Cientistas criam um precursor para a vida em experimento de ventilação térmica

Os cientistas especulam que, se a vida tivesse se desenvolvido espontaneamente na Terra, a primeira coisa que precisaria haver são vesículas.

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  • As descobertas também sugerem que a vida pode ter se formado nas profundezas dos oceanos de outros corpos celestes em nosso sistema solar também.
  • Elas se parecem muito com as membranas celulares, só que não contêm nenhum dos maquinários complicados que as células vivas reais contêm.
  • Pesquisadores demonstraram recentemente que essas vesículas se formam com frequência em ambientes semelhantes às fontes hidrotermais da Terra primitiva.




Uma das marcas da vida é a homeostase, ou a capacidade da vida de manter um estado interno consistente, independentemente das condições externas. Pense em como você transpira para esfriar ou como precisa beber água de vez em quando para manter os níveis de fluidos.



Essa necessidade de manter a homeostase está presente em todas as formas de vida por definição. Mas para que haja homeostase, é preciso haver um interior e um exterior. Agora, um novo estudo publicado em Ecologia e evolução da natureza em 4 de novembro, pode ter identificado como a vida desenvolveu pela primeira vez as barreiras entre o interior e o exterior das células.

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O que são vesículas?

Vesículas

Exemplos de uma bicamada lipídica, um lipossoma (a.k.a., uma vesícula ou uma protocélula) e uma micela, que é um tipo de estrutura composta por apenas uma camada de lipídios.



Fonte da imagem: Wikimedia Commons

Os biólogos acreditam que antes que a vida pudesse se desenvolver na Terra, a primeira coisa que precisava ocorrer era o desenvolvimento de protocélulas . Você pode pensar nisso como uma célula sem toda a maquinaria que faz uma célula funcionar. Em vez disso, uma protocélula é composta apenas de uma membrana que define o interior e o exterior.

Quase todas as membranas celulares do organismo são compostas por uma bicamada lipídica, o que significa que é provável que a vida tenha começado com essas bicamadas. Um lipídio é conhecido como moléculas anfifílicas, que são moléculas que têm um lado atraído pela água e um lado repelido por ela. Quando há duas 'camadas' dessas moléculas, elas podem formar uma barreira onde as cabeças das moléculas, que amam a água, ficam voltadas para fora, enquanto as caudas que odeiam a água ficam voltadas para dentro. Às vezes, essas folhas também formam uma esfera ou vesícula. Essas vesículas são essencialmente membranas celulares.



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Muitos cientistas acreditam que a formação de vesículas foi o primeiro passo em direção à vida. As vesículas mantêm determinado material fora da protocélula enquanto protegem uma solução interna - a homeostase. Mas a questão de onde e como eles se formaram é menos clara.

Será que vesículas se formaram em torno das fontes hidrotermais?

Uma representação artística das plumas de vapor d'água encontradas em Enceladus, que se acredita serem causadas por fontes hidrotermais subterrâneas.

Fonte da imagem: NASA / JPL-Caltech

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A mais antiga evidência direta de vida data de 3,5 bilhões de anos atrás, na forma de microorganismos fossilizados , mas a vida claramente existia antes disso. Um estudo de 2017 afirma ter identificado microorganismos fossilizados que datam de 4,28 bilhões de anos atrás , meros 400 milhões de anos após a formação da própria Terra. Mas essa descoberta é contestada, não apenas porque implica que a vida entrou em ação assim que pôde, mas por causa de onde foi encontrada: no precipitado de fontes hidrotermais.

A química interessante e a fonte de energia que caracterizam as fontes hidrotermais há muito as tornam candidatas à origem da vida, mas os experimentos não conseguiram demonstrar que vesículas podem se formar lá. O ambiente ao redor das fontes hidrotermais no período Hadeano / Arqueano inicial, quando a vida começou, era altamente alcalino, ou básico, e extremamente salgado, ainda mais salgado do que os oceanos de hoje. Quando os cientistas tentaram criar vesículas sob tais condições, elas simplesmente se desfizeram, levando alguns cientistas a argumentar que a vida provavelmente começou em piscinas de água doce, longe do ambiente altamente alcalino e salgado das fontes hidrotermais.

No entanto, este novo estudo indica que não apenas as protocélulas podem se desenvolver neste ambiente, mas também incentiva o seu desenvolvimento. Um dos autores do estudo, Dr. Sean Jordan, explica por que seus resultados foram diferentes: 'Outros experimentos usaram um pequeno número de tipos de moléculas, principalmente com ácidos graxos do mesmo tamanho, enquanto em ambientes naturais, você esperaria ver uma gama maior de moléculas.'

Antes e agora.

Os experimentos anteriores foram extremamente precisos, não conseguindo replicar a natureza mais confusa do ambiente das fontes hidrotermais - o experimento de Jordan, no entanto, apresentou numerosas moléculas anfifílicas. Na verdade, as moléculas com cadeias de carbono mais longas exigiam o calor de um respiradouro hidrotérmico para formar as vesículas, a alcalinidade ajudava as vesículas a manter sua carga elétrica e o sal garantido na solução ajudava as moléculas a se compactar com mais firmeza.

Isso não apenas sugere que a vida na Terra pode ter começado nas profundezas dos oceanos por fontes hidrotermais, mas também aponta para lugares em nosso sistema solar onde a vida pode se desenvolver ou ter se desenvolvido também. Objetos celestes como Europa, uma das luas de Júpiter, podem abrigar vida apesar da camada de gelo com quilômetros de profundidade que a envolve. A órbita da lua constantemente a aperta e descomprime, fornecendo calor para um oceano líquido subterrâneo que as observações sugerem que pode ser salgado e alcalino também. A lua de Saturno, Enceladus, está coberta de gêiseres lançando vapor de água, que se acredita serem causados ​​por fontes hidrotermais, que contêm sais e compostos orgânicos.

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Juntos, esses fatos pintam um quadro sobre a formação da vida; não apenas a vida pode se desenvolver primeiro nas profundezas do oceano, perto das fontes hidrotermais, mas pode se desenvolver assim que for possível, e com freqüência. Se esta descoberta for apoiada por mais evidências, e se descobrirmos que a vida começou quase assim que os oceanos se formaram na Terra, podemos ter uma boa chance de encontrar vida em nosso sistema solar nas luas de Júpiter e Saturno.


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