A Terra como um exoplaneta

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Bernardes, Luander
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: atmosfera terrestre.; Bioassinaturas; Bioassinatures; DNA; espectroscopia no infravermelho; exoplanetas; exoplanets; extremófilos; extremophiles; infrared spectroscopy; terrestrial atmosphere
• Link de acesso: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14131/tde-28012019-221107/

É notório o fato de que o interesse pela detecção de vida fora da Terra tenha aumentado no mundo científico. A existência de possíveis traçadores biológicos na atmosfera terrestre, a presença de material vivo ou de material orgânico decomposto em superfícies e no mar aumentam as possibilidades de sucesso das pesquisas. A vida na Terra é encontrada em todas as partes, e o planeta está saturado de suas manifestações. O objetivo da presente tese é o desenvolvimento de uma metodologia que ofereça ideias para a detecção de bioassinaturas fora da Terra, particularmente em exoplanetas. Em termos de biologia molecular, a principal assinatura de vida é o DNA (ácido desoxirribonucleico), que organiza e sedia o código genético de todos os seres vivos. Outras moléculas que denunciam a presença de vida são a clorofila, carotenoides, fragmentos de DNA, moléculas orgânicas, etc. Na tentativa de se encontrar bioassinaturas na atmosfera de exoplanetas, um requisito deve ser atendido: a identificação de bandas características que permitam a detecção de um sinal que esteja associado a uma biomolécula complexa, preferencialmente na região do infravermelho, vista em meio aos picos de gases atmosféricos. Sendo assim, uma série de análises espectrais foram realizadas para amostras de DNA/células do micro-organismo extremófilo Halobacterium salinarum, com a finalidade de serem comparadas ao espectro infravermelho, obtido de forma direta da atmosfera terrestre. A pesquisa por marcadores específicos foi realizada a fim de determinar os picos que permitam a detecção desses componentes singulares quando suspensos em gases atmosféricos. Os resultados da pesquisa mostram que a atmosfera terrestre está contaminada com moléculas complexas. Existem 37 absorções em comum quando se compara o espectro da atmosfera terrestre com os espectros de células ou DNA (por exemplo 966, 936, 924, 886 e 866 cm-1). Entre elas, os picos centrados em aproximadamente 1018, 996, 900 e 840 cm-1, denunciam a presença de estruturas biogênicas ligadas à presença de ácidos nucleicos (riboses e grupos fosfatos). Investigou-se, também, a possibilidade de certas assinaturas biológicas serem mascaradas pela presença de gases quando observadas remotamente. A conclusão é que as bandas de gases como o SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 e 1124 cm-1) e C2H6 (826 cm-1), podem tornar a detecções de algumas bioassinaturas uma tarefa árdua e até mesmo impossível. Outras perguntas de pesquisa ligadas à determinação da quantidade mínima de material biológico capaz de oferecer um sinal que possa ser identificado e atribuído a um material biológico específico, assim como a possibilidade de determinação de uma banda de absorção apta a servir como fator de calibração foram abordadas. Conclui-se que há possibilidades de se detectar alguma característica biológica mesmo após diluições cobrindo 5 ordens de magnitude (variação de 760 a 0.076 ng/µl). A banda centrada em 893 cm-1 pode ser utilizada para futuras calibrações, pois responde linearmente com a variação da quantidade de material biológico. O resultado da pesquisa mostrou que existem bandas moleculares em comum entre a atmosfera e o material biológico, sendo atribuídas a potenciais marcadores moleculares que, possivelmente, poderão ser detectados de forma remota em futuras missões espaciais.