É possível recriar o ‘soproaplicativo blaze baixarDeus’ e dar origem à vida?:aplicativo blaze baixar

Ainda assim, sabemos que a Terra se tornou um local muito mais acolhedoraplicativo blaze baixarrelativamente pouco tempo,aplicativo blaze baixartermos geológicos – “apenas” 200 milhõesaplicativo blaze baixaranos depois.

Os registros fósseis comprovam que o nosso mundo estava repletoaplicativo blaze baixarorganismos unicelulares simples cercaaplicativo blaze baixar3,7 bilhõesaplicativo blaze baixaranos atrás. Mas como essas primeiras formasaplicativo blaze baixarvida conseguiram sobreviver?

Existe um consensoaplicativo blaze baixarque, para que exista vida, é preciso ter compostos orgânicos que contenham carbono, como metano, aliados à água e a uma fonteaplicativo blaze baixarenergia. Esta faísca daria início às reações químicas necessárias para criar moléculas mais complexas, como aminoácidos – os blocosaplicativo blaze baixarconstruçãoaplicativo blaze baixarproteínas – e RNA – um ácido nucleico presenteaplicativo blaze baixartodas as células vivas com estruturas similares ao DNA.

Mas o que forneceu essa faísca – o chamado “soproaplicativo blaze baixarDeus”? E será que podemos recriar essas condições?

Relâmpagos e trovões

Uma hipótese é que a intensa radiação ultravioleta e os relâmpagos existentes no jovem planeta Terra podem ter fornecido a energia necessária para formar os aminoácidos e, posteriormente, moléculas como DNA e RNA nos oceanos.

Esta teoria recebeu apoioaplicativo blaze baixar1952, quando o então estudanteaplicativo blaze baixardoutorado Stanley Miller (1930-2007), da Universidadeaplicativo blaze baixarChicago, nos Estados Unidos, associou-se ao Prêmio Nobelaplicativo blaze baixarQuímica Harold Urey (1893-1981), para tentar recriar as condições atmosféricas da Terra nos seus primórdios.

Eles injetaram amônia, metano e vapor d’águaaplicativo blaze baixarum recipienteaplicativo blaze baixarvidro fechado e introduziram uma faísca elétrica através do beaker para simular um relâmpago. Surpreendentemente, formaram-se aminoácidos espontaneamente.

Mas pesquisas posteriores demonstraram que as condições atmosféricas do modeloaplicativo blaze baixarMiller e Urey provavelmente não existiam na Terra naquela época. Outro problema é que a maior parte do planeta ficou cobertaaplicativo blaze baixargelo por quatro bilhõesaplicativo blaze baixaranos e raramente existem relâmpagos nessas condições.

Mas Jeffrey Bada, ex-alunoaplicativo blaze baixarMiller e professoraplicativo blaze baixarquímica marinha do Instituto Scrippsaplicativo blaze baixarOceanografiaaplicativo blaze baixarSan Diego, nos Estados Unidos, acredita que os relâmpagos possam ter se formado nas nuvensaplicativo blaze baixarcinza vulcânica. E existem boas razões para acreditar que essas condições produzem intensas tempestades com raios.

Em 2022, o vulcão subaquático Hunga Tonga-Hunga Ha’apai, no sul do Oceano Pacífico, entrouaplicativo blaze baixarerupção e liberou uma sérieaplicativo blaze baixargases, cinzas e vaporaplicativo blaze baixarágua do mar a 52,8 kmaplicativo blaze baixaraltura na atmosfera. O resultado foi a surpreendente ocorrênciaaplicativo blaze baixar25.508 relâmpagosaplicativo blaze baixarapenas cinco minutos.

“Havia um grande númeroaplicativo blaze baixarpequenas ilhas vulcânicas nos primórdios da Terra”, afirma Bada. “Suspeito que esses vulcões entrassemaplicativo blaze baixarerupção com bastante violência e havia muitos deles.”

Os vulcões teriam lançado gases como hidrogênio e monóxidoaplicativo blaze baixarcarbono para a atmosfera. E, segundo Bada, os intensos relâmpagos que acompanhavam as erupções podem ter fornecido a faísca necessária para converter esses gasesaplicativo blaze baixaraminoácidos.

