Toda minha vida desejei saber sobre a vida além da Terra.
Nesses incontáveis outros planetas que achamos, circulam outros sóis,
também haverá vida lá?
Podem os seres de outros mundos assemelharem-se a nós
ou eles seriam completamente diferentes?
Do que eles seriam feitos?
Na imensa Via Láctea
quão comum é o que nós chamamos de vida?
A natureza da vida na Terra
e a busca por vida em outros lugares
são dois lados da mesma questão.
A procura por quem nós somos.
Todas coisas vivas na Terra são feitas de matéria orgânica
uma complexa estrutura microscópica
construída com átomos de carbono.
Nessa grande escuridão entre as estrelas
também há moléculas orgânicas
em imensas nuvers de gás e poeira.
Dentro dessas nuvens
há grupos de novos mundos sendo formados.
Suas superfícies são provavelmente cobertas com moléculas orgânicas.
Essas moléculas quase certamente não são vivas,
embora elas sejam os materiais da vida.
Em mundos satisfatórios, elas podem tornar-se vida.
A matéria orgânica é abundante ao longo do cosmos
produzida pela mesma química em todo lugar.
Talvez, dado tempo suficiente
a origem e evolução da vida seja inevitável em cada mundo.
Seguramente haverão planetas muito hostis para a vida.
Em outros, ela pode surgir e desaparecer
ou nunca evoluir além de suas formas mais simples.
E numa pequena fração desses mundos
ela poderá desenvolver inteligência e civilizações
mais avançadas que a nossa.
Toda vida em nosso planeta está intrinsecamente relacionada.
Nós temos a mesma química orgânica e uma herança evolutiva comum.
E assim nossos biólogos estão profundamente limitados.
Eles estudam uma única biologia
um tema solitário na música da vida.
É essa a única voz para centenas de anos-luz?
Ou há um coral cósmico, com bilhões de diferentes vozes
tocando a música da vida na galáxia?
Esse é o mundo azul aonde crescemos.
Houve um tempo em que não havia vida.
Agora nosso planeta está germinando com vida.
Como isso ocorreu?
Como as moléculas orgânicas originalmente o fizeram?
Como a vida evoluiu para produzir seres
complexos e elaborados como nós
hábeis a explorar o mistério da nossa própria origem?
Deixe-me contar uma história sobre uma pequena estrofe
na música da vida da Terra.
Na história da humanidade
no século 12
o Japão era comandado por um clã de guerreiros chamados Heike.
O líder dos Heike, o imperador do Japão
era um garoto de 7 anos chamado Antoku.
Sua avó era sua guardiã, chamada Lady Nii.
Os Heike estavam em uma longa e sangrenta guerra
com outro clã samurai, os Genji.
Cada um afirmou uma reividicação ancestral superior
ao trono imperial.
Seu encontro decisivo ocorreu em Dannoura
no Mar Interno Japonês em 24 de abril
do ano de 1185.
Os Heike estavam em menor número e em pior posição.
Com sua causa claramente perdida
os sobreviventes guerreiros Heike jogaram-se no mar e se afogaram.
A avó do imperador, Lady Nii
preferiu que eles não fossem capturados pelo inimigo.
O que aconteceu a seguir está relatado em "O Conto dos Heike":
"O jovem imperador perguntou a Lady Nii, 'Aonde você irá me levar?'
Ela virou para o jovem soberano com lágrimas escorrendo dos olhos
e o confortou.
Cego com as lágrimas
a pequena criança colocou suas belas mãos juntas.
Primeiro virou-se para o leste
para dizer adeus para o deus de Ise
e então para oeste
para recitar uma reza para o buda Amida.
Então Lady Nii
pegou ele em seus braços, e disse:
'Nas profundezas do oceano está nossa capital'
mergulhe para ela que está abaixo das ondas."
A destruição da frota de batalha Heike em Dannoura
marcou o fim do império de 30 anos do clã.
Quase todos os Heike viraram história.
Somente 43 Heikes sobreviveram, todos mulheres.
Essas mulheres, antes damas da corte imperial..
foram reduzidas a vendedoras de flores e outros favores
para os pescadores perto da cena da batalha.
Essas mulheres e seus descendentes com os pescadores
estabeleceram um festival para comemorar a batalha.
Desde então, todo ano, em 24 de abril
seus descendentes vão até o santuário de Akama
que contém o mausoléu
do imperador afogado de 7 anos, Antoku.
Lá eles conduzem uma cerimônia de recordação
pela vida e morte dos guerreiros Heike.
Mas há uma estranho pós-escrito nessa história:
Os pescadores dizem
que o samurai Heike vaga pelo fundo do mar
na forma de caranguejos.
Há caranguejos aqui que tem curiosas marcas em suas barrigas.
Padrões que lembram uma face humana
com uma cara agressiva de um guerreiro samurai
do Japão medieval.
Esses caranguejos quando capturados, não são comidos.
Eles são jogados de volta no mar
em comemoração aos dolorosos eventos
da batalha de Dannoura.
