As origens da vida

RKA - Você encontrará alguns vídeos da Khan Academy que falam de evolução e de seleção natural. Eles te darão uma ideia de como a vida evolui e gera essa diversidade e complexidade enorme que podemos observar em todo o nosso redor. Mas isso ainda deixa sem resposta uma das perguntas primordiais dos seres humanos: "Como a vida surgiu na Terra?" "Como surgiu a primeira forma de vida em nosso planeta?" O que leva a outras questões, como a questão de que se há vida fora da Terra, como seria essa vida fora daqui, se ela seguiria as mesmas regras que a vida que a gente conhece, e um leque enorme de outras perguntas. Mas, nesse vídeo aqui, nós vamos falar sobre a vida na Terra e o que sabemos a respeito dela. Para isso, nós vamos recorrer à boa e velha linha do tempo. Vamos aqui representar o tempo em bilhões de anos. Então, nós vamos ter os dias atuais, 1 bilhão de anos atrás, 2 bilhões de anos atrás, 3 bilhões de anos atrás e 4 bilhões de anos atrás. Você pode encontrar essa representação de bilhões de anos em bilhões de anos atrás, do português, ou "billion years ago", do inglês. Nós sabemos que a Terra surgiu há cerca de 4,6 bilhões de anos, mais ou menos ao mesmo tempo que o nosso sistema solar. Nessa época, a vida não era possível o ambiente não era nada amigável. O sistema solar todo ainda não era assim tão calmo quanto o sistema solar que conhecemos hoje. Sabemos que havia movimento violento e colisões entre corpos celestes, de forma muito mais frequente do que a gente vê hoje. A nossa lua, provavelmente, surgiu dessa mesma forma. Há 4,5 bilhões de anos, um corpo celeste do tamanho aproximado de Marte teria colidido com o nosso planeta, que ainda era chamado de protoplaneta, e o que restou desse material, desse corpo celeste, ficou orbitando ao redor da Terra. Então, ele acabou se tornando o nosso satélite natural, que é a lua. Os impactos desse cenário conturbado, do começo do nosso sistema solar, continuaram por muitos e muitos anos, até atingir uma certa estabilidade, há mais ou menos 3,9 bilhões de anos, que é o momento em que, nos dias atuais, acredita-se que pode ter surgido um ambiente propício à vida na Terra. Os bombardeios vindos do espaço nesse momento teriam parado, então algum tipo de vida poderia emergir de um ambiente mais estável, mas quem sabe disso, né? Nós podemos dizer que essa é a teoria mais aceita nos dias atuais: que em algum momento, entre 3,5... Entre 3,5 e 3,9 bilhões de anos teria surgido a primeira forma de vida na Terra. Nós temos registros fósseis, de estromatólitos, que são estruturas rochosas, as mais antigas delas encontradas no sul da África e na Austrália, que são produzidas por seres microscópicos e esses estromatólitos têm 3,5 bilhões de anos, aproximadamente._ Esses estromatólitos continuam sendo produzidos até... os dias de hoje. Embora não se fale que esses micro-organismos sejam uma forma de vida complexa, eles são realmente incríveis se você pensar no que acontece no seu interior. Você verá que eles são realmente muito complexos, especialmente se comparados a organismos não vivos. Então, hoje, acredita-se que em algum momento dessa fase aqui da história do nosso planeta, surgiu a vida, mas ainda não é possível dizer com exatidão o momento em que isso aconteceu. Mas, talvez mais importante do que QUANDO a vida surgiu na Terra, seja COMO a vida surgiu na Terra, e para responder como ela surgiu, nós temos que pensar em algumas coisas. A primeira dessas coisas é quais moléculas nós poderíamos encontrar naquela atmosfera primitiva. Provavelmente, nós encontraríamos alguns elementos, como esses daqui: como o H₂O, ou a nossa água; o gás carbônico; o nitrogênio molecular; a amônia e o fosfato. Isso não sendo os únicos; muitos outros provavelmente existiam já nessa atmosfera primitiva em que surgiu a vida. Mas como que eles formaram moléculas mais complexas? Quando nós falamos de moléculas mais complexas, a gente começa a pensar em moléculas como essas daqui, que são os aminoácidos. Aminoácidos... são os precursores das famosas proteínas, ou, então, pensamos nesses carinhas aqui, que são os nucleotídeos, que também são os formadores das cadeias de DNA e RNA. Mas a gente pode pensar em outras moléculas mais simples que poderiam ter surgido aí, como os açúcares, por exemplo. Então, nesse contexto aqui, dessa atmosfera primitiva, a nossa primeira pergunta é: "Faz sentido a gente pensar que moléculas simples, inorgânicas, formariam estruturas mais complexas orgânicas? Será que a gente pode entender como essas moléculas simples formaram essas outras moléculas e, assim, a vida? Temos diversas evidências de que isso é possível sim, e que essa pergunta faz sentido. Que é possível emergir de estruturas abióticas, ou seja, sem