Por que é provável que tenhamos 'contaminado' Marte com vida

  • Christopher Mason*
  • BBC Future
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Em áudio: Por que é provável que tenhamos 'contaminado' Marte com vida

O fato de podermos percorrer a superfície de Marte é extraordinário.

O robô Perseverance, que é do tamanho de um carro, pousou em segurança na superfície marciana no dia 18 de fevereiro. Só pode avançar a uma velocidade máxima de 152 metros por hora, mas carrega uma série de instrumentos com os quais fez experimentos com resultados revolucionários.

A bordo do robô de três metros de comprimento está uma máquina que conseguiu converter o ar marciano (fino e cheio de dióxido de carbono) em oxigênio, bem como um helicóptero, do tamanho de uma caixa de lenços de papel, que fez o primeiro voo controlado e movido a energia gerada em outro planeta.

O helicóptero solar, chamado Ingenuity, fez três voos bem-sucedidos, cobrindo distâncias cada vez maiores.

Mas é possível que algo mais tenha chegado a Marte com todos esses dispositivos? Será que um rastro de bactéria ou esporo vindo da Terra foi acidentalmente transportado para o espaço e sobreviveu à jornada para fazer do planeta vermelho seu novo lar?

Crédito, NASA/Jim Grossmann

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A espaçonave passa por uma limpeza rigorosa quando é montada e preparada para o lançamento em outros planetas

'Quase impossível' de evitar

A Nasa e seus engenheiros do Jet Propulsion Laboratory (JPL) têm protocolos precisos e abrangentes para garantir que suas espaçonaves estejam livres de quaisquer organismos que possam inadvertidamente entrar de gaiato em uma missão espacial.

No entanto, dois estudos recentes mostram como alguns organismos podem ter sobrevivido ao processo de limpeza e também à viagem a Marte, bem como a rapidez com que espécies microbianas podem evoluir no espaço.

Em primeiro lugar, vamos abordar como o Perseverance foi construído, bem como a maioria das espaçonaves fabricadas na Spacecraft Assembly Facility (SAF) do JPL.

As naves são construídas meticulosamente, camada por camada, como uma cebola, e cada parte é limpa e esterilizada antes da montagem. Essa metodologia garante que quase nenhuma bactéria, vírus, fungo ou esporo contamine o equipamento que será enviado em uma missão espacial.

Crédito, Nasa/JPL-Caltech

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A Nasa tem protocolos rígidos para áreas estéreis que visam minimizar a contaminação biológica de veículos espaciais

Eles são construídos em salas com filtros de ar e procedimentos de controle biológico rigorosos, projetados de forma a garantir que apenas algumas centenas de partículas possam estar presentes e, idealmente, não mais do que algumas dezenas de esporos por metro quadrado.

Mas é quase impossível obter biomassa zero em uma nave espacial.

Os micróbios estão na Terra há bilhões de anos e estão por toda parte. Eles são encontrados em nossos corpos e ao nosso redor. Alguns podem se infiltrar até nos lugares mais estéreis.

Como saber?

No passado, os testes de contaminação biológica baseavam-se na capacidade de cultivar micro-organismos a partir de amostras coletadas da superfície de partes de equipamento.

Crédito, NASA/JPL-Caltech/MSSS

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A humanidade enviou dezenas de espaçonaves e módulos de aterrissagem a Marte; aqueles que tiveram sucesso deixaram sua marca no planeta

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Agora usamos métodos mais novos. Pegamos uma determinada amostra, extraímos todo o DNA e então fazemos uma "abordagem da escopeta" ou sequenciamento shotgun.

Como o termo sugere, é como usar uma escopeta para estilhaçar as células de uma amostra em bilhões de pequenos pedaços de DNA e, em seguida, sequenciando cada pedaço.

Cada pedaço, ou sequência "lida", pode ser rastreada a genomas de espécies conhecidas que já estão presentes em bancos de dados de sequenciamento genético.

Como agora podemos sequenciar todo o DNA que está presente em ambientes estéreis, e não apenas aqueles que podem ser cultivados, temos uma imagem mais completa de quais tipos de micróbios podem ser encontrados ali e se eles poderiam sobreviver no vácuo do espaço.

