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Um Musgo do Deserto Ultra-Resistente Pode Ser a Chave para ‘Verdejar’ Marte?

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Verdejar Marte

Science fiction writers and scientists have long dreamed of how to transform Mars into a lush and green planet, a process called terraformation. This would be a very ambitious project, as Mars is currently a very harsh environment. It has a very thin atmosphere, no liquid water, and serious levels of radiation. The temperature is also, on average, -65°C/-85°F.

Supõe‑se que algum nível de megaprojetos será necessário para terraformar Marte. Por exemplo, poderíamos precisar aquecer o planeta com nanobarras metálicas produzidas em quantidades industriais. Também poderíamos extrair parte da água presa no oceano subterrâneo a 10‑15 km de profundidade sob a crosta do planeta.

Mas mesmo que esses esforços aqueçam o planeta um pouco, densifiquem sua atmosfera e forneçam mais umidade e água líquida, ainda será um lugar muito implacável no início. Felizmente, pesquisas sobre ecossistemas desérticos na Terra nos dão uma perspectiva de como poderíamos fazer a vida prosperar em Marte.

Construindo Solo

Alguns organismos da Terra podem crescer em condições muito adversas diretamente sobre rochas, como líquens e cianobactérias. Eles são frequentemente as últimas formas de vida sobreviventes em lugares como desertos, rochas nuas e cumes de montanhas.

No entanto, eles crescem muito lentamente e é improvável que acumulem biomassa suficiente para realmente acelerar o surgimento de um ecossistema marciano robusto.

Este é um problema, pois qualquer ecossistema mais complexo precisará crescer em solo real, que deve conter muita matéria orgânica. O solo não é apenas minerais e não pode ser produzido industrialmente; ele precisará ser gerado pelo próprio ecossistema assim que os humanos o iniciarem.

Para isso, é necessária uma produção maior de biomassa baseada em carbono do que a que os líquens podem produzir.

Mais promissores são os musgos, graças à sua resistência à temperatura e ao estresse hídrico, enquanto ainda crescem por fotossíntese e produzem uma quantidade substancial de biomassa.

Uma parte fundamental de tornar o deserto de Marte verde será criar uma crosta biológica de solo (BSC). A BSC é um tipo difundido de cobertura do solo frequentemente encontrada em áreas áridas. Ela consiste em complexos orgânicos de plantas criptogâmicas como líquens e musgos, microrganismos como cianobactérias, e as secreções desses organismos que se misturam com partículas do solo.

Em algumas regiões desérticas, a BSC cobre até 70 % da área, aumentando significativamente a capacidade de retenção de água e a estabilidade estrutural da areia subjacente.

Curiosamente, a BSC é responsável por 1/4th da fixação biológica total de nitrogênio dos ecossistemas terrestres em todo o mundo, e costuma ser referida como a “pele viva” da Terra.

O Musgo Maravilhoso

Pesquisadores do Laboratório Nacional de Deserto e Ecologia de Oásis do Instituto de Ecologia e Geografia de Xinjiang e do Centro Nacional de Ciências Espaciais da Academia Chinesa de Ciências trabalharam juntos para identificar um musgo que poderia cumprir a função em Marte.

Publicaram seus resultados em uma publicação científica intitulada “O musgo do deserto extremotolerante Syntrichia caninervis é uma planta pioneira promissora para colonizar ambientes extraterrestres”.

Syntrichia caninervis, também conhecida como musgo parafuso da estepe, é um tipo de musgo especializado em sobreviver a ambientes desérticos adversos. Pode ser encontrado em todo o mundo, da Antártida ao Planalto Tibetano, passando pela África do Norte e pelos desertos da América do Norte.

Fonte: Cell

Syntrichia é extremamente resistente à dessecação, recuperando‑se após perda de água superior a 98 %.

Ela também pode sobreviver a temperaturas tão baixas quanto −196 °C, muito mais frio que a pior temperatura já registrada em Marte, ainda mais que o clima mais “climático” das regiões equatoriais que podem subir acima da temperatura de congelamento da água.

Impermeável ao Estresse Hídrico

A extrema resistência de Syntrichia à seca não pode ser subestimada. A planta pode perder quase toda a sua água e sobreviver, tornando‑se de cor verde escura e depois preta.

Mais impressionante ainda, as plantas dessicadas ficam verdes e recuperam rapidamente sua capacidade fotossintética em segundos de reidratação.

Fonte: Cell

Essas plantas permanecem fotossinteticamente ativas sob cobertura de neve e podem manter um crescimento vigoroso, contribuindo com até 49 % de sua fixação total anual de carbono durante os frequentes ciclos de congelamento‑descongelamento na primavera.

