Sob condições apropriadas, a combinação de elementos e compostos químicos simples tem o potencial de gerar moléculas complexas essenciais à vida, como os aminoácidos. Enquanto exploramos o cosmos em busca de indícios de vida, detectamos muitos desses componentes vitais, incluindo nucleotídeos necessários para a formação do DNA.
No entanto, surge uma questão crucial: como podemos determinar se os compostos identificados têm origem biológica ou são produzidos por processos abióticos ao longo do tempo? Essa distinção é fundamental para confirmar a presença de vida no espaço, em luas ou planetas.
Recentemente, uma equipe da Instituição Carnegie para Ciência nos EUA apresentou uma técnica baseada em inteligência artificial capaz de diferenciar com 90% de precisão entre amostras biológicas, tanto modernas quanto antigas, e amostras de origem abiótica.
“Essa abordagem analítica tem o potencial de revolucionar a busca por vida extraterrestre e enriquecer nossa compreensão das origens e da química da vida mais antiga na Terra”, afirmou o professor Robert Hazen. “Isso também abre possibilidades para o uso de sensores inteligentes em espaçonaves robóticas, sondas e rovers para procurar sinais de vida antes mesmo do retorno das amostras à Terra.”
Além disso, esse novo teste pode desvendar a história de antigas e enigmáticas formações rochosas na Terra, bem como potencialmente analisar amostras coletadas pelo instrumento SAM (Análise de Amostras em Marte) do rover Curiosidade em Marte, adaptando-o aos protocolos necessários.
“Embora precisemos fazer ajustes para corresponder aos protocolos do SAM, é possível que já possamos dispor de dados para determinar a presença de moléculas de origem orgânica marciana,” acrescentou Hazen.
Embora o funcionamento exato do programa de IA permaneça um mistério, sua precisão de 90% permite identificar três categorias distintas: amostras abióticas, amostras bióticas vivas e amostras bióticas fósseis. Essa capacidade abre caminho para a detecção de vida em outros mundos e a compreensão da bioquímica alienígena, além de fornecer insights sobre as origens da vida na Terra.
Para desenvolver seu sistema, os cientistas utilizaram métodos já empregados pela NASA no espaço para analisar 134 amostras variadas, ricas em carbono. Isso incluiu células vivas, amostras envelhecidas pelo tempo, combustíveis fósseis, meteoritos ricos em carbono e compostos orgânicos sintetizados em laboratório. Das amostras, 59 eram de origem biológica (biótica), como grãos de arroz, cabelos humanos e petróleo bruto, enquanto 75 eram de origem não biológica (abiótica), como compostos sintetizados em laboratório, como aminoácidos, ou amostras de meteoritos ricos em carbono.
O processo e a Inteligência Artificial
O processo envolveu o aquecimento das amostras em um ambiente sem oxigênio, o que levou à quebra das moléculas, conhecido como pirólise. Em seguida, as amostras foram analisadas por meio de cromatografia gasosa/espectrometria de massa, um dispositivo analítico que separa a mistura em seus componentes e os identifica. Utilizando técnicas de aprendizado de máquina, os dados tridimensionais (tempo/intensidade/massa) de cada amostra, tanto biótica quanto abiótica, foram usados como conjuntos de treinamento ou teste. Esse modelo foi capaz de prever com precisão superior a 90% se a amostra era de origem biótica ou abiótica, além de distinguir amostras bióticas recentes de amostras bióticas fossilizadas.
Essa pesquisa revelou que, em um nível profundo e ainda não totalmente compreendido, a bioquímica e a química não biológica apresentam diferenças distintas. Isso sugere que poderemos distinguir formas de vida em outros planetas ou biosferas que sejam muito diferentes das formas de vida que conhecemos na Terra. Portanto, se encontrarmos vida em outros locais, poderemos determinar se essa vida compartilha uma origem comum (panspermia) com a vida na Terra ou se se originou independentemente em diferentes lugares.
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