Mistura de sais em vidro basáltico pode explicar origem da vida

Existem diversas hipóteses sobre a origem da vida, como a panspermia e uma ideia chamada mundo RNA — a sugestão que explica como a vida surgiu na Terra a partir da química básica, embora essa hipótese ainda traga algumas perguntas sem respostas. Agora, uma nova pesquisa identificou uma mistura de sais que pode ter contribuído para a formação de biomoléculas autorreplicantes.

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Nos dias de hoje, os organismos vivos são uma mistura de moléculas que interagem de modo complexo entre si, enquanto nenhuma delas isoladamente representa um sistema vivo por si. Mas como esses componentes se desenvolveram antes que existissem organismos que eles mais tardem formariam?

Na hipótese do mundo RNA, os ácidos ribonucleicos (RNA) — uma família de unidades que formam moléculas capazes de armazenar e codificar informações e realizar tarefas físicas — têm o potencial de realizar uma variedade de tarefas de suporte à vida, sem o suporte direto do DNA ou de proteínas.

Uma das partes fundamentais dessa hipótese é a autorreplicação do RNA, possível graças à sua capacidade de armazenar informações. A peça que falta é descobrir como as condições iniciais da Terra poderiam favorecer a formação de biomoléculas autorreplicantes.

O novo estudo analisou como a mistura de magnésio (Mg) e sódio (Na) poderia ter sido na Terra primordial. O problema é que para o dobramento do RNA (a cadeia de RNA se dobra sobre si mesma em zonas onde as sequências são parcialmente complementares, e isso forma fragmentos curtos de dupla hélice) é preciso uma concentração relativamente alta de íons de magnésio.

Mais precisamente, as condições necessárias são uma quantidade alta de íons de magnésio duplamente carregados e uma concentração mais baixa de sódio, com carga simples. Quais lugares da Terra em seus primeiros tempos podem ter fornecido condições salinas adequadas para essa configuração?

De acordo com a equipe do novo estudo, um processo provável que pode ter favorecido a formação de RNA é algo chamado lixiviação de sais de basalto. Isso pode ter sido algo comum nos dias da Terra primitiva, já que o basalto provavelmente era uma rocha facilmente encontrada na crosta do planeta.

Basalto é uma rocha que derrete no manto da Terra e é expelida por vulcões na forma de lava, durante as erupções. Os cientistas queriam saber se esse componente poderia ter participado da formação das moléculas autorreplicantes, por isso eles sintetizaram o vidro basáltico, que se forma quando o basalto derretido é resfriado rapidamente (por contato com a água do oceano, por exemplo).

Esse vidro sempre mostrou significativamente mais sódio do que magnésio, o que é um problema para a hipótese do mundo RNA. Sem uma concentração maior de magnésio, não poderia haver o dobramento de RNA. Felizmente, a equipe conseguiu demonstrar que uma combinação de rochas basálticas e fluxos convectivos de calor poderiam resolver o problema.

Os fluxos convectivos acontecem quando variações de temperatura aparecem nas rachaduras e poros do vidro basáltico. Isso resulta em uma ótima proporção de magnésio e sódio, porque os íons são movidos contra o fluxo, criando algo chamado termoforese. Convecção e termoforese são o suficiente para aumentar o número de íons de magnésio na mistura.

Em outras palavras, essa lixiviação de sais de basalto cria as condições ideais para o RNA autoreplicante surgir. "O princípio demonstrado aqui é aplicável a uma ampla gama de concentrações e composições de sal e, como tal, altamente relevante para vários cenários de origem da vida", escrevem os pesquisadores no artigo publicado na revista Nature Chemestry.

Fonte: LMU, Science Alert