Em um estudo recente, Bada trabalhou com colegas da Universidadeaplicativo blaze baixarMunique, na Alemanha, para simular relâmpagosaplicativo blaze baixarorigem vulcânicaaplicativo blaze baixarum aparelho contendo monóxidoaplicativo blaze baixarcarbono e gás hidrogênio.

“Processei os resultados no meu laboratório e tenho bastante certezaaplicativo blaze baixarque encontramos aminoácidos”, afirma o cientista.

Os aminoácidos teriam se formado inicialmente na atmosfera, antesaplicativo blaze baixarcaírem sobre os flancos dos vulcões. Lá, eles podem ter sido levados pela água para pequenos lagos e lagoas, onde a vida teria melhores condiçõesaplicativo blaze baixarse propagar.

Estas conclusões vêmaplicativo blaze baixarencontro aos argumentos já existentesaplicativo blaze baixarque a vida não poderia ter começadoaplicativo blaze baixarmar aberto, pois as substâncias químicas baseadasaplicativo blaze baixarcarbono seriam imediatamente espalhadas, sem se aproximarem o suficiente para reagir com outras moléculas.

Já nas piscinas rasas, o calor do Sol evaporaria a água, concentrando substâncias como cianetoaplicativo blaze baixarhidrogênio, o que permitiria que elas se reunissem com mais frequência.

Os pesquisadores recriaram este processoaplicativo blaze baixarlaboratório, gerando com sucesso os três principais blocos molecularesaplicativo blaze baixarconstrução da vida – o DNA, as proteínas e os lipídios – a partiraplicativo blaze baixarcianetoaplicativo blaze baixarhidrogênio. Mas alguns cientistas ainda estão céticos sobre esta teoria.

“Para mim, o problema com [a vida] começandoaplicativo blaze baixarpiscinas é que não há nelas uma força direcionadora óbvia”, segundo o professoraplicativo blaze baixarbioquímica evolutiva Nick Lane, do University Collegeaplicativo blaze baixarLondres (UCL). “A teoria é que a radiação UV poderia ter energizado moléculasaplicativo blaze baixarcianeto, causandoaplicativo blaze baixarreação, mas a quantidadeaplicativo blaze baixarcianeto que havia na Terra jovem é algo questionável.”

“Acredita-se que as primeiras formasaplicativo blaze baixarvida tenham crescido a partiraplicativo blaze baixarhidrogênio e dióxidoaplicativo blaze baixarcarbono, nãoaplicativo blaze baixarcianeto”, explica o professor, “e os processos químicos são totalmente diferentes,aplicativo blaze baixarforma que você não está partindo do mesmo ponto que deu origem à vida.”

Respiradouros hidrotérmicos

Lane acredita que respiradouros hidrotérmicos no fundo do oceano sejam uma fonte mais provável do início da vida.

Essas estruturasaplicativo blaze baixarformaaplicativo blaze baixarlabirinto são como um paraíso longe do mar aberto. Aqui, fluidos quentes ricosaplicativo blaze baixarminerais borbulham atravésaplicativo blaze baixarpequenas aberturas na crosta da Terra.

“Os respiradouros hidrotérmicos fornecem hidrogênioaplicativo blaze baixargrandes quantidades e acreditamos que os primeiros oceanos fossem ricosaplicativo blaze baixarCO2”, explica Lane. “Por isso, os respiradouros podem ter sido a zonaaplicativo blaze baixarmistura ideal para que essas substâncias se reunissem.”

Quando o hidrogênio reage com CO2, ele forma ácidos carboxílicos. A partir deles, é possível criar cadeiasaplicativo blaze baixarácidos graxos – um componente importante das membranas celulares – e aminoácidos.

Os poros no centro dos respiradouros hidrotérmicos podem ter desempenhado papel fundamental na catálise da reação entre hidrogênio e CO2.

Lane explica queaplicativo blaze baixarestrutura é quase igual à das células, com uma membrana que contém mineraisaplicativo blaze baixarenxofre e ferro. E o lado externo dos poros também tem carga positivaaplicativo blaze baixarrelação ao lado interno, que é conhecido como gradienteaplicativo blaze baixarprótons.

Este processo é o mesmo que ocorre nas células biológicas.

