p Quando pensamos na vida na Terra, podemos pensar em exemplos individuais que variam de animais a bactérias. Quando os astrobiólogos estudam a vida, Contudo, eles têm que considerar não apenas organismos individuais, mas também ecossistemas, e a biosfera como um todo. p Na astrobiologia, há um interesse crescente em saber se a vida como a conhecemos é uma peculiaridade da história evolutiva particular da Terra ou, em vez de, se a vida pudesse ser governada por princípios de organização mais gerais.

p Se existem princípios gerais que podem explicar as propriedades comuns a toda a vida na Terra, cientistas levantam a hipótese, então eles podem ser universais para toda a vida, até mesmo a vida em outros planetas. Se existe uma "biologia universal", teria implicações importantes para a busca de vida fora da Terra, para engenharia de vida sintética no laboratório, e para resolver a origem da vida, permitindo aos cientistas prever pelo menos algumas propriedades da vida alienígena.

p Pesquisas anteriores nesta área focaram principalmente em níveis específicos de organização dentro da biologia, como organismos individuais ou comunidades ecológicas. Esses níveis formam uma hierarquia em que os indivíduos são compostos de moléculas em interação e os ecossistemas são compostos de indivíduos em interação.

p Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores da Arizona State University (ASU) foi além de se concentrar em níveis individuais nesta hierarquia para estudar a própria hierarquia, com foco na biosfera como um todo. Os resultados de seu estudo foram publicados recentemente Avanços da Ciência .

p "Para compreender os princípios gerais que regem a biologia, devemos entender como os sistemas vivos se organizam em todos os níveis, não apenas dentro de um determinado nível, "diz o autor principal Hyunju Kim, do Beyond Center e da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da ASU.

p Por meio deste estudo, a equipe descobriu que a bioquímica, tanto no nível dos organismos quanto dos ecossistemas, é regido por princípios gerais de organização. "Isso significa que há uma lógica para a organização da bioquímica em escala planetária, "diz o co-autor Harrison Smith da Escola de Exploração da Terra e do Espaço da ASU." Os cientistas falam sobre esse tipo de lógica há muito tempo, mas até agora eles têm lutado para quantificá-lo. Quantificá-lo pode nos ajudar a restringir a maneira como a vida surge em um planeta. "

p Para esta pesquisa, a equipe construiu redes bioquímicas usando um banco de dados global de 28, 146 genomas e metagenomas anotados e 8, 658 reações bioquímicas catalogadas. Ao fazê-lo, eles descobriram leis de escala que governam a diversidade bioquímica e a estrutura de rede que são compartilhadas entre os níveis de organização de indivíduos a ecossistemas, para a biosfera como um todo.

p "Quantificar os princípios gerais da vida - não restrito a um domínio da árvore da vida, ou um ecossistema específico - é um desafio, "diz Smith." Conseguimos fazer isso combinando ferramentas da ciência da rede e da teoria da escala, ao mesmo tempo em que aproveita grandes conjuntos de dados genômicos que os pesquisadores têm catalogado. "

p A equipe de pesquisa, liderado por Kim e Smith sob supervisão de Sara Walker da Escola ASU de Exploração Terrestre e Espacial e o Centro Além, também inclui Cole Mathis do Beyond Center e do Departamento de Física da ASU (agora na Universidade de Glasgow), e Jason Raymond, da Escola de Exploração da Terra e do Espaço.

p "Compreender os princípios organizadores da bioquímica em escala global nos permite entender melhor como a vida funciona como um processo planetário", diz Walker. "A capacidade de identificar com mais rigor as propriedades universais da vida na Terra também fornecerá aos astrobiólogos novas ferramentas quantitativas para orientar nossa busca por vida alienígena - tanto no laboratório quanto em outros mundos"