Hipóteses sobre a “Origem da Vida”

Desde sempre, o ser humano quer saber de onde viemos e, antigamente, a única resposta para isso vinham de deuses, já que era essa a interpretação da realidades da época, que eles mesmos mal conheciam. Na Grécia por exemplo, a “criação” do homem diz respeito a Prometheus, que esculpiu os homens em barro, enquanto Demeter os deu a vida. Já na mitologia Suméria, Enki, criou a raça humana do barro e do sangue. Porém, com o passar dos séculos, esta ideia de necessidade de criação foi sendo modernizada, mas sempre mantendo suas bases nas primeiras religiões da humanidade.

Com o surgimento da ciência e do Método Científico, especificamente, as informações começaram a ser questionadas e para afirmar-se algo, precisou-se de evidências empíricas de que aquela informação era verdadeira (até que se provasse o contrário). E desde então, a ciência vem sendo construída dessa maneira.

Inúmeras ideia que anteriormente foram tomadas como verdade com base nas religiões e na fé, para a ciência (pelo menos nas áreas naturais e biológicas) é na sua maioria, descartáveis, pois a ciência é construída com fatos, evidências e experimentação, não apenas com “acreditar”, com fé.

“I don’t want to believe, I want to know.”  – Carl Sagan

Mas não vamos entrar no mérito de Ciências vs Religião, ou quem é mais importante que quem, já que são coisas diferentes, com importâncias diferentes, como foi a Religião um dos estopins para a ciência, como um meio de ficar mais próximo de Deus produzindo conhecimento. Giordano Bruno é um exemplo disso.

Então vou ignorar o mito da criação e abordar os aspectos puramente científicos a respeito do assunto.

Como está no título, este texto trata-se de “hipóteses“, e não “teorias“, porque há sim uma grande diferença entre os dois termos. As hipóteses são previsões, especulações, sobre a natureza e seu comportamento, baseada em conhecimentos anteriores. As teorias, são explicações bem fundamentadas, baseadas em inúmeras evidências, que foram testadas incansavelmente, obtendo sempre o mesmo resultado.


Para iniciar o raciocínio, precisamos primeiramente entender a formação do Planeta Terra, devida a importância do ambiente que a Terra Primitiva forneceu para “cozinhar a sopa da vida”.

Tudo inicia-se a 4,6 bilhões de anos atrás, com a formação de uma estrela (nosso Sol), ao redor dela, formou-se um disco formado de poeira e gás, chamado de disco protoplanetário, houveram condensações de matéria em certos pontos desse disco por conta da gravidade, condensando-se em certos pontos desse disco em pequenos aglomerados de matéria. O vento solar varreu os elementos mais leves, como o hidrogênio e hélio para mais próximo dele, deixando apenas os elementos mais pesados, o que favoreceu a formação dos menores planetas rochosos, como a Terra. Nas áreas do disco mais longínquas, onde os ventos solares não tiveram tanto impacto, os gases se aglutinaram, o que deu origem aos gigantes gasosos. Os “caquinhos” restantes foram os precedentes para a formação dos asteroides, cometas e luas. Este é o modelo mais aceito atualmente, chamado de “Modelo da Acreção”, pelo fato de os corpos terem sofrido acréscimo de matéria, aumentando sua massa e seu tamanho. Todo esse processo, durou aproximadamente 100 milhões de anos.

Entendendo isso, podemos continuar. Existem duas hipóteses muito fortes a respeito da “Origem da Vida” na Terra, sendo elas a Panspermia e a Evolução Química, ou Evolução Molecular. Como é um tema muito nebuloso, e constantemente surgem evidências a favor e evidências contra ambas as hipóteses, vou somente explicá-las da melhor maneira que eu conseguir. Lembre-se que este tema está sempre em pauta.

Antes de mais nada, uma das únicas semelhanças que essas hipóteses possuem, é que em ambas, é necessária a presença dos oceanos para que a vida se desenvolva, não é a toa que os organismos são constituídos de água em sua grande porção (cerca de 70% nos seres humanos), além de ela estar presente em inúmeros processo metabólicos, como a segregação de duas moléculas de glicose, que terá como produto 2 C6H12O6 + H2O. Ambas também nos dizem que tudo começou à cerca de 3,8 bilhões de anos.

