{"id":169732,"date":"2017-01-05T08:20:46","date_gmt":"2017-01-05T11:20:46","guid":{"rendered":"http:\/\/acaopopular.net\/jornal\/?p=169732"},"modified":"2017-01-05T08:22:05","modified_gmt":"2017-01-05T11:22:05","slug":"as-teorias-para-o-surgimento-das-primeiras-celulas-e-da-vida-na-terra","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/acaopopular.net\/jornal\/as-teorias-para-o-surgimento-das-primeiras-celulas-e-da-vida-na-terra\/","title":{"rendered":"As teorias para o surgimento das primeiras c\u00e9lulas – e da vida na Terra"},"content":{"rendered":"

<\/h1>\n
Michael Marshall<\/span><\/div>\n
\n
\"Terra\"<\/span>A Terra \u00e9 o \u00fanico lugar onde encontramos vida at\u00e9 agora<\/span><\/figure>\n

Como a vida come\u00e7ou? Talvez n\u00e3o haja uma pergunta mais complexa do que essa. Durante grande parte da Hist\u00f3ria, quase todos os povos acreditaram, em algum momento, que a resposta estava ligada a deuses e religi\u00e3o.<\/p>\n

No entanto, durante o \u00faltimo s\u00e9culo cientistas tentaram solucionar esse mist\u00e9rio e tentaram at\u00e9 mesmo recriar o momento do G\u00eanesis em seus laborat\u00f3rios.<\/p>\n

At\u00e9 agora ningu\u00e9m foi capaz de conseguir isso, mas muitos avan\u00e7os foram alcan\u00e7ados. Hoje, grande parte dos cientistas que estudam a origem da vida est\u00e1 confiante de que eles est\u00e3o no caminho certo – e alguns deles t\u00eam experimentos para comprovar suas teorias.<\/p>\n

A vida \u00e9 velha. Os dinossauros s\u00e3o talvez as criaturas extintas mais famosas, e eles tiveram sua origem h\u00e1 250 milh\u00f5es de anos. No entanto, a vida na Terra come\u00e7ou muito antes.<\/p>\n

Em agosto de 2016 pesquisadores descobriram micr\u00f3bios fossilizados h\u00e1 3.7 bilh\u00f5es de anos. A Terra n\u00e3o \u00e9 muito mais velha do que isso, tendo sido formada h\u00e1 4.5 bilh\u00f5es de anos.<\/p>\n

\"F\u00f3ssil<\/span>Dinossauros viveram recentemente quando comparamos \u00e0 idade da Terra<\/span><\/figure>\n

Se partirmos do princ\u00edpio de que a vida teve origem na Terra, ent\u00e3o isso deve ter acontecido entre os bilh\u00f5es de anos entre a forma\u00e7\u00e3o do planeta e a preserva\u00e7\u00e3o dos f\u00f3sseis mais antigos j\u00e1 descobertos.<\/p>\n

Assim como podemos limitar um espa\u00e7o de tempo de quando isso ocorreu, tamb\u00e9m h\u00e1 informa\u00e7\u00f5es para tentarmos adivinhar de que forma a vida apareceu pela primeira vez.<\/p>\n

Desde o s\u00e9culo 19, bi\u00f3logos sabem que todos os seres vivos s\u00e3o compostos por c\u00e9lulas. As c\u00e9lulas foram descobertas no s\u00e9culo 17, mas demorou mais de um s\u00e9culo para que algu\u00e9m percebesse que elas eram a base de todo tipo de vida.<\/p>\n

\"F\u00f3sseis<\/span>Esses padr\u00f5es ondulados poderiam ser f\u00f3sseis de 3.7 bilh\u00f5es de anos<\/span><\/figure>\n

As primeiras experi\u00eancias<\/h2>\n

Antes dos anos 1880, a maioria das pessoas acreditava no “vitalismo”, um conceito que defendia a ideia de que todos os seres vivos eram dotados de uma propriedade m\u00e1gica que os diferenciava de objetos inanimados.<\/p>\n

