Encapsulados dentro de algumas das rochas mais antigas da Terra estão nanocristais anteriormente esquecidos que contam uma história sobre como a vida pode ter surgido.
Leia também: Como a vida começou na Terra? A neblina atmosférica pode ter sido a chave
Pesquisadores das Geociências da Universidade da Austrália Ocidental e da Universidade de Cambridge dizem que as suas descobertas podem explicar porque é que o fósforo se tornou um importante alicerce da vida e como as moléculas se uniram pela primeira vez para formar RNA primitivo nas fontes hidrotermais no fundo do mar.
Eles examinaram rochas de 3,5 bilhões de anos da região de Pilbara, na Austrália Ocidental, sob um microscópio eletrônico de transmissão e encontraram minerais inesperados.
O Cráton de Pilbara é conhecido pela preservação imaculada da crosta terrestre durante a era arqueana, quando a vida estava apenas começando. As rochas nesta área são uma cápsula do tempo que contém informações sobre a química pré-biótica.
De longe, um olho treinado pode identificar a rocha vermelha listrada de Pilbara como uma mistura de quartzo muito fino (contendo silício e oxigênio) e hematita (feita de ferro e oxigênio), uma combinação conhecida como jaspilita.
Uma inspeção mais detalhada revela algo surpreendente; nanocristais ocultos com propriedades interessantes. Dispersas pelos leitos de jaspe estão finas partículas de verdealita, um mineral que contém ferro, silício e oxigênio, que teria sido ejetado de uma fonte hidrotermal próxima e precipitado no fundo do mar há bilhões de anos.
“Encontramos escondidas entre os óxidos de ferro mais visíveis (que dão à rocha sua cor vermelha brilhante) argilas de ferro muito mais abundantes”, disse Birger Rasmussen, geólogo da Universidade da Austrália Ocidental, ao ScienceAlert.
“É incrível que você possa ver nanopartículas em rochas tão antigas, e parte da razão disso é que elas estão seladas nesses materiais relativamente inertes quimicamente.”
Em nanoescala, a estrutura da verdealita é incomum. As bordas das partículas são onduladas devido a um desalinhamento em sua estrutura cristalina entre as camadas octaédricas ricas em ferro e as camadas tetraédricas ricas em sílica.
“Ele produz uma série de sulcos paralelos nas bordas que têm o tamanho perfeito para coisas como RNA e DNA”, diz Rasmussen, explicando que isso torna as nanopartículas de argila a ferramenta catalítica perfeita para alinhar os componentes dessas biomoléculas para que possam se encaixar facilmente.
Há milhares de milhões de anos, as fontes hidrotermais podem ter produzido bilhões de partículas microscópicas de argila com ranhuras que funcionavam como linhas de montagem, concentrando RNA ou pré-RNA.
Há muito considerada um local provável para o surgimento da vida, as fontes hidrotermais fornecem o local perfeito para que esse processo aconteça. Elas constantemente agitam a água do mar através de câmaras de magma e expelem plumas quentes e fumegantes cheias de nutrientes de volta ao oceano.
“É um ótimo lugar para ocorrerem reações químicas… porque são áreas de gradientes extremos”, diz Rasmussen.
As rochas de Pilbara, com 3,5 bilhões de anos, também continham nanopartículas de fluorapatite (um mineral feito de oxigênio, cálcio, flúor e fósforo).
Os cientistas têm ficado intrigados com a razão pela qual o fósforo é encontrado em tantas estruturas biológicas (incluindo DNA, membranas e lípidios), apesar de concentrações tão baixas do elemento no oceano.
Mas a presença do mineral fluorapatite contendo fósforo em rochas com milhares de milhões de anos fornece uma explicação potencial: as fontes hidrotermais podem ter sido uma fonte precoce de fósforo acessível.
A modelização dos investigadores sugere que a concentração de fósforo nas águas profundas do mar, há 3,5 bilhões de anos, era provavelmente de 10 a 100 vezes maior do que é hoje.
“Por que a vida selecionou o fósforo para tantos processos bioquímicos essenciais, incluindo a fabricação de material genético, quando hoje é tão escasso no oceano? A resposta pode ser que o fósforo era muito mais abundante durante a origem e a evolução inicial da vida”, diz Rasmussen.
A pesquisa foi publicada na Science Advances.
Artigo publicado no ScienceAlert
