The Conversation

Daniel Brady Mills Postdoctoral Fellow in Geomicrobiology, Ludwig Maximilian University of Munich

Jason Wright – Professor of Astronomy and Astrophysics, Penn State

Jennifer L. Macalady – Professor of Geoscience, Penn State

Um modelo popular sobre a evolução conclui ter sido incrivelmente improvável que a Humanidade evoluísse na Terra e, portanto, que a inteligência extraterrestre deve ser extremamente rara.

Mas, como especialistas na ligação entre a história da vida e a do nosso planeta, propomos que a coevolução da vida e do ambiente da superfície da Terra pode ter se desdobrado de uma forma que torna a origem evolutiva da inteligência humana um resultado mais previsível ou esperado do que geralmente se pensa.

O modelo ‘hard-steps’

Alguns dos mais importantes biólogos evolucionistas do século XX rejeitaram a perspectiva de inteligência semelhante à humana fora da Terra.

Essa visão, firmemente enraizada na biologia, ganhou apoio independente da física em 1983 com uma publicação influente de Brandon Carter, um físico teórico.

Em 1983, Carter tentou explicar o que ele chamou de uma coincidência notável: a grande proximidade entre o tempo de vida estimado do Sol – 10 bilhões de anos – e o tempo que a Terra levou para produzir os seres humanos – 5 bilhões de anos, arredondando para cima.

Ele imaginou três possibilidades. Em uma delas que a vida inteligente, como os seres humanos, geralmente surge muito rapidamente nos planetas, geologicamente falando – talvez em milhões de anos. Em outra, a vida inteligente geralmente surge em aproximadamente o tempo que levou na Terra. E na última, ele imaginou que a Terra teve sorte – normalmente levaria muito mais tempo, digamos, trilhões de anos para que a vida inteligente surgisse.

Carter rejeitou a primeira possibilidade porque a vida na Terra levou muito mais tempo do que isso. Já a segunda ele rejeitou como uma coincidência improvável, pois não há razão para que os processos que governam o tempo de vida do Sol – fusão nuclear – tenham a mesma escala de tempo da evolução biológica.

Assim, Carter ficou com a terceira explicação: que a vida inteligente como a humana geralmente leva muito mais tempo para surgir do que o tempo proporcionado pela vida útil de uma estrela.

Para explicar por que a vida humana levou tanto tempo para surgir, Carter propôs que ela deve depender de etapas evolutivas extremamente improváveis, e que a Terra tem uma sorte extraordinária de ter passado por todas elas.

Ele chamou essas etapas evolutivas de “hard steps” (“passos difíceis”), e elas tinham dois critérios principais. Primeiro, os passos difíceis devem ser um requisito para a existência da vida humana, ou seja, se não tivessem acontecido, os seres humanos não estariam aqui. Segundo, devem ter probabilidades muito baixas de ocorrer no tempo disponível, o que significa que geralmente exigem escalas de tempo próximas a 10 bilhões de anos.

Mas os ‘passos difíceis’ existem?

Os físicos Frank Tipler e John Barrow previram que os passos difíceis devem ter ocorrido apenas uma vez na história da vida da Terra – uma lógica retirada da biologia evolutiva.

Se uma inovação evolutiva necessária para a existência humana fosse realmente improvável no tempo disponível, então provavelmente não teria acontecido mais de uma vez, embora deva ter acontecido pelo menos uma vez, já que existimos.

Por exemplo, a origem das células com núcleo – ou eucarióticas é um dos passos difíceis mais populares propostas pelos cientistas. Como os seres humanos são eucariotos, a Humanidade não existiria se a evolução das células eucarióticas nunca tivesse ocorrido.

Na árvore universal da vida, toda a vida eucariótica está em exatamente em um mesmo ramo. Isso sugere que as células eucarióticas se originaram apenas uma vez, o que é condizente com o fato de seu surgimento ser improvável.

Os outros candidatos mais populares de passos difíceis – a origem da vida, fotossíntese produtora de oxigênio, animais multicelulares e inteligência semelhante à humana – compartilham o mesmo padrão. Cada um deles está restrito a um único ramo da árvore da vida.

Entretanto, como argumentou o biólogo evolucionista e paleontólogo Geerat Vermeij, há outras maneiras de explicar por que esses eventos evolucionários parecem ter ocorrido apenas uma vez.