Mas no come\u00e7o dos anos 1880 cientistas descobriram diversas subst\u00e2ncias que pareciam ser \u00fanicas \u00e0 vida, como a ureia.<\/p>\n

A descoberta, no entanto, ainda era compat\u00edvel com o vitalismo, j\u00e1 que apenas seres vivos eram capazes de criar essa subst\u00e2ncia. Em 1828, por\u00e9m, o qu\u00edmico alem\u00e3o Friedrich W\u00f6hler descobriu uma maneira de criar ureia a partir de cianato de am\u00f4nio, subst\u00e2ncia que n\u00e3o tinha conex\u00e3o \u00f3bvia com seres vivos.<\/p>\n

Em 1859 houve o maior avan\u00e7o cient\u00edfico do s\u00e9culo 19: a teoria da evolu\u00e7\u00e3o, de Charles Darwin, que explicava como poder\u00edamos ter surgido de um \u00fanico antepassado em comum – no entanto, a teoria nada dizia sobre como o primeiro organismo surgiu.<\/p>\n

\"C\u00e9lula\"<\/span>Uma c\u00e9lula completa e viva<\/span><\/figure>\n

Darwin especulou, em 1871, sobre o que aconteceria caso uma quantidade pequena de \u00e1gua, cheia de compostos org\u00e2nicos simples, fosse banhada pela luz do sol.<\/p>\n

Talvez alguns desses compostos poderiam fazer combina\u00e7\u00f5es para formar uma subst\u00e2ncia com caracter\u00edsticas semelhantes \u00e0 vida, como uma prote\u00edna, e poderiam evoluir para se tornar algo mais complexo.<\/p>\n

Era uma ideia inicial que se tornaria base para a primeira hip\u00f3tese de como a vida come\u00e7ou.<\/p>\n

Em 1924, o cientista sovi\u00e9tico Alexander Oparin publicou seu livro A Origem da Vida<\/i>, no qual argumentava que as mol\u00e9culas centrais para a vida teriam surgido na \u00e1gua.<\/p>\n

Cinco anos depois, o bi\u00f3logo ingl\u00eas J. B. S. Haldane prop\u00f4s teorias semelhantes e a ideia de que a vida surgiu pela primeira vez a partir de uma esp\u00e9cie de “sopa” com ingredientes org\u00e2nicos e qu\u00edmicos ficou conhecida como a Hip\u00f3tese Oparin-Haldane.<\/p>\n

\"Alexander<\/span>O cientista sovi\u00e9tico Alexander Oparin, autor do livro ‘A Origem da Vida’<\/span><\/figure>\n

A hip\u00f3tese, por\u00e9m, n\u00e3o contava com nenhuma evid\u00eancia experimental que a comprovasse.<\/p>\n

Foi s\u00f3 em 1952 que o cientista Stanley Miller deu in\u00edcio ao mais famoso experimento j\u00e1 feito sobre a origem da vida: ele conectou uma s\u00e9rie de frascos de vidro pelos quais circulavam quatro compostos qu\u00edmicos que estariam presentes no come\u00e7o da Terra: \u00e1gua fervendo, g\u00e1s hidrog\u00eanio, am\u00f4nia e metano.<\/p>\n

Na mistura formada, ele encontrou dois amino\u00e1cidos: glicina e alanina. Amino\u00e1cidos s\u00e3o comumente descritos como os blocos fundamentais para se construir a vida.<\/p>\n

\"O<\/span>Stanley Miller deu in\u00edcio ao mais famoso experimento j\u00e1 feito sobre a origem da vida<\/span><\/figure>\n

A grande polariza\u00e7\u00e3o<\/h2>\n

No come\u00e7o dos anos 50 cientistas come\u00e7aram a explorar a possibilidade de que a vida teria sido criada de maneira espont\u00e2nea e natural no in\u00edcio da Terra.<\/p>\n

Nessa \u00e9poca, muitas mol\u00e9culas biol\u00f3gicas j\u00e1 eram conhecidas, entre elas o \u00e1cido desoxirribonucleico, ou “DNA”.<\/p>\n