Essa lenda levanta um amável problema:
Como ocorre que a face de um guerreiro
esteja cortada na carapaça de um caranguejo japonês? Como pode ser?
A resposta parece ser que os humanos fizeram essa face.
Mas como?
Como muitas outras características, os padrões em sua barriga
ou carapaça desse caranguejo são herdados.
Mas nos caranguejos, assim como nós, há diferentes linhas herediárias.
Agora, suponha que puramente por sorte
entre esses distantes ancestrais desse caranguejo
apareceu um que aparentava somente um pouco com um rosto humano.
Antes da batalha, os pescadores talvez ficassem relutantes
em comer um caranguejo com uma face humana.
Ao jogá-los de volta ao mar
eles colocaram em movimento um processo de seleção.
Se você é um caranguejo e sua carapaça é somente simples
os humanos irão lhe comer.
Mas se ele aparenta ser um pouco como um rosto
eles lhe lançarão de volta e você pode ter uma porção de bebês caranguejos
e todos serão igual a você.
Quando muitas gerações
de caranguejos passarem
os caranguejos com padrões que sejam similar a um rosto de um samurai
preferencialmente sobreviveram.
Até que eventualmente, não foi produzido somente um rosto humano
não somente um rosto japonês
mas um rosto de um guerreiro samurai.
Isso não tem nada a ver com o que os caranguejos talvez queiram.
A seleção é imposta de fora.
Quanto mais você se parece com um samurai, melhores são suas chances de sobrevivência.
Eventualmente, há uma porção de caranguejos que aparentam como um guerreiro samurai.
Esse processo é chamado seleção artificial.
No caso do caranguejo Heike, ele foi afetado
mais ou menos inconscientemente pelos pescadores
e certamente sem nenhuma séria contemplação pelos caranguejos.
Os humanos, por centenas de anos
selecionaram deliberadamente
quais plantas e animais devem viver.
Nós somos rodeados por animais rurais e domésticos
frutas e vegetais.
De onde eles vieram? Eram eles uma vez livres na natureza
e então foram induzidos a adotar a vida simples na fazenda?
Não.
Eles são, em sua maioria, feitos por nós.
A essência da seleção artificial para um cavalo ou uma vaca
um grão de arroz ou um caranguejo Heike, é isso:
Muitas características são herdadas.
Humanos encorajam a reprodução de algumas variedades
e desencorajam a reprodução de outras.
A variedade selecionada, eventualmente fica abundante.
A variedade não selecionada, fica rara, talvez extinta.
Mas se a seleção artificial faz essas mudanças
em algumas centenas de anos
o que a seleção natural
trabalhando por bilhões de anos, é capaz?
A resposta
é toda a beleza e diversidade do mundo biológico.
A vida que evoluiu pelas eras é livre
das mudanças que nós fizemos nos animais e vegetais
e também dos registros fósseis nas rochas.
A evidência fóssil fala para nós
que criaturas que antes eram presentes em enorme número
agora sumiram totalmente.
Há mais espécies que foram extintas do que as hoje existentes.
Elas são os experimentos terminados na evolução.
Esses animais, os trilobites, apareceram a 600 milhões de anos atrás.
Eles ficaram por aqui por 300 milhões de anos.
Todos se foram. Não sobrou nenhum.
Mas nessas velhas rochas, não há fósseis de pessoas ou gado.
Nós aparecemos recentemente.
Evolução é um fato, não uma teoria.
Ela realmente aconteceu.
Que o mecanismo da evolução é a seleção natural foi uma descoberta
de Charles Darwin e Alfred Russel Wallace.
Eis como ela funciona:
A natureza é fértil.
Há muito mais criaturas que nascem do que possivelmente sobrevivem.
Então essas variedades que são, por acidente, não muito adaptadas
não sobrevivem, ou no mínimo elas deixam menos descendentes.
Agora as mutações, súbitas mudanças na hereditariedade
são passadas adiante, elas são herdadas.
O ambiente seleciona as mutações com mais chance de sobrevivência.
A série resultante de lentas mudanças na natureza dos seres vivos
é a origem das novas espécies.
Muitas pessoas ficaram escandalizadas
pelas idéias da evolução e da seleção natural.
Nossos ancestrais olharam para
a complexidade e beleza da vida
e viram evidência para um grande arquiteto.
O mais simples organismo é uma maquina mais complexa
do que o mais fino relógio de bolso.
E ainda, relógios de bolso não se criam espontaneamente
ou evoluem em lentos estágios em si mesmos
de, digamos, relógios-avôs.
Um relógio implica um relojoeiro.
Não parecia haver um jeito dos átomos espontâneamente juntar-se
e criarem, vamos dizer
um dente-de-leão.
A idéia de um arquiteto
é uma explicação completamente humana do mundo biológio.
Mas como Darwin e Wallace mostraram
há outro método
iqualmente humano e bem mais exato.
A seleção natural, é o que faz a música da vida mais bonita
enquanto as eras passam.
