O que é vida? Como se originou a vida na Terra? Onde no universo encontramos vida? E como procurar vida no universo? Essas perguntas tão antigas quanto a humanidade ainda esperam por respostas satisfatórias. A astrobiologia, uma área recente da ciência, procura evidências que apoiem a construção de teorias capazes de trazer luz a essas questões, e neste primeiro curso, serão colocados em discussão tópicos como a origem dos elementos químicos, origem e evolução da vida na Terra, e o que um planeta precisa para abrigar vida como conhecemos.

Conteúdo Programático:

Aula 1: Introdução
O que é Astrobiologia? Ao contrário de muitas outras disciplinas científicas, a astrobiologia tem implicações sobre como enxergamos a nós mesmos, como interagimos com a Terra e com o Universo. A astrobiologia, na visão atual, é definida como um campo de pesquisa dedicado a entender a origem, a evolução, a distribuição e o futuro da vida, na Terra ou fora dela. Dessa forma, algumas das principais perguntas que os astrobiólogos tentam responder vêm sendo feitas pela humanidade há milênios: “como a vida se originou e evoluiu na Terra?”, “existe vida em outros planetas?” e “como a vida se adaptou a um planeta em constante mudança e como ela o fará no futuro?”

Aula 2: A origem dos elementos e a Astroquímica
De onde vieram os elementos químicos, em especial aqueles importantes para a vida como a conhecemos? Veremos nessa aula que os processos de formação dos elementos, chamados nucleossíntese, aconteceram em vários momentos da história do Universo, em diferentes condições: a nucleossíntese primordial (que ocorreu alguns minutos após o Big Bang), a nucleossíntese estelar (por reações no interior das estrelas) e na nucleossíntese explosiva (que ocorre nas explosões de supernova). A seguir, investigaremos a formação, a destruição e a busca de moléculas em diversos ambientes astronômicos, sendo fundamental para a compreensão dos processos que levam à origem, evolução e distribuição da vida na Galáxia.

Aula 3: Planetas habitáveis
A Terra é obviamente um planeta habitável, mas como estabelecer que um planeta é potencialmente capaz de manter formas de vida durante bilhões de anos? Quais são os critérios usados para reconhecer essa habitabilidade? A existência e manutenção da vida, tal como a conhecemos na Terra, é baseada em um conjunto de propriedades razoavelmente bem estabelecido, embora permaneçam dúvidas sobre diversos detalhes. Nessa aula, tentaremos entender mais sobre esses detalhes para traçar estratégias para decidir se um planeta é habitável e como encontrar esses planetas.

Aula 4: Química prebiótica e a origem da vida
O que é vida? Por mais simples que possa parecer, a resposta a essa pergunta ainda não está bem estabelecida. Até meados do século 19 era amplamente aceito pela comunidade científica a teoria da geração espontânea, que foi proposta por Aristóteles. Foram Pasteur e Tyndall, por volta de 1850, que refutaram conclusivamente essa teoria e estabeleceram cientificamente que vida vinha de outra vida. No entanto, se assim fosse, como surgiu a primeira vida? A química prebiótica estuda todas as reações e processos que poderiam ter contribuído para a origem da vida do planeta Terra, sendo uma ciência interdisciplinar que utiliza informações e conhecimentos de diversas áreas, tais como: astrofísica, geologia, química, bioquímica, biologia, matemática e física com o objetivo de explicar o aparecimento da vida. Nesta aula, veremos como isso é possível.

Aula 5: A evolução da vida em um planeta em constante mudança e vida ao extremo
A evolução é um fenômeno que ocorre em sistemas biológicos ao longo de grandes escalas de tempo. Desde seu surgimento, a vida está em contínua evolução. Os biólogos evolutivos definem evolução como um fenômeno de “descendência com modificação”. O nosso planeta não é um sistema biológico, apesar de também sofrer mudanças, mas um sistema geológico, onde modificações são inseridas, na maioria das vezes, pela atividade tectônica de placas que causa a deriva dos continentes e vulcanismo. Essa atividade modifica profundamente a superfície terrestre e tem forte influência sobre a vida que ocupa a biosfera. Nesta aula, veremos como os sistemas biológicos modificam os sistemas biológicos e como estes influenciam, por sua vez, o desenvolvimento e adaptação dos sistemas biológicos. Veremos também que como consequência desse feedback, a vida pode existir e evoluir em lugares que, de tão extremos e inóspitos eram, até pouco tempo, inimagináveis.



Professor:

• Marcio G. B. de Avellar