“Esta estrutura similar às células rompe eficientemente a barreira entre a reaçãoaplicativo blaze baixarhidrogênio e CO2”, segundo Lane. “Os dois são gases bastante estáveis – normalmente, eles não reagem com muita facilidade – mas a combinaçãoaplicativo blaze baixarmineraisaplicativo blaze baixarenxofre e ferro e gradientesaplicativo blaze baixarprótons causa aaplicativo blaze baixarreação.”

Na última década, pesquisadores começaram a demonstrar experimentalmente que substâncias pré-bióticas podem ser formadas sob condições hidrotérmicas.

Em 2019, Lane eaplicativo blaze baixarequipe do UCL chegaram a criar com sucesso “protocélulas” simplesaplicativo blaze baixarum ambiente similar ao dos respiradouros hidrotérmicos.

Lane tomou um grupoaplicativo blaze baixarácidos graxos e álcoois graxos – que pesquisas anteriores demonstraram que podem ter se formado sob condições hidrotérmicas – e tentou fazer com que elas formassem espontaneamente uma membrana celular rudimentar. E, surpreendentemente, ele conseguiu.

“Conseguimos uma membrana com duas camadas e material aquoso no seu interior”, ele conta. “Concluímos que realmente era mais fácil fazer issoaplicativo blaze baixarcondições similares aos respiradouros hidrotérmicos. Você precisaaplicativo blaze baixaralcalinidade, altas temperaturas e água salgada.”

Choquesaplicativo blaze baixarmeteoros

Outra teoria afirma que a quedaaplicativo blaze baixarmeteoritos poderia ter fornecido a faísca que gerou a formação dos primeiros compostos orgânicos.

Os meteoritos contêm altos níveisaplicativo blaze baixarmetais como ferro, níquel, cobalto e urânio, frequentemente utilizados como catalisadores na Terra. E, quando um meteorito entra na atmosfera, ele se aquece e esses metais são oxidados.

“Nos primórdios da Terra, tínhamos uma atmosfera composta principalmenteaplicativo blaze baixarCO2 e nitrogênio”, explica o professoraplicativo blaze baixarquímica orgânica Oliver Trapp, da Universidade Ludwig Maximilian,aplicativo blaze baixarMunique. “Por isso, imaginei que o CO2 pudesse ter sido ativado sob essas condições.”

Em um estudoaplicativo blaze baixar2023, a estudanteaplicativo blaze baixarPhD Sophia Peters, alunaaplicativo blaze baixarTrapp, tomou partículasaplicativo blaze baixarferro retiradasaplicativo blaze baixarmeteoritos e cinza vulcânica e as misturou com vários minerais que se acreditavam estar presentes nos primórdios do planeta Terra. Estes minerais servemaplicativo blaze baixarestruturaaplicativo blaze baixarsuporte receptiva, à qual se aderem as partículasaplicativo blaze baixarferro.

Como a atmosfera da Terra, naquela época, não continha oxigênio, Peters retirou quase todo o oxigênio da mistura. Ela então colocou a misturaaplicativo blaze baixaruma câmara sob pressão preenchida principalmente com moléculasaplicativo blaze baixardióxidoaplicativo blaze baixarcarbono (CO2) e hidrogênio, para reproduzir as altas pressões atmosféricas da superfície da Terra.

O experimento funcionou. Foram formados compostos orgânicos, incluindo álcoois, acetaldeído e formaldeído.

Acetaldeído e formaldeído são os blocosaplicativo blaze baixarconstruçãoaplicativo blaze baixardiversas das moléculas mais importantes da vida, incluindo ácidos graxos, nucleobases, açúcares e aminoácidos.

Além disso, os pesquisadores demonstraram que, quando você mistura aldeídos com outras substâncias que se acredita que estivessem presentes na atmosfera inicial da Terra, como cianeto, amônia e gás sulfetoaplicativo blaze baixarhidrogênio, acontece algo muito interessante.

“Nós conseguimos produzir moléculas orgânicas que são capazesaplicativo blaze baixarmodificar diretamenteaplicativo blaze baixarprópria estrutura e catalisar a produçãoaplicativo blaze baixaroutras moléculas similares”, afirma Trapp.

Estas moléculas, conhecidas como organocatalisadores, passam por um processoaplicativo blaze baixarevolução por meioaplicativo blaze baixarseleção natural,aplicativo blaze baixarque as moléculas mais “bem sucedidas” se reproduzem. E, segundo Trapp, elas podem ter desempenhado um papel importante no surgimento da vida na Terra.

