De Carl Sagan
Uma viagem pessoal
UMA VOZ NA SINFONIA CÓSMICA
Por toda a minha vida, perguntei-me se haveria vida fora da Terra.
Naqueles incontáveis planetas que, supomos,
orbitam outros sóis também haveria vida?
Os seres de outros mundos seriam como nós ou completamente diferentes?
De que seriam feitos?
Na imensidão da Via Láctea,
será comum aquilo que denominamos "vida"?
A natureza da vida na Terra e a busca por vida em outros lugares
são os dois aspectos de uma mesma questão:
Saber de fato quem somos nós.
Todos os seres vivos da Terra são feitos de moléculas orgânicas,
uma complexa arquitetura microscópica construída sobre átomos de carbono.
Em meio à escuridão interestelar também há moléculas orgânicas,
em gigantescas nuvens de gás e poeira cósmica.
No interior delas, há ninhadas de novos mundos em formação.
Suas superfícies podem estar cobertas de moléculas orgânicas.
Moléculas quase certamente não produzidas por uma forma de vida,
embora sejam os componentes da vida.
Em mundos adequados, elas poderão dar origem à vida.
A matéria orgânica é abundante no cosmos,
governada pelas mesmas reações químicas em toda parte.
Talvez, dado o tempo suficiente,
a origem e a evolução da vida sejam inevitáveis em cada um dos mundos propícios.
Com certeza, há certos planetas hostis demais à vida.
Em outros, a vida pode surgir e desaparecer,
ou nunca evoluir para além das formas mais simples.
E, numa pequena fração de mundos,
poderão se desenvolver inteligências
e civilizações mais avançadas que as nossas.
Toda vida em nosso planeta está intimamente interligada.
Possuímos uma química orgânica e uma herança evolucionária em comum.
E por isso nossos biólogos são muito limitados.
Eles estudam apenas uma biologia,
apenas um dos temas da música da vida.
Será esta a única voz em milhares de anos-luz?
Ou haverá uma sinfonia cósmica, bilhões de vozes diferentes,
executando a música da vida galáctica?
Foi neste mundo azul que surgimos.
Já houve uma era anterior à vida.
Mas nosso planeta está transbordando de vida.
Como ela apareceu? Como eram as moléculas orgânicas no princípio?
Como a vida evoluiu até produzir seres tão elaborados e complexos como nós,
capazes de explorar os mistérios de nossa própria origem?
Deixem-me contar uma história sobre um pequeno tema
da música da vida na Terra.
Na história humana, no século 12,
o Japão era governado por um clã de guerreiros chamado Heike.
O líder legítimo dos Heike, o imperador do Japão,
era um menino de 7 anos chamado Antoku.
Sua guardiã era sua avó, a senhora Nii.
Os Heike travavam então uma longa e sangrenta batalha
com outro clã samurai, os Genji.
Cada qual reivindicava um direito ancestral ao trono imperial.
A batalha decisiva ocorreu em Dan-no-ura,
no mar interior do Japão
em 24 de abril de 1185.
Os Heike estavam em desvantagem numérica e estratégica.
Com a guerra perdida,
os guerreiros Heike que sobreviveram se lançaram ao mar e se afogaram.
A avó do imperador, senhora Nii,
decidiu que eles não seriam capturados vivos.
O que aconteceu a seguir é descrito no Conto dos Heike:
"O jovem imperador perguntou à senhora Nii:
'Para onde está me levando? '
Ela voltou-se para o jovem soberano com lágrimas nos olhos
e confortou-o.
Com os olhos marejados de lágrimas,
o pequeno soberano uniu suas mãozinhas em prece.
Primeiro, voltou-se para o leste, despedindo-se do deus Ise,
depois, para o oeste para recitar o nembutsu,
a prece a Amida Buda.
A senhora Nii tomou-o em seus braços e dizendo:
'As profundezas do oceano serão nossa capital',
afundou com ele nas ondas.' '
A destruição da armada dos Heike em Dan-no-ura
marcou o fim do reinado de 30 anos do clã.
Os Heike quase desapareceram da história.
Apenas 43 deles sobreviveram, somente mulheres.
Estas ex-damas de companhia da corte imperial passaram a vender flores
e outros favores aos pescadores que viviam no local da batalha.
Estas mulheres e seus descendentes, tidos com os pescadores,
instituíram um festival para comemorar a batalha.
Desde então, todo ano, em 24 de abril,
seus descendentes vão ao templo de Akama,
onde está o mausoléu do menino-imperador que se afogou aos 7 anos,
Antoku.
Lá, realizam uma cerimônia em homenagem
à vida e morte dos guerreiros Heike.
Mas esta história tem um final estranho:
Os pescadores dizem que os samurais Heike
ainda vagam pelo fundo do mar,
sob a forma de caranguejos.
Encontramos aqui caranguejos com marcas curiosas em suas carapaças,
que lembram um rosto humano
com o cenho franzido dos samurais do Japão medieval.
Estes caranguejos, quando apanhados, não são comidos.
