As teorias para o surgimento das primeiras células - e da vida na Terra:futebol studio betano

Em agostofutebol studio betano2016 pesquisadores descobriram micróbios fossilizados há 3.7 bilhõesfutebol studio betanoanos. A Terra não é muito mais velha do que isso, tendo sido formada há 4.5 bilhõesfutebol studio betanoanos.

Se partirmos do princípiofutebol studio betanoque a vida teve origem na Terra, então isso deve ter acontecido entre os bilhõesfutebol studio betanoanos entre a formação do planeta e a preservação dos fósseis mais antigos já descobertos.

Assim como podemos limitar um espaçofutebol studio betanotempofutebol studio betanoquando isso ocorreu, também há informações para tentarmos adivinharfutebol studio betanoque forma a vida apareceu pela primeira vez.

Desde o século 19, biólogos sabem que todos os seres vivos são compostos por células. As células foram descobertas no século 17, mas demorou maisfutebol studio betanoum século para que alguém percebesse que elas eram a basefutebol studio betanotodo tipofutebol studio betanovida.

As primeiras experiências

Antes dos anos 1880, a maioria das pessoas acreditava no "vitalismo", um conceito que defendia a ideiafutebol studio betanoque todos os seres vivos eram dotadosfutebol studio betanouma propriedade mágica que os diferenciavafutebol studio betanoobjetos inanimados.

Mas no começo dos anos 1880 cientistas descobriram diversas substâncias que pareciam ser únicas à vida, como a ureia.

A descoberta, no entanto, ainda era compatível com o vitalismo, já que apenas seres vivos eram capazesfutebol studio betanocriar essa substância. Em 1828, porém, o químico alemão Friedrich Wöhler descobriu uma maneirafutebol studio betanocriar ureia a partirfutebol studio betanocianatofutebol studio betanoamônio, substância que não tinha conexão óbvia com seres vivos.

Em 1859 houve o maior avanço científico do século 19: a teoria da evolução,futebol studio betanoCharles Darwin, que explicava como poderíamos ter surgidofutebol studio betanoum único antepassadofutebol studio betanocomum - no entanto, a teoria nada dizia sobre como o primeiro organismo surgiu.

Darwin especulou,futebol studio betano1871, sobre o que aconteceria caso uma quantidade pequenafutebol studio betanoágua, cheiafutebol studio betanocompostos orgânicos simples, fosse banhada pela luz do sol.

Talvez alguns desses compostos poderiam fazer combinações para formar uma substância com características semelhantes à vida, como uma proteína, e poderiam evoluir para se tornar algo mais complexo.

Era uma ideia inicial que se tornaria base para a primeira hipótesefutebol studio betanocomo a vida começou.

Em 1924, o cientista soviético Alexander Oparin publicou seu livro A Origem da Vida, no qual argumentava que as moléculas centrais para a vida teriam surgido na água.

Cinco anos depois, o biólogo inglês J. B. S. Haldane propôs teorias semelhantes e a ideiafutebol studio betanoque a vida surgiu pela primeira vez a partirfutebol studio betanouma espéciefutebol studio betano"sopa" com ingredientes orgânicos e químicos ficou conhecida como a Hipótese Oparin-Haldane.

A hipótese, porém, não contava com nenhuma evidência experimental que a comprovasse.

Foi sófutebol studio betano1952 que o cientista Stanley Miller deu início ao mais famoso experimento já feito sobre a origem da vida: ele conectou uma sériefutebol studio betanofrascosfutebol studio betanovidro pelos quais circulavam quatro compostos químicos que estariam presentes no começo da Terra: água fervendo, gás hidrogênio, amônia e metano.

Na mistura formada, ele encontrou dois aminoácidos: glicina e alanina. Aminoácidos são comumente descritos como os blocos fundamentais para se construir a vida.

A grande polarização

No começo dos anos 50 cientistas começaram a explorar a possibilidadefutebol studio betanoque a vida teria sido criadafutebol studio betanomaneira espontânea e natural no início da Terra.

Nessa época, muitas moléculas biológicas já eram conhecidas, entre elas o ácido desoxirribonucleico, ou "DNA".

Alémfutebol studio betanocarregar nossos genes, o DNA diz às células como fazer proteínas. Esse processo, no entanto, é extremamente intrincado e o DNA carrega informações tão preciosas que as células preferem mantê-lo seguro e copiar essas informações para moléculas curtasfutebol studio betanooutra substância chamada ácido ribonucleico, ou RNA. O RNA é semelhante ao DNA, masfutebol studio betanovezfutebol studio betanoduplo filamento, tem filamento simples.

