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terça-feira, 17 de dezembro de 2024

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As condições que podem ter desencadeado a vida na Terra


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 Hadean
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.”

Diagrama mostrando o fluxo de gás, água, rocha porosa, ácido nucleico
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.

sábado, 2 de novembro de 2024

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Fósseis de 1,6 bilhão de anos atrasam a origem da vida multicelular em dezenas de milhões de anos

Os pesquisadores descobriram fósseis de eucariotos multicelulares com mais de um bilhão de anos. 

 

 

Fósseis inovadores descobertos na China sugerem que os organismos multicelulares surgiram antes do que os cientistas pensavam anteriormente. Os fósseis, do que pode ser um tipo antigo de alga fotossintética, são os mais antigos eucariontes multicelulares conhecidos, um grupo de organismos que contém um núcleo claramente definido cheio de DNA empacotado.

Os fósseis datam de há mais de 1,6 mil milhões de anos, o que é cerca de 70 milhões de anos antes do que os cientistas pensavam anteriormente , de acordo com um novo estudo publicado a 24 de Janeiro na revista Science Advances .

Os investigadores que recolheram os fósseis na Formação Chuanlinggou, na China, pensam que representam exemplos de Qingshania magnifica , que se parecem com tubos filamentados feitos de até 20 células em forma de barril empilhadas umas sobre as outras. Algumas das amostras continham esporos, o que fornece evidências de que Q. magnifica provavelmente se reproduziu assexuadamente, escreveram os autores no estudo.

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o coautor do estudo Lanyun Miao , cientista do Instituto de Geologia e Paleontologia de Nanjing da Academia Chinesa de Ciências “Esses filamentos mostram um certo grau de complexidade” com base em sua variação na aparência, disse em um comunicado .

Os primeiros procariontes, ou organismos microscópicos unicelulares sem núcleo distinto, provavelmente surgiram há 3,9 bilhões de anos . Mas só há 1,65 mil milhões de anos é que os primeiros eucariotos unicelulares, o grupo que inclui toda a vida vegetal e animal da Terra, apareceram no registro fóssil em sedimentos do norte da China e do norte da Austrália.

Este novo estudo mostra que Q. magnifica apareceu relativamente pouco depois disso, sugerindo que o ramo dos eucariontes adquiriu multicelularidade no início da sua história evolutiva. 

“A multicelularidade é um pré-requisito para qualquer definição da vida complexa moderna, portanto, redefinir a escala de tempo de um evento tão fundamental tem repercussões significativas na forma como pensamos sobre a linhagem que eventualmente daria origem à nossa própria espécie!” Jack Craig , professor assistente de pesquisa na Temple University que estuda genômica evolutiva e não esteve envolvido no estudo, disse ao WordsSideKick.com por e-mail.

Esta pesquisa baseia-se nas descobertas de 1989, quando um grupo de pesquisadores descobriu e descreveu a primeira amostra de Q. magnifica na Formação Chuanlinggou.

“Devido à fraca qualidade de imagem do material descrito e à sua publicação numa revista relativamente de difícil acesso, este relatório recebeu pouca atenção desde a sua publicação”, escreveram os autores do novo artigo.

Então, decidiram revisitar esta área em 2015 e descobriram 279 fósseis microscópicos, todos, exceto um, de Q. magnifica. Análises posteriores também mostraram que os organismos tinham paredes celulares adjacentes, sugerindo que poderiam ter obtido energia a partir da fotossíntese , semelhante às algas modernas.

O estudo mostra que a análise de organismos antigos pode ajudar a desvendar a história evolutiva da vida na Terra, disse Craig.

"Identificar positivamente qualquer fóssil com mais de um bilhão de anos é inerentemente desafiador. Por exemplo, os fósseis de dinossauros mais antigos têm apenas cerca de 250 milhões de anos, e os deste estudo são quase sete vezes mais antigos", disse ele. “É por isso que pesquisas como esta são excepcionalmente difíceis, mas altamente gratificantes, e quando conclusões como as deste estudo podem ser alcançadas com grande confiança, representam uma descoberta significativa”.