Isto pode ser realmente essencial se o clima de Marte permanecer apenas ligeiramente acima do ponto de congelamento nas fases iniciais.

Sobrevivência ao Frio

Regiões além do equador marciano, bem como áreas atingidas por tempestades de areia ou o período de inverno, exporão o nascente ecossistema marciano a períodos de frio brutal que duram semanas ou meses.

Os pesquisadores chineses expuseram Syntrichia a anos de temperaturas de -80 °C/-112 °F. Mesmo após 5 anos desse tratamento, não menos que 90 % das plantas sobreviveram.

Eles também as testaram por até um mês em nitrogênio líquido à temperatura de -196 °C/-320 °F. Mesmo assim, Syntrichia observou quase todas as plantas regrowth quando retornadas a temperaturas mais quentes.

Fonte: Cell

Portanto, pode‑se assumir com segurança que, mesmo hoje, sem esforço de terraformação, nenhum inverno marciano poderia matar Syntrichia.

Resistência à Radiação

Planaltos de alta altitude como no Tibete são ambientes difíceis não apenas por causa do frio ou da secura, mas também pelos níveis de radiação devido à altitude. Portanto, talvez não seja surpreendente que Syntrichia também seja muito resistente à radiação.

Os pesquisadores expuseram o musgo a vários níveis de radiação e mediram sua taxa de recuperação.

Eles descobriram que até 500 Gy (gray, unidade de medida de radiação), a radiação até mesmo promoveu fortemente a regeneração de novos ramos.

Fonte: Cell

Acima desse nível, a regeneração de novos ramos foi desacelerada, mas não interrompida, até 8.000 Gy, o que começou a causar danos graves. 16.000 Gy seriam letais.

Para referência, metade dos humanos morrerá com apenas 2,5–4,5 Gy, com convulsões severas e morte ocorrendo por volta de 50 Gy.

Testando Condições Semelhantes a Marte

Os pesquisadores usaram a Instalação de Simulação de Atmosferas Planetárias (PASF) da Academia Chinesa de Ciências para observar como o musgo se sairia sob condições “reais” de Marte. Em vez de testes separados de condições, como seco, frio, radiação, etc., o PASF também adicionou atmosferas de baixo oxigênio e baixo nitrogênio que não haviam sido testados separadamente.

Embora não seja exatamente idêntico, cria uma simulação muito realista das condições de crescimento atuais em Marte.

Fonte: Cell

No geral, todas as plantas sobreviveram às condições marcianas por até 7 dias e recuperaram‑se totalmente depois, quando expostas a condições semelhantes a Marte em estado seco.

Quando expostas totalmente hidratadas, também sobreviveram, mas a regeneração foi mais lenta e os novos ramos foram menos numerosos.

Fonte: Cell

No entanto, parece que a combinação de baixo oxigênio, radiação e frio cria um ambiente um pouco demasiado hostil até mesmo para o musgo parafuso da estepe crescer ativamente, embora ele possa sobreviver.

Evolução Natural e Artificial

Uma Ampla Gama de Adaptações

Os pesquisadores também discutiram os mecanismos pelos quais o musgo parafuso da estepe consegue sobreviver às condições adversas em que vive. Entre outros estão:

  • Um estado de dormência metabólica seletiva sob condições de estresse, preservando estrategicamente metabólitos chave.
  • Altos níveis de sacarose e maltose após o estresse, servindo como agentes osmóticos e protetores que ajudam a preservar e estabilizar a arquitetura celular.
    • Os açúcares fornecem a energia necessária para a rápida recuperação quando as condições estressantes são aliviadas.
  • Uma forte capacidade de eliminar espécies reativas de oxigênio após o estresse, acumulando altos níveis de catalase, glutationa S‑transferase e peroxidase.
  • Genes de catalase relacionados ao estresse e duplicação em tandem dos genes de S. caninervis que codificam proteínas fotoprotetoras induzidas por luz precoce.
  • Folhas sobrepostas que conservam água e protegem a planta da luz solar intensa e awns brancos no topo das folhas que refletem forte radiação solar e aumentam a eficiência de utilização da água
    • Durante a dessecação, as folhas ficaram marcadamente enroladas e encolhidas, e os ângulos das folhas diminuíram.

Otimizando a Vida para Marte

Evolução Natural

A notável capacidade de sobrevivência de Syntrichia caninervis abre caminho para que ela se adapte progressivamente às condições marcianas se receber um pequeno auxílio.