Esse padrão de origens aparentemente singulares pode ser resultado da perda de informações devido à extinção e da incompletude do registro fóssil. Talvez cada uma dessas inovações tenha evoluído mais de uma vez, mas apenas um exemplo de cada uma delas tenha sobrevivido até os dias atuais. Talvez os exemplos extintos nunca tenham sido fossilizados, ou os paleontólogos não os tenham reconhecido no registro fóssil.

Ou talvez essas inovações realmente tenham ocorrido apenas uma vez, mas justamente porque poderiam ocorrer apenas uma vez. Por exemplo, talvez a primeira linhagem evolutiva a alcançar uma dessas inovações tenha rapidamente superado outros organismos semelhantes de outras linhagens por recursos. Ou talvez a primeira linhagem tenha mudado o ambiente global de forma tão drástica que outras linhagens perderam a oportunidade de desenvolver a mesma inovação. Em outras palavras, uma vez que a etapa ocorreu em uma linhagem, as condições químicas ou ecológicas foram alteradas o suficiente para que outras linhagens não pudessem se desenvolver da mesma forma.

Se esses mecanismos alternativos explicarem a singularidade desses propostos passos difíceis, então nenhum deles se qualificaria de fato como passos difíceis.

Mas se nenhuma desses passos foi difícil, então por que a inteligência humana não evoluiu muito mais cedo na história da vida?

Evolução ambiental

Os geobiólogos que reconstroem as condições da Terra antiga podem facilmente encontrar razões pelas quais a vida inteligente não evoluiu mais cedo na história da Terra.

Por exemplo, 90% da história da Terra se passou antes que a atmosfera tivesse oxigênio suficiente para sustentar os seres humanos. Da mesma forma, até 50% da história da Terra se passou antes que a atmosfera tivesse oxigênio suficiente para permitir a sobrevivência de células eucarióticas modernas.

Todos os candidatos a hard-step têm seus próprios requisitos ambientais. Quando a Terra se formou, esses requisitos não estavam presentes. Em vez disso, eles surgiram mais tarde, quando o ambiente da superfície da Terra mudou.

Sugerimos que como a Terra mudou física e quimicamente ao longo do tempo, suas condições de superfície permitiram uma maior diversidade de habitats para a vida. E essas mudanças operam em escalas de tempo geológicas (bilhões de anos), o que explica por que os passos difíceis propostos faram dados quando o fizeram, e não muito antes.

Nessa visão, os seres humanos surgiram quando surgiram porque a Terra se tornou habitável para os seres humanos há relativamente pouco tempo. Carter não havia considerado esses pontos em 1983.

Seguindo em frente

Mas mais passos difíceis ainda podem existir. Como os cientistas podem testar se eles existem?

Os cientistas da Terra e da vida poderiam trabalhar juntos para determinar quando o ambiente da superfície da Terra se tornou favorável a cada passo difícil proposto. Os cientistas da Terra também poderiam prever por quanto tempo mais a Terra permanecerá habitável para os diferentes tipos de vida associados a cada passo difícil proposto, como seres humanos, animais e células eucarióticas.

Os biólogos evolucionistas e paleontólogos poderiam restringir melhor o número de vezes que cada candidato a passo difícil ocorreu. Se cada uma deles ocorresse apenas uma vez, poderiam verificar se isso se deve à improbabilidade biológica inata ou a fatores ambientais.

Por fim, os astrônomos poderiam usar dados de planetas além do Sistema Solar para descobrir quão comuns são os planetas que abrigam vida e com que frequência esses planetas têm candidatos a hard-step, como fotossíntese produtora de oxigênio e vida inteligente.

Se nosso ponto de vista estiver correto, então a Terra e a vida evoluíram juntas de uma forma que é mais típica de planetas que suportam vida – não da forma rara e improvável que o modelo de passos difíceis prevê. A inteligência semelhante à humana seria, então, um resultado mais esperado da evolução da Terra, em vez de um acaso cósmico.

Pesquisadores de diversas disciplinas, desde paleontólogos e biólogos até astrônomos, podem trabalhar juntos para aprender mais sobre a probabilidade de evolução da vida inteligente na Terra e em outros lugares do Universo.

Se a evolução de vida inteligente semelhante à humana foi mais provável do que o modelo de passos difíceis prevê, então é mais provável que os pesquisadores encontrem evidências de inteligência extraterrestre no futuro.