Gotas de chuva podem ter sido o gatilho para o início da vida no planeta, segundo nova pesquisa
Um estudo recente concluiu que as gotas de chuva nos estágios iniciais da evolução teriam sido essenciais para fornecer proteção às primeiras células em desenvolvimento.
Bilhões de anos de evolução levaram as células modernas a alcançar o desenvolvimento complexo que conhecemos hoje. Como relata o site Live Science, dentro das células existem pequenos compartimentos chamados organelas que desempenham funções específicas essenciais para a sobrevivência e o funcionamento. Por exemplo, o núcleo armazena material genético e as mitocôndrias produzem energia.
Outra parte essencial de cada célula é a membrana que a envolve. Proteínas embutidas na superfície da membrana controlam o movimento de substâncias para dentro e para fora da célula; são como 'porteiros' que definem o que e como entra e sai da cela. Esta sofisticada estrutura de membrana permitiu a complexidade da vida como a conhecemos.
Mas uma questão que os cientistas sempre se fizeram é como é que as células mais primitivas e simples se mantinham unidas antes da evolução de elaboradas estruturas de membrana? Agora, segundo um estudo recente publicado na revista Science Advances, cientistas da Universidade de Chicago e da Universidade de Houston desempenham um papel crucial na estabilização das células primitivas, abrindo caminho para a complexidade da vida.
Da matéria inerte às células e à vida
A essência deste estudo é realmente perturbadora, pois teriam sido as simples gotas de chuva que desencadearam o desenvolvimento das células e de algum modo de vida como o conhecemos. O estudo foi liderado por Aman Agrawal, do Departamento de Química e Engenharia Molecular da Universidade de Houston. Uma das questões mais intrigantes da ciência é como a vida começou na Terra.
Os cientistas há muito tempo tentam explicar como a matéria inerte, como a água, os gases e os depósitos minerais, foi transformada em células vivas capazes de se replicar, metabolizar e evoluir. E no final da história, desenvolver-se em alguns seres vivos, o suficiente para atingir o que temos hoje ao nosso alcance. De acordo com os resultados deste estudo, seria provável que as primeiras células não tivessem membranas para separar e proteger os seus componentes e a química de um ambiente hostil. Mas elas podem ter conseguido com o tempo com a chuva.
Como pano de fundo, os químicos Stanley Miller e Harold Urey, da Universidade de Chicago, realizaram um experimento em 1953 que demonstrou que compostos orgânicos complexos, ou seja, moléculas baseadas em carbono, poderiam ser sintetizados a partir de outros compostos orgânicos e inorgânicos simples. Usando água, metano, amônia, gases hidrogênio e faíscas elétricas, esses produtos químicos formaram aminoácidos. Os cientistas acreditam que as primeiras formas de vida, chamadas protocélulas, surgiram espontaneamente a partir de moléculas orgânicas presentes na Terra primitiva.
A chuva por trás da vida como a conhecemos
Essas estruturas primitivas semelhantes a células eram provavelmente compostas de dois componentes fundamentais: um material de matriz que fornecia uma estrutura estrutural, e um material genético que continha instruções sobre como as protocélulas funcionam. Com o tempo, essas protocélulas teriam desenvolvido gradualmente a capacidade de replicar e executar processos metabólicos.
Para que ocorram reações químicas essenciais, observa o site Live Science, certas condições são necessárias, como uma fonte de energia estável, compostos orgânicos e água. Os compartimentos formados por uma matriz e uma membrana fornecem crucialmente um ambiente estável que pode concentrar os reagentes e protegê-los do ambiente externo, permitindo que ocorram as reações químicas necessárias.
Assim, surgem duas questões cruciais: de que materiais eram feitas a matriz e a membrana das protocélulas? E como permitiram que as células primitivas mantivessem a estabilidade e a função necessárias para se transformarem nas células sofisticadas que hoje constituem todos os organismos vivos?
Os cientistas propõem que dois modelos diferentes de protocélulas, vesículas e coacervados, podem ter desempenhado um papel fundamental nas primeiras fases da vida. A água nas gotas de chuva teria desempenhado o papel de uma membrana primitiva que ajudou as células a manterem um desenvolvimento estável ao longo do tempo.
Referência da notícia:
Agrawal, A. et al. Did the exposure of coacervate droplets to rain make them the first stable protocells?. Science Advances, v. 10, n. 34, 2024.