Abiogênese

Concepções modernas de abiogênese

Concepções modernas de abiogênese são largamente baseadas nos mesmos princípios da teoria de Oparin-Haldane e da experiência de Miller-Urey. Existem, entretanto, diferenças sutis entre os vários modelos que foram estabelecidos para explicar a progressão da molécula abiogênica para o organismo vivo, e as explicações diferem se moléculas orgânicas complexas primeiro se tornaram entidades auto-replicantes sem funções metabólicas ou primeiro se tornaram protócélulas metabolizadoras que depois desenvolveram a capacidade de auto-replicação.

O habitat para a abiogênese também tem sido debatido. Enquanto algumas evidências sugerem que a vida pode ter originado de não vida em aberturas hidrotermais no fundo do oceano, é possível que a abiogênese tenha ocorrido em outros lugares, como nas profundezas abaixo da superfície da Terra, onde protócélulas recém surgidas poderiam ter subsistido em metano ou hidrogênio, ou mesmo nas margens do oceano, onde proteinoides podem ter surgido a partir da reação de aminoácidos com o calor e depois entrado na água como gotículas de proteína tipo célula.

Alguns cientistas propuseram que a abiogênese ocorreu mais de uma vez. Em um exemplo deste cenário hipotético, surgiram diferentes tipos de vida, cada um com arquiteturas bioquímicas distintas, refletindo a natureza dos materiais abiogênicos a partir dos quais eles se desenvolveram. No entanto, no final, a vida baseada em fosfatos (vida “padrão”, tendo uma arquitetura bioquímica que requer fósforo) ganhou uma vantagem evolutiva sobre toda a vida não baseada em fosfatos (vida “não padrão”) e, assim, tornou-se o tipo de vida mais amplamente distribuído na Terra. Esta noção levou os cientistas a inferir a existência de uma biosfera sombra, um sistema de suporte de vida composto por microorganismos de estrutura bioquímica única ou incomum que pode ter existido, ou possivelmente ainda existir, na Terra.

Como a experiência Miller-Urey demonstrou, moléculas orgânicas podem se formar a partir de materiais abiogênicos sob as restrições da atmosfera prebiótica da Terra. Desde os anos 50, pesquisadores descobriram que aminoácidos podem espontaneamente formar peptídeos (proteínas pequenas) e que intermediários chave na síntese de nucleotídeos de RNA (compostos contendo nitrogênio ligados a grupos de açúcar e fosfato) podem formar a partir de materiais prebiogênicos iniciadores. Esta última evidência pode apoiar a hipótese do mundo do RNA, a idéia de que no início da Terra existia uma abundância de vida RNA produzida através de reações químicas prebióticas. De fato, além de carregar e traduzir informação genética, o RNA é um catalisador, uma molécula que aumenta a taxa de uma reação sem se consumir, significando que um único catalisador de RNA poderia ter produzido múltiplas formas vivas, o que teria sido vantajoso durante a elevação da vida na Terra. A hipótese mundial do RNA é uma das primeiras concepções de auto-replicação de abiogênese.

alguns modelos modernos de abiogênese baseados no metabolismo incorporam os coacervados enzimáticos contendo Oparina mas sugerem uma progressão constante de moléculas orgânicas simples para coacervados, especificamente protobiontes, agregados de moléculas orgânicas que exibem algumas características de vida. Protobiontes presumivelmente então deram origem a procariotas, organismos unicelulares carentes de um núcleo distinto e outros organelos por causa da ausência de membranas internas mas capazes de metabolismo e auto-replicação e susceptíveis à seleção natural. Exemplos de procariotas primitivos ainda hoje encontrados na Terra incluem arquebactérias, que frequentemente habitam ambientes extremos com condições semelhantes àquelas que podem ter existido há bilhões de anos, e cianobactérias (algas verde-azuladas), que também florescem em ambientes inóspitos e são de particular interesse para entender a origem da vida, dadas as suas capacidades fotossintéticas. Os estromatólitos, depósitos formados pelo crescimento de algas azul-esverdeadas, são os fósseis mais antigos do mundo, datando de 3,5 bilhões de anos atrás.

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Subsistem muitas questões por responder relativas à abiogénese. As experiências ainda não demonstraram a transição completa de materiais inorgânicos para estruturas como protobiontes e protocélulas e, no caso do mundo proposto para o RNA, ainda não conciliaram diferenças importantes nos mecanismos de síntese de bases purinas e pirimidinas necessárias para formar nucleotídeos completos de RNA. Além disso, alguns cientistas afirmam que a abiogênese era desnecessária, sugerindo, em vez disso, que a vida foi introduzida na Terra através da colisão com um objeto extraterrestre que abriga organismos vivos, como um meteorito carregando organismos unicelulares; a migração hipotética de vida para a Terra é conhecida como panspermia.

Pesquisa sobre a abiogênese beneficiou-se significativamente da astrobiologia, o campo de estudo preocupado com a busca de vida extraterrestre (vida além da Terra) e com a compreensão das condições necessárias para a vida se formar. As investigações astrobiológicas da lua Titã, por exemplo, que tem uma atmosfera sem oxigênio livre, revelaram que moléculas orgânicas complexas estão presentes ali, oferecendo aos cientistas um vislumbre da formação de materiais biológicos em um habitat prebiótico semelhante ao da Terra primitiva.

Kara Rogers