Para compreender a passagem das eras
nós comprimimos todo o tempo em um único ano cósmico
com o Big Bang em 1o. de Janeiro.
Cada mês aqui representa um pouco mais de um bilhão de anos.
A Terra não se formou até que o ano cósmico completasse dois terços.
Nossa compreensão da história da vida é bem recente
ocupando somente os últimos segundos de 31 de Dezembro
essa pequena área branca embaixo e a direita no calendário cósmico.
O que aconteceu na Terra talvez seja mais ou menos típico
na evolução da vida em muitos mundos.
Mas nos seus detalhes
a história da vida na Terra
é provavelmente única em toda a Via Láctea.
Os segredos da evolução são o tempo e a morte.
Tempo para a lenta acumulação de mutações favoráveis
e a morte, para dar espaço para novas espécies.
A vida na Terra surgiu em Setembro do calendário cósmico
quando nosso mundo, ainda abatido com crateras da sua violenta origem
talvez fosse um pouco parecido com a Lua.
A Terra tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos.
No calendário cósmico
ela condensou-se de gás estrelar e poeira
mais ou menos em 14 de Setembro.
Nós sabemos pelos registros fósseis que a vida originou-se logo após
talvez perto de 25 de Setembro, ou aproximadamente,
provavelmente nos lagos e oceanos da Terra primitiva.
As primeiras coisas vivas não eram complexas, como um organismo unicelular
o qual já é uma forma de vida altamente sofisticada.
Não, os primeiros traços da vida eram muito mais simples
e aconteciam no nível molecular.
Nesses primeiros dias, raios e a luz ultravioleta do sol
estavam quebrando moléculas ricas em hidrogênio da atmosfera.
Os fragmentos das moléculas estavam espontaneamente recombinando-se
em moléculas cada vez mais complexas.
Os produtos dessa quimica inicial dissolveram-se no oceano
formado um tipo de sopa orgânica
que gradualmente crescia em complexidade.
Até que um dia, quase por acidente
apareceu uma molécula que conseguia fazer imperfeitas cópias de si mesmo
usando como blocos as outras moléculas na sopa.
Esse foi o ancestral do DNA
a molécula mestre da vida na Terra.
Ele é feito de quatro diferentes partes, chamadas de nucleotídeos
os quais constituem as quatro 'letras' do código genético
o idioma de hereditariedade.
Cada um desses nucleotídeos, os degraus da escada do DNA
são de diferentes cores neste modelo.
As instruções são diferentes para diferentes organismos.
É por isso que os organismos são diferentes.
Agora, uma mutação é uma mudança de um nucleotídeo
um erro na escrita das instruções genéticas.
A maioria das mutações escrevem algo sem sentido, porque elas são aleatórias.
Elas prejudicam a próxima geração.
Mas algumas poucas, por acidente
fazem melhor senso do que os códigos originais, e ajudam a evolução.
O DNA é aproximadamente um bilhão de vezes menor
do que como vemos aqui.
Cada uma dessas coisas que parecem frutas é um átomo.
Sem as ferramentas da ciência
o maquinário da vida iria ser invisível.
Quatro bilhões de anos atrás
os ancestrais do DNA competiram por blocos de construção moleculares
e deixaram imperfeitas cópias de si mesmos.
Não havia predadores, o material da vida estava em todo lugar.
Os oceanos e os lagos escuros que preenchiam as crateras
eram, para essas moléculas, o Jardim do Éden.
Com a reprodução, mutação e seleção natural
a evolução das moléculas vivas estava a caminho.
Variedades com funções especializadas se juntaram
fazendo um coletivo. A primeira célula.
A sopa orgânica eventualmente se extinguiu.
Mas a essa hora, plantas apareceram, hábeis a utilizar a luz do sol
para fazer seus próprios blocos. Elas deixaram as águas verdes.
Plantas unicelulares se juntaram:
O primeiro organismo multicelular.
Igualmente importante foi a invenção, não feita até o começo de Novembro
do sexo. Ele veio acidentalmente pelos micróbios.
Em 1o. de Dezembro, plantas verdes soltaram grandes quantidades
de oxigênio e nitrogênio na atmosfera.
O céu é feito pela vida.
Então, subitamente, em 15 de Dezembro
havia uma enorme proliferação de novas formas de vida
um evento chamado de "Explosão Cambriana"
Nós sabemos pelos fósseis que a vida iniciou logo após a formação da Terra
sugerindo que a origem da vida possa ser
um inevitável processo químico em incontáveis planetas como a Terra
por todo o cosmo.
Mas na Terra, em cerca de 4 bilhões de anos, a vida não foi nada além
de algas.
Então, talvez as formas de vida mais complexas sejam difíceis de acontecer
mais difíceis que a própria origem da vida.
Se isso está correto, os planetas da galáxia
talvez estejam cheios com microorganismos
mas grandes animais, vegetais e seres pensantes
podem ser comparativamente raros.