 

 

PANSPERMIA

As bases da Panspermia, nos diz que a vida não se desenvolveu na Terra, mas sim, chegou aqui, sendo carregada possivelmente por um cometa ou meteoro. Para chegar aqui, uma forma de vida simples precisou aguentar as condições cósmicas extremas, desde a ejeção para o espaço, temperaturas extremamente baixas e altas, reentrada na atmosfera e principalmente o impacto.

Pesquisadores encontraram evidências de que uma alga terrestre, possivelmente sobreviveria às tenções físicas da viagem espacial, uma grande descoberta que suportaria a hipótese da Panspermia. Os cientistas apresentaram seu achado na European Planetary Science Congress, no dia 21 de Setembro de 2013, em Londres, tendo como escopo uma alga unicelular, chamada Nannochloropsis oculata.

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Nannochloropsis visto em microscópio de luz

Utilizando uma arma de gás, os pesquisadores atiraram na água uma cápsula contendo essas células a velocidades extremas e analisaram a amostra para ver se algo sairia vivo de lá, chegando à uma conclusão, como disse um dos pesquisadores:

“Como esperado, aumentando a velocidade de impacto, aumenta proporcionalmente a quantidade de morte da amostra, mas até a 6.93 km/s, uma pequena proporção sobreviveu. Esse tipo de velocidade de impacto, é o que se espera se um meteoro atingisse a Terra”, disse a pesquisadora Dina Pasini.

Os pesquisadores sugerem que, a Panspermia talvez não seja impossível, já que viagens espaciais podem ser menos danosas a seres microscópicos, levando em consideração sua proteção de rocha e gelo, componentes de um cometa, que podem proteger o micro-organismo de altas temperaturas e da radiação.

Isso não é tão difícil de acontecer, já que cometas poderiam sim serem sementes de vida, devido ao fato de serem encontrados micro-organismos “não-terrestres” na alta atmosfera da Terra.

 

 

EVOLUÇÃO QUÍMICA

Descrita pelo cientista russo Aleksandr Ivanovich Oparin a hipótese, diz respeito à Terra Primitiva, inicialmente. A primeira atmosfera terrestre, que inicialmente era constituída de hidrogênio, partícula pequena demais para ser mantida pela gravidade, sendo posteriormente substituída por vapor de água, monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N) e metano (CH4). A medida que a Terra esfriava, o vapor se condensava e aconteciam tempestades torrenciais, que preenchiam as bacias com água, formando assim, os oceanos. Mas não pode-se esquecer, que também haviam muitos raios, atividade vulcânica e radiação ultravioleta. Esses foram os ingredientes para a formação da vida.

De acordo com esta hipótese, a evolução química aconteceu em quatro estágios.

Estágio 1: A partir de partículas inorgânicas, ocorrem as formações de moléculas orgânicas, como aminoácidos e bases nitrogenadas, por exemplo. As versões mais recentes dessa hipótese, afirma que além das moléculas já comentadas, a atmosfera era composta também por sulfato de hidrogênio (H2S) e hidrogênio (H), já que os vulcões ativos emitem esses tipos de substâncias.

Em 1957 até 1958, Stanley Miller e Harold Urey fizeram um experimento em um sistema de frascos fechados.

Equipamento usado para o experimento

O sistema continha vapor d’água, proveniente do aquecimento do balão inferior. Pela torneira superior, introduzia-se metano, amônia, hidrogênio e gás carbônico (moléculas inorgânicas primordiais), que eram levadas ao balão superior. Ao passar pelo balão superior, a mistura era submetida a correntes elétricas, que simulavam as intensas tempestades de raios da Terra Primitiva, e forneciam a energia para a síntese de compostos como cianeto de hidrogênio, aldoses e cetonas. Após a mistura passar pelo condensador, a água era recolhida e analisada. Quando Miller analisou a água, notou a presença de aminoácidos.

O experimento ficou conhecido como “Experimento de Miller-Urey”, e foi responsável por mostrar que moléculas simples, poderiam se reorganizar naturalmente em moléculas mais complexas.

Depois de Miller morrer, em 2007, foram encontradas as amostras usadas para análise feita por Miller no experimento original. Em 2008, um grupo de pesquisadores da NASA e da Universidade da Califórnia, onde Miller realizou o experimento, analisaram essas amostras com equipamentos modernos, para ver se descobririam químicos que não poderiam ser detectados com as técnicas de 1950. A amostra produzida por um variante do experimento clássico que introduziu um jato de fumaça para simular as condições durante uma erupção vulcânica. Em Outubro de 2008, a equipe reportou a descoberta de 22 aminoácidos na amostra, 10 deles, nunca tinham sido vistos em outros experimentos como esse.