Nos ambientes estéreis do JPL, foram encontradas evidências de micróbios que podem ser problemáticos durante missões espaciais.

São organismos que possuem um maior número de genes de reparo de DNA, o que lhes confere maior resistência à radiação, são capazes de formar biofilmes (comunidades biológicas com um elevado grau de organização) em superfícies e equipamentos, sobrevivem à dessecação (perda de umidade) e prosperam em ambientes frios.

Crédito, Esa/Nasa

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Descobriu-se que bactérias e fungos capazes de sobreviver em condições extremas prosperam na Estação Espacial Internacional

Acontece que esses ambientes estéreis podem servir como um processo de seleção evolucionária para os micróbios mais resistentes, que depois teriam uma chance maior de sobreviver a uma viagem a Marte.

A 'poluição interplanetária'

Essas descobertas têm implicações para a chamada "poluição interplanetária" proveniente da Terra.

É importante garantir a segurança e preservação de qualquer vida que possa existir em outras partes do universo, uma vez que organismos vindos de outros ecossistemas podem causar grandes estragos.

Os humanos, por exemplo, têm vários exemplos desse tipo de contaminação em sua história.

A varíola, por exemplo, se espalhou entre os povos indígenas na América do Norte no século 19 por meio de cobertores doados. Mesmo agora, não fomos capazes de conter a rápida disseminação do vírus que causa a covid-19, o Sars-CoV-2.

A contaminação direta também é indesejável do ponto de vista científico.

Os cientistas, se descobrirem qualquer tipo de vida em outro planeta, têm de ter certeza de que se trata de um exemplar genuinamente nativo e não um falso registro de algo que, mesmo tendo uma aparência extraterrestre, seja originário da Terra.

Crédito, NASA

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Organismos terrestres que evoluíram foram encontrados na Estação Espacial Internacional

Micróbios têm potencial para pegar carona até Marte mesmo após a limpeza pré-lançamento e a exposição à radiação no espaço. Seus genomas podem mudar tanto a ponto de ficarem com aparência de coisa de outro mundo, como vimos recentemente com os micróbios que evoluíram na Estação Espacial Internacional.

Por que isso seria prejudicial?

Embora a Nasa trabalhe duro para evitar a introdução de tais espécies no solo marciano, qualquer sinal de vida em Marte teria que ser cuidadosamente examinado para garantir que não se originou aqui na Terra.

Não fazer isso pode levar a perigosos erros e conclusões equivocadas nas pesquisas sobre o surgimento de vida em Marte e no universo.

Micróbios transportados para o espaço também podem ser uma preocupação mais imediata para astronautas, colocando em risco sua saúde e o até o bom funcionamento dos equipamentos de suporte à vida, caso sejam afetados por colônias de microrganismos.

Mas a proteção planetária é bidirecional. Devemos também evitar trazer de volta "poluentes" de outro planeta que possam nos colocar em perigo.

Esta tem sido a base de muitos filmes de ficção científica, onde um malvado invasor "alienígena" ameaça exterminar toda a vida na Terra.

Mas pode se tornar realidade com a missão que a Nasa e a Agência Espacial Europeia planejam enviar a Marte em 2028 e que, se tudo correr conforme o planejado, trará de volta, em 2032, as primeiras amostras do planeta vermelho.

Estudos anteriores indicam ser improvável que Marte contenha algum tipo de biologia ativa perigosa - e o robô Perserverance está em busca de rastros que podem ter sido deixados por micro-organismos no passado antigo do planeta. Mas a Nasa e a Esa estão tomando precauções para garantir que todas as amostras de Marte sejam contidas de forma segura e isoladas em compartimentos de várias camadas.

No entanto, considerando que as duas primeiras sondas soviéticas pousaram na superfície do planeta em 1971, seguidas pela sonda US Viking 1 em 1976, é provável que já existam, em Marte, alguns fragmentos de DNA microbiano - e talvez até humano.

Crédito, Nasa/JPL-Caltech

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O Perseverance pegará uma amostra da superfície de Marte que será enviada à Terra na próxima década

Detectar sua origem

Mesmo que o Perseverance, ou as missões que o precederam, tenham acidentalmente levado organismos ou DNA da Terra para Marte, temos maneiras de diferenciá-los de qualquer vida que seja de origem verdadeiramente marciana.

