Como funcionam os alienígenas

Vermes tubulares de ventilação hidrotermal. Ver mais Imagens de OVNIs. Foto cedida pela NOAA / U.S. Departamento de Comércio

Existem outras formas de vida no universo? A busca científica por formas de vida extraterrestre foi reforçada por duas descobertas recentes. Primeiro, a descoberta de formas de vida em ambientes exóticos na Terra indica que a vida é muito saudável e pode se adaptar aos ambientes mais estranhos e hostis. Em segundo lugar, os astrônomos encontraram planetas orbitando estrelas além do nosso Sol - mais de 50 planetas extra-solares foram descobertos em 2001. Existem formas de vida alienígena em algum desses planetas?

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-Se a vida alienígena existe, como pode ser? Seriam formas de vida simples, como bactérias, vírus ou algas, ou criaturas multicelulares mais avançadas, talvez até seres inteligentes? Os alienígenas seriam animais, plantas ou teriam características de ambos? Eles teriam braços e pernas e caminhariam eretos como nós? Eles dependeriam da visão como seu sentido primário ou usariam outra maneira de reunir informações sobre o que os cerca? Eles "respirariam" oxigênio ou algum outro gás?

Especulações sobre alienígenas normalmente são deixadas para autores de ficção científica, leitores de ficção científica e escritores e diretores de Hollywood. Neste artigo, examinaremos a astrobiologia, a busca científica por vida extraterrestre. Aplicaremos o que aprendemos sobre a vida na Terra para especular sobre como seriam as formas de vida alienígena.

Conteúdo

1. Saudações, bípedes baseados em carbono!
2. O que é a vida?
3. Vida no extremo
4. Algumas regras básicas para a vida alienígena
5. Especulação: como podem ser os alienígenas?

A maioria de nós imagina a vida alienígena da maneira como é retratada nos filmes, onde os alienígenas são comumente retratados como formas humanas porque usam atores para representar os papéis diretamente na maquiagem ou como modelos para animação gerada por computador. Além disso, o público se relaciona com alienígenas semelhantes aos humanos melhor do que criaturas mais exóticas, semelhantes a monstros. No entanto, o plano do corpo humano - simetria bilateral com uma cabeça, duas pernas e dois braços - origina-se de quando os primeiros anfíbios e répteis colonizaram as massas de terra da Terra, e parece improvável que tal forma evolua em um mundo estranho. Então, vamos esquecer Hollywood por enquanto e olhar de perto a verdadeira ciência da astrobiologia.

Astrobiologia é o estudo científico da vida no universo. Os astrobiólogos procuram compreender (entre outras coisas) como a vida surgiu e evoluiu na Terra, o que governa a forma como a vida é organizada e o que torna um planeta habitável.

Astrobiologia combina as disciplinas de biologia, química, física, geologia e astronomia. Freqüentemente, os astrobiólogos devem usar as informações aprendidas sobre a vida na Terra como um guia para estudar a vida em outros lugares. Vamos examinar algumas das coisas que aprendemos com a vida na Terra.

Estruturas em forma de clube de micróbios subaquáticos chamados estromatólitos Foto cedida pela NOAA / U.S. Departamento de Comércio

Embora seja difícil estabelecer uma definição clara de "vida", a maioria dos biólogos concorda que existem muitas características em comum entre os seres vivos. Se um objeto atender a essas características, ele é considerado vivo:

