A hipótese de Oparin e o nascimento da química prebiótica experimental

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Ilustração gráfica do planeta Terra prébiotico

Muito se era discutido e incontáveis problemas eram encontrados na teoria da geração espontânea, até que Pasteur a provou ineficaz com os seus experimentos clássicos. 60 anos depois, especificamente em 1920, os olhos do mundo científico se voltariam para o inglês Jhon Burdon S. Haldane e o russo Aleksander I. Oparin que juntos propuseram ideias semelhantes de como a vida na terra teria surgido.

As semelhanças em suas ideias são evidentes ao ponto que para ambos a vida na terra teria surgido através de moléculas orgânicas, que a partir de substâncias inorgânicas teriam se formado e se concentrado na atmosfera primitiva e posteriormente com o resfriamento do planeta, no mar. Para entendermos as teorias de Haldane e Oparin temos que viajar a quase 4 bilhões de anos atrás, numa Terra na qual ainda nem se quer a vida existia.

No período pré-biótico da Terra, não se tinha uma camada de ozônio como se têm nos tempos atuais, isto é, não se tinha uma camada protetora contra radiações do sol, em especial os raios ultravioletas (UV). Além disso, neste período havia com frequência gigantescas erupções de vulcões e assim por consequência uma grande liberação de gases e partículas para aquela “atmosfera” até então desguarnecida. Este fenômeno somado à gravidade terrestre, fez com que os gases liberados pelos vulcões ficassem presos no planeta, formando assim a atmosfera primitiva.

As hipóteses defendiam que no início da atmosfera terrestre se tinha um ambiente redutor, ou seja, não oxidante, nos levando à justificativa de que ou não havia O2 naquela atmosfera ou então se tinha-o em concentrações insignificantes, fazendo com que os gases presentes na atmosfera primitiva fossem apenas o gás hidrogênio (H2), o metano (CH), a amônia (NH3) e a água em vapor (H2O), isso se dá por estudos realizados acerca da composição das nuvens de poeira estelar e gases presos em rochas antigas, nos levando também ao formaldeído (HCHO) e ácido cianídrico (HCN).

Na era pré-cambriana no período arcaico, houve um processo de resfriamento do planeta, fazendo com que os primeiros mares pudessem ser formados no solo caótico e irregular da terra, se iniciou então, um período de radiações e descargas elétricas intensas que teriam contribuído para o fornecimento de energia para o nascimento das primeiras moléculas orgânicas, através das moléculas de gases que compunham a atmosfera, adicionando dióxido de carbono (CO2) e dióxido de enxofre (SO2) e diminuindo a concentração de metano.

A princípio os mares primitivos não eram fundos, vide que o processo de formação dos mares não foi algo simples e rápido. Além disso, o mar possuía uma temperatura elevada e este fator somado ao processo de formação da chuva fez com que o mar ficasse com grande quantidade de matéria orgânica em seu meio, estas moléculas então, teriam se juntado e formado uma quantidade gigantesca de moléculas proteicas que estavam envolvidas por água do mar, ou seja, coacervados, podendo inclusive interagir com o meio externo trocando substâncias e sustentando reações químicas em seu interior, se tornando assim a principal base para a explicação de Oparin e Haldane para o surgimento das células, já que estas, poderiam ter se dado por um sistema semelhante, porém envolvidos por lipídios e proteínas com uma molécula de ácido nucleico em seu interior, criando-se assim uma capacidade de reprodução e a formação da vida simples e primitiva na Terra.

Buscando a comprovação das hipóteses de Oparin-Haldane, em 1953 Stanley L. Miller, quando ainda doutorando, deu o pontapé inicial a química pré-biótica experimental com um experimento que buscava simular as condições e recursos do planeta terra antecessor a vida.

Para simular os intensos raios e tempestades foi-se introduzido componentes da atmosfera primitiva – H2O, NH3, CH4 e H2 – num sistema fechado, em que estes foram submetidos a centelhas elétricas – que buscavam a simulação de raios – e, por fim, logo após este processo eram condessados.

Experimento de Miller detalhadamente.
Experimento de Miller detalhadamente.

Logo após uma semana, com uma temperatura a 100 °C, os produtos do experimento foram analisados e observou-se que havia cerca de 15% de carbono na forma de compostos orgânicos e que dentre eles haviam aminoácidos como a glicina, por exemplo.

Com o passar dos anos e a formulação de novos estudos, chegou-se a conclusão de que a fonte de energia mais aceita é a radiação ultravioleta e não as descargas elétricas provenientes de raios, além de que a ausência de enantiosseltividade dos produtos deixa uma lacuna sobre a questão da quiralidade dos aminoácidos-padrão presentes em todos os seres vivos estudados. Contudo o experimento de Miller foi visionário e revolucionou toda a ciência, além de trazer uma nova óptica sobre a origem da vida, trouxe também, novas dúvidas para alimentar a ciência e serem exploradas, servindo assim como um divisor de águas e um marco para a química.

Referências didáticas:

  • http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao4.php
  • http://www.novaera-alvorecer.net/eras_geologicas.htm

Artigos técnicos:

  • http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc22/a05.pdf
  • http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol26No2_260_19.pdf
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