Um passo essencial na evolução da vida na Terra poderia ter ocorrido no ar

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A fronteira entre a água e o ar pode ser onde a vida começou. (Créditos: Yaorusheng/Moment/Getty Images)

Traduzido por Julio Batista
Original de David Nield para o ScienceAlert

O surgimento da vida em um ‘pequeno lago quente‘ cerca de 4,5 bilhões de anos atrás é uma base relativamente sólida da biologia moderna.

Apesar do papel vital da água em facilitar as primeiras reações orgânicas na Terra, um dos ingredientes mais básicos não se forma em ambientes aquosos, levantando a questão de como a vida inicialmente os adquiriu.

Um novo experimento revela como essas reações químicas críticas podem ter ocorrido.

As ligações de amida são os elos nas cadeias de aminoácidos que formam a base de tantos componentes cruciais da vida, incluindo peptídeos (curtas cadeias de aminoácidos) e proteínas (cadeias mais longas de aminoácidos que podem trabalhar na forma de enzimas).

O problema é que as ligações de amida são realmente impedidas pela água, o que é um problema em um mundo oceânico como a Terra antiga. Algo mais deve ter entrado em jogo, pensam os cientistas, e o novo estudo sugere que foi na fronteira da água e do ar que a mágica aconteceu.

“Aqui, relatamos uma reatividade única de aminoácidos livres no meio ar-água de gotículas de água de tamanho mícron que leva à formação de isômeros de peptídeos na escala de milissegundos”, escreveu o químico da Universidade de Purdue Dylan Holdena e colegas em seu paper publicado.

“Esta reação é realizada em condições ambientais e não requer reagentes adicionais, ácido, catalisadores ou radiação.”

A equipe pulverizou microgotas de água contendo dois aminoácidos, glicina e L-alanina, em um dispositivo de espectrômetro de massa para análise química detalhada. Uma cadeia de dois aminoácidos, um dipeptídeo, mostrou se formar nas gotículas.

Como os dipeptídeos são capazes de construir mais cadeias de aminoácidos, os resultados sugerem que as microgotículas transportadas pelo ar podem ter acelerado a construção inicial de cadeias peptídicas, expondo aminoácidos dissolvidos ao ar.

Bilhões de anos atrás, essas microgotas podem ter sido produzidas na forma de spray marinho que foi lançado do oceano, criando as ligações químicas essenciais para o desenvolvimento da vida.

Além disso, a reação observada nesses experimentos aconteceu sem a adição de quaisquer outros agentes químicos, catalisadores ou fontes de radiação, tornando mais provável que isso pudesse estar acontecendo há bilhões de anos na Terra.

“A geração observada de peptídeos a partir de aminoácidos livres no meio ar-água de gotículas de água pura, o mais simples de todos os sistemas prebióticos, sugere que configurações como aerossóis atmosféricos ou maresia podem ter proporcionado um ambiente único e onipresente para superar obstáculos energéticos associados à condensação e polimerização de biomoléculas na água”, escreveram os pesquisadores.

Se a equipe estiver certa, onde microgotículas de água atingem o ar, nas menores escalas o ambiente pode estar seco em vez de úmido – o que significa que forneceria condições em que os dipeptídeos podem ser sintetizados.

Os cientistas estão ocupados analisando todos os tipos de explicações sobre como as cadeias de aminoácidos podem ter sido formadas em ambientes oceânicos. Fontes hidrotermais podem ter desempenhado um papel, por exemplo, ou talvez um asteroide visitante. Agora, há uma nova opção.

Ainda é uma hipótese por enquanto, e estudos futuros serão necessários para descobrir como essas cadeias de aminoácidos estão sendo montadas – e como esses blocos de construção químicos básicos levaram à vida na Terra que conhecemos hoje.

“Essa reatividade fornece uma rota plausível para a formação dos primeiros biopolímeros em ambientes aquosos”, escreveram os pesquisadores.

A pesquisa foi publicada na PNAS.