Em 1968 o químico britânico Leslie Orgel sugeriu que a primeira formafutebol studio betanovida não tinha proteínas ou DNA. Em vez disso, essa formafutebol studio betanovida era composta quase que completamente por RNA.

Ao sugerir que a vida começou com RNA, Orgel propôs que um aspecto crucial da vida - afutebol studio betanohabilidadefutebol studio betanose reproduzir - aparecia antesfutebol studio betanoqualquer outro aspecto.

Mas há outras características da vida que são igualmente essenciais. A mais óbvia delas é o metabolismo: a habilidadefutebol studio betanoextrair energia do nosso meio e utilizá-la para nos mantermos vivos. Para muitos biólogos, o metabolismo seria a característica definitiva e original da vida.

A busca pelo primeiro replicante

Em 1986 o cientista Walter Gilbert, da Universidade Harvard, sugeriu que a vida começou no "Mundo RNA".

Segundo ele, o primeiro estágio da evolução consistiafutebol studio betano"moléculasfutebol studio betanoRNA realizando as atividades catalíticas necessárias para se organizaremfutebol studio betanouma sopafutebol studio betanonucleotídeo".

No entanto, nos 30 anos após Gilbert ter propostofutebol studio betanoteoria ainda não há provas irrefutáveisfutebol studio betanoque o RNA consiga fazer tudo o que a teoria demanda dele.

Uma dúvida que se destaca é que se a vida começou com uma moléculafutebol studio betanoRNA, o RNA deveria ser capazfutebol studio betanofazer cópias dele mesmo. Mas nenhuma formafutebol studio betanoRNA consegue se auto-replicar. Nem o DNA consegue isso.

A potência dos prótons

Nós nos mantemos vivos ao nos alimentarmos. Esse processo é chamadofutebol studio betanometabolismo: primeiro você obtém energia para depois utilizá-la.

Esse processo é tão essencial que muitos pesquisadores acreditam que ele pode ter sido a primeira coisa que a vida fez.

Nos anos 1980 o químico Günter Wächtershäuser propôs que os primeiros organismos eram "drasticamente diferentesfutebol studio betanoqualquer coisa que nós conhecemos". Segundo ele, eles não eram feitosfutebol studio betanocélulas, não tinham enzimas, DNA ou RNA.

Wächtershäuser imaginou um ciclo metabólico como um pontofutebol studio betanovirada: um processo no qual uma substância química é convertidafutebol studio betanouma sériefutebol studio betanooutras substâncias até que, eventualmente, a substância original é criada novamente. No processo, o sistema inteiro absorve energia, que pode ser utilizada para reiniciar o ciclo.

Todos os outros componentesfutebol studio betanoorganismos modernos, como o DNA, células e cérebro, teriam vindo depois, construídos com base nesses ciclos químicos.

O processofutebol studio betanoobtençãofutebol studio betanoenergia por organismos também chamou a atenção do bioquímico Peter Mitchel, que passoufutebol studio betanocarreira estudando o que é feito com a energia recebidafutebol studio betanoalimentos.

Ele sabia que todas as células armazenamfutebol studio betanoenergia na mesma molécula: o trifosfatofutebol studio betanoadenosina (ATP). Mitchell queria saber como as células produziam o ATP.

Ele também sabia que a enzima que produz o ATP ficafutebol studio betanouma membrana, então ele sugeriu que a célula estava bombeando partículas carregadas - "prótons" - através da membrana, então havia muitos prótonsfutebol studio betanoum lado e quase nenhum do outro.

Os prótons tentariam então fluirfutebol studio betanovolta através da membrana para deixar o númerofutebol studio betanoprótons equilibradofutebol studio betanocada um dos lados - mas o único lugar pelo qual eles conseguiam passar era a enzima. O fluxofutebol studio betanoprótons passando deu à enzima a energia necessária para fazer o ATP.

Mitchell apresentoufutebol studio betanoideiafutebol studio betano1961 e hoje nós sabemos que o processo identificado por ele é utilizado por todos os seres vivos. Assim como o DNA, ele é fundamental para a vida.

Usando essa descoberta como base, o geólogo Mike Russell seguiu a lógica e propôs que a vida deve ter sido formadafutebol studio betanoalgum lugar com um gradientefutebol studio betanoprótons natural, algo parecido a um respiradouro hidrotérmico.