• Organizado -Os seres vivos são feitos de átomos e moléculas que são organizados em células. As células de um organismo podem ser uniformes ou especializadas para várias funções. As células podem ser organizadas em tecidos, órgãos e sistemas. Os seres vivos na Terra são bastante diversos quanto à sua organização e complexidade.
• Homeostatico - Os seres vivos desempenham funções que os mantêm em um estado constante e relativamente imutável, chamado homeostase. Por exemplo, seu corpo tem sistemas que mantêm a temperatura do corpo constante - você treme se está com frio, suor se está com calor.
• Reproduz - As coisas vivas fazem cópias de si mesmas, sejam cópias exatas (clones) por reprodução assexuada ou cópias semelhantes por reprodução sexual.
• Cresce / se desenvolve - Os seres vivos crescem e se desenvolvem a partir de formas menores e / ou mais simples. Por exemplo, um humano começa a vida como um óvulo fertilizado, desenvolvendo-se em embrião, feto e depois em bebê. O bebê posteriormente cresce e se torna uma criança, adolescente e adulto.
• Consome energia do meio ambiente - permanecer em um estado relativamente constante e organizado viola a segunda lei da termodinâmica, que afirma que o grau de desordem (entropia) de todos os objetos aumenta. Para um organismo vivo manter a organização, ele deve absorver, processar e gastar energia. A maneira como os humanos e outros animais fazem isso é comendo alimentos e extraindo energia deles.
• Responde a estímulos - Os seres vivos respondem às mudanças em seu ambiente. Por exemplo, se um estímulo te causa dor, você responder afastando-se desse objeto. Se você colocar uma planta perto de uma janela bem iluminada, os galhos ou brotos crescem em direção à luz (fototropismo) Para proteção, alguns animais mudam de cor para se misturar com o ambiente (camuflar).
• Adaptado ao seu ambiente - As características de uma coisa viva tendem a ser adequadas ao seu ambiente. Por exemplo, as nadadeiras de um golfinho são planas e adaptadas para nadar. A asa de um morcego tem a mesma estrutura básica dos ossos da barbatana de um golfinho, mas tem uma membrana fina que permite o voo.

Agora que temos uma definição do que é a vida, precisamos ver como ela muda ao longo de vastas extensões de tempo. As regras básicas que regem se as espécies surgem, vivem, permanecem inalteradas ou se extinguem são as de evolução por seleção natural como proposto por Charles Darwin. A teoria da evolução de Darwin tem os seguintes pontos:

• Organismos semelhantes reproduzem organismos semelhantes - um cachorro reproduz um cachorro, um dente de leão reproduz um dente de leão e um peixe reproduz um peixe.
• Freqüentemente, o número de descendentes é superproduzido de tal forma que o número que sobrevive é menor do que o número reproduzido.
• Em qualquer população, os indivíduos variam em relação a qualquer característica, como altura, cor da pele, cor do pelo ou formato dos bicos, e essas variações podem ser passadas para a próxima geração.
• Algumas variações são favoráveis, no sentido de que tornam esses indivíduos mais adequados ao seu ambiente, e outras não. Esses organismos com variações favoráveis ​​sobreviverão e passarão essas características para seus descendentes; aqueles indivíduos com variações desfavoráveis ​​morrerão e não passarão seus traços - isto é seleção natural.
• Com tempo suficiente, a seleção natural acumulará essas características favoráveis. As espécies vão evoluir.

Embora a teoria da evolução de Darwin tenha sido proposta para explicar as mudanças nas espécies baseadas na Terra, seus princípios são gerais o suficiente para que possam ser aplicados em outras partes do universo também.

Hipótese de Terra Rara

A equação de Drake, desenvolvida pelo astrônomo Frank Drake e promovida por Carl Sagan, é usada para estimar o número de civilizações inteligentes no universo. Em contraste, o geólogo Peter Ward e o astrônomo Donald Brownlee da Universidade de Washington propuseram uma hipótese - a Hipótese de Terra Rara -- que a vida na Terra é única. Sua hipótese afirma que uma série de eventos ou situações casuais, como viver na zona habitável do Sol, ter um planeta do tipo Júpiter para limpar os restos de cometas e asteróides e ter poucas extinções em massa, permitiu o desenvolvimento de vida na Terra e seria improvável que acontecesse em outro lugar. Consulte "Terras raras: por que a vida complexa é incomum no universo" para obter detalhes.

Ventilação hidrotérmica no fundo do oceano Foto cedida pela NOAA / U.S. Departamento de Comércio

Até cerca de 30 anos atrás, acreditava-se que toda a vida na Terra dependia da energia do sol. Além disso, pensava-se que provavelmente você não encontraria vida onde as temperaturas fossem extremamente altas, como em gêiseres ou fontes termais, ou extremamente frias, como no deserto da Antártica..