Em 18 de Dezembro, haviam vastos rebanhos de trilobites
passeando pelo fundo do oceano
e criaturas similares a lulas com carapaças multicoloridas
estavam em todo lugar.
Nós sabemos o suficiente para esboçar alguns dos detalhes subsequentes.
O primeiros peixes e o primeiros vertebrados apareceram em 19 de Dezembro.
Plantas começaram a colonizar a terra em 20 de Dezembro.
Os primeiros insetos alados apareceram em 22 de Dezembro.
Nessa data também, apareciam os primeiros anfíbios
criaturas como o peixe-pulmão
que podem sobreviver tanto na terra e na água.
Nossos ancestrais agora estão deixando os oceanos para trás.
As primeiras árvores e os primeiros répteis evoluíram em 23 de Dezembro:
Dois incríveis desenvolvimentos evolucionários.
Nós somos descendentes de algum desses répteis.
Os dinossauros apareceram na véspera de Natal.
Haviam muitos tipos diferentes de dinossauros.
A Terra foi uma fez seu planeta.
Muitos ficaram de pé e tinham um pouco de inteligência.
Grandes lagartos apareceram e reinaram pelas selvas nubladas.
Despercebida pelos dinosauros, uma nova criatura
cujos jovens nasciam astutos e independentes
estava fazendo sua tímida aparição.
Os primeiros mamíferos emergiram em 26 de Dezembro
os primeiros pássaros no dia seguinte.
Mas os dinossauros ainda dominavam o planeta.
Então subitamente, sem aviso, em todo o planeta
os dinosauros morreram.
A causa é desconhecida, mas a lição é clara:
Mesmo 160 milhões de anos em um planeta não é garantia de sobrevivência.
Os dinossauros pereceram perto do surgimento da primeira flor.
Em 30 de Dezembro, as primeiras criaturas
que tinham uma aparência aproximadamente humana, evoluíram
acompanhadas por um espetacular crescimento no tamanho do cérebro.
E então, na noite do último dia do último mês
somente há uns poucos milhões de anos atrás
os primeiros humanos pegaram seus lugares no calendário cósmico.
Toda história escrita
ocupa somente os últimos 10 segundos do ano cósmico.
Agora, vamos olhar de perto quem nossos ancestrais eram.
Uma simples circunstância química levou a um grande momento
na história do nosso planeta.
Haviam muitas moléculas na sopa primordial.
Alguma eram atraídas pela água de um lado e repelidas por ela por outro.
Isso juntou-as
em uma pequena e fechada capa esférica
como uma bolha de sabão, que protegeu o interior.
Dentro da bolha, os ancestrais do DNA encontraram uma casa
e a primeira célula apareceu.
Levou centenas de milhões de anos para pequenas plantas evoluírem
liberando oxigênio.
Mas esse ramo não levou a nós.
Bactérias aeróbicas levaram mais de um bilhão de anos para surgir.
De um núcleo vazio, as células desenvolveram um núcleo interno.
Algumas dessas formas parecidas com amebas viraram as plantas.
Outras produziram colônias
com células internas e externas fazendo diferentes funções.
Virando
um pólipo preso ao fundo do oceano
filtrando comida da água
e criando pequenos tentáculos
para direcionar a comida para uma boca primitiva.
Esses nossos humildes ancestrais também levaram
a animais blindados e espinhentos com orgãos internos
incluindo nosso primo, a estrela-do-mar.
Mas nós não viemos da estrela-do-mar.
Aproximadamente 550 milhões de anos atrás
filtradores de água evoluíram para brânquias
que eram mais eficientes para puxar partículas de comida.
Um ramo evolucionário levou a lombrigas-bolota.
Outra levou a uma criatura que nadava livre em seu estágio larval
mas, como adulta, se prendia firmemente ao fundo do oceano.
Algumas viraram tubos ocos vivos.
Mas outros reteram as formas larvais pelo ciclo da vida
e viraram adultos que nadavam livres com algo parecido com uma coluna vertebral.
Nossos ancestrais
há 500 milhões de anos atrás, eram peixes filtrantes sem mandíbulas
parecidos com as lampréias.
Gradualmente, esses pequenos peixes
criaram olhos e mandíbulas.
Os peixes então começaram a comer uns aos outros.
se você pode nadar rápido, você sobrevive.
Se você tem mandíbula para comer, você pode usar suas brânquias para respirar na água.
Esse é o meio que os peixes modernos apareceram.
Durante o verão, pântanos e lagos secaram.
Alguns peixes desenvolveram um primitivo pulmão para respirar o ar até que chova.
Seus cérebros estavam crescendo.
Se a chuva não vem, era muito útil ser hábil poder ir até
o próximo pântano.
Essa foi uma importante adaptação.
Os primeiros anfíbios evoluíram, ainda com uma cauda de peixe.
Anfíbios, como os peixes, deixavam seus ovos na água onde eles eram facilmente comidos.
Mas uma nova e maravilhosa invenção surgiu:
Ovos com casca dura, colocados na terra onde ainda não haviam predadores.