Em 2000, Deborah Kelley, da Universidadefutebol studio betanoWashington, descobriu os primeiros respiradouros alcalinos no meio do Oceano Atlântico, onde a crosta terrestre está sendo dividida e uma cristafutebol studio betanomontanhas está surgindo no fundo do mar.

Nessa crista, Kelley descobriu um campofutebol studio betanorespiradores hidrotérmicos que ela chamoufutebol studio betano"A Cidade Perdida", que abriga densas comunidadesfutebol studio betanomicroorganismos.

Esses respiradores deram força à ideiafutebol studio betanoRussell e ele ficou convencidofutebol studio betanoque respiradouros parecidos seriam o local onde a vida começou. Em 2003 ele se juntou ao biólogo William Martin para tentar dar substância àfutebol studio betanoteoria.

Os respiradouros encontrados por Kelley eram porosos e cada um desses poros continha substâncias químicas. Combinando esses poros com o gradientefutebol studio betanoprótons natural, esse seria um local ideal para o metabolismo ser formado.

Uma vez que a vida tivesse acumulado energia química da água, segundo Russell e Martin, ela começava a criar moléculas como o RNA. Eventualmente, ela teria criadofutebol studio betanoprópria membrana e se transformadofutebol studio betanouma célula real, escapando das paredes rochosas e porosas do respiradouro seguindo rumo ao oceano.

Essa hipótese é considerada uma das principais para a origem da vida.

Como fazer uma célula

Todos os seres vivos na Terra são feitosfutebol studio betanocélulas. O objetivofutebol studio betanouma célula é manter no mesmo lugar todas as substâncias essenciais para a vida.

A parede da célula é tão essencial que muitos pesquisadores argumentam que esta deve ter sido a primeira característica a ser formada. A teoria tem como seu principal defensor Pier Luigi Luisi, da Universidade Roma Tre,futebol studio betanoRoma, na Itália.

A teoriafutebol studio betanoLuisi é simples: como você poderia criar um metabolismo que funciona ou um RNA auto-replicante sem ter um recipiente para manter todas as moléculas juntas?

De alguma maneira, no calor e nas tempestades do início da Terra, alguns materiais devem ter se juntadofutebol studio betanocélulas brutas, ou "protocélulas".

Em 1994, Luisi sugeriu que as primeiras protocélulas deveriam ter RNA e esse RNA teria sido capazfutebol studio betanose replicar dentro da protocélula. Jack Szostak, cientista da Escolafutebol studio betanoMedicinafutebol studio betanoHarvard que pesquisa o RNA, apoiou a ideiafutebol studio betanoLuisi.

Em 2001 os dois argumentaram,futebol studio betanoum artigo na revista "Nature", que seria possível fazer células vivas do zero ao hospedar RNAs replicantes dentrofutebol studio betanouma bolha oleosa.

Eles começaram a testar a ideia com protocélulas e eventualmente conseguiram fazer com que elas crescessem.

A dúvida agora era se essas protocélulas também poderiam se reproduzir e,futebol studio betano2009, Szostak e um aluno conseguiram criar uma protocélula longa o bastante que, sob pressão, se despedaçavafutebol studio betanodezenasfutebol studio betanopequenas protocélulas descendentes.

Em 2013, Szostak e uma aluna conseguiram realizar o que Luisi propôsfutebol studio betano1994: fazer com que a replicação e a compartimentalização acontecessem quase que simultaneamente.

Esse feito inspiraria uma nova abordagem unificada para encontrar a origem da vida, que tenta provar que todas as funções da vida foram criadas ao mesmo tempo.

futebol studio betano A grande unificação

John Sutherland, do Laboratóriofutebol studio betanoBiologia Molecularfutebol studio betanoCambridge, no Reino Unido, apoia a ideiafutebol studio betanoque todos os componentes da vida teriam sido formados ao mesmo tempo.

Sutherland acredita que se conseguir fazer uma misturafutebol studio betanocomponentes suficientemente complicada, todos os componentes da vida podem se formar ao mesmo tempo e, depois, se unirem.

Mas ainda há um problema que nem Sutherland nem Szostak conseguiram solucionar. O primeiro organismo vivo deve ter algum tipofutebol studio betanometabolismo, já que desde o começo a vida precisaria conseguir energia para sobreviver.

"As origens do metabolismo devem estar láfutebol studio betanoalguma maneira", disse Szostak. "A fontefutebol studio betanoenergia química será a grande questão agora."