São devolvidos ao mar em memória dos dolorosos eventos
da batalha de Dan-no-ura.
Esta lenda suscita um enigma fascinante.
Como foi que a face de um guerreiro
foi parar na carapaça de um caranguejo?
Como seria possível?
A resposta, ao que parece, é que os humanos a produziram.
Mas como? Assim como muitos outros traços,
os padrões na carapaça destes caranguejos são hereditários.
Mas entre caranguejos, assim como entre nós, há muitas linhagens diferentes.
Suponhamos que, casualmente,
entre os ancestrais desse caranguejo,
havia um que lembrava um pouco um rosto humano.
Muito antes da batalha,
os pescadores podem ter relutado em comer um caranguejo com feições humanas.
Devolvendo-o ao mar,
eles desencadearam um processo de seleção.
Se você for um caranguejo com uma carapaça comum,
os humanos vão comê-lo.
Mas se sua carapaça lembrar um rosto, eles vão jogá-lo de volta ao mar
e você poderá ter uma ninhada de caranguejinhos iguais a você.
Após várias gerações de homens e caranguejos,
os caranguejos parecidos com um rosto de samurai,
preferencialmente, sobreviverão.
Até finalmente produzirem não um rosto humano,
um rosto japonês, mas o rosto de um guerreiro samurai.
Tudo isso nada tem a ver com o que os caranguejos querem.
A seleção é imposta de fora para dentro.
Quanto mais parecido com um samurai,
maiores serão suas chances de sobreviver.
Até que existam muitos caranguejos parecidos com samurais.
Este processo é chamado de seleção artificial.
No caso do caranguejo heike,
foi feita de forma mais ou menos inconsciente pelos pescadores
e certamente sem intenções mais sérias por parte dos caranguejos.
Os humanos, por milhares de anos,
selecionaram deliberadamente quais plantas e animais deveriam viver.
Estamos cercados por animais, frutas e vegetais domesticados.
De onde eles vieram?
Já teriam a forma presente quando viviam em estado selvagem
e acabaram levados para uma vida menos árdua nas fazendas?
Não, eles foram, quase todos, criados por nós.
O essencial na seleção artificial de um cavalo ou uma vaca,
de um grão de arroz ou de um caranguejo heike é isto:
Muitas características transmitidas por hereditariedade,
que passam aos descendentes.
Os seres humanos encorajam a reprodução de certas espécies
e desencorajam a reprodução de outras.
A espécie selecionada acaba se tornando abundante.
As não selecionadas tornam-se raras ou extintas.
Se a seleção artificial produz tais mudanças em alguns milhares de anos,
o que a seleção natural
não será capaz de fazer ao longo de bilhões de anos?
A resposta é toda a beleza e diversidade do mundo biológico.
Que a vida evoluiu ao longo das eras é evidente,
não apenas nas mudanças que introduzimos nos animais e nas plantas,
mas também pelos registros gravados nas rochas.
As provas fósseis contam-nos inequivocamente
sobre as criaturas que já existiram em grande número
e que hoje desapareceram completamente.
Já houve muito mais espécies do que as que existem hoje.
Foram as experiências finalizadas da evolução.
Estes trilobitas, por exemplo, surgiram há 600 milhões de anos.
Viveram durante 300 milhões de anos e desapareceram.
Não restou nenhum.
Mas nas rochas antigas não há fósseis de pessoas ou de gado.
Nossa evolução é muito recente.
A evolução ocorreu de fato, não é uma teoria.
Aconteceu de verdade.
O mecanismo da evolução é a seleção natural,
a grande descoberta de Charles Darwin e Alfred Russel Wallace.
Funciona da seguinte maneira:
A natureza é prolífica.
Nascem muito mais criaturas do que as que podem sobreviver.
As espécies que acidentalmente forem menos adaptadas,
não sobrevivem ou, ao menos, deixam poucos descendentes.
Mas as mutações, súbitas modificações na hereditariedade,
são transmitidas. Passam para os descendentes.
O ambiente seleciona aquelas mutações ocasionais que facilitam a sobrevivência
e o resultado dessas lentas mudanças nos seres vivos
dá origem a novas espécies.
Muitas pessoas ficaram escandalizadas com as idéias da evolução
e da seleção natural. Nossos ancestrais encaravam a complexidade
e a beleza da vida como a prova
de que havia um grande arquiteto.
O mais simples dos organismos é, sem dúvida,
muito mais complexo que o mais moderno relógio de bolso.
No entanto, os relógios não se engendram espontaneamente
ou evoluem gradualmente por si mesmos a partir de,
digamos, relógios ancestrais.
Um relógio pressupõe um relojoeiro.
Por isso, parece impossível que átomos
espontaneamente se juntassem e criassem, por exemplo,
um dente-de-leão.
A idéia de um arquiteto é atraente,
uma explicação demasiado humana do mundo biológico,
mas Darwin e Wallace demonstraram que havia outra explicação,
também humana e muito mais atraente:
A seleção natural,
que torna mais bela a música da vida através das eras.