Essas ideias mudaram quando os oceanógrafos exploraram fontes hidrotermais, aberturas no fundo do oceano onde água extremamente quente e rica em minerais irrompe da crosta. As fontes hidrotermais estão localizadas vários quilômetros abaixo da superfície, no fundo do oceano, onde a água ao redor está congelando ou quase congelando, é absolutamente escuro e a pressão é alta. Em comunidades organizadas em torno das bases dessas aberturas, chamadas de black smokers, os cientistas encontraram mariscos, caranguejos e vermes tubulares gigantes exóticos, medindo 2 metros de comprimento. A água que sai dessas aberturas é de 230 a 662 graus Fahrenheit (110 a 350 graus Celsius).

Como esses animais podem sobreviver tão longe da luz solar, sob essas condições extremas? Na água, os cientistas encontraram espécies de bactérias que separam o sulfeto de hidrogênio da água para obter energia para fazer compostos orgânicos (quimiossíntese) Os vermes tubulares têm bactérias em seus tecidos que os ajudam a obter energia da água. Os mariscos se alimentam das bactérias e os caranguejos se alimentam dos vermes tubulares.

A descoberta de comunidades de fontes hidrotermais mostrou que é possível que a vida evolua em lugares sem luz do sol e em outros mundos sem luz suficiente da estrela-mãe. Em vista da descoberta de fontes hidrotermais, pode ser possível que exista vida na Europa, uma lua gelada de Júpiter, que os cientistas acreditam ter um oceano de água sob sua crosta gelada.

Vermes tubulares ao redor de uma fonte hidrotérmica Foto cedida pela NOAA / U.S. Departamento de Comércio

A vida também foi encontrada em outros ambientes extremos. Os cientistas descobriram microcolônias de líquenes chamados criptoendolitos em amostras de rochas do deserto da Antártica, onde as temperaturas costumam cair para 100 graus abaixo de zero e há pouca ou nenhuma água líquida. Em contraste, termofílico bactérias (amantes do calor) foram encontradas em fontes termais, onde as temperaturas excedem o ponto de ebulição da água.

Criptoendólitos vivos (linhas verdes, pretas, verde-azuis) em uma amostra de rocha da Antártica (à esquerda) e uma bactéria termofílica em forma de bastonete (cerca de 1 mícron de comprimento) de uma fonte termal no Parque Nacional de Yellowstone (à direita) Fotos cortesia da NASA Criptoendólitos vivos (linhas verdes, pretas, verde-azuis) em uma amostra de rocha da Antártica (à esquerda) e uma bactéria termofílica em forma de bastonete (cerca de 1 mícron de comprimento) de uma fonte termal no Parque Nacional de Yellowstone (à direita) Fotos cortesia da NASA

Se a vida pode evoluir em ambientes extremos na Terra, parece possível que a vida pode existir em ambientes extremos de outros mundos, como Marte.

Batfish Foto cedida pela NOAA / U.S. Departamento de Comércio

Usando o que aprendemos com a vida na Terra, o que podemos dizer sobre a vida alienígena? Embora provavelmente seja muito diferente da vida na Terra, a vida alienígena provavelmente seguiria certas diretrizes universais, como faz a vida amplamente variável na Terra. Essas diretrizes ou regras básicas incluem o seguinte:

A vida alienígena seria governada por leis da física e química.

A vida alienígena seria baseada em algum tipo de química (eliminando o conceito de ficção científica de seres de energia pura).

• Solvente - Na Terra, o solvente de todos os nossos bioquímicos é a água líquida. Outros produtos químicos também podem ser solventes, como amônia, metano, sulfeto de hidrogênio ou fluoreto de hidrogênio.
• Temperatura - A vida alienígena pode exigir temperaturas nas quais seu solvente pode permanecer líquido.
• Pressão - A vida alienígena pode exigir pressões ambientais (e temperaturas) que permitem que os solventes existam em três estados da matéria (sólido, líquido, gás).
• Fonte de energia - Os seres vivos requerem energia para se manterem organizados. Essa energia pode vir de uma estrela ou de energia química ou geotérmica (como em fontes hidrotermais e fontes termais). Em qualquer mundo estranho, deveria haver alguma fonte de energia para sustentar a vida.
• Moléculas complexas - Os seres vivos na Terra são organizados e feitos de moléculas complexas baseadas em carbono que realizam funções bioquímicas. O carbono é um átomo versátil que pode formar ligações com até quatro outros átomos, em várias formas, para formar moléculas. Embora não seja tão versátil quanto o carbono, o silício também pode formar até quatro ligações com outros átomos e foi proposto como base para moléculas de vida alienígena (moléculas híbridas de silício-carbono também foram propostas). É provável que as formas de vida alienígena tenham algum tipo de molécula complexa para realizar funções semelhantes.
• Molécula informativa - Em organismos terrestres, ácido desoxirribonucleico (DNA) é uma molécula complexa que carrega informações genéticas e direciona a formação de outras moléculas para que a vida se reproduza e funcione. Como uma característica da vida é que ela se reproduz, parece provável que as formas de vida alienígenas também tenham algum tipo de molécula informativa.

