Biología

Abiogênese: definição, teoria e evidência

Definição

Como a vida começou na Terra? Quando isso começou? Essas questões permaneceram um mistério por milhares de anos da história humana. Sabemos que a Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos e que as bactérias poderiam ter sido encontradas na Terra há 3,5 bilhões de anos. A teoria da evolução nos fornece uma explicação de como a vida começou a partir de uma bactéria unicelular e se diversificou em milhões de espécies de animais, plantas, fungos e bactérias. Mas de onde veio a primeira célula única?

A abiogênese é uma teoria científica que afirma que a vida surgiu na Terra por meios naturais espontâneos devido às condições presentes na época. Em outras palavras, a vida veio de matéria não viva.

Terra Primitiva

Imagine uma Terra sem vida; vulcões violentos, tempestades com raios, oceanos quase ferventes, terremotos frequentes e uma atmosfera com altos níveis de gases tóxicos. A Terra Primitiva era assim. Imagine uma Terra onde o ar consistisse em altas concentrações de metano, amônia, hidrogênio e água vaporizada.

Então, como e por que a vida começou nessas condições? No início dos anos 1950, essa questão foi debatida por cientistas em busca de uma resposta coerente para essa importante questão.

O Experimento Miller

Em 1953, Stanley Miller procurou responder à questão das origens da vida na Terra. Em seu experimento, ele usou um aparelho com um frasco cheio de água e produtos químicos que se pensava existir na Terra primitiva. O que ele descobriu foram esses produtos químicos, sob as condições certas, moléculas orgânicas espontaneamente formadas. Este experimento sugere que moléculas orgânicas podem ter se formado espontaneamente na Terra primitiva, dando lugar às primeiras coisas vivas.

Alguns cientistas não acham que as condições do experimento Miller foram precisas em comparação com as da Terra primitiva, mas experimentos subsequentes com atmosferas alteradas mostraram resultados semelhantes de geração espontânea de aminoácidos, lipídios e nucleotídeos.

RNA veio primeiro

Durante anos foi debatido entre os cientistas se o DNA, o RNA ou as proteínas vinham primeiro. O DNA serve como o meio principal de armazenar informações genéticas, e as proteínas podem catalisar reações. O RNA é um ácido nucléico que pode atuar como uma biblioteca genética e catalisar reações. Essa capacidade torna o RNA o candidato ideal para iniciar a primeira vida na Terra.

Então, de onde veio o RNA? O RNA pode se formar espontaneamente? Primeiro, vamos revisar a estrutura do RNA. O RNA é composto por quatro bases de nucleotídeos:

  1. Adenina
  2. Guanina
  3. Citosina
  4. Uracil

Esses quatro nucleotídeos são os blocos de construção do RNA. Se eles puderem ser sintetizados espontaneamente, dadas as condições na Terra primitiva, então uma grande peça do quebra-cabeça de como a vida começou pode ser resolvida. Veja só, recentemente foi descoberto que certas moléculas podem de fato formar todos os quatro nucleotídeos na presença de luz ultravioleta, ou luz solar.

As primeiras células

Ok, então se moléculas orgânicas e RNA podem se formar espontaneamente, o que dizer das células? Como são feitas as membranas celulares?

Os lipídios são moléculas que constituem a camada de uma membrana celular. Como vimos nos primeiros experimentos da Terra, os lipídios podem se formar espontaneamente a partir das primeiras condições atmosféricas. Eles têm um lado que ama a água (hidrofílico) e um lado que teme a água (hidrofóbico). Enquanto o lado hidrofílico pode interagir com a água, os lados hidrofóbicos não podem, e assim eles formam aglomerados na água. O lado que ama a água está voltado para fora, o lado que teme a água está voltado para dentro. É mais ou menos como o óleo de uma lâmpada de lava nunca se mistura com a água, ou o óleo de uma panela de macarrão sempre forma pequenas esferas.

Uma bicamada lipídica se forma quando uma cadeia de lipídios com caudas hidrofóbicas para baixo se junta a outra camada ligada a ela que está de cabeça para baixo. Isso evita que a água passe entre eles, e isso forma uma membrana celular. Nenhuma água sai de dentro da célula e nenhuma água de fora dela entra. Devido à estrutura de um lipídio, ele pode se reunir espontaneamente em uma bicamada na presença de água.

Sabendo de tudo isso, é uma hipótese razoável dizer que algumas dessas primeiras estruturas de RNA foram envolvidas em uma célula primitiva que consiste em uma bicamada lipídica cheia de água, moléculas inorgânicas e orgânicas. Essas células primitivas dariam então origem às primeiras células.

Outras Hipóteses

Embora a evidência científica para a abiogênese seja uma teoria científica sólida, alguns cientistas formularam outras hipóteses para explicar as origens da vida na Terra. Uma dessas hipóteses é a panspermia, que afirma que os fundamentos da vida chegaram à Terra do espaço e, portanto, se originaram em outros lugares da galáxia. Esta é uma hipótese interessante, mas tem se mostrado difícil de testar.

Resumo da lição

A teoria da abiogênese diz que a vida é gerada a partir do arranjo espontâneo de matéria não viva. Como os cientistas chegaram a essa teoria? Experimentos mostram que moléculas orgânicas, nucleotídeos de RNA e membranas celulares podem se formar espontaneamente, dadas as condições primitivas da Terra. O RNA é um ácido nucléico que pode atuar como uma biblioteca genética e catalisar reações, então é provável que a primeira vida na Terra tenha funcionado exclusivamente com RNA. Ao longo de milhões de anos, essas moléculas de RNA desenvolveram novas habilidades catalíticas e eventualmente evoluíram para as células complexas que conhecemos hoje.

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