Para entendermos a passagem das eras,
condensamos todo o tempo em um único ano cósmico,
com o Big Bang começando em 1° de janeiro.
Cada mês aqui representa pouco mais de um bilhão de anos.
A Terra só foi formada no terço final desse ano cósmico.
Nosso conhecimento da história da vida é muito recente,
ocupando apenas os últimos segundos de 31 de dezembro,
este pontinho luminoso no canto inferior direito do calendário cósmico.
O que aconteceu na Terra pode ser mais ou menos comum
na evolução da vida em outros mundos, mas nos detalhes,
a história da vida na Terra, provavelmente,
é um caso único em toda a Via Láctea.
Os segredos da evolução são o tempo e a morte.
Tempo, para o lento acúmulo de mutações favoráveis
e morte, para dar lugar a novas espécies.
A vida na Terra apareceu em setembro do calendário cósmico,
quando nosso mundo, ainda informe e cheio de crateras
em função de sua origem violenta, devia se parecer um pouco com a Lua.
A Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos de idade.
No calendário cósmico, condensou-se
de gás interestelar e poeira cósmica por volta de 14 de setembro.
Sabemos pelos fósseis que a origem da vida começou pouco depois,
talvez por volta de 25 de setembro,
provavelmente nos lagos e oceanos da Terra primitiva.
Os primeiros seres não eram nem de longe tão complexos
quanto os organismos unicelulares,
que já são formas de vida muito sofisticadas.
Os primeiros traços de vida eram muito mais modestos
e surgiram em nível molecular.
Naqueles tempos, relâmpagos e luz ultravioleta do Sol
quebravam as moléculas simples da atmosfera primitiva, ricas em hidrogênio,
e os fragmentos moleculares foram se recombinando espontaneamente
em moléculas cada vez mais complexas.
O resultado dessas primeiras reações químicas se dissolvia nos oceanos,
formando uma espécie de sopa orgânica
de complexidade gradualmente crescente,
até que um dia surgiu, por puro acaso,
uma molécula capaz de fazer cópias rudimentares de si mesma,
usando como base outras moléculas da sopa.
Este foi o ancestral do DNA,
a molécula fundamental da vida na Terra.
É feito de quatro partes moleculares diferentes, os nucleotídeos,
que formam as quatro letras do código genético,
a linguagem da hereditariedade.
Cada nucleotídeo, os degraus da escada do DNA,
tem uma cor diferente neste modelo.
As instruções soletradas são diferentes conforme os diferentes organismos.
É por isso que organismos diferentes são diferentes!
Uma mutação é uma modificação em um nucleotídeo,
um erro nas instruções genéticas.
A maior parte das mutações acarreta erros genéticos,
pois são aleatórias. Elas são prejudiciais às gerações seguintes.
Mas algumas poucas, acidentalmente,
fazem mais sentido que as instruções originais
e auxiliam na evolução da vida.
O DNA é cerca de 1 bilhão de vezes menor do que representado aqui.
Na verdade, cada uma dessas coisas que se assemelham a um pedaço de fruta
é um átomo.
Sem a ajuda de instrumentos científicos, as engrenagens da vida são invisíveis.
Há 4 bilhões de anos,
os ancestrais do DNA competiam pelos componentes moleculares
e deixavam cópias rudimentares deles próprios.
Não havia predadores, a matéria-prima era abundante.
Portanto, os oceanos e as poças turvas que preenchiam as crateras
eram, para essas moléculas, verdadeiros paraísos.
Com a reprodução, mutação e a seleção natural,
a evolução das moléculas vivas já estava a caminho.
Variedades com funções especializadas reuniam-se,
formando um coletivo, a primeira célula.
A sopa orgânica acabou por devorar a si mesma.
Mas a essa altura as plantas já haviam aparecido,
capazes de usar a luz solar para fabricar seus próprios componentes.
Elas tornaram verde a água.
Um certo número de plantas unicelulares reuniu-se:
Os primeiros organismos multicelulares.
Igualmente importante foi a invenção,
apenas no início de novembro,
do sexo, com o qual os micróbios se deparam por acaso.
Por volta de 1° de dezembro,
as plantas começaram a liberar enormes quantidades
de oxigênio e nitrogênio na atmosfera.
O céu é um produto da vida.
De repente, em 15 de dezembro,
houve uma proliferação extraordinária de formas de vida.
Um acontecimento conhecido por "explosão cambriana".
Sabemos pelos fósseis que a vida surgiu pouco depois da formação da Terra,
o que sugere que a origem da vida pode ser um processo químico inevitável
em um sem-número de planetas semelhantes ao nosso por todo o Cosmos.
Mas na Terra, por mais de 4 bilhões de anos,
a vida não evoluiu além de algas.
Portanto, é provável que formas mais complexas de vida
sejam mais difíceis de aparecer,
mais ainda do que a própria origem da vida.
Se for assim, os planetas de nossa galáxia
podem estar repletos de microorganismos, mas grandes animais,
plantas e seres inteligentes podem ser comparativamente raros.