vida, como essas moléculas aqui, estruturas orgânicas. Nós temos tido evidências de formação de aminoácidos e moléculas diversificadas presentes em meteoros, cometas e em outros planetas, que foram formadas espontaneamente no espaço, sem a presença da vida, mas também conseguimos formar aminoácidos a partir desses elementos aqui em laboratório. O mais famoso desses experimentos foi conduzido por Miller e Urey, na década de 50. Eles mostraram que com um pouco de energia em uma atmosfera, era possível criar substâncias orgânicas a partir de inorgânicas. Eles, então, colocaram aqui nesse aparato uma mistura de gases que eles achavam que seria possível de existir nessa atmosfera primitiva e com uma fagulha formada pela atividade dos eletrodos, eles chegaram à formação de substâncias orgânicas. E o que poderia ser essa fagulha na atmosfera primitiva? A gente pode pensar em um raio, por exemplo. Nesse planeta primitivo, tempestades eram muito constantes, então a formação de raios também seria algo muito constante. Vale lembrar que a formação do oxigênio em grande escala, como nós conhecemos na nossa atmosfera hoje, só foi possível depois que surgiu a vida. A partir da atividade de organismos vivos, a produção de oxigênio aumentou e ele pôde existir em grande quantidade na nossa atmosfera. Então, mesmo não sabendo a mistura exata de gases que existia na atmosfera primitiva, esse experimento de Miller e Urey foi muito importante para que soubéssemos que é possível se formar substâncias orgânicas a partir de moléculas inorgânicas, sem a presença de vida, e formar substâncias como esses aminoácidos, que eu falei aqui em cima para vocês. Sabendo, então, que é possível se pensar em substâncias inorgânicas formandos moléculas maiores orgânicas, o nosso próximo passo, então, é pensar: "Poderiam essas moléculas orgânicas, que não têm vida, formar moléculas mais complexas e a vida?" Isso a gente pode começar pensando aqui pelos aminoácidos. Aminoácidos aglomerados aos milhares formam proteínas. Então, proteínas seriam muito mais complexas estruturalmente do que é um aminoácido. DNA e RNA são formados a partir de nucleotídeos. Se você olhar aqui nesse canto, nós temos uma parte de uma molécula de DNA e é possível perceber que ela é muito mais complexa do que esse nucleotídeo, que é a forma aqui em cima. Nós temos evidências de que é possível se obter proteínas a partir de aminoácidos e DNA a partir de nucleotídeos em um ambiente sem a presença de vida. Essas coisas podem acontecer espontaneamente se estiver no contexto correto, com a quantidade certa de energia, de elementos químicos para que isso emerja. Você pode estar pensando aí: "Ah, beleza! Isso aí tudo parece muito bacana e tal, mas como é que se formou a vida? Como é que surgiu primeira forma de vida disso tudo aí?" É aí que nós entramos na área das incertezas porque, na verdade, nós ainda não sabemos como isso aconteceu, mas a gente tem algumas hipóteses para isso. As duas hipóteses mais famosos são: a hipótese do mundo formado por RNA. Nessa hipótese, então, a ideia é de que a primeira forma de vida teria surgido a partir de uma cadeia de RNA, que começou a se replicar. Esse RNA se replicando formou estruturas envoltas por membranas, separando essas estruturas, então, do meio externo. E aí você pode pensar: "Ah, por que RNA e não DNA?" A gente pode pensar nisso com um pouco mais de clareza se olharmos para o nosso metabolismo, para o funcionamento do nosso organismo e vermos que há o RNA ribossômico ou o RNA transportador, por exemplo, que são muito importantes para a formação das proteínas. Então, ele funciona de forma um pouco mais independente do que o DNA, e ele não é responsável por armazenar informações como as que o DNA armazena, mas a gente ainda não sabe como é que isso aqui seria capaz de, por replicação, formar esta estrutura envolta em membranas e levar à origem da vida. A segunda hipótese é a hipótese do metabolismo primordial. Nessa hipótese, a ideia é de que naquele ambiente cheio de fluido, tempestades e gases interagindo, as moléculas formaram redes. Essas redes estimuladas por uma fonte de energia externa começaram a trabalhar, a formar ligações mais estáveis, a se organizar, a formar membranas e outras estruturas que levaram à formação da vida. Mas, talvez, também tenha acontecido um pouco dos dois, uma mistura de RNA e metabolismo primordial ou nada disso! A grande verdade é que nós não sabemos ainda como surgiu a vida em nosso planeta, mas essa aqui já são pistas muito importantes. Se a gente olhar para os avanços da biologia, para o dogma central da biologia, dos processos pelos quais o DNA se replica, a gente pode ter pistas muito interessantes sobre o processo de surgimento da vida em nossa Terra primitiva.