Répteis e tartarugas lembram-nos desses dias.
Muitos dos répteis chocados em terra nunca voltaram para as águas.
Alguns viraram dinossauros.
Uma linha de dinossauros desenvolveu penas, úteis para vôos curtos.
Hoje, os únicos descendentes vivos dos dinossauros são os pássaros.
Os grandes dinossauros desenvolveram-se por outra ramificação.
Alguns deles eram os maiores predadores que já andaram na terra.
Mas 65 milhões de anos atrás todos misteriosamente pereceram.
Enquanto isso, os precursores dos dinossauros
também estavam evoluindo numa diferente direção.
Pequenas e rápidas criaturas
com os bebês crescendo dentro do corpo da mãe.
Depois da extinção dos dinossauros, muitas diferentes formas de vida surgiram.
Os jovens eram bem imaturos no nascimento.
Nos marsupiais, o canguru, por exemplo
e nos mamíferos, o jovem tem que ser ensinado de como sobreviver.
O cérebro foi crescendo mais.
Algo como um rato foi o ancestral de todos os mamíferos.
Uma linha foi para as árvores, desenvolvendo destreza
visão estereóptica, cérebros maiores
e uma curiosidade sobre seu ambiente.
Alguns viraram babuínos, mas essa não é a nossa linha.
Macacos e humanos tem um recente ancestral comum.
Osso por osso, músculo por músculo, molécula por molécula.
Quase não há importantes diferenças entre macacos e humanos.
Diferentemente do chimpanzé, nossos ancestrais andavam de pé
liberando suas mãos para cutucar, mexer e experimentar.
Nós ficamos mais espertos. Começamos a falar.
Muitos ramos colaterais da família humana
foram extintos nos últimos milhões de anos.
Nós, com nosso cérebros e nossas mãos, somos os sobreviventes.
Há uma linha direta que se estende dessas primeiras células para nós.
Vamos olhar para isso novamente
comprimindo 4 bilhões de anos da evolução humana em 40 segundos.
Essas são algumas das coisas que as moléculas fazem
dados 4 bilhões de anos de evolução.
Nós as vezes representamos a evolução como essas várias ramificações
de um tronco original
cada ramo podado e cortado pela seleção natural.
Cada planta e animal vivo hoje
tem uma história tão antiga e ilustre quanto a nossa.
Humanos estão em um ramo.
Mas agora nós afetamos o futuro de cada ramo
desta árvore de 4 bilhões de anos.
Quão amáveis são as árvores.
A espécie humana cresceu nelas e em volta delas.
Nós temos uma afinidade natural pelas árvores.
As árvores foto-sintetizam
elas colhem a luz do sol
elas competem pelos favores do sol.
Olhem para essas duas árvores aqui
empurrando e torcendo-se para a luz solar
mas com graça e surpreendente lentidão.
Há tantas plantas na Terra
que há um perigo de pensar que são triviais
de perder a visão da sutileza e eficiência da sua beleza.
Elas são grandes e belas máquinas, movidas pela luz solar
pegando a água do solo e o dióxido de carbono do ar
e convertendo-os em comida para seu e nosso uso.
Esse é um museu de plantas vivas.
O Jardim Botânico Real de Kew em Londres.
Cada planta usa os carboidratos que produz
como fonte de energia para fazer suas coisas de planta.
E nós animais, que somos ultimamente parasitas dessas plantas
nós roubamos seus carboidratos, então nós podemos fazer nossas próprias coisas.
Ao comer as plantas e suas frutas
nós combinamos os carboidratos com oxigênio
que é resultado da respiração, que nós dissolvemos em nosso sangue.
Dessa reação química, nós extraimos a energia que nos faz funcionar.
No processo, nós exalamos dióxido de carbono
o qual as plantas então usam para fazer mais carboidratos.
Que maravilhoso arranjo cooperativo.
Plantas e animais cada um usando os gases residuais dos outros
e o ciclo todo alimentado por abundante luz solar.
Mas haveria dióxido de carbono no ar mesmo que não houvesse animais.
Nós precisamos das plantas muito mais do que elas precisam de nós.
Há semelhanças familiares entre os organismos da Terra.
Algumas são muito aparentes, como uso do número cinco.
Humanos tem cinco maiores projeções corporais:
Uma cabeça, dois braços, duas pernas.
Assim como os patos
apesar que as funções das suas projeções não são as mesmas.
Um polvo ou uma centopéia tem um plano diferente.
E um ser de outro planera deve ser ainda mais estranho.
Essas semelhanças similares continuam e vão a um nível muito mais profundo
quando nós vamos para a base molecular da vida.
Há dezenas de bilhões
de diferentes tipos de moléculas orgânicas.
E somente cerca de 50 delas
são utilizadas no maquinário essencial da vida.
As mesmas 50 utilizadas inúmeras vezes
engenhosamente, para diferentes funções em cada coisa viva.