Al\u00e9m de carregar nossos genes, o DNA diz \u00e0s c\u00e9lulas como fazer prote\u00ednas. Esse processo, no entanto, \u00e9 extremamente intrincado e o DNA carrega informa\u00e7\u00f5es t\u00e3o preciosas que as c\u00e9lulas preferem mant\u00ea-lo seguro e copiar essas informa\u00e7\u00f5es para mol\u00e9culas curtas de outra subst\u00e2ncia chamada \u00e1cido ribonucleico, ou RNA. O RNA \u00e9 semelhante ao DNA, mas em vez de duplo filamento, tem filamento simples.<\/p>\n

\"C\u00e9lula\"<\/span>O mecanismo dentro das c\u00e9lulas \u00e9 imensamente intrincado<\/span><\/figure>\n

Em 1968 o qu\u00edmico brit\u00e2nico Leslie Orgel sugeriu que a primeira forma de vida n\u00e3o tinha prote\u00ednas ou DNA. Em vez disso, essa forma de vida era composta quase que completamente por RNA.<\/p>\n

Ao sugerir que a vida come\u00e7ou com RNA, Orgel prop\u00f4s que um aspecto crucial da vida – a sua habilidade de se reproduzir – aparecia antes de qualquer outro aspecto.<\/p>\n

Mas h\u00e1 outras caracter\u00edsticas da vida que s\u00e3o igualmente essenciais. A mais \u00f3bvia delas \u00e9 o metabolismo: a habilidade de extrair energia do nosso meio e utiliz\u00e1-la para nos mantermos vivos. Para muitos bi\u00f3logos, o metabolismo seria a caracter\u00edstica definitiva e original da vida.<\/p>\n

A busca pelo primeiro replicante<\/h2>\n

Em 1986 o cientista Walter Gilbert, da Universidade Harvard, sugeriu que a vida come\u00e7ou no “Mundo RNA”.<\/p>\n

Segundo ele, o primeiro est\u00e1gio da evolu\u00e7\u00e3o consistia de “mol\u00e9culas de RNA realizando as atividades catal\u00edticas necess\u00e1rias para se organizarem em uma sopa de nucleot\u00eddeo”.<\/p>\n

\"Energia<\/span>A vida precisa de energia para ficar viva<\/span><\/figure>\n

No entanto, nos 30 anos ap\u00f3s Gilbert ter proposto sua teoria ainda n\u00e3o h\u00e1 provas irrefut\u00e1veis de que o RNA consiga fazer tudo o que a teoria demanda dele.<\/p>\n

Uma d\u00favida que se destaca \u00e9 que se a vida come\u00e7ou com uma mol\u00e9cula de RNA, o RNA deveria ser capaz de fazer c\u00f3pias dele mesmo. Mas nenhuma forma de RNA consegue se auto-replicar. Nem o DNA consegue isso.<\/p>\n

A pot\u00eancia dos pr\u00f3tons<\/h2>\n

N\u00f3s nos mantemos vivos ao nos alimentarmos. Esse processo \u00e9 chamado de metabolismo: primeiro voc\u00ea obt\u00e9m energia para depois utiliz\u00e1-la.<\/p>\n

Esse processo \u00e9 t\u00e3o essencial que muitos pesquisadores acreditam que ele pode ter sido a primeira coisa que a vida fez.<\/p>\n

Nos anos 1980 o qu\u00edmico G\u00fcnter W\u00e4chtersh\u00e4user prop\u00f4s que os primeiros organismos eram “drasticamente diferentes de qualquer coisa que n\u00f3s conhecemos”. Segundo ele, eles n\u00e3o eram feitos de c\u00e9lulas, n\u00e3o tinham enzimas, DNA ou RNA.<\/p>\n

W\u00e4chtersh\u00e4user imaginou um ciclo metab\u00f3lico como um ponto de virada: um processo no qual uma subst\u00e2ncia qu\u00edmica \u00e9 convertida em uma s\u00e9rie de outras subst\u00e2ncias at\u00e9 que, eventualmente, a subst\u00e2ncia original \u00e9 criada novamente. No processo, o sistema inteiro absorve energia, que pode ser utilizada para reiniciar o ciclo.<\/p>\n

