Teoria da síntese abiótica: principais características - Ciência - 2023

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o teoria de síntese abiótica é um postulado que propõe que a vida se originou de compostos não vivos (abióticos = não vivos). Sugere que a vida surgiu gradualmente da síntese de moléculas orgânicas. Dentre essas moléculas orgânicas, destacam-se os aminoácidos, que são os precursores de estruturas mais complexas que dão origem às células vivas.

Os pesquisadores que propuseram essa teoria foram o cientista russo Alexander Oparin e o bioquímico britânico John Haldane. Cada um desses cientistas, investigando por conta própria, chegou à mesma hipótese: que a origem da vida na Terra veio de compostos orgânicos e minerais (matéria não viva) que existiam anteriormente na atmosfera primitiva.

O que é síntese abiótica?

A teoria da síntese abiótica estabelece que a origem da vida na Terra se deu pela mistura de compostos orgânicos e inorgânicos que existiam na atmosfera naquela época, carregados de hidrogênio, metano, vapor d'água, dióxido de carbono e amônia.

Teoria de Oparin e Haldane

Oparin e Haldane pensaram que a Terra primitiva tinha uma atmosfera redutora; ou seja, uma atmosfera com pouco oxigênio onde as moléculas presentes tendem a doar seus elétrons.

Posteriormente, a atmosfera mudaria gradualmente dando origem a moléculas simples, como hidrogênio molecular (H₂), metano (CH₄), dióxido de carbono (CO2), amônia (NH3) e vapor de água (H2O). Nessas condições, eles sugeriram que:

- Moléculas simples poderiam ter reagido, utilizando a energia dos raios solares, descargas elétricas de tempestades, o calor do núcleo da Terra, entre outros tipos de energia que acabaram afetando as reações físico-químicas.

- Isso promoveu a formação de coacervados (sistemas de moléculas de onde se originou a vida, segundo Oparin) que flutuaram nos oceanos.

- Neste "caldo primitivo" as condições seriam adequadas para que os blocos de construção pudessem ser combinados em reações subsequentes.

- Moléculas (polímeros) maiores e mais complexas, como proteínas e ácidos nucléicos, foram formadas a partir dessas reações, provavelmente favorecidas pela presença de água de piscinas próximas ao oceano.

- Esses polímeros poderiam ter sido montados em unidades ou estruturas capazes de serem mantidas e replicadas. Oparin pensou que eles poderiam ser "colônias" de proteínas agrupadas para realizar o metabolismo, e Haldane sugeriu que as macromoléculas se tornassem fechadas em membranas para formar estruturas semelhantes a células.

Considerações sobre a teoria

Os detalhes deste modelo provavelmente não estão corretos. Por exemplo, os geólogos agora acreditam que a atmosfera primitiva não estava encolhendo e não está claro se as lagoas à beira do oceano são um local provável para o primeiro aparecimento de vida.

No entanto, a ideia básica "uma formação gradual e espontânea de grupos de moléculas simples, depois a formação de estruturas mais complexas e, finalmente, a aquisição da capacidade de auto-replicação" permanece no cerne da maioria das hipóteses sobre as origens do vida real.

Experimentos que apoiam a teoria da síntese abiótica

Experiência de Miller e Urey

Em 1953, Stanley Miller e Harold Urey fizeram um experimento para testar as idéias de Oparin e Haldane. Eles descobriram que as moléculas orgânicas podiam ser produzidas espontaneamente sob condições redutoras semelhantes às da Terra primitiva descritas anteriormente.

Miller e Urey construíram um sistema fechado que continha uma quantidade de água aquecida e uma mistura de gases que se pensava serem abundantes na atmosfera da Terra primitiva: metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e amônia (NH3).

Para simular os raios que poderiam ter fornecido a energia necessária para as reações químicas que resultaram na ocorrência dos polímeros mais complexos, Miller e Urey enviaram descargas elétricas por meio de um eletrodo em seu sistema experimental.

Depois de realizar o experimento por uma semana, Miller e Urey descobriram que vários tipos de aminoácidos, açúcares, lipídios e outras moléculas orgânicas foram formados.

Moléculas grandes e complexas - como DNA e proteína - estavam faltando. No entanto, o experimento Miller-Urey mostrou que pelo menos alguns dos blocos de construção dessas moléculas podem se formar espontaneamente a partir de compostos simples.

A experiência de Juan Oró

Dando continuidade à busca pelas origens da vida, o cientista espanhol Juan Oró utilizou seus conhecimentos bioquímicos para sintetizar, em condições de laboratório, outras moléculas orgânicas importantes para a vida.

Oró replicou as condições do experimento de Miller e Urey, que produz derivados de cianeto em grandes quantidades.

Utilizando esse produto (ácido cianídrico), mais amônia e água, esse pesquisador conseguiu sintetizar moléculas de adenina, uma das 4 bases nitrogenadas do DNA e um dos componentes do ATP, molécula fundamental para fornecer energia à maioria dos seres vivos .

Quando esse achado foi publicado em 1963, teve um impacto não apenas científico, mas também popular, pois demonstrou a possibilidade do aparecimento espontâneo de nucleotídeos na Terra primitiva sem qualquer influência externa.

Ele também conseguiu sintetizar, recriando em laboratório um ambiente semelhante ao que existia na Terra primitiva, outros compostos orgânicos, principalmente lipídios que fazem parte das membranas celulares, de algumas proteínas e de enzimas ativas importantes no metabolismo.

Experiência Sydney Fox

Em 1972, Sydney Fox e seus colaboradores realizaram um experimento que lhes permitiu gerar estruturas com membrana e propriedades osmóticas; isto é, semelhante às células vivas, que eles chamam microesférulas proteinoides.

Usando uma mistura seca de aminoácidos, eles começaram a aquecê-los a temperaturas moderadas; assim, eles conseguiram a formação de polímeros. Esses polímeros, quando dissolvidos em solução salina, formavam minúsculas gotículas do tamanho de uma célula bacteriana capaz de realizar certas reações químicas.

Essas microesférulas possuíam um envelope duplo permeável, semelhante às atuais membranas celulares, que permitia que elas se hidratassem e desidratassem dependendo das mudanças do ambiente em que se encontravam.

Todas essas observações obtidas a partir do estudo das microesferas, deram uma ideia sobre os tipos de processos que poderiam ter originado as primeiras células.

Experiência de Alfonso Herrera

Outros pesquisadores realizaram seus próprios experimentos para tentar replicar as estruturas moleculares que deram origem às primeiras células. Alfonso Herrera, um cientista mexicano, conseguiu gerar artificialmente estruturas que chamou de sulfobios e colpoides.

Herrera utilizou misturas de substâncias como sulfocianeto de amônio, tiosanato de amônio e formaldeído, com as quais conseguiu sintetizar estruturas de pequeno porte e alto peso molecular. Essas estruturas ricas em enxofre eram organizadas de maneira semelhante às células vivas, razão pela qual ele as chamou de sulfobia.

Da mesma forma, ele misturou azeite e gasolina com pequenas quantidades de hidróxido de sódio para gerar outros tipos de microestruturas que se organizaram de forma semelhante aos protozoários; ele chamou essas microesferas de colpoides.

Referências

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