Seres alienígenas maiores do que micróbios teriam algum equivalente a células. À medida que um organismo se torna maior, seu volume interno (função cúbica) cresce mais rápido do que sua área de superfície (função quadrada). Isso coloca um limite no tamanho do organismo, porque as substâncias de fora do organismo devem passar para dentro e através do organismo por difusão, o que depende de grandes áreas de superfície, distâncias curtas e diferenças nas concentrações. À medida que um organismo cresce, a distância ao seu centro aumenta e a difusão fica mais lenta. Para manter distâncias de difusão viáveis, um organismo deve ter muitas células pequenas em vez de uma célula grande. Portanto, um alienígena seria multicelular se fosse maior que um micróbio. (Não esperaríamos encontrar um organismo unicelular de anos-luz de largura como o retratado no episódio original de Star Trek "The Immunity Syndrome".)

A vida alienígena iria evoluir e se adaptar ao seu entorno pela teoria da evolução, conforme explicado anteriormente.

A composição fisiológica de um alienígena multicelular seria mais adequada ao seu ambiente. Os sistemas de órgãos seriam adaptados às condições ambientais, como temperatura, umidade e gravidade.

• O alienígena teria alguma forma de trazer sólidos, líquidos e gases para dentro de seu corpo, distribuindo-os por todas as células e removendo resíduos (equivalentes de coração, vasos sanguíneos e rins, por exemplo).
• O alienígena seria capaz de absorver energia de seus arredores, extrair a energia e eliminar desperdícios.
• O alienígena teria sentidos (como visão, som, toque) para obter informações do ambiente e responder aos estímulos (embora usemos a visão como nosso sentido principal, isso pode não ser verdade para os alienígenas). Eles também teriam algum tipo de cérebro ou sistema nervoso para processar informações.
• O alienígena teria algum meio de reprodução, seja sexual ou assexuado.

Organismos alienígenas provavelmente teriam estruturas ecológicas semelhantes à vida na Terra.

• O tamanho da população seria limitado com base na predominância de alimentos, predadores, doenças e outros fatores ambientais.
• Formas de vida alienígena existiriam em cadeias alimentares e teias alimentares em seu ambiente nativo, como a vida na Terra. Os produtores farão alimentos, os consumidores comerão os produtores e / ou outros consumidores e os decompositores reciclarão átomos e moléculas de organismos mortos de volta ao meio ambiente.
• As formas de vida alienígena serão integradas a seus habitats e ecossistemas, como a vida na Terra.

Como você pode ver, a vida de qualquer tipo está intimamente ligada ao seu ambiente, então as características do planeta seriam extremamente importantes na determinação das características da forma de vida.

Com essas regras básicas em mente, e uma vez que nenhuma forma de vida extraterrestre foi descoberta de forma conclusiva, a fisiologia alienígena está no reino de nossa imaginação. Os autores de ficção científica, especialmente os "difíceis" que tentam aderir estritamente à ciência real, fazem isso há anos. Eles primeiro projetam ou constroem um mundo, trabalhando cuidadosamente em suas características físicas, astronômicas e ecológicas. Em seguida, eles trabalham que tipo de alienígenas podem existir naquele mundo. Um exemplo de um desses exercícios de construção de mundos pode ser encontrado no Projeto Epona, onde vários escritores de ficção científica se juntaram para criar um mundo chamado Epona, completo com planetário, geológico e ecológico dados. Um artista, Steven Hanly, criou criaturas Epona.