“O que descobrimos é uma camada oculta entre as primeiras moléculas orgânicas pequenas e compostos autorreprodutores posteriores, como o RNA”, explica o professor.

E quanto ao RNA? Esta molécula é encontradaaplicativo blaze baixartodas as células e desempenha um papel fundamental para transformar as instruções contidas no DNA do genomaaplicativo blaze baixarproteínas funcionais nas células dos seres vivos.

Mas muitos cientistas acreditam que, nos primórdios do planeta Terra, as moléculasaplicativo blaze baixarRNA capazesaplicativo blaze baixarreproduzir-se realizavam grande parte do trabalho feito hoje pelas células modernas, como a catálise da formaçãoaplicativo blaze baixarproteínas.

Essas moléculasaplicativo blaze baixarRNA poderiam ter eventualmente formado o ribossomo – uma fábrica presenteaplicativo blaze baixartodas as células do corpo, que usa as informações presentes no DNA para construir proteínas. O ribossomo é construído principalmente com RNA.

Em um experimento inovadoraplicativo blaze baixar2022, cientistas liderados por Ada Yonath, do Instituto Weizmannaplicativo blaze baixarCiência,aplicativo blaze baixarIsrael, conseguiram criaraplicativo blaze baixarlaboratório uma primeira versão primitiva do ribossomo, demonstrando como ele pode ter surgido na Terra primitiva.

Yonath ganhou o Prêmio Nobelaplicativo blaze baixarQuímicaaplicativo blaze baixar2009 pelo seu trabalho na determinação da estrutura do ribossomo.

Esta estrutura revela que existe uma bolsa no centro da molécula gigante. Esta bolsa é encontrada nos ribossomosaplicativo blaze baixartodos os organismos, desde as bactérias até os seres humanos. E é no seu interior que os aminoácidos se conectam para formar as proteínas.

“A bolsa permite que os aminoácidos sejam posicionados exatamente no lugar certo, possibilitando a ligaçãoaplicativo blaze baixarpeptídeos”, explica Yonath.

Segundo ela, “este tipoaplicativo blaze baixarligação pode ser realizado espontaneamente por dois aminoácidos, mas a frequência e a eficiência seriam 10 mil, 100 mil ou até um milhãoaplicativo blaze baixarvezes menores se não existisse a bolsa.”

No seu estudo, Yonath copiou o projeto dos ribossomos bacterianos, incluindo as bolsas onde ocorre a síntese das proteínas. Ela então preparou esses protorribossomosaplicativo blaze baixaruma placaaplicativo blaze baixarlaboratório.

Para verificar se os ribossomos primitivos eram capazesaplicativo blaze baixarproduzir proteínas, os pesquisadores acrescentaram uma solução contendo aminoácidos, sais e outros ingredientes. E, para alegria da equipe, os ribossomos sintéticos conseguiram unir os aminoácidos entre si.

“Acreditamos que o que fizemos no laboratório é análogo ou pelo menos imita o que aconteceu na natureza”, afirma Yonath. “Inicialmente, existiriam poucos RNAs que se enrolaram entre si, formando uma pequena bolsa. A partir desses pedaços, pode ter surgido um ribossomo funcional rudimentar.”

Assim, os protorribossomos mais bem sucedidos na catálise das ligações entre os aminoácidos teriam permanecido por mais tempo e,aplicativo blaze baixarum dado momento, o ribossomo teria nascido por meioaplicativo blaze baixarum processoaplicativo blaze baixarseleção natural.

Será que o conhecimento deste processo nos deixa mais pertoaplicativo blaze baixarentender a origem da vida?

Temos agora diversas explicações possíveis sobre como podem ter se formado os primeiros compostos orgânicos. A energia pode ter sido fornecida pelos raios, por meteoritos ou por respiradouros hidrotérmicos.

Mas recriar com sucesso os primeiros compostos da vidaaplicativo blaze baixarlaboratório pode nos ajudar a mostrar como o mesmo processo talvez tenha ocorridoaplicativo blaze baixaroutras partes do Universo.

Leia a versão original desta reportagem (em inglês) no site BBC Future.