E quando nós vamos para o núcleo da vida na Terra
para as proteínas que controlam a química da célula
para a espiral ou helicoidal de ácidos nucleicos
que carregam a informação hereditária
nós percebemos que essas moléculas são idênticas
em todas as plantas e animais de nosso planeta.
Esse carvalho e eu, somos feitos da mesma coisa.
Se você voltar atrás, irá perceber que nós temos um ancestral comum.
Isso é o porquê da nossa quimica ser tão parecida.
Vamos fazer uma viagem para examinar essa base comum da vida.
Uma viagem para investigar a máquina molecular
no coração da vida na Terra.
Uma jornada para o núcleo das células.
Primeiro precisamos de uma célula.
Eu tenho trilhões. Eu posso doar umas poucas.
O ato comum de picar o dedo
é um evento de grande magnitude na escala do mundo microscópio.
Milhões de células vermelhas do sangue são desviadas de sua rota usual.
Mas a maioria continua seu cruzeiro pelo corpo
carregando suas cargas de oxigênio para as mais remotas áreas.
Nós iremos entrar em uma célula viva
um reino, em seu próprio mundo, tão complexo e bonito
quanto o reino das galáxias e estrelas.
Entre as células vermelhas, nós encontramos uma célula branca
um linfócito
cujo trabalho é me proteger contra micróbios invasores.
Elas fazem anticorpos em sua enrugada superfície
mas seu interior é como o de muitas outras células.
Passando pela membrana, nós entramos dentro da célula.
Aqui, cada estrutura tem sua própria função.
Esses bolhas verde-escuro são fábricas
onde moléculas mensageiras estão ocupadas construindo enzimas
que controlam a química da célula.
Esses mensageiros são instruídos e enviados
de dentro do núcleo, o coração e cérebro da célula.
Todas as intruções de como fazer uma célula funcionar
e como fazer outra está escondido aqui.
Nós encontramos um túnel, um poro nuclear
uma aproximação para o segredo dos segredos biológicos.
Esses colares, esses intricados, enlaçados e enrolados fios
são ácidos nuclêicos, ou DNA.
Tudo o que você precisa saber sobre como fazer um ser humano
está codificado na linguagem da vida na molécula de DNA.
Essa é a espiral dupla do DNA
uma máquina com cerca de 100 bilhões de partes móveis, chamadas átomos.
Há tantos átomos em uma molécula de DNA
quanto há estrelas numa típica galáxia.
A sequência de nucleotídeos, aqui claramente coloridos
é tudo que é passado para a frente de geração a geração.
Mude a ordem dos nucleotídeos
e você muda as instruções genéticas.
O DNA precisa se replicar com extrema facilidade.
A reprodução de uma molécula de DNA começa separando as duas hélices.
Isso é feito por uma livre enzima.
Como uma ferramente de precisão, essa enzima, mostrada em azul
quebra as ligações químicas que ligam as duas hélices de DNA.
A enzima vai descendo pela molécula
separando o DNA como um zíper.
Cada hélice copia uma a outra
supervisionada por enzimas especiais.
A sopa orgânica dentro do núcleo contém muitos nucleotídeos livres.
A enzima reconhece um nucleotídeo se aproximando e encaixa ele no local
reproduzindo outro degrau na hélice dupla.
Quando o DNA está se replicando em uma de suas células
umas poucas dezenas de nucleotídeos são adicionadas a cada segundo.
Centenas dessas enzimas podem estar trabalhando em uma molécula de DNA.
Quando um nucleotídeo novo não encaixa
a enzima joga-o fora.
Nós chamamos isso de revisão de leitura.
Em rara ocasiões num erro de revisão
o nucleotídeo errado é ligado
e uma pequena e aleatória mudança é feita nas instruções genéticas.
Uma mutação ocorreu.
Essa enzima é uma molécula bem pequena
mas ela pega nucleotídies, monta-os na ordem correta
ela sabe como revisar
e é responsável no modo mais fundamental
pela reprodução de cada célula e cada ser na Terra.
Essa enzima e o DNA propriamente
são máquinas moleculares com incríveis poderes.
Dentro de cada coisa viva, as máquinas moleculares estão ocupadas
mantendo a certeza de que os ácidos nuclêicos continuem a reproduzir.
Um infímo corte na minha pele soa um alarme local
e o sangue enrola uma complexa rede de fortes fibras
para formar um coágulo e estancar o fluxo de sangue.
A um balanço muito delicado aqui:
Muitos coágulos e o seu sangue irá solidificar-se.
Poucos coágulos e você irá sangrar até a morte pelo menor arranhão.
O balanço é controlado por enzimas instruídas pelo DNA.
Aqui abaixo, também há um tipo de esquadra sanitária
feita de célucas brancas, que entram em ação
envolvendo as bactérias invasoras e consumindo-as.
Essa operação de limpeza é uma parte do processo de cura
novamente controlado pelo DNA.
Essas células são parte nossa, mas quão alienígenas elas parecem.
Dentro de cada uma delas, dentro de cada célula
há formidáveis máquinas moleculares desenvolvidas.