Em 18 de dezembro, já havia cardumes de trilobitas,
alimentado-se nas profundezas oceânicas
e por toda parte criaturas semelhantes a lulas com suas conchas multicoloridas.
Sabemos o bastante para detalharmos o que aconteceu daí em diante.
Os primeiros peixes e vertebrados surgiram em 19 de dezembro.
As plantas começaram a colonizar a terra firme no dia 20.
Os primeiros insetos alados surgiram no dia 22.
E nesse dia também apareceram os primeiros anfíbios,
criaturas semelhantes aos peixes pulmonados,
aptas a sobreviver tanto na terra como na água.
Nossos ancestrais diretos já deixavam para trás os oceanos.
Os primeiros arbustos e répteis evoluíram em 23 de dezembro,
dois magníficos acontecimentos evolucionários.
Descendemos de alguns daqueles répteis.
Os dinossauros apareceram na véspera de Natal.
Havia muitas espécies deles. Eles já dominaram a Terra.
Muitos eram bípedes e tinham uma inteligência considerável.
Grandes lagartos passavam estrondosamente,
rugindo por entre as selvas fumegantes.
Sem ser notado por eles, uma nova criatura,
cujos filhotes nasciam desprotegidos, fazia sua tímida aparição.
Os primeiros mamíferos surgiram em 26 de dezembro.
E no dia seguinte, os primeiros pássaros.
Mas os dinossauros ainda dominavam o planeta.
Então, de repente, sem aviso, em todo o planeta, de uma só vez,
eles desapareceram. A causa é desconhecida, mas a lição é óbvia:
Mesmo 160 milhões de anos sobre a Terra não são garantia de sobrevivência.
Os dinossauros extinguiram-se
por volta da época em que surgiram as primeiras flores.
Em 30 de dezembro,
surgiram as primeiras criaturas que lembravam um pouco os humanos,
seguindo-se um espetacular aumento no tamanho de seus cérebros.
Então, na noite do último dia do último mês,
há apenas alguns milhões de anos,
os primeiros humanos de verdade ingressaram no calendário cósmico.
A história humana registrada
ocupa apenas os últimos 10 segundos do ano cósmico.
Agora, vejamos mais de perto quem foram nossos ancestrais.
Um pequeno incidente químico desencadeou um dos momentos mais grandiosos
da história do planeta.
Havia muitos tipos de moléculas na sopa primordial.
Algumas atraíam a água em uma ponta e a repeliam na outra.
Isso fez com que se agrupassem em uma diminuta concha esférica,
como uma bolha de sabão, que protegia seu interior.
Dentro da bolha, os ancestrais do DNA encontraram um lar,
surgiu assim a primeira célula.
Levou centenas de milhões de anos
para que as minúsculas plantas surgissem, liberando oxigênio.
Mas este ramo não levou até nós.
As bactérias capazes de absorver oxigênio
levariam mais de 1 bilhão de anos para surgir.
A partir de um núcleo isolado,
uma célula desenvolveu-se com um núcleo dentro de si.
Alguns desses seres amebóides acabaram dando origem a plantas.
Outros formaram colônias,
cujas células internas e externas desempenhavam diferentes tarefas.
E tornaram-se pólipos fixados no leito oceânico,
filtrando alimento da água
e desenvolvendo pequenos tentáculos
para direcionar o alimento para suas bocas primitivas.
Este nosso humilde ancestral também originou
animais protegidos por uma couraça espinhosa, com órgãos internos,
incluindo nossa prima estrela-do-mar.
Mas não descendemos dela.
Há cerca de 550 milhões de anos,
esses filtradores de alimento desenvolveram fendas branquiais
mais eficientes na absorção de alimentos da água.
Um ramo evolucionário deu origem aos enteropneustos.
Outro, a uma criatura capaz de nadar na fase larval,
mas que como adulto se fixava firmemente no leito oceânico.
Alguns ganharam formas tubulares.
Outros permaneceram na fase larval para o resto de suas vidas
e tornaram-se nadadores com um vestígio de espinha dorsal.
Nossos ancestrais agora, há 500 milhões de anos,
eram peixes desprovidos de maxilares que filtravam seu alimento,
um pouco como as lampreias.
Aos poucos, estes peixinhos desenvolveram olhos e maxilares.
Os peixes começaram assim a devorar uns aos outros.
Quem nadava mais rápido sobrevivia.
Dotados de maxilares para comer,
podiam usar as guelras para absorver o oxigênio da água.
Assim surgiram os peixes contemporâneos.
Durante o verão, alguns pântanos e lagos secavam.
Por isso, alguns peixes desenvolveram pulmões primitivos para respirar
até que as chuvas voltassem. Seus cérebros estavam ficando maiores.
Se as chuvas não vinham,
era conveniente ser capaz de arrastar-se até o próximo charco.
Esta foi uma adaptação importantíssima.
Surgiram os primeiros anfíbios, ainda com rabo de peixe.
Anfíbios, assim como os peixes, desovam na água,
onde seus ovos são presas fáceis. Até que surgiu uma esplêndida invenção,
o ovo com casca, posto em terra firme, onde ainda não havia predadores.
