Taux, nature et géographie de la participation

Apesar do crescente avan¸co das pesquisas, ainda n˜ao h´a um resultado conclusivo que explique o surgimento da vida no nosso planeta. Embora haja muitas hip´oteses para a origem da vida, ainda n˜ao h´a provas convincentes de que um cen´ario ´e mais prov´avel do que o outro. Na verdade, ao olhar para os sistemas qu´ımicos, n˜ao existe sequer uma

defini¸c˜ao sem ambiguidade que separe “vida” de “n˜ao-vida”. Todos concordam, por´em, que a vida tenha que, de alguma forma, passar sua informa¸c˜ao gen´etica ao longo do tempo para se perpetuar.

Existem aproximadamente 170 mol´eculas detectadas no meio interestelar (ver tabela A.1 no anexo) e v´arias delas s˜ao importantes para compreender a origem da vida. Cabe salientar os hidrocarbonetos arom´aticos polic´ıclicos (PAHs), que s˜ao mol´eculas orgˆanicas encontradas em todo espa¸co e podem ter desempenhado um papel fundamental na origem da vida. De fato, os PAHs devem ter sido as primeiras grandes mol´eculas produzidas logo ap´os a primeira gera¸c˜ao de estrelas massivas do Universo jovem (Chela–Flores, 2001).

Estas mol´eculas de carbono e hidrogˆenio s˜ao chamadas “polic´ıclicas” devido as suas m´ultiplos an´eis de ´atomos de carbono, e “arom´aticas”devido `as fortes liga¸c˜oes qu´ımicas do anel conjugado, pares isolados ou orbitais vazios que mostram uma estabilidade mais forte do que se poderia esperar da estabilidade de um conjugado sozinho. Os PAHs podem ser encontrados na Terra quando ocorre a combust˜ao incompleta de materiais `a base de carbono. Constituem uma fam´ılia de compostos caracterizada por possu´ırem dois ou mais an´eis arom´aticos condensados. Essas substˆancias, bem como os seus derivados nitrogenados e oxigenados, s˜ao encontrados como constituintes de misturas complexas em todos os ambientes.

Segundo a bioqu´ımica moderna, os trˆes principais requisitos dos sistemas celulares s˜ao ´acidos nucleicos, proteinas e membranas. A maior parte destes blocos de constru¸c˜ao da vida, no espa¸co, ´e encontrado em meteoritos carbon´aceos, mas h´a ind´ıcios de algumas mol´eculas complexas na fase gasosa no meio interestelar(Chela–Flores, 2001).

Os PAHs podem ter sido material importante para a estabilidade da vida em sua origem, pois possuem uma estrutura muito robusta contra diversos tipos de degrada¸c˜ao, incluindo por radia¸c˜ao. Eles podem ser modificados, mas n˜ao ser˜ao totalmente destru´ıdos. Mesmo se forem divididos, os fragmentos ainda estar˜ao dispon´ıveis para futuras mol´eculas. Em contrapartida, outras mol´eculas mais imediatamente ligadas `a vida, como os amino´acidos, n˜ao tˆem grande probabilidade de serem observadas no meio interestelar, uma vez que f´otons ultravioleta (UV) as destruiriam (Chela–Flores, 2001).

Os meteoritos contˆem cerca de trˆes por cento de carbono, no m´aximo. Destes, 80% s˜ao incorporados a redes arom´aticas. Trata-se de um material abundante, est´avel ao calor

e parcialmente insol´uvel, e bastante resistente a radia¸c˜ao. Logo, por resistir mesmo sob condi¸c˜oes muito hostis, como durante o poss´ıvel in´ıcio da Terra, esse material pode ter sido mais importante do que inicialmente se suspeitava. Os PAHs s˜ao as mol´eculas orgˆanicas livres mais abundantes no espa¸co, ambiente certamente menos prop´ıcio `a forma¸c˜ao mole- cular em geral do que a Terra, uma vez que n˜ao existe uma atmosfera protetora (Lunine, 2005).

Os trˆes requisitos para um sistema vivo s˜ao a existˆencia de sistemas informacionais, redes metab´olicas e compartimentaliza¸c˜ao. Os PAHs podem desempenhar o papel de pol´ımeros informacionais ao constituir de um modo direto templates com blocos de PAHs complementares. Em rela¸c˜ao `a compartimentaliza¸c˜ao os PAHs s˜ao capazes de se organi- zarem em bicamadas para constituir estruturas primitivas de membrana (Ehrenfreund et al., 2006).

Um ponto importante ´e que os PAHs tamb´em podem ser fotossensibilizados, porque podem realizar transferˆencia de carga entre c´ations e ˆanions. Assim, eles podem desem- penhar um papel metab´olico como transdutores energia. Al´em disso, Nicolas Platts, do Laborat´orio de Geof´ısica do Carnegie Institution of Washington propˆos que, pela jun¸c˜ao de PAHs, eles podem formar um pol´ımero informacional semelhante a um ´acido nucleico (Platts, 1992). Portanto, o material arom´atico pode ser utilizado como “recipiente”para os trˆes requisitos `a vida de uma s´o vez.

A recente detec¸c˜ao de C4H−, C6H− e C8H− levou `a investiga¸c˜ao dos ˆanions de hidro-

carbonetos no meio interestelar e no ambiente circum-estelar. A raz˜ao encontrada entre a abundˆancia de ˆanions e mol´eculas neutras ´e de, pelo menos, uma pequena porcentagem, uma vez que essas ´ultimas tˆem mais de cinco ´atomos de carbono. Esses c´alculos predizem, ainda, ˆanions de n ´atomos de carbono (Cordiner et al., 2007a).

Acredita-se que a captura eletrˆonica por hidrocarbonetos ´e muito eficiente para as esp´ecies que contˆem mais de cinco ´atomos de carbono. Os ˆanions s˜ao criados de forma eficaz e podem ser abundantes mesmo em regi˜oes onde eles s˜ao rapidamente destru´ıdos por f´otons. Em particular, acredita-se que os ˆanions como C6H−, C8H− e C10H− possam ter,

em rela¸c˜ao `a sua abundˆancia com as esp´ecies neutras, uma pequena porcentagem superior `a unidade, enquanto C4H−, embora desenvolvida de forma relativamente ineficiente, pode

2007a).

Considerando o papel da carga dos PAHs quanto `a extin¸c˜ao ultravioleta, uma com- bina¸c˜ao de PAHs marjoritariamente neutros e com carga negativa reproduz satisfatoria- mente curvas de extin¸c˜ao interestelar observadas (Cecchi-Pestellini et al., 2008).

Al´em disso, as assim chamadas Bandas Arom´aticas no Infravermelho (AIBs, na sigla em inglˆes) s˜ao atribu´ıdas `a emiss˜ao infravermelha de PAHs aquecidos, excitados por f´otons UV. Tamb´em se acredita que algumas das Bandas Difusas Interestelares (DIBs, na sigla em inglˆes), um conjunto de linhas de absor¸c˜ao no vis´ıvel e no infravermelho pr´oximo, teriam sua origem nos PAHs (ver se¸c˜oes 3.10 e 4.2 desta disserta¸c˜ao).

Assim, os PAHs s˜ao excelentes mol´eculas alvo para a busca de mat´eria orgˆanica que foi produzida em outras partes do Sistema Solar ou mesmo em outros locais da Gal´axia e entregue posteriormente quase intacta em planetas como Marte e a Terra.