeriam da visão como sentido primário ou

usariam outro meio para colher informações sobre o meio externo ?

• Respirariam oxigênio ou algum outro gás ?

“ “ A resposta deixemos para A resposta deixemos para os Autores e Leitores de os Autores e Leitores de

Ficção Científica e Diretores Ficção Científica e Diretores de Hollywood “de Hollywood “

Outubro de 2007

Elaborado por:Elaborado por: Roberto AgnelliRoberto Agnelli

Elaborado por:Elaborado por: Roberto AgnelliRoberto Agnelli