\"\u00c1gua<\/span>\u00c1gua vulc\u00e2nica \u00e9 quente e rica em subst\u00e2ncias qu\u00edmicas<\/span><\/figure>\n

Todos os outros componentes de organismos modernos, como o DNA, c\u00e9lulas e c\u00e9rebro, teriam vindo depois, constru\u00eddos com base nesses ciclos qu\u00edmicos.<\/p>\n

O processo de obten\u00e7\u00e3o de energia por organismos tamb\u00e9m chamou a aten\u00e7\u00e3o do bioqu\u00edmico Peter Mitchel, que passou sua carreira estudando o que \u00e9 feito com a energia recebida de alimentos.<\/p>\n

Ele sabia que todas as c\u00e9lulas armazenam sua energia na mesma mol\u00e9cula: o trifosfato de adenosina (ATP). Mitchell queria saber como as c\u00e9lulas produziam o ATP.<\/p>\n

Ele tamb\u00e9m sabia que a enzima que produz o ATP fica em uma membrana, ent\u00e3o ele sugeriu que a c\u00e9lula estava bombeando part\u00edculas carregadas – “pr\u00f3tons” – atrav\u00e9s da membrana, ent\u00e3o havia muitos pr\u00f3tons de um lado e quase nenhum do outro.<\/p>\n

Os pr\u00f3tons tentariam ent\u00e3o fluir de volta atrav\u00e9s da membrana para deixar o n\u00famero de pr\u00f3tons equilibrado em cada um dos lados – mas o \u00fanico lugar pelo qual eles conseguiam passar era a enzima. O fluxo de pr\u00f3tons passando deu \u00e0 enzima a energia necess\u00e1ria para fazer o ATP.<\/p>\n

\"Michael<\/span>O ge\u00f3logo Michael Russell<\/span><\/figure>\n

Mitchell apresentou sua ideia em 1961 e hoje n\u00f3s sabemos que o processo identificado por ele \u00e9 utilizado por todos os seres vivos. Assim como o DNA, ele \u00e9 fundamental para a vida.<\/p>\n

Usando essa descoberta como base, o ge\u00f3logo Mike Russell seguiu a l\u00f3gica e prop\u00f4s que a vida deve ter sido formada em algum lugar com um gradiente de pr\u00f3tons natural, algo parecido a um respiradouro hidrot\u00e9rmico.<\/p>\n

Em 2000, Deborah Kelley, da Universidade de Washington, descobriu os primeiros respiradouros alcalinos no meio do Oceano Atl\u00e2ntico, onde a crosta terrestre est\u00e1 sendo dividida e uma crista de montanhas est\u00e1 surgindo no fundo do mar.<\/p>\n

Nessa crista, Kelley descobriu um campo de respiradores hidrot\u00e9rmicos que ela chamou de “A Cidade Perdida”, que abriga densas comunidades de microorganismos.<\/p>\n

Esses respiradores deram for\u00e7a \u00e0 ideia de Russell e ele ficou convencido de que respiradouros parecidos seriam o local onde a vida come\u00e7ou. Em 2003 ele se juntou ao bi\u00f3logo William Martin para tentar dar subst\u00e2ncia \u00e0 sua teoria.<\/p>\n

\"'Cidade<\/span>Parte da ‘Cidade Perdida’ no Atl\u00e2ntico<\/span><\/figure>\n

Os respiradouros encontrados por Kelley eram porosos e cada um desses poros continha subst\u00e2ncias qu\u00edmicas. Combinando esses poros com o gradiente de pr\u00f3tons natural, esse seria um local ideal para o metabolismo ser formado.<\/p>\n

Uma vez que a vida tivesse acumulado energia qu\u00edmica da \u00e1gua, segundo Russell e Martin, ela come\u00e7ava a criar mol\u00e9culas como o RNA. Eventualmente, ela teria criado sua pr\u00f3pria membrana e se transformado em uma c\u00e9lula real, escapando das paredes rochosas e porosas do respiradouro seguindo rumo ao oceano.<\/p>\n

