Os propulsores da humanidade: as substâncias que deram origem à vida

Rio Palouse, nos EUA, é uma das maiores erupções vulcânicas terrestre: elementos orgânicos que deram origem à vida vieram desse tipo de atividade(foto: Robert Hubner/Washington State University Photography Services - 30/6/17)Rio Palouse, nos EUA, é uma das maiores erupções vulcânicas terrestre: elementos orgânicos que deram origem à vida vieram desse tipo de atividade (foto: Robert Hubner/Washington State University Photography Services – 30/6/17)
Cerca de 4 bilhões de anos atrás, a Terra não se parecia em nada com o que é hoje. Faltava ao jovem planeta, surgido apenas 500 milhões de anos antes, sua principal característica: a presença da vida. Nem a mais simples bactéria conseguiria florescer em um local inóspito quanto aquele, sem oxigênio, repleto de erupções vulcânicas e bombardeado por asteroides. Esse cenário desolador intriga há tempos os cientistas, que se perguntam o que aconteceu para, de repente, a química terrestre se tornar favorável ao surgimento dos primeiros micro-organismos.
Cientistas planetários do Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) e do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, ambos nos Estados Unidos, afirmam ter identificado os ingredientes-chave que deram origem a essa transição de um mundo árido para outro, repleto de vida. Eles descobriram que uma classe de moléculas chamadas ânions sulfídicos era abundante em lagos e rios do planeta. Por volta de 3,9 bilhões de anos atrás, vulcões em erupção emitiram grandes quantidades de dióxido de enxofre na atmosfera, que acabaram se dissolvendo na água em forma dessas moléculas — especificamente sulfitos e bissulfitos. Elas, então, foram se acumulando em águas rasas.
“Nos lagos rasos, constatamos que as moléculas devem ter sido parte inevitável do ambiente. Se elas foram essenciais à origem da vida, é algo que estamos tentando descobrir”, diz Sukrit Ranjan, pesquisador do Departamento de Ciências da Terra, Atmosféricas e Planetárias do MIT. Um estudo anterior de Ranjan sugeriu que os ânions sulfídicos provavelmente aceleraram as reações químicas necessárias para converter moléculas prebióticas muito simples em RNA, o tijolo genético de construção da vida. “Antes desse trabalho, as pessoas não tinham ideia dos níveis de ânions sulfídicos presentes nas águas naturais da Terra primitiva; agora, nós sabemos que eles estavam lá. Isso muda fundamentalmente nosso conhecimento sobre os primeiros tempos da Terra e tem impacto direto em estudos de laboratório sobre a origem da vida”, explica.
O trabalho, publicado na revista Astrobiology, valeu-se de uma informação de 2015, quando pesquisadores da Universidade de Cambridge, incluindo John Sutherland, coautor do estudo de agora, descobriram uma forma de sintetizar os precursores do RNA usando cianose de hidrogênio, sufídeo de hidrogênio, sulfureto de hidrogênio e luz ultravioleta — todos ingredientes que se acredita terem estado presentes na Terra primitiva, antes do aparecimento das primeiras formas de vida.
Sutherland revela que, do ponto de vista químico, os cientistas estavam convencidos de que as reações feitas em laboratório superaram desafios e produziram, com sucesso, os blocos de construção da vida.  “Mas, do ponto de vista da ciência planetária, não estava claro se esses ingredientes teriam sido suficientemente abundantes para dar origem aos primeiros organismos vivos”, diz Sutherland. “Por exemplo, cometas poderiam ter de cair continuamente para trazer cianose de hidrogênio suficiente à superfície da Terra. Ao mesmo tempo, o sufídeo de hidrogênio, que teria sido lançado em imensas quantidades pelas erupções vulcânicas, teria de se fixar quase todo na atmosfera, já que a molécula é relativamente insolúvel na água, e, portanto, não teria tido oportunidades regulares de interagir com a cianose de hidrogênio”, afirma.

Perspectiva planetária

Para tentar solucionar essas questões, a equipe de Ranjan adotou justamente a perspectiva planetária, tentando identificar as condições reais da Terra primitiva por volta do tempo em que os primeiros organismos apareceram. “O campo de origem da vida tradicionalmente tem sido estudado por químicos, que tentam descobrir os padrões químicos e ver como a natureza deve ter operado para nos dar a vida”, diz o cientista. “Eles fazem um trabalho muito bom nisso. O que não fazem em muito detalhe é se perguntar como eram as condições do planeta antes da vida. Será que esses cenários que criam em laboratório realmente ocorreram?”, questiona.
Há um ano e meio, Ranjan fez uma palestra na Universidade de Cambridge sobre vulcanismo em Marte, dizendo quais tipos de gases teriam sido emitidos por esses fenômenos na atmosfera sem oxigênio do planeta vinho. Químicos que estavam presentes no evento afirmaram que as mesmas condições gerais deveriam ter ocorrido na Terra antes do florescimento da vida. “Eles deixaram de lado aquela conversa de que, no planeta primitivo, você não tinha muito oxigênio, mas ainda tinha dióxido de enxofre. Consequentemente, você teria sulfitos. Então, perguntaram-me se eu sabia dizer o quanto dessa molécula existiria. Fui atrás disso”, recorda.
Usando um modelo de erupções vulcânicas, a equipe de Ranjan descobriu que a atividade provavelmente resultou em grandes quantidades tanto de dióxido de enxofre quanto de sulfito de hidrogênio na atmosfera, que acabaram dissolvidos na água rasa, produzindo concentrações enormes de ânions sulfídicos. Os resultados apontam para os sulfitos e bissulfitos como uma nova classe de moléculas que estavam, de fato, disponíveis na Terra primitiva e que podem agora ser testadas em laboratório. Os químicos poderão verificar se podem sintetizar delas os precursores da vida.
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