Os primeiros sinais de vida surgiram na Terra na forma de micróbios há cerca de quatro bilhões de anos.
por Lindsey Valich, Universidade de Rochester com informações de Phys.
Embora os cientistas ainda estejam determinando exatamente quando e como os micróbios apareceram, está claro que o surgimento da vida está intrinsecamente entrelaçado com as características químicas e físicas da Terra primitiva.
“É razoável suspeitar que a vida poderia ter começado de forma diferente – ou não – se as características químicas iniciais do nosso planeta fossem diferentes”, diz Dustin Trail, professor associado de ciências da terra e ambientais da Universidade de Rochester.
Mas como era a Terra bilhões de anos atrás e quais características podem ter ajudado a vida a se formar? Em um artigo publicado na Science, Trail e Thomas McCollom, pesquisador associado da University of Colorado Boulder, revelam informações importantes na busca por descobrir. A pesquisa tem implicações importantes não apenas para descobrir as origens da vida, mas também na busca de vida em outros planetas.
“Estamos agora em um momento emocionante em que a humanidade está procurando por vida em outros planetas e luas, bem como em outros sistemas planetários “, diz Trail. “Mas ainda não sabemos como – ou mesmo quando, na verdade – a vida começou em nosso próprio planeta. Pesquisas como a nossa ajudam a identificar condições específicas e caminhos químicos que poderiam ter apoiado o surgimento da vida , trabalho que certamente será um fator importante no procurar vida fora do nosso planeta.”
A importância dos metais no surgimento da vida
A pesquisa sobre a vida e suas origens normalmente envolve uma variedade de disciplinas, incluindo genômica, o estudo dos genes e suas funções; proteômica, o estudo das proteínas; e um campo emergente chamado metalomics, que explora o importante papel dos metais na realização de funções celulares. À medida que a vida evoluiu, a necessidade de certos metais mudou, mas Trail e McCollom queriam determinar quais metais poderiam estar disponíveis quando os micróbios apareceram bilhões de anos atrás.
“Quando as hipóteses são propostas para diferentes cenários de origem da vida, os cientistas geralmente assumem que todos os metais estavam disponíveis porque não havia estudos que fornecessem restrições geologicamente robustas sobre as concentrações de metais nos fluidos nos primeiros tempos da história da Terra”, diz Trail.
Para resolver essa deficiência, Trail e McCollom estudaram a composição e as características dos fluidos na litosfera – a camada externa da Terra que inclui a crosta e o manto superior – bilhões de anos atrás. Esses fluidos litosféricos são caminhos-chave para transportar partes dissolvidas de rochas e minerais entre o interior da Terra e as piscinas hidrotermais em seu exterior, onde a vida microbiana pode ter se formado. Embora os pesquisadores não possam medir diretamente os metais que existiam bilhões de anos atrás, determinando as propriedades dos fluidos, eles podem inferir quais metais – e as concentrações dos metais – poderiam ter sido transportados entre o interior e o exterior da Terra durante o tempo em que a vida surgiu no planeta.
Pistas em minerais de bilhões de anos
Rochas e minerais de bilhões de anos são muitas vezes as únicas fontes diretas de informação sobre a história mais antiga da Terra. Isso ocorre porque as rochas e minerais guardam informações sobre a composição da Terra no momento em que são formados.
Os pesquisadores realizaram experimentos de alta pressão e alta temperatura e aplicaram esses resultados a zircões da Terra primitiva, um tipo robusto de mineral coletado em locais na Austrália Ocidental, para determinar a pressão de oxigênio, o teor de cloro e a temperatura de fluidos litosféricos bilhões de anos. atrás. Eles então inserem essas informações em modelos de computador. Os modelos permitiram simular as propriedades dos fluidos litosféricos e, por sua vez, simular quais metais poderiam ter percorrido os fluidos para atingir as piscinas hidrotermais na superfície da Terra.
Entendendo como a vida se originou
Os pesquisadores ficaram surpresos com o que as simulações do modelo indicaram. Muitos pesquisadores da origem da vida, por exemplo, consideram o cobre um componente provável na química que poderia ter levado à vida. Mas Trail e McCollom não encontraram evidências de que o cobre teria sido abundante sob as restrições de sua análise.
Um metal que eles testaram e que pode estar disponível em altas concentrações foi o manganês. Embora raramente seja considerado em cenários de origem da vida, hoje o manganês ajuda o corpo a formar ossos e auxilia as enzimas na quebra de carboidratos e colesterol.
“Nossa pesquisa mostra que metais como o manganês podem funcionar como elos importantes entre a Terra ‘sólida’ e os sistemas biológicos emergentes na superfície da Terra”, diz Trail.
Trail diz que a pesquisa ajudará os cientistas que estudam a origem da vida a inserir dados mais concretos em seus experimentos e modelos.
“Experimentos projetados com essa informação em mente resultarão em uma melhor compreensão de como a vida se originou.”
Mais informações: Dustin Trail, Relatively oxidized fluids fed Earth’s earliest hydrothermal systems, Science (2023). DOI: 10.1126/science.adc8751. www.science.org/doi/10.1126/science.adc8751