Ácidos nuclêicos, enzimas, a arquitetura da célula
cada célula um triunfo da seleção natural.
E nós somos feitos de trilhões de células.
Nós somos, cada um de nós, uma multidão.
Dentro de cada um há um pequeno universo.
O DNA humano é uma escada espiralada
de um bilhão de nucleotídeos.
Muitas possíveis combinações de nucleotídeos são inúteis. Isso é
eles constroem proteínas que não servem para qualquer função.
Só uma pequena fração de ácidos nuclêicos
são bons para as formas de vida complicadas como nós.
Mas mesmo assim, o número de modos úteis de montagem dos ácidos nuclêicos
é supreendemente grande.
É provalvelmente maior que o número total de átomos do universo.
Isso significa que o número de possíveis tipos de seres humanos
é muito maior que o número de seres humanos que já viveram.
Esse potencial da espécie humana é imenso.
Há outros meios de colocar os ácidos nuclêicos juntos
que irão funcionar muito melhor em qualquer critério que você deseje
do que as instruções hereditárias de qualquer ser humano que já viveu.
Felizmente, nós não sabemos, ou melhor, ainda não sabemos
como montar seqüências alternativas de nucleotídeos
para fazer alternativos tipos de seres humanos.
No futuro, nós poderemos ser hábeis em juntar os nucleotídeos
em qualquer seqüência desejada
para produzir características humanas que acharmos desejáveis.
Um inquietante e maravilhoso prospecto.
Nós humanos não aparentamos muito com uma árvore.
Nós certamente vemos o mundo diferente do modo que uma árvore vê.
Mas descendo profundamente, no molecular coração da vida
nós somos essencialmente idênticos às árvores.
Tanto nós quanto elas usamos ácidos nuclêicos como material hereditário.
Ambos usamos proteínas e enzimas para controlar a química da célula.
E o mais significante, ambos usamos o livro-código idêntico
para traduzir informação do ácido nuclêico em informação protêica.
Qualquer árvore pode ler meu código genético.
Como essas espetaculares similaridades apareceram?
Porque nós somos primos das árvores?
Irá a vida em outro planeta utilizar proteínas?
As mesmas proteínas? Os mesmos ácidos nucléicos? O mesmo código genético?
A explicação mais usual é que nós somos
todos nós, árvores e pessoas
peixes, moldes de lodo, bactérias
todos descendem de uma única e comum instância
da origem da vida há 4 bilhões de anos atrás
nos primeiros dias de nosso planeta.
Agora, como
as moléculas da vida apareceram?
Em um laboratório na Universidade de Cornell
nós misturamos os gases e líquidos da Terra primitiva
fornecemos alguma energia
e observamos se nós podemos fazer a matéria da vida.
Mas do que a atmosfera inicialmente era feita, ar comum?
Se nós começássemos com a nossa atual atmosfera
o experimento teria uma sombria falha.
Ao invés de produzir proteínas e ácidos nucléicos
tudo o que fazemos é fumaça, um passo para trás.
Porque um experimento desses não funciona?
Porque o ar de hoje contém moléculas de oxigênio.
Mas o oxigênio é feito pelas plantas.
É óbvio que não havia plantas antes da origem da vida.
Nós não podemos usar oxigênio em nossos experimentos
porque não havia nenhum na atmosfera primordial.
Isso é razoável porque o cosmos é feito de hidrogênio em sua maioria
que empurra o oxigênio para cima.
A baixa gravidade da Terra permitiu que a maioria do nosso hidrogênio
fosse para o espaço. Não sobrou quase nada.
Mas a 4 bilhões de anos atrás
nossa atmosfera era cheia de gases ricos em hidrogênio:
Metano, amônia, vapor d'água.
Esses são os gases que devemos usar.
Tomando muito cuidado para garantir a pureza desses gases
meu colega, Bishun Khare, bombeia eles de seus frascos.
Um experimento como esse foi feito pela primeira vez
por Stanley Miller e Harold Urey, em 1950.
Os gases iniciais agora são introduzidos em um grande recipiente de reação.
Nós podemos jogar luz ultravioleta, simulando o sol primordial.
Mas nesse experimento
os gases serão relampejados
como na atmosfera primitiva, por raios.
Depois de algumas horas, o interior do recipiente
fica riscado com um estranho pigmento marrom
uma rica coleção de complexas moléculas orgânicas
incluindo os blocos de construção das proteinas e dos ácidos nucleicos.
Sob as condições corretas, esses blocos se reunem
em moléculas, lembrando pequenas proteínas e pequenos ácidos nuclêicos.
Esses ácidos nuclêicos podem até mesmo fazer cópias idênticas de si mesmos.
Nesse recipiente, estão as notas da música da vida
mas ainda não a própria música.
Agora, ninguém, até então
misturou os gases e líquidos da Terra primitiva
e no final do experimento algo rastejou para fora do frasco.
Ainda há muito a entender sobre a origem da vida
incluindo a origem do código genético.
