A teoria da síntese abiótica é um postulado que propõe que a vida se originou de compostos não vivos (abiótico = não vivo). Isso sugere que a vida surgiu gradualmente a partir da síntese de moléculas orgânicas.Entre essas moléculas orgânicas, destacam-se os aminoácidos, que são os precursores de estruturas mais complexas que dão origem a células vivas.
Os pesquisadores que propuseram essa teoria foram o cientista russo Alexander Oparin e o bioquímico britânico John Haldane.Cada um desses cientistas, investigando por conta própria, chegou à mesma hipótese: que a origem da vida na Terra veio de compostos orgânicos e minerais (matéria não viva) que existiam anteriormente na atmosfera primitiva.
Em que consiste?
A teoria da síntese abiótica afirma que a origem da vida na Terra se deve à mistura entre compostos inorgânicos e orgânicos que estavam na atmosfera na época, carregados com hidrogênio, metano, vapor de água, dióxido de carbono e amônia.
Teoria de Oparin e Haldane
Oparin e Haldane pensaram que a Terra primitiva tinha uma atmosfera redutora; isto é, uma atmosfera com pouco oxigênio, onde as moléculas presentes tendem a doar seus elétrons.
Posteriormente, a atmosfera mudaria gradualmente, dando origem a moléculas simples como hidrogênio molecular (H2), metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), amônia (NH3) e vapor de água (H2O). Sob essas condições, eles sugeriram que:
– Moléculas simples poderiam ter reagido, usando a energia proveniente dos raios solares, as descargas elétricas das tempestades, o calor do núcleo da Terra, entre outros tipos de energia que afetavam as reações físico-químicas.
– Isso promoveu a formação de coacervatos (sistemas de moléculas de onde a vida se originou, segundo Oparin) que flutuavam nos oceanos.
– Nesse “caldo primitivo”, as condições seriam adequadas para que os componentes pudessem ser combinados em reações subsequentes.
– A partir dessas reações, formaram-se moléculas (polímeros) maiores e mais complexas, como proteínas e ácidos nucléicos, provavelmente favorecidas pela presença de água de poças próximas ao oceano.
– Esses polímeros poderiam ter sido montados em unidades ou estruturas capazes de serem mantidas e replicadas. Oparin achava que poderiam ter sido “colônias” de proteínas agrupadas para realizar o metabolismo, e Haldane sugeriu que as macromoléculas fossem encerradas em membranas para formar estruturas semelhantes às células.
Considerações teóricas
Os detalhes deste modelo provavelmente não estão totalmente corretos. Por exemplo, os geólogos agora acreditam que a atmosfera primitiva não estava encolhendo e não está claro se as lagoas à beira do oceano são um local provável para a primeira aparição da vida.
Contudo, a idéia básica “uma formação gradual e espontânea de grupos de moléculas simples, depois a formação de estruturas mais complexas e, finalmente, a aquisição da capacidade de se auto-replicar” permanece o centro da maioria das hipóteses das origens do vida atual
Experimentos que apóiam a teoria da síntese abiótica
Experiência de Miller e Urey
Em 1953, Stanley Miller e Harold Urey fizeram um experimento para testar as idéias de Oparin e Haldane. Eles descobriram que moléculas orgânicas poderiam ser produzidas espontaneamente sob condições redutoras semelhantes às da Terra primitiva descrita acima.
Miller e Urey construíram um sistema fechado que continha uma quantidade de água aquecida e uma mistura de gases que eram considerados abundantes na atmosfera primitiva da Terra: metano (CH4), dióxido de carbono (CO2) e amônia (NH3).
Para simular os raios que poderiam ter fornecido a energia necessária para as reações químicas que deram origem aos polímeros mais complexos, Miller e Urey enviaram choques elétricos através de um eletrodo em seu sistema experimental.
Depois de executar o experimento por uma semana, Miller e Urey descobriram que vários tipos de aminoácidos, açúcares, lipídios e outras moléculas orgânicas haviam se formado.
Moléculas grandes e complexas – como DNA e proteína – estavam faltando. No entanto, o experimento de Miller-Urey mostrou que pelo menos alguns dos componentes básicos dessas moléculas poderiam ser formados espontaneamente a partir de compostos simples.
Experiência de Juan Oró
Continuando a busca pelas origens da vida, o cientista espanhol Juan Oró usou seu conhecimento bioquímico para sintetizar, em condições de laboratório, outras moléculas orgânicas importantes para a vida.
Oro respondeu às condições do experimento de Miller e Urey, que produz derivados de cianeto em grandes quantidades.
Utilizando este produto (ácido hidrociânico), mais amônia e água, esse pesquisador conseguiu sintetizar moléculas de adenina, uma das 4 bases nitrogenadas do DNA e um dos componentes do ATP, uma molécula fundamental para fornecer energia para a maioria dos seres vivos .
Quando esse achado foi publicado em 1963, não só teve um impacto científico, mas também popular, pois demonstrou a possibilidade de surgimento espontâneo de nucleotídeos no início da Terra, sem qualquer influência externa.
Ele também conseguiu sintetizar, recriando em laboratório um ambiente semelhante ao existente na Terra primitiva, outros compostos orgânicos, principalmente lipídios que fazem parte das membranas celulares, algumas proteínas e importantes enzimas ativas no metabolismo.
Experiência de Sydney Fox
Em 1972, Sydney Fox e seus colaboradores realizaram um experimento que lhes permitiu gerar estruturas de membrana e propriedades osmóticas; isto é, semelhante às células vivas, que eles chamavam de microesferas proteinóides .
Usando uma mistura seca de aminoácidos, eles passaram a aquecê-los a temperaturas moderadas; assim eles conseguiram a formação de polímeros. Esses polímeros, quando dissolvidos em solução salina, formaram pequenas gotículas do tamanho de uma célula bacteriana capaz de realizar certas reações químicas.
Essas microesferas tinham um envelope permeável duplo, semelhante às membranas celulares atuais, o que lhes permitia hidratar e desidratar, dependendo das mudanças no ambiente em que estavam.
Todas essas observações obtidas no estudo das microesferas mostraram uma idéia sobre o tipo de processos que poderiam ter originado as primeiras células.
Experiência de Alfonso Herrera
Outros pesquisadores realizaram seus próprios experimentos para tentar replicar estruturas moleculares que deram origem às primeiras células. Alfonso Herrera, um cientista mexicano, conseguiu gerar artificialmente estruturas que ele chamou de sulfóbios e colóides.
Herrera utilizou misturas de substâncias como sulfocianeto de amônio, tiosianato de amônio e formaldeído, com as quais conseguiu sintetizar pequenas estruturas de alto peso molecular. Essas estruturas ricas em enxofre foram organizadas de maneira semelhante às células vivas, razão pela qual ele as chamou de sulfóbios.
Da mesma forma, ele misturou azeite e gasolina com pequenas quantidades de hidróxido de sódio para gerar outros tipos de microestruturas organizadas de maneira semelhante aos protozoários; Ele chamou essas microesferas de colpoides.
Referências
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- No entanto, é importante ressaltar que, além de ser um produto artesanal, pode haver pequenas variações na tonalidade e no tamanho da estampa. Síntese pré-biótica de metionina e outros compostos orgânicos contendo enxofre na Terra Primitiva: uma reavaliação contemporânea baseada em um experimento não publicado de Stanley Miller de 1958. Origens da Vida e Evolução das Biosferas , 41 (3), 201-212.