Isso poderia acontecer naturalmente, desde que alguns microbiomas ofereçam condições para o crescimento em uma pequena área, por exemplo, talvez cânions e crateras de baixa altitude naturalmente mais quentes e com atmosfera mais densa ao redor do equador.

A partir dessas áreas iniciais de crescimento, a seleção natural e mutações espontâneas poderiam selecionar traços necessários para colonizar o resto do planeta.

Evolução Dirigida

Mankind is nowadays routinely using directed evolution para criar novas enzimas e organismos para seu próprio propósito e produção industrial, feito premiado com o Prêmio Nobel de Química em 2018. A mesma estratégia poderia ser empregada para criar cianobactérias, líquens e musgos mais resistentes a Marte.

Por exemplo, poderíamos começar a partir de almost condições quase semelhantes a Marte, que são apenas ligeiramente melhores, mas ainda mais adversas que a Terra, permitindo que Syntrichia (e outros organismos) cresçam. E então, mudar progressivamente as condições de modo que apenas sub‑seções da população sobrevivam, carregando novos traços e resistência mais forte.

Repetindo esse processo centenas de vezes, poderíamos obter novas espécies capazes de sobreviver às condições de Marte como são hoje.

Mesmo que não alcance esse objetivo, os musgos e microrganismos resultantes provavelmente sobreviverão melhor em um Marte parcialmente ou mal terraformado do que os organismos originais vindos diretamente da Terra.

Engenharia Genética

Os pesquisadores também poderiam impulsionar a capacidade do musgo de sobreviver em Marte estimulando genes conhecidos já envolvidos na tolerância ao frio/seco/radiação.

Isto poderia ser feito aumentando os níveis de expressão dos genes pré‑existentes de Syntrichia caninervis, como as catalases, glutationa S‑transferase e peroxidase mencionadas. Ou adicionando novos genes de outras espécies.

Determinar qual é o fator limitante para o crescimento em condições semelhantes a Marte também será fundamental. É resistência insuficiente à radiação? Ao frio? Às condições atmosféricas?

Investindo em Marte

Estamos muito cedo para investir em megaprojetos de terraformação ou em imóveis marcianos. Mas um pequeno número de empresas está trabalhando arduamente na construção dos blocos fundamentais que tornarão possível pousar o primeiro homem em Marte e, posteriormente, colonizar o planeta.

Uma parte fundamental será ser foguetes reutilizáveis, reduzindo drasticamente o custo de lançar equipamentos em órbita e no espaço profundo. Esse esforço é atualmente liderado principalmente pela SpaceX (SPCX ) de Elon Musk, uma empresa privada, com outras empresas de foguetes alcançando rapidamente.

Outro fator será criar uma economia espacial autossustentável e uma economia marciana, capaz de apoiar os esforços de terraformação sem depender da disposição dos terráqueos em financiá‑la “de graça” (siga os links para mais detalhes sobre como funcionaria).

Você pode investir em empresas aeroespaciais através de várias corretoras, e pode encontrar aqui, em securities.io, nossas recomendações para as melhores corretoras nos Estados Unidos, Canadá, Austrália, Reino‑União, bem como muitos outros países.

Se você não está interessado em escolher empresas aeroespaciais específicas, também pode considerar ETFs como ARK Space Exploration & Innovation ETF (ARKX), iShares U.S. Aerospace & Defense ETF (ITA), ou SPDR S&P Aerospace & Defense ETF, que proporcionarão uma exposição mais diversificada para capitalizar na indústria aeroespacial.

Ou você pode ler nosso artigo sobre “Top 10 Aerospace and Defense Stocks”.

Investindo em Empresas Espaciais

1.  Virgin Galactic

SPCE Gráfico de preços

A empresa foi fundada por Richard Branson e tem foco no turismo espacial.

Os ingressos estão na faixa de US$ 250.000‑450.000, com uma longa lista de espera. Os primeiros clientes parecem estar extasiados com a experiência:

“Sempre soube que seria a experiência mais extraordinária da minha vida. Sempre soube disso. E as pessoas meio que me disseram que seria. Mas então, quando acontece… e está em outro nível da experiência que você pensava que teria… então é muito difícil de explicar.”

“Este foi o melhor dia da minha vida, o dia mais sensacional da minha vida. E não há nada melhor que isso. Superou os meus sonhos mais ousados.”

Como discutimos antes, o turismo espacial pode ser O centro da futura economia marciana.

Isto porque não só Marte oferecerá uma experiência única, mas também terá algumas das características mais impressionantes de todo o sistema solar:

  • O maior cânion do sistema solar (4.000 km de comprimento, 200 km de largura e até 7 km de profundidade).
  • Um vulcão de 21,9 km de altura (72.000 pés) e aproximadamente do tamanho da França ou do estado do Arizona.

