No filme de 1931 “Frankenstein”, o doutor Henry Frankenstein uivando seu triunfo foi um momento eletrizante em mais de uma maneira. Enquanto raios massivos e energia crepitavam, o monstro de Frankenstein se agitava em uma mesa de laboratório — seu cadáver trazido à vida pelo poder da eletricidade.
A energia elétrica também pode ter dado início à vida na Terra há bilhões de anos, embora com um pouco menos de destruição de cenário do que aquela cena clássica do filme.
A Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos, e a mais antiga evidência fóssil direta de vida antiga — estromatólitos, ou organismos microscópicos preservados em camadas conhecidas como tapetes microbianos — tem cerca de 3,5 bilhões de anos. No entanto, alguns cientistas suspeitam que a vida se originou ainda mais cedo, emergindo de moléculas orgânicas acumuladas em corpos d’água primitivos, uma mistura às vezes chamada de sopa primordial.
Mas de onde veio esse material orgânico em primeiro lugar? Pesquisadores, décadas atrás, propuseram que raios causaram reações químicas nos oceanos da Terra antiga e produziram espontaneamente as moléculas orgânicas.
Agora, uma nova pesquisa, publicada em 14 de março no periódico Science Advances, sugere que efervescências de microrrelâmpagos quase invisíveis, gerados entre gotículas carregadas de vapor de água, poderiam ter sido potentes o suficiente para cozinhar aminoácidos a partir de material inorgânico.
Aminoácidos — moléculas orgânicas que se combinam para formar proteínas — são os blocos de construção mais básicos da vida e teriam sido o primeiro passo em direção à evolução da vida.
“É reconhecido que um catalisador energético era quase certamente necessário para facilitar algumas das reações na Terra primitiva que levaram à origem da vida”, disse a astrobióloga e geobióloga Amy J. Williams, professora associada do departamento de geociências da Universidade da Flórida.
Para que os animoácidos se formem, eles precisam de átomos de nitrogênio que possam se ligar ao carbono. Liberar átomos do gás nitrogênio requer o rompimento de ligações moleculares poderosas e consome uma quantidade enorme de energia, de acordo com Williams, que não estava envolvido na pesquisa.
“O relâmpago, ou neste caso, o microrrelâmpago, tem a energia para quebrar ligações moleculares e, portanto, facilitar a geração de novas moléculas que são essenciais para a origem da vida na Terra”, disse Williams à CNN em um e-mail.
Neblina e microrrelâmpagos
Para recriar um cenário que pode ter produzido as primeiras moléculas orgânicas da Terra, os pesquisadores se basearam em experimentos de 1953, quando os químicos americanos Stanley Miller e Harold Urey inventaram uma mistura de gases imitando a atmosfera da Terra antiga.
Miller e Urey combinaram amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e água, encerraram a atmosfera dentro de uma esfera de vidro e a sacudiram com eletricidade, produzindo aminoácidos simples contendo carbono e nitrogênio.
O experimento Miller-Urey, como é conhecido agora, apoiou a teoria científica da abiogênese: que a vida poderia emergir de moléculas não vivas.
Para o novo estudo, os cientistas revisitaram os experimentos de 1953, mas direcionaram sua atenção para a atividade elétrica em uma escala menor, disse o autor sênior do estudo, Richard Zare, professor de química na Universidade de Stanford, na Califórnia.
Zare e seus colegas observaram a troca de eletricidade entre gotículas de água carregadas medindo entre um mícron e 20 mícrons de diâmetro (a largura de um fio de cabelo humano é de cem mícrons.)
“As gotículas grandes são carregadas positivamente. As gotículas pequenas são carregadas negativamente”, disse Zare à CNN. “Quando gotículas com cargas opostas estão próximas, os elétrons podem saltar da gotícula carregada negativamente para a gotícula carregada positivamente.”
Os pesquisadores misturaram amônia, dióxido de carbono, metano e nitrogênio em um bulbo de vidro, então borrifaram os gases com névoa de água, usando uma câmera de alta velocidade para capturar flashes fracos de microrrelâmpagos no vapor.
Quando examinaram o conteúdo do bulbo, encontraram moléculas orgânicas com ligações carbono-nitrogênio. Estas incluíam o aminoácido glicina e uracila, uma base de nucleotídeo no RNA.
“Não descobrimos nenhuma química nova; na verdade, reproduzimos toda a química que Miller e Urey fizeram em 1953”, disse Zare. A equipe também não descobriu nenhuma física nova, ele acrescentou — os experimentos foram baseados em princípios conhecidos da eletrostática.
“O que fizemos, pela primeira vez, foi ver que pequenas gotículas, quando formadas a partir da água, na verdade, emitem luz e produzem essa faísca”, disse Zare. “Isso é novo. E essa faísca causa todos os tipos de transformações químicas.”
Água e vida
O relâmpago é uma demonstração dramática de energia elétrica, mas também é esporádico e imprevisível. Mesmo em uma Terra volátil bilhões de anos atrás, o relâmpago pode ter sido muito infrequente para produzir aminoácidos em quantidades suficientes para a vida — um fato que lançou dúvidas sobre tais teorias no passado, disse Zare.
O jato de água, no entanto, teria sido mais comum do que o relâmpago. Um cenário mais provável é que o microrrelâmpago gerado pela névoa constantemente eletrocutou aminoácidos em existência de piscinas e poças, onde as moléculas poderiam se acumular e formar moléculas mais complexas, eventualmente levando à evolução da vida.
No entanto, mesmo com as novas descobertas sobre microrrelâmpagos, questões permanecem sobre as origens da vida, ele acrescentou. Enquanto alguns cientistas apoiam a noção de começos eletricamente carregados para os primeiros blocos de construção da vida, uma hipótese alternativa de abiogênese propõe que os primeiros aminoácidos da Terra foram cozidos em torno de fontes hidrotermais no fundo do mar, produzidos por uma combinação de água do mar, fluidos ricos em hidrogênio e pressão extrema.
Outra hipótese sugere que as moléculas orgânicas não se originaram na Terra. Em vez disso, elas se formaram no espaço e foram carregadas para cá por cometas ou fragmentos de asteroides , um processo conhecido como panspermia.
“Ainda não sabemos a resposta para essa pergunta”, disse Zare. “Mas acho que estamos mais perto de entender algo mais sobre o que poderia ter acontecido.”
Embora os detalhes das origens da vida na Terra nunca possam ser totalmente explicados, “este estudo fornece outra via para a formação de moléculas cruciais para a origem da vida”, disse Williams.
“A água é um aspecto onipresente do nosso mundo, dando origem ao apelido ‘Blue Marble’ para descrever a Terra do espaço.Talvez a queda de água, o elemento mais crucial que nos sustenta, também tenha desempenhado um papel maior na origem da vida na Terra do que reconhecemos anteriormente.”
Por CNN