Répteis e tartarugas remontam a essa época.
Muitos dos répteis nascidos em terra nunca mais retornavam à água.
Alguns se tornaram dinossauros.
Uma linhagem de dinossauros desenvolveu penas, usadas em vôos curtos.
Hoje, os últimos descendentes vivos dos dinossauros são os pássaros.
Os grandes dinossauros deram origem a outra ramificação.
Alguns foram os maiores carnívoros que já existiram sobre a terra.
Mas há 65 milhões de anos, todos eles desapareceram misteriosamente.
Enquanto isso, seus predecessores também evoluíam em uma outra direção.
Criaturas pequenas e ágeis, cujos filhotes se desenvolviam dentro do corpo materno.
Após a extinção dos dinossauros, surgiram muitas espécies delas.
Os filhotes nasciam muito imaturos nos marsupiais,
como nos vombates e nos mamíferos.
Os filhotes tinham de aprender a sobreviver. O cérebro cresceu ainda mais.
Algo semelhante a um musaranho foi o ancestral de todos os mamíferos.
Uma linhagem subiu em árvores, desenvolvendo destreza,
visão estereoscópica, cérebro maior e curiosidade pelo ambiente que os circundava.
Alguns se tornaram babuínos, mas esta não é ainda nossa linhagem.
Macacos e humanos têm um ancestral recente em comum.
Sejam nos ossos, músculos ou moléculas,
quase não há diferenças significativas entre macacos e humanos.
Ao contrário do chimpanzé, nossos ancestrais andavam eretos,
deixando livres as mãos para remexer, consertar e experimentar.
Ficamos mais espertos. Começamos a falar.
Muitos ramos paralelos da família humana extinguiram-se
nos últimos milhões de anos.
Nós, com nosso cérebro e nossas mãos, somos sobreviventes.
Há um encadeamento contínuo que se estende das primeiras células até nós.
Vejamos mais uma vez,
condensamos 4 bilhões de anos de evolução em 40 segundos.
Estas são algumas das coisas que as moléculas podem fazer
em 4 bilhões de anos de evolução.
Às vezes, representamos a evolução como o conjunto de ramificações
a partir de um tronco inicial, cada ramificação podada e aparada
pela seleção natural.
Todas as plantas e animais vivos têm uma história tão antiga
e ilustre como a nossa.
Os humanos são uma dessas ramificações.
Mas agora já afetamos o futuro de todos os ramos
dessa velha árvore de 4 bilhões de anos.
Como as árvores são encantadoras!
A espécie humana criou-se nelas e em torno delas.
Temos uma afinidade natural com as árvores.
As árvores realizam fotossíntese: Elas apanham a luz do Sol,
competem pelos favores do Sol.
Vejam aquelas duas árvores ali,
empurrando e abrindo caminho em busca de luz,
mas graciosamente e com uma lentidão impressionante.
Há tantas plantas sobre a Terra que corremos o risco de achá-las banais,
de perdermos de vista sua sutileza e sua eficiência.
Elas são enormes e belas máquinas, movidas à luz solar,
absorvendo água do solo e dióxido de carbono do ar,
convertendo-os em alimento para seu uso e o nosso também.
Este é um museu vivo de plantas,
os jardins botânicos reais de Kew, em Londres.
Toda planta usa os carboidratos que produz como fonte de energia
na realização de suas tarefas.
E nós, animais, que somos basicamente parasitas das plantas,
roubamos os carboidratos para podermos lidar com nossas tarefas.
Ao comermos as plantas e seus frutos, combinamos carboidratos e o oxigênio
que, como resultado da respiração, é dissolvido em nosso sangue.
Dessa reação química, retiramos a energia de que precisamos.
Nesse processo, expelimos o dióxido de carbono na atmosfera,
que as plantas usam, por sua vez, para fabricar mais carboidratos.
Que maravilhoso acordo cooperativo!
Plantas e animais, cada um usando os gases descartados pelo outro,
o ciclo inteiro alimentado pelos raios solares.
Mas haveria dióxido de carbono no ar mesmo se não existissem animais.
Precisamos das plantas mais do que elas precisam de nós.
Há muitas semelhanças de parentesco entre os organismos da Terra.
Algumas são muito evidentes, como o uso do número 5.
Os humanos possuem cinco grandes projeções corporais:
Uma cabeça, dois braços e duas pernas.
Patos também, embora as funções dessas partes
não sejam as mesmas.
Um polvo ou uma centopéia tem um desenho diferente.
E um ser de outro planeta pode ser mais estranho ainda.
Estas semelhanças prosseguem em um grau ainda maior
se considerarmos as bases moleculares da vida.
Há dezenas de bilhões de tipos de moléculas orgânicas.
Embora apenas 50 delas sejam empregadas no maquinário básico da vida.
As mesmas 50 moléculas são empregadas vezes sem fim, engenhosamente,
para diferentes funções em cada ser vivo.