Fonte: Wikipedia

Antes de Marte, a Virgin Galactic (SPCE ) pretende se tornar líder do turismo orbital (e talvez lunar no futuro), mais ao alcance de nossas habilidades técnicas atuais antes de um pouso chinês ou da SpaceX em Marte.

A Virgin Galactic tem trabalhado na melhoria de sua economia unitária, com um novo sistema de lançamento, o “Delta”, capaz de transportar 6 passageiros em vez de 4, e de realizar 8 voos/mês em vez de apenas um.

Juntos, essas duas métricas aprimoradas devem aumentar a receita por unidade em 12 vezes, com um período de retorno inferior a 6 meses para cada ônibus Delta. O teste de voo do Delta está previsto para meados de 2025.

Os mercados estavam preocupados quando foi anunciado que Branson não investiria mais na Virgin Galactic. Especialmente após a demissão de 185 funcionários e a pausa nos voos espaciais em 2024, para aguardar a chegada do ônibus Delta e reduzir a velocidade de queima de caixa.

Mesmo assim, prevê‑se que a Virgin Galactic tenha caixa suficiente para operar até 2025 ou 2026. Portanto, se o desenvolvimento do sistema de voo Delta avançar sem problemas (uma proposta arriscada na indústria aeroespacial), a empresa poderá focar em reiniciar e aumentar o fluxo de caixa, com um sistema lucrativo por unidade. E tornar a empresa com fluxo de caixa positivo em 2026.

(Deve‑se notar que a Virgin Galactic é diferente da Virgin Orbit. A Virgin Orbit entrou em falência em abril de 2023, e fornecia serviços de lançamento para pequenos satélites, com Rocket Lab adquirindo as instalações da empresa em Long Beach, bem como ativos de fabricação e ferramentas (RKLB ) ).

A recente falência da Virgin Orbit e o distanciamento da Virgin Galactic pelo fundador Richard Branson prejudicaram a imagem da empresa perante os investidores, resultando em uma queda acentuada do preço das ações em 2023 e 2024.

Ao mesmo tempo, a satisfação dos clientes anteriores, um plano claro para um design lucrativo (ônibus Delta) e uma longa lista de espera de clientes potenciais mostram que a empresa ainda pode ser viável mesmo sem captar mais recursos. Portanto, muito dependerá do sucesso no desenvolvimento, fabricação e operação do ônibus Delta e em alcançá‑lo antes do final de 2025.

Se for esse o caso, a avaliação muito mais baixa criaria uma oportunidade para os investidores adquirirem as ações da empresa com desconto.

2. Ginkgo Bioworks

DNA Gráfico de preços

A empresa produz organismos sob demanda para aplicações específicas, incluindo aplicações biomédicas e programas de ciências industriais e de materiais. Também possui um grande segmento de biosegurança, que prosperou durante a pandemia.

Na maioria dos casos, alguma forma de evolução dirigida é usada na produção e seleção dos produtos da Ginkgo. Se a humanidade se tornar séria sobre colonizar Marte, a especialização da Ginkgo em criar organismos personalizados por meio de engenharia genética e evolução dirigida poderia torná‑la uma contratante principal e parceira desses projetos.

A Ginkgo Bioworks (DNA ) diversificou amplamente seu leque de aplicações nos últimos anos, com muitos programas de pesquisa e parcerias:

Ela ganha dinheiro sendo paga antecipadamente pelo processo de desenvolvimento e depois por meio de royalties sobre o produto final.

As parcerias da Ginkgo estão constantemente se expandindo, com:

A Ginkgo Bioworks também faz parceria com todas as principais corporações agrícolas, a maioria das quais tem interesses em produção de biocombustíveis e microbiologia. Algumas delas incluem Bayer, Cargill, Syngenta, Corteva, ADM, Exacta e outras.

A experiência da Ginkgo em designs personalizados de sequências genéticas, organismos e seleção, bem como em monitoramento de biosegurança, faz dela um fornecedor chave para todas as indústrias que buscam aproveitar enzimas e anticorpos para suas aplicações específicas.

Como prestadora de serviços, a Ginkgo está bem posicionada para capitalizar o crescimento da indústria de biologia sintética como um todo.

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Jonathan é um ex‑pesquisador bioquímico que trabalhou em análise genética e ensaios clínicos. Ele agora é analista de ações e escritor financeiro com foco em inovação, ciclos de mercado e geopolítica em sua publicação 'The Eurasian Century'.