Para seu romance "Missão da Gravidade", Hal Clement criou um mundo chamado Mesklin que circunda uma estrela dupla. Mesklin gira uma vez a cada dezoito minutos e tem uma forma achatada causada por sua rotação. A gravidade de Mesklin varia de três vezes a gravidade da Terra, no equador, a setecentas vezes nos pólos. Mesklin tem uma atmosfera de hidrogênio e oceanos de metano. Os mesklinitas, uma das formas de vida do planeta, são pequenas criaturas semelhantes a centopéias, feitas de uma proteína esquelética de inseto chamada quitina. Eles têm 18 pares de pernas que terminam em pés semelhantes a ventosas, pinças dianteiras para agarrar, um forte sistema circulatório e absorvem hidrogênio através de suas conchas. Eles são imensamente fortes - resultado de viver em um mundo de alta gravidade, mas eles têm medo de serem pegos porque uma queda de uma pequena altura pode ser fatal em uma gravidade tão alta. (Consulte o "Guia de Barlowe para extraterrestres" e "A ciência dos alienígenas" para obter descrições de mesklinitas e outras formas de vida alienígena.)

Em, nós imaginamos um mundo estranho e formas de vida alienígenas. Em nosso mundo, o planeta orbita uma estrela brilhante. Apenas 10% do mundo é coberto por água de superfície, mas em toda a massa de terra existem bolsões de água que se acumulam sob a areia devido à chuva esparsa. O ambiente é quente e árido e o sol é forte. O planeta é enorme e tem uma gravidade cem vezes mais forte que a da Terra. A atmosfera é uma mistura de ar semelhante à da Terra de hélio, oxigênio e dióxido de carbono.

As duas formas de vida alienígena que imaginamos para este mundo são animais - predadores móveis que vivem ao redor dos pequenos corpos d'água superficiais do planeta. Ambos os alienígenas são baixos, com cerca de 30 centímetros de altura, com membros grossos para suportar seu peso contra a imensa gravidade. Ambos têm coberturas grossas ou películas para minimizar a evaporação e conservar a água. Para coletar informações, um se baseia principalmente na visão, enquanto o outro usa os sentidos químicos (paladar e olfato).

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O Lashlarm, um animal estranho

o Lashlarm é nosso primeiro predador alienígena. Parece um vaso sanitário ambulante. A boca é apoiada por três pernas estreitas conectadas a um pedestal plano. Abaixo do pedestal há muitas escamas, de modo que o pedestal desliza pela superfície da areia da mesma forma que uma cobra se move no solo. Possui vários apêndices sensoriais que permitem localizar a presa por meios químicos. Ele caça perto de pequenos corpos de água superficiais, tateando ao longo da borda da água e provando a areia e a água para outros animais. Ao localizar a presa, o Lashlarm se agacha e desliza até ela. O Lashlarm então abre sua grande boca e salta sobre a presa, engolindo-a inteira.

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O Nirba, um predador alienígena

o Nirba é ligeiramente maior que o Lashlarm. Ele vive na água, perto da borda, como um crocodilo ou jacaré, mas não é totalmente aquático. O Nirba sai para atacar outros animais que descem para a água, principalmente o Lashlarm. Tem uma cabeça grande com narinas localizadas no topo do nariz para que possa respirar enquanto estiver submerso. O Nirba tem pele grossa, para evitar a desidratação quando está fora da água no sol quente, e pernas dianteiras grandes e musculosas com grandes garras para matar suas presas. Uma longa cauda o ajuda a nadar na água, e a ponta em forma de "ponta de flecha" auxilia na caça e na defesa territorial.

Para obter mais informações sobre a vida alienígena e tópicos relacionados, verifique os links na página seguinte.

Referências de especulação alienígena

• "The Science of Aliens"
• "Guia de Barlowe para extraterrestres"
• "Aliens and Alien Societies"
• "Construindo um Mundo"
• "Compartilhando o Universo: Perspectivas de Vida Extraterrestre"

Links Relacionados

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• Como funcionam os seus rins
• Como os músculos funcionam
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Mais ótimos links

• PBS: Life Beyond Earth
• Biologia Planetária
• Astrobiologia: o universo vivo
• Página inicial do Instituto de Astrobiologia da NASA
• Woods Hole Oceanographic Institution: Dive and Discover - Expeditions to the Seafloor
• Introdução ao Archaea: Extremistas da Vida ...