Ocultas na sequência de DNA estarão informações sobre de onde os organismos vieram.

Um projeto em andamento chamado Metasub está sequenciando o DNA encontrado em mais de 100 cidades ao redor do mundo.

Pesquisadores de nosso laboratório, as equipes do Metasub e um grupo na Suíça acabaram de publicar esses e outros dados metagenômicos globais para criar um "índice genético planetário" de todo o DNA sequenciado já observado.

Ao comparar qualquer DNA encontrado em Marte com sequências vistas nos ambientes estéreis do JPL, em metrôs ao redor do mundo, amostras clínicas, esgotos ou a superfície do robô Perseverance antes de deixar a Terra, deve ser possível ver se eles são realmente desconhecidos.

Mesmo que nossa exploração do sistema solar tenha inadvertidamente transportado micróbios para outros planetas, eles provavelmente já não são os mesmos de quando deixaram a Terra.

Crédito, Science Photo Library

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Existem centenas de espécies do gênero de cogumelos Pennicillium, um dos mais comuns na Estação Espacial Internacional

As atribulações de viagens espaciais e os ambientes incomuns que encontrarão deixariam suas marcas e os fariam evoluir. Se um organismo na Terra se adaptou ao espaço, ou Marte, as ferramentas genéticas à nossa disposição podem nos ajudar a descobrir como e por que esses micróbios mudaram.

Na verdade, as novas espécies recentemente descobertas na Estação Espacial Internacional por cientistas do JPL e de nosso laboratório eram semelhantes às encontradas em salas limpas (capazes de suportar altos níveis de radiação).

Um aspecto positivo

À medida que formas de vida capazes de viver em condições cada vez mais extremas são registradas em um programa chamado Extreme Microbiome Project, também existe o potencial de usar suas ferramentas evolutivas para trabalhos futuros aqui na Terra.

Podemos usar suas adaptações para buscar novos filtros solares, por exemplo, ou novas enzimas de reparo de DNA que podem nos proteger contra mutações prejudiciais que levam ao câncer, ou ajudar no desenvolvimento de novos medicamentos.

Eventualmente, os humanos colocarão os pés em Marte, levando consigo o coquetel de micróbios que vivem em nossa pele e dentro de nossos corpos.

É provável que esses micróbios também se adaptem, sofram mutações e evoluam.

E também podemos aprender com eles. Eles podem até tornar a vida em Marte mais tolerável, já que genomas adaptados ao ambiente marciano podem ser sequenciados, transmitidos à Terra para posterior esquematização e, então, usados ​​para terapia e pesquisa em ambos os planetas.

Dadas todas as missões planejadas para Marte, estamos à beira de uma nova era de biologia interplanetária, na qual aprenderemos sobre as adaptações de um organismo em um planeta e as aplicaremos em outro.

As lições da evolução e das adaptações genéticas estão inscritas no DNA de cada organismo, e o ambiente marciano não será diferente.

Marte deixará sua marca nos organismos que veremos quando os sequenciarmos, abrindo um novo catálogo de literatura evolucionária.

Isso não serve apenas para alimentar nossa curiosidade, mas para cumprirmos o dever de nossa espécie de proteger e preservar todas as outras espécies.

Apenas os humanos sabem o que é extinção e, portanto, apenas os humanos podem evitá-la.

E isso se aplica tanto à nossa realidade de hoje, como à vida daqui a bilhões de anos, quando os oceanos da Terra começarem a ferver e o planeta ficar quente demais para a existência de vida nele.

É inevitável que haja algum tipo de transferência de biologia humana e microbiana quando começarmos a nos mudar para outros planetas, mas, nesse caso, não teremos outra escolha.

A poluição interplanetária cuidadosa e responsável é a única maneira de preservar a vida, e é nesta direção que temos de caminhar nos próximos 500 anos.

*Christopher Mason é Professor de Genômica, Fisiologia e Biofísica na Weill Cornell Medicine, Cornell University em Nova York. Ele investiga os efeitos moleculares e genéticos de longo prazo dos voos espaciais humanos, além de tocar um projeto sobre novos tipos de células para a terapia do câncer.

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