A origem da vida na Terra é um conjunto de paradoxos. Para que a