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Quarta-feira, Agosto 17, 2022

Nascido para morrer: como a vida na Terra pode ter começado com uma dose de veneno

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Ah, a origem da vida — um tema que deu origem a intermináveis ​​debates e dores de cabeça para cientistas e pesquisadores. Embora o quebra-cabeça científico ainda não tenha sido resolvido, podemos concordar que o mundo como o conhecemos parecia muito diferente ao nascer 4,5 bilhões de anos atrás, assim como os componentes que o compõem. O oxigênio, elemento chave para a sobrevivência da vida hoje, não se acumulou na atmosfera até cerca de 2,33 bilhões de anos atrás.

Então, o que exatamente compreendia a atmosfera da Terra primitiva? Ironicamente, cianeto, uma substância fatalmente venenosa, pode ter sido um alicerce fundamental do início da vida na Terra. O cianeto tem sido amplamente considerado um componente importante na sopa primordialuma solução de compostos orgânicos responsáveis ​​pela origem da vida.

UMA estudo recente dentro Química da Natureza liderado por químicos da Scripps Research nos dá uma visão mais detalhada de como a vida primitiva pode ter sobrevivido a condições venenosas na Terra e como outros planetas com condições semelhantes podem sustentar a vida hoje.

Tudo sobre cianeto

Você pode reconhecer o cianeto como a pílula suicida que espiões capturados tomam em alguns thrillers. Na realidade, o veneno de ação rápida tem muitas formas químicas e uma história bastante longa. Encontrado em inúmeras plantas, a substância pode ser extremamente venenosa, seja inalada como um gás, ingerida na forma de pó ou absorvida por exposição tópica.

O cianeto ganhou sua reputação como um agente de guerra na Guerra Franco-Prussiana com Napoleão Bonaparte em 1870. A partir de então, o produto químico tornou-se uma arma letal e eficaz em inúmeras guerras, incluindo as duas Guerras Mundiais. No entanto, apesar de toda essa associação com veneno e morte, Cianeto de hidrogenio (cianeto em forma de gás) é suspeito de ter desempenhado um papel importante na sopa primordial da vida. Como isso é possível? A resposta é menos complexa do que você poderia esperar.

Ramanarayanan Krishnamurthy, químico do Scripps Research Institute, na Califórnia, deu Descobrir uma rápida atualização científica. Ele teoriza que as formas de vida anteriores podem ter sido capazes de suportar o cianeto simplesmente porque tinham química diferente da nossa e de outros seres vivos hoje. Isso significa que o que pode ser venenoso para nós hoje, não foi venenoso para a vida primitiva na Terra.

Pense assim: para os humanos, o oxigênio não é venenoso, explica Krishnamurthy. Para nós, o dióxido de carbono (CO2) é venenoso. No entanto, para plantas e certos animais que vivem com diferentes tipos de química, o CO2 é sua fonte de energia e não de oxigênio. “Então, podemos extrapolar a partir disso que havia formas de vida anteriores que sobreviveram com cianeto, assim como formas de vida anteriores sobreviveram com dióxido de carbono antes do oxigênio aparecer”, diz ele.

Quando o oxigênio se formou na atmosfera da Terra, a vida que não conseguia se adaptar ao oxigênio morreu porque o oxigênio era venenoso para isso. Vida que poderia se adaptar ao oxigênio ou inventar fotossíntese oxigenada continuou a crescer e evoluir. As primeiras formas de vida dependentes de cianeto podem ter uma história semelhante, diz Krishnamurthy. A vida primitiva que usava o composto químico venenoso como fonte de energia poderia ter se adaptado a um bloco de construção diferente quando o cianeto acabou, ou simplesmente morreu.

Uma sopa venenosa

Krishnamurthy e uma equipe de químicos da Scripps Research realizaram uma estudo aprofundado que essencialmente replicava as moléculas da Terra primitiva e incluía cianeto na mistura. Uma característica importante em seu experimento incluiu o “ciclo redutivo do ácido tricarboxílico”, ou r-TCA.

Basicamente, o que você precisa saber sobre o processo biológico complexo é que ele utiliza proteínas para formar compostos que são necessários para a vida hoje. Só que havia um minúsculo problema com r-TCA no passado. Lembre-se de como o oxigênio não estava presente na Terra primitiva? Nem as proteínas eram necessárias para o ciclo de r-TCA funcionar. É por isso que Krishnamurthy e sua equipe realizaram seu experimento usando cianeto. Eles imitaram um ciclo alternativo que poderia ter composto os compostos iniciais da vida. Os resultados do experimento indicaram que as moléculas seguiram um caminho semelhante ao do r-TCA hoje.

Embora o experimento detalhado nos dê um pico na atmosfera da Terra há 4,5 bilhões de anos, dezenas de questões por trás da origem da vida ainda permanecem. A vida na Terra realmente começou com uma dose de veneno? Krishnamurthy especula que, para enfrentar tal mistério científico, devemos esquecer o que é a vida e nos imaginar na Terra primitiva há 4,5 bilhões de anos. Dica: imagine cometas, vulcões vomitando e nenhum sinal de vida humana. “Temos que trabalhar com qualquer química que aconteça naquele momento específico”, diz Krishnamurthy.

A ciência da origem da vida está em constante evolução. À medida que novas pesquisas surgem, adicionamos uma nova peça ao quebra-cabeça. O resto continua a ser resolvido.



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