Translator

 

As condições que podem ter desencadeado a vida na Terra

2 de outubro de 2024

Os cientistas acreditam que estão a começar a compreender as condições que originaram a vida na Terra , demonstrando em laboratório uma multiplicação massiva de ADN em poucos minutos.

Há mais de 4 mil milhões de anos, os compostos químicos juntaram-se para formar a vida .

Este evento ocorreu quando a Terra era muito jovem – apenas algumas centenas de milhões de anos. Na época, a Terra estava sendo bombardeada por asteroides. Grande parte da superfície estava derretida. Esta primeira parte da história do nosso planeta é apropriadamente chamada de Hadean, em homenagem ao antigo deus grego dos mortos e rei do submundo.

Conceito artístico mostrando como a superfície da Terra apareceu durante o éon Hadeano. Crédito: Stocktrek Images / Stocktrek Images / Getty Images Plus.

Mas o Hadeano também viu o desenvolvimento – depois que a Terra esfriou – da nossa atmosfera e dos oceanos. Foi nestes primeiros oceanos que os cientistas teorizam que a “sopa primordial” de compostos químicos à base de carbono se reuniu pela primeira vez para formar os blocos de construção da vida.

Quais condições permitiram que esse processo ocorresse permaneceram um mistério.

Uma nova pesquisa publicada na revista eLife descreve evidências que sugerem que um simples cenário geofísico poderia ter levado aos blocos de construção da vida.

Um fluxo de gás através de um canal estreito de água pode criar um ambiente físico, dizem os investigadores, que leva à replicação de ácidos nucleicos – as biomoléculas de armazenamento de informação que constituem o ADN e o ARN.

A vida não precisa apenas da replicação do ácido nucléico. Também exige que as cadeias de ARN se separem novamente após o processo de replicação – algo que é difícil dadas as condições necessárias para a replicação em primeiro lugar.

“Vários mecanismos foram estudados quanto ao seu potencial para separar cadeias de DNA na origem da vida, mas todos eles exigem mudanças de temperatura que levariam à degradação dos ácidos nucléicos”, diz o autor principal Philipp Schwintek, Ph.D. estudante da Ludwig-Maximilians-Universität München, Alemanha.

“Investigamos um cenário geológico simples e onipresente, onde o movimento da água através de um poro da rocha era seco por um gás que percolava através da rocha para chegar à superfície”, explica Schwintek. “Tal cenário seria muito comum em ilhas vulcânicas da Terra primitiva, que ofereciam as condições secas necessárias para a síntese de RNA.”

Replicação na interface gás-água. Consideramos um cenário geológico em que a água, contendo biomoléculas, é evaporada por um fluxo de gás na escala de milímetros. Nas rochas vulcânicas porosas, muitas dessas configurações podem ser imaginadas. 

 

O fluxo de gás induz correntes convectivas de água e faz com que ela evapore. Os ácidos nucleicos e sais dissolvidos acumulam-se na interface gás-água devido às correntes interfaciais, mesmo que o influxo vindo de baixo seja água pura. Através do vórtice induzido, os ácidos nucleicos passam por diferentes concentrações de sal, promovendo a separação das cadeias e permitindo-lhes replicar-se exponencialmente. Nossos experimentos replicam esse ambiente em microescala, submetendo um volume de amostra definido a um influxo contínuo de água pura com um fluxo de ar passando. Crédito: eLife (2024). DOI: 10.7554/eLife.100152.1

A equipe descobriu o processo construindo um modelo de laboratório de um cenário antigo na Terra com poros rochosos, fluxo de água e fluxo de gás.

Eles encontraram um acúmulo de fitas de DNA na interface entre a água e o gás.

Em 5 minutos, havia 3 vezes mais DNA do que no início do experimento. Depois de uma hora, a quantidade de DNA se multiplicou por 30.