Amostras originais de Miller encontradas em 2008

Estágio 2: Moléculas orgânicas simples, como os aminoácidos, começaram a se acumular e formarem cadeias peptídicas (proteínas) por meio de desidratação através da ligação peptídica, ligando um grupo carboxila com uma amina, tendo como produto uma ligação covalente entre aminoácidos e uma molécula de água. Porém, há um problema: como essa ligação pode acontecer, se é feita por intermédio de enzimas, que são polipeptídeos?

Sydney Fox, da Universidade de Miami, sugeriu que ondas ou intensas chuvas poderiam no ambiente da Terra Primitiva, chocar esses monômeros contra lava fresca vinda de vulcões, ou rochas quentes, o que pode ter permitido a síntese abiótica de polipeptídeos. Quando reproduziu isso em seu laboratório, produziu proteínas, sintetizadas de maneira abiótica.

 

Estágio 3: Este estágio, a Evolução Química sugere que polímeros interagiram entre si, formando agregados organizados, chamados de protobiontes. Os protobiontes não são capazes de se reproduzir, mas possuem outras propriedades de seres vivos (há uma discussão sobre o que um ser precisar ter para ser classificado como ser vivo, mas não entrarei no mérito agora). Cientistas produziram com sucesso protobiontes a partis de moléculas orgânicas em laboratório. Em um estudo, proteinoides combinados com água fria, se recombinaram em microesferas que desenvolveram uma membrana em sua superfície. Protobiontes são isso, seres com membrana semipermeável e excitáveis, similar as encontradas em células.

Estágio 4: Esses protobiontes, desenvolveram a capacidade de se reproduzir, passando informações genéticas para as gerações seguintes. Alguns cientistas, dizem que o RNA é a verdadeira molécula de hereditariedade. Alguns polímeros de RNA foram sintetizados de maneira abiótica em laboratório. Em 1980, Thomas Cech e seus companheiros da Universidade do Colorado, descobriram que o RNA pode exercer funções enzimáticas, e isso implica que o RNA pode ter se replicado em células prebióticas sem o uso de enzimas proteicas. Variações do RNA pode ter sido produzida para fazer a manutenção da célula durante a replicação.

A Seleção Natural pode ter forçado desenvolvimento de diferentes variações de RNAs, o que pode ter fomentado a sobrevivencia de sequências de RNAs em propriedades ambientais como uma certa temperatura, ou concentração de sais, por exemplo.

Enquanto os seres protobiontes cresceram e se multiplicaram, os RNAs foram passados aos seus descendentes. Em certo tempo, uma grande diversidade de células procariontes vieram a existir e, sob influência da seleção natural, os procariontes podem ter dado origem a toda variedade de vida na Terra.


Não é toda a informação que temos a respeito dessas hipóteses, mas é o básico para entendê-las. Para mais informações a respeito, veja os links abaixo.


 

Links Úteis / Saiba Mais:

Ótima abordagem sobre hipóteses e teorias:

https://universoracionalista.org/hipotese-teoria-ou-lei/

Sobre Giordano Bruno:

https://en.wikipedia.org/wiki/Giordano_Bruno

“Tree of Major Religions”:

https://ultraculture.org/blog/2015/11/30/map-world-religions/

Experimento de Miller-Urey:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4089479/

Mais detalhes sobre a síntese abiogênica de biomoléculas:

http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/cr60263a003

SciCast #72: Origem da Vida: (PodCast)

http://www.deviante.com.br/podcasts/scicast/72-origem-da-vida/

NerdCast 572: A origem da vida: (PodCast)

https://jovemnerd.com.br/nerdcast/origem-da-vida/

 

 

Referências:

http://www.encyclopedia.com/literature-and-arts/classical-literature-mythology-and-folklore/folklore-and-mythology/prometheus

https://en.wikipedia.org/wiki/Enki#Enki_and_the_Making_of_Man

https://www.space.com/19175-how-was-earth-formed.html

https://www.space.com/22880-life-from-space-panspermia-possibility.html

http://science.jrank.org/pages/1386/Chemical-Evolution-primitive-Earth.html

https://www.nasa.gov/centers/goddard/news/releases/2011/lost_exp.html

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