Essa hip\u00f3tese \u00e9 considerada uma das principais para a origem da vida.<\/p>\n

Como fazer uma c\u00e9lula<\/h2>\n

Todos os seres vivos na Terra s\u00e3o feitos de c\u00e9lulas. O objetivo de uma c\u00e9lula \u00e9 manter no mesmo lugar todas as subst\u00e2ncias essenciais para a vida.<\/p>\n

A parede da c\u00e9lula \u00e9 t\u00e3o essencial que muitos pesquisadores argumentam que esta deve ter sido a primeira caracter\u00edstica a ser formada. A teoria tem como seu principal defensor Pier Luigi Luisi, da Universidade Roma Tre, em Roma, na It\u00e1lia.<\/p>\n

A teoria de Luisi \u00e9 simples: como voc\u00ea poderia criar um metabolismo que funciona ou um RNA auto-replicante sem ter um recipiente para manter todas as mol\u00e9culas juntas?<\/p>\n

\"Reprodu\u00e7\u00e3o<\/span>C\u00e9lulas se reproduzem ao se dividirem em duas<\/span><\/figure>\n

De alguma maneira, no calor e nas tempestades do in\u00edcio da Terra, alguns materiais devem ter se juntado em c\u00e9lulas brutas, ou “protoc\u00e9lulas”.<\/p>\n

Em 1994, Luisi sugeriu que as primeiras protoc\u00e9lulas deveriam ter RNA e esse RNA teria sido capaz de se replicar dentro da protoc\u00e9lula. Jack Szostak, cientista da Escola de Medicina de Harvard que pesquisa o RNA, apoiou a ideia de Luisi.<\/p>\n

Em 2001 os dois argumentaram, em um artigo na revista “Nature”, que seria poss\u00edvel fazer c\u00e9lulas vivas do zero ao hospedar RNAs replicantes dentro de uma bolha oleosa.<\/p>\n

Eles come\u00e7aram a testar a ideia com protoc\u00e9lulas e eventualmente conseguiram fazer com que elas crescessem.<\/p>\n

\"C\u00e9lulas\"<\/span>As primeiras c\u00e9lulas devem ter abrigado a qu\u00edmica da vida<\/span><\/figure>\n

A d\u00favida agora era se essas protoc\u00e9lulas tamb\u00e9m poderiam se reproduzir e, em 2009, Szostak e um aluno conseguiram criar uma protoc\u00e9lula longa o bastante que, sob press\u00e3o, se despeda\u00e7ava em dezenas de pequenas protoc\u00e9lulas descendentes.<\/p>\n

Em 2013, Szostak e uma aluna conseguiram realizar o que Luisi prop\u00f4s em 1994: fazer com que a replica\u00e7\u00e3o e a compartimentaliza\u00e7\u00e3o acontecessem quase que simultaneamente.<\/p>\n

Esse feito inspiraria uma nova abordagem unificada para encontrar a origem da vida, que tenta provar que todas as fun\u00e7\u00f5es da vida foram criadas ao mesmo tempo.<\/p>\n

A grande unifica\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n

John Sutherland, do Laborat\u00f3rio de Biologia Molecular de Cambridge, no Reino Unido, apoia a ideia de que todos os componentes da vida teriam sido formados ao mesmo tempo.<\/p>\n

Sutherland acredita que se conseguir fazer uma mistura de componentes suficientemente complicada, todos os componentes da vida podem se formar ao mesmo tempo e, depois, se unirem.<\/p>\n

Mas ainda h\u00e1 um problema que nem Sutherland nem Szostak conseguiram solucionar. O primeiro organismo vivo deve ter algum tipo de metabolismo, j\u00e1 que desde o come\u00e7o a vida precisaria conseguir energia para sobreviver.<\/p>\n

“As origens do metabolismo devem estar l\u00e1 de alguma maneira”, disse Szostak. “A fonte de energia qu\u00edmica ser\u00e1 a grande quest\u00e3o agora.”<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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