E quando nos dirigimos ao cerne da vida,
às proteínas que controlam as reações químicas celulares,
até as espirais ou hélices dos ácidos nucléicos
que carregam as informações hereditárias, constatamos que essas moléculas
são idênticas em todas as plantas e animais da Terra.
Este carvalho e eu somos feitos da mesma matéria.
Se voltarmos no tempo, acharemos um ancestral em comum.
É por isso que nossa química é tão parecida.
Vamos viajar e examinar esta base comum da vida,
uma viagem para investigar o maquinário molecular no âmago da vida na Terra,
uma jornada ao núcleo celular. Primeiro, precisaremos de uma célula.
Eu tenho trilhões delas, posso emprestar algumas....
O ato bastante comum de espetar o dedo
é um evento de certa magnitude na escala das coisas muito pequenas.
Milhões de glóbulos vermelhos são desviados de suas rotas normais.
Mas a maioria continua a percorrer o corpo,
transportando seus carregamentos de oxigênio até a mais remota das sardas.
Estamos prestes a entrar em uma célula viva, um território,
à sua maneira, tão complexo e belo
quanto o território das galáxias e das estrelas.
Entre os inúmeros glóbulos vermelhos encontramos um glóbulo branco,
o linfócito, cuja tarefa é me proteger de micróbios invasores.
Produz anticorpos em sua superfície estriada.
Mas seu interior é como o das demais células.
Penetrando através da membrana, chegamos ao interior da célula.
Aqui, cada estrutura tem uma função.
Aquelas bolhas verde-escuras são fábricas onde as moléculas mensageiras
produzem as enzimas que controlam a química celular.
As mensageiras são instruídas e despachadas pelo núcleo,
o coração e o cérebro da célula.
Todas as instruções de como a célula deve funcionar
e se reproduzir estão escondidas lá dentro.
Podemos ver um túnel, um poro no núcleo e adentramos
no mais sagrados dos santuários da vida.
Estes colares, estas fitas intrincadamente entrelaçadas
são os ácidos nucléicos, o DNA.
Tudo o que é preciso saber para criar um ser humano
está codificado na linguagem da vida, na molécula de DNA.
Esta é a dupla hélice do DNA,
uma máquina com cerca de 100 bilhões de partes móveis: Os átomos.
Há tantos átomos em uma molécula de DNA
quanto há estrelas em uma galáxia típica.
A seqüência de nucleotídeos, vistos aqui em cores vivas,
é tudo o que é transmitido geração após geração.
Mudar a ordem dos nucleotídeos implica a mudança das instruções genéticas.
O DNA tem de se replicar com a máxima fidelidade.
A reprodução de uma molécula de DNA inicia-se na separação das duas hélices.
Isto é realizado por uma enzima "desembaraçadora".
Como um instrumento de precisão, esta enzima, vista aqui em roxo,
quebra as ligações químicas que conectam os nucleotídeos e unem as duas hélices.
Esta enzima age sobre a molécula,
abrindo-a como um zíper.
Cada hélice faz uma cópia da outra, supervisionada por enzimas especiais.
A sopa orgânica dentro do núcleo contém muitos nucleotídeos livres.
A enzima reconhece os que se aproximam e os encaixa no devido lugar,
reproduzindo outro degrau na dupla hélice.
Enquanto o DNA se replica em uma de nossas células,
dúzias de nucleotídeos são adicionados a cada segundo.
Milhares destas enzimas podem ser empregadas
em uma determinada molécula de DNA.
Quando um nucleotídeo não se encaixa, a enzima joga-o fora.
Chamamos isso de "revisão". Nos raros erros de revisão,
em que um nucleotídeo incorreto é adicionado
e uma pequena mudança aleatória é incorporada nas instruções genéticas,
ocorre uma mutação.
Esta enzima é uma molécula diminuta, mas capaz de apanhar nucleotídeos,
arranjá-los na ordem correta e revisá-los.
É responsável fundamentalmente pela reprodução de cada célula
em todo ser vivo da Terra.
Aquela enzima e o próprio DNA
são máquinas moleculares com incríveis poderes.
Dentro de cada ser vivo, estas máquinas trabalham,
assegurando a contínua reprodução dos ácidos nucléicos.
Um pequeno corte em minha pele aciona um alarme local.
O sangue produz uma teia complexa de fibras resistentes
para formar um coágulo e estancar o sangramento.
O equilíbrio aqui é fundamental: Uma coagulação excessiva
faria a corrente sangüínea solidificar-se.
Se for insuficiente, você poderia sangrar até a morte ao menor arranhão.
O equilíbrio é obtido por meio das enzimas instruídas pelo DNA.
Aqui também há uma espécie de brigada sanitária,
formada por glóbulos brancos que entram em ação,
cercando as bactérias invasoras e devorando-as avidamente.
Esta "faxina" é outra parte do processo de cura,
também controlada pelo DNA.
Estas células são parte de nós, mas como parecem alienígenas!
Dentro de cada célula há um aparato molecular meticulosamente desenvolvido:
Ácidos nucléicos, enzimas, a arquitetura celular.
Cada célula é um triunfo da seleção natural.
