A origem da vida na Terra tem sido objeto de investigação científica há décadas (figura 1). O surgimento das mais diversas formas de vida foi acompanhado por uma infinidade de condições e fatores que deveriam combinar entre si. Este artigo discute as hipóteses e comprovações científicas que propõem a origem e o processo da vida em nosso planeta. Os primeiros organismos encontraram formas de crescer, reproduzir-se e, eventualmente, contribuir para a incrível diversidade encontrada no nosso mundo, apesar das condições hostis e aparentemente inóspitas.
Figura 1 - Nesta imagem mostra o aumento de números de pesquisas no campo da origem da vida
Bilhões de anos atrás, no jovem planeta Terra, compostos orgânicos simples se reuniram em coalizões mais complexas que podiam crescer e se reproduzir. Eles foram as primeiras formas de vida na Terra, e deram origem a todas as bilhões de espécies que habitaram nosso planeta desde então. Naquela época, a Terra estava quase completamente desprovida do que reconheceríamos como um ambiente adequado para seres vivos. O jovem planeta apresentava uma atividade vulcânica generalizada e uma atmosfera que criava condições hostis. Então, onde na Terra a vida poderia ter começado?
Para começar a busca pelo berço da vida, é importante primeiro entender as necessidades básicas de qualquer forma de vida. Elementos e compostos essenciais para a vida incluem hidrogênio, metano, nitrogênio, dióxido de carbono, fosfatos e amônia. Para que esses ingredientes possam se misturar e reagir uns com os outros, eles precisam de um solvente líquido: a água. E, para crescer e se reproduzir, toda forma de vida precisa de uma fonte de energia.
As formas de vida são divididas em dois grupos: autotróficos, como as plantas, que geram sua própria energia, e heterotróficos, como os animais, que consomem outros organismos para obter energia. A primeira forma de vida não teria outros organismos para consumir, é claro, então deve ter sido um autotrófico, gerando energia ou do sol ou de gradientes químicos. Então, quais locais atendem a esses critérios? Lugares em terra ou próximos à superfície do oceano têm a vantagem de acesso à luz solar. Mas, na época em que a vida começou, a radiação UV na superfície da Terra provavelmente era forte demais para a vida sobreviver ali.
Figura 2 - fonte hidrotermal do tipo fumarola branca. Foto: wikimedia commons
Um cenário oferece proteção contra essa radiação e uma fonte alternativa de energia: as fontes hidrotermais que serpenteiam pelo fundo do oceano, cobertas por quilômetros de água do mar e imersas na escuridão completa (Figura 2). Uma fonte hidrotermal é uma fissura na crosta terrestre onde a água do mar se infiltra nas câmaras de magma e é expelida de volta a altas temperaturas, junto com uma rica mistura de minerais e compostos químicos simples. A energia é particularmente concentrada nos íngremes gradientes químicos das fontes hidrotermais.
Há outra linha de evidência que aponta para as fontes hidrotermais: o Último Ancestral Comum Universal da vida, ou LUCA, em inglês. LUCA não foi a primeira forma de vida, mas é o mais distante que podemos rastrear. Mesmo assim, não sabemos realmente como era LUCA — não há fóssil de LUCA, nem um LUCA moderno ainda vivo —, em vez disso, os cientistas identificaram genes que são comumente encontrados em espécies de todos os três domínios da vida que existem hoje. Como esses genes são compartilhados entre espécies e domínios, devem ter sido herdados de um ancestral comum.
Esses genes compartilhados nos dizem que LUCA viveu em um lugar quente, sem oxigênio, e obteve energia de um gradiente químico — como os encontrados nas fontes hidrotermais. Existem dois tipos de fontes hidrotermais: fumarolas negras e fumarolas brancas. As fumarolas negras liberam água ácida e rica em dióxido de carbono, aquecida a centenas de graus Celsius e cheia de enxofre, ferro, cobre e outros metais essenciais à vida. Mas agora os cientistas acreditam que as fumarolas negras eram quentes demais para LUCA — então, os principais candidatos para o berço da vida são as fumarolas brancas como visto na fig. 2.
Entre as fumarolas brancas, um campo de fontes hidrotermais na Dorsal Mesoatlântica chamado Lost City tornou-se o candidato mais favorecido para o berço da vida. A água do mar expelida aqui (Figura 3) é altamente alcalina e carece de dióxido de carbono, mas é rica em metano e oferece temperaturas mais hospitaleiras. As fumarolas negras adjacentes podem ter contribuído com o dióxido de carbono necessário para a vida evoluir em Lost City, fornecendo todos os componentes para apoiar os primeiros organismos que irradiaram na incrível diversidade da vida na Terra hoje.
Figura 3 - Imagem: D. Kelley/UW/URI-IAO/NOAA / Canaltech
Explorar as possíveis origens da vida na Terra nos ajuda a entender melhor as condições necessárias para o surgimento e a evolução dos primeiros organismos. As fontes hidrotermais, especialmente as de Lost City, destacam-se como fortes candidatas para o berço da vida devido às suas condições únicas. Continuar investigando esses ambientes pode não apenas esclarecer a história da vida em nosso planeta, mas também fornecer pistas sobre a possibilidade de vida em outros mundos. Essa jornada científica é fundamental para expandir nosso conhecimento sobre a biologia e o universo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Martin, W., & Russell, M. J. (2007). On the origin of biochemistry at an alkaline hydrothermal vent. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 362(1486), 1887-1925. doi:10.1098/rstb.2007.2063
[2] Lane, N., Allen, J. F., & Martin, W. (2010). How did LUCA make a living? Chemiosmosis in the origin of life. BioEssays, 32(4), 271-280. doi:10.1002/bies.200900131
[3] Baross, J. A., & Hoffman, S. E. (1985). Submarine hydrothermal vents and associated gradient environments as sites for the origin and evolution of life. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, 15(4), 327-345. doi:10.1007/BF01808177
[4] Russell, M. J., Hall, A. J., & Martin, W. (2010). Serpentinization as a source of energy at the origin of life. Geobiology, 8(5), 355-371. doi:10.1111/j.1472-4669.2010.00249.x
[5] Sleep, N. H., Meibom, A., Fridriksson, T., Coleman, R. G., & Bird, D. K. (2004). H2-rich fluids from serpentinization: Geochemical and biotic implications. Proceedings of the National Academy of Sciences, 101(35), 12818-12823. doi:10.1073/pnas.0405289101
Kommentarer