Mas nós só fazemos esses experimentos por 30 anos.
A natureza teve 4 bilhões de anos para isso.
Incidentalmente, não há nada nesses experimentos que é único para a Terra.
Esses gases que começamos, as fontes de energia que usamos
são totalmente comuns em todo o cosmo.
Então reações químicas como essas devem ser as responsáveis pela
matéria orgânica no espaço intraestrelar
e pelos aminoácidos nos meteoritos.
Reações químicas similares devem ter ocorrido
em um bilhão de outros mundos na Via Láctea.
Olhem como é fácil fazer grandes quantidades dessa matéria.
As moléculas da vida preenchem o cosmo.
Agora
Como a vida em outro lugar aparentaria?
Mesmo se nós tivéssemos uma química idêntica da vida na Terra
o que eu duvido muito
ela pode não ser muito similar na forma
dos organismos familiares da Terra.
O caráter aleatório do processo evolucionário
deve criar criaturas muito diferentes de qualquer uma que conheçamos.
Pense em um mundo como Júpiter
com uma atmosfera rica em hidrogênio, hélio, metano, água e amônia
no qual moléculas orgânicas podem estar
caindo da atmosfera como maná do céu
como os produtos do experimento de Miller-Urey.
Pode haver vida em um mundo desses?
É um problema especial. A atmosfera é turbulenta
e profunda, antes mesmo de chegar a uma superfície, é muito quente.
Se você não é cuidadoso, você será levado abaixo e queimado.
Se você reproduzir antes que queime
a turbulência irá carregar seus filhos para lugares mais altos e frios.
Esses organismos podem ser bem pequenos. Nós os chamamos de mergulhadores.
O físico E. E. Salpeter e eu em Cornell
calculamos algo sobre a vida
que possa existir em um mundo desse.
Vastos balões vivos podem ficar flutuando
expelindo gases pesados de seu interior
ou mantendo seu interior quente.
Eles podem comer as moléculas orgânicas no ar
ou fazer a sua própria com a luz solar.
Nós chamamos essas criaturas de flutuadores.
Nós imaginamos flutuadores medindo quilômetros
muito maiores do que a maior baleia já existente
seres do tamanho de cidades.
Nós pensamos que eles se organizem em grandes, preguiçosos rebanhos
tão longe quanto nossos olhos veêm
concentrados na áreas altas num enorme mar de nuvens.
Mas pode haver outra criatura nesse ambiente alienígena: caçadores.
Caçadores são rápidos e maneáveis.
Eles comem os flutuadores, tanto por suas moléculas orgânicas
quanto pelos seus armazéns de hidrogênio puro.
Mas não pode haver muitos caçadores
porque se eles destruírem todos os flutuadores, eles mesmos irão perecer.
Física e quimíca permitem essas formas de vida.
A arte apresenta elas com certa realidade
mas a natureza não é obrigada a seguir nossas especulações.
Se há bilhões de mundos habitados na Via Láctea
então eu acho provável que haja uns poucos lugares com
caçadores
e flutuadores e mergulhadores.
Biologia é mais como a história do que como a física.
Você precisa saber o passado para entender o presente.
Não há teoria previsível na biologia, assim como na história.
O motivo é o mesmo:
Ambos assuntos ainda são muito complicados para nós.
Mas nós podemos compreender nós mesmos muito melhor
compreendendo os outros casos.
O estudo de uma simples instância de vida extraterrestre
Não importa quão humilde, um micróbio seria o suficiente,
iria mudar a biologia.
Iria nos mostrar o que mais é possivel.
Nós escutamos até agora a voz da vida de somente um mundo
mas pela primeira vez, podemos ver
que iniciamos uma séria pesquisa científica
pela harmonia cósmica.
Recentemente, nós aprendemos mais sobre a origem da vida.
Você se lembra do RNA
aquele ácido nuclêico que nossas células usam como mensageiros
carregando a informação genética para fora do núcleo da célula?
Então, foi descoberto que o RNA, como proteína
pode controlar reações químicas
e ainda se reproduzir, o que as proteínas não fazem.
Muitos cientistas agora perguntam se a primeira vida na Terra
foi uma molécula de RNA.
Agora parece possível que as moléculas chaves
para a origem da vida, caíram dos céus há 4 bilhões de anos atrás.
Foram encontrados uma porção de moléculas orgânicas em cometas
e eles caiam em grande número na Terra primitiva.
Nós também mencionamos a extinção dos dinossauros
e a maioria das outras espécies há aproximadamente 65 milhões de anos.
Nós sabemos que um grande cometa atingiu a Terra bem nessa data.
A mortalha de poeira da colisão deve ter resfriado e escurecido a Terra
talvez matando todos os dinossauros, mas poupando
os pequenos e peludos mamíferos que são nossos ancestrais.
Outras extinções em massa por cometas em outras épocas parecem prováveis.
Se verdadeiro, isso significa os cometas foram os que trouxeram
tanto a vida quanto a morte.