E somos feitos de trilhões delas.
Somos, cada um de nós, uma multidão.
Dentro de nós, há um pequeno Universo.
O DNA é uma escada espiralada,
formada por bilhões de nucleotídeos.
Muitas combinações possíveis de nucleotídeos são um contra-senso;
ou seja, são a expressão de proteínas que não têm nenhuma serventia.
Comparativamente, apenas umas poucas moléculas de ácido nucléico
são úteis na criação de formas de vida tão complexas como nós.
Ainda assim,
o número de combinações úteis de ácidos nucléicos é estarrecedoramente grande.
É, provavelmente, maior que o número total de átomos do Universo.
Isso significa que o número de tipos de seres humanos
possíveis é muito maior do que o total de seres humanos que já viveram.
Este potencial inexplorado da espécie humana é enorme.
Deve haver formas de combinar ácidos nucléicos que funcionem muito melhor,
independentemente do critério escolhido,
do que as instruções hereditárias de qualquer ser humano que já existiu.
Felizmente, não sabemos, pelo menos ainda não,
como combinar seqüências alternativas de nucleotídeos
que gerem tipos diferentes de seres humanos.
Mas no futuro, é bem possível que consigamos combinar ácidos nucléicos
em qualquer seqüência desejada para produzir
quaisquer características humanas que reputemos desejáveis,
uma perspectiva perturbadora e apavorante.
Nós, seres humanos, não nos parecemos muito com árvores.
Certamente, encaramos o mundo de forma muito diferente.
Mas no fundo, no cerne molecular da vida,
somos essencialmente idênticos às árvores.
Ambos usamos ácidos nucléicos como material genético,
ambos usamos proteínas na forma de enzimas para controlar a química celular.
E, mais significativamente,
ambos usamos os mesmos códigos para traduzir
a informação dos ácidos nucléicos em informações de proteínas.
Qualquer árvore seria capaz de ler meu código genético.
Como surgiram essas semelhanças tão incríveis?
Por que somos primos das árvores?
A vida em outro planeta usaria proteínas?
As mesmas proteínas e ácidos nucléicos, o mesmo código genético?
A explicação mais comum é que somos todos,
árvores e pessoas, diabos-marinhos, bolores e bactérias,
todos descendemos de um único e mesmo caso
de origem da vida 4 bilhões de anos atrás nos primórdios de nosso planeta.
Mas como surgiram as moléculas da vida?
Em um laboratório da Universidade Cornell,
misturamos os gases e os líquidos da Terra primitiva,
fornecemos energia e observamos se isso resultaria na matéria da vida.
Mas como era composta a atmosfera primitiva? De ar comum?
Se nos basearmos na atmosfera atual, a experiência fracassa.
Em vez de produzir proteínas e ácidos nucléicos,
tudo o que obtemos é fumaça, um retrocesso.
Por que este experimento não funciona?
Porque o ar atual contém oxigênio molecular.
Mas o oxigênio é produzido pelas plantas.
É óbvio, não havia plantas antes da origem da vida.
Não podemos usar oxigênio em nosso experimento,
pois ele não existia na atmosfera primitiva.
Isso faz sentido, pois o cosmos é formado principalmente de hidrogênio,
que devora o oxigênio. A gravidade branda da Terra permitiu
que a maior parte do hidrogênio escapasse para o espaço:
Quase não sobrou nenhum.
Mas há 4 bilhões de anos,
nossa atmosfera estava repleta de gases ricos em hidrogênio:
Metano, amônia, vapor de água. Estes são os gases que temos de usar.
Tomando todo cuidado para assegurar a pureza desses gases, meu colega,
Bishum Khare, bombeia-os de seus recipientes.
Um experimento similar foi executado pela primeira vez por Stanley Miller
e Harold Urey na década de 1950.
Os gases são introduzidos em um grande balão de ensaio.
Poderíamos bombardear esta mistura com raios ultravioleta,
simulando o Sol primitivo.
Mas neste experimento os gases receberão centelhas
semelhantes aos relâmpagos da atmosfera primitiva.
Após apenas algumas horas,
o interior do balão de ensaio ficou tomado por um estranho pigmento marrom,
um rico conjunto de moléculas orgânicas complexas,
incluindo os componentes das proteínas e dos ácidos nucléicos.
Sob condições adequadas, estes componentes combinam-se
espontaneamente em moléculas semelhantes a pequenas proteínas e ácidos nucléicos.
Estes ácidos nucléicos podem até mesmo produzir cópias idênticas de si mesmos.
Neste balão de ensaio estão as notas da música da vida.
Embora ainda não contenha a música propriamente dita.
Ninguém, até agora,
combinou gases e líquidos da Terra primitiva e conseguiu,
no fim do experimento, que algo saísse rastejando para fora do frasco.
Ainda há muito que ser estudado para compreender a origem da vida,
incluindo a origem do código genético.
Mas estes experimentos começaram há pouco mais de 30 anos.
A natureza teve 4 bilhões de anos para isso.
A propósito, não há nada nestes experimentos que seja exclusivo da Terra.
Os gases e as fontes de energia usados
são muito comuns por todo o cosmos.
Assim, reações químicas similares podem ter originado matéria orgânica
no espaço interestelar e aminoácidos nos meteoritos.
Reações químicas semelhantes podem ter ocorrido em bilhões de outros mundos
na Via Láctea. Veja como é fácil produzir bolotas dessa matéria.
As moléculas da vida abundam no cosmos.
Como seria a vida em outros lugares?
Ainda que tivesse uma química molecular idêntica à da vida na Terra,
o que acho muito improvável,
não poderia ser muito parecida, em sua forma,
com os organismos familiares da Terra.
O padrão aleatório dos processos evolucionários
deve ter criado em outras partes
criaturas muito diferentes das que conhecemos.
Pense em um mundo semelhante a Júpiter,
com uma atmosfera rica em hidrogênio, hélio, metano, água e amônia,
no qual as moléculas orgânicas caem dos céus como maná,
como os produtos do experimento Miller-Urey.
Poderia haver vida em um mundo assim?
Bem, há um problema peculiar aqui.
A atmosfera é turbulenta e, lá embaixo,
antes que pudéssemos alcançar a superfície, é muito quente.
Se não tomar cuidado, você pode ser tragado para baixo e frito em seguida.
Uma das formas de levar a vida é se reproduzindo antes de morrer frito.
A turbulência levará algumas de suas crias para cima, em camadas mais amenas.
Tais organismos seriam muito pequenos.
Nós os chamaremos de "mergulhadores".
Eu e o físico E. E. Salpeter, em Cornell,
fizemos um cálculo de quantas outras formas de vida
poderiam existir em um mundo assim.
Enormes balões vivos poderiam permanecer flutuando por meio de gases
produzidos para este fim, ou mantendo seu interior aquecido.
Eles poderiam se alimentar das moléculas orgânicas em suspensão,
ou produzir seu próprio alimento a partir da luz solar.
Chamaremos estas criaturas de "flutuadores".
Imaginamos estes flutuadores com quilômetros de extensão,
maiores que a maior baleia que já existiu,
seres do tamanho de cidades.
Nós os imaginamos agrupados em grandes rebanhos mansos,
até onde a vista alcança,
concentrados logo acima de um enorme oceano de nuvens.
Mas também poderia haver outras criaturas neste ambiente alienígena:
Os caçadores.
Os caçadores são rápidos e ágeis.
Eles devoram os flutuadores tanto pelas moléculas orgânicas
quanto pelo reservatório de hidrogênio puro deles.
Mas não poderão existir muitos caçadores,
pois se eles acabarem com todos os flutuadores,
eles mesmos desaparecerão.
A física e a química admitem tais formas de vida.
A arte confere-lhes verossimilhança.
Mas a natureza não é obrigada a seguir nossas especulações.
No entanto, se existirem bilhões de mundos habitados na Via Láctea,
então acho provável que haja alguns lugares
habitados por caçadores,
flutuadores e mergulhadores.
A biologia é mais parecida com a história do que com a física.
Você tem de entender o passado para compreender o presente.
Não há nenhuma teoria profética na biologia,
assim como não há nenhuma teoria profética na história.
A razão é a mesma: Ambas as disciplinas ainda são complexas demais para nós.
Mas podemos saber mais sobre nós, conhecendo outros casos.
O estudo de um caso apenas de vida extraterrestre,
por mais humilde que seja, mesmo um micróbio já serviria,
derrubaria nossos preconceitos biológicos,
mostrando-nos o que mais é possível.
Até o momento, escutamos a voz da vida de um único mundo.
Mas, pela primeira vez, como veremos,
iniciamos uma busca científica séria
de outras vozes da sinfonia cósmica.
ATUALIZAÇÃO - 10 anos depois
Recentemente, aprendemos mais sobre a origem da vida.
Lembram-se do RNA? O ácido nucléico que nossas células usam
como mensageiro das informações genéticas?
Bem, descobriu-se que o RNA assim como as proteínas,
pode controlar reações químicas, além de se reproduzir,
o que as proteínas não podem fazer.
Muitos cientistas agora se perguntam se a primeira forma de vida
não teria sido uma molécula de RNA.
Agora, parece plausível
que os componentes moleculares fundamentais para a vida
tenham caído do céu há 4 bilhões de anos.
Descobriu-se que os cometas contêm muitas moléculas orgânicas
e eles caíam em grande quantidade na Terra primitiva.
Também mencionamos a extinção dos dinossauros
e da maioria das outras espécies da Terra há cerca de 65 milhões de anos.
Sabemos agora que um grande cometa atingiu a Terra naquela época.
A poeira levantada pela colisão
deve ter escurecido e esfriado a Terra,
talvez matando todos os dinossauros,
mas poupando mamíferos pequenos e peludos, nossos ancestrais.
Outras extinções em massa, causadas por cometas, podem ter ocorrido.
Se isso for verdade,
significa que os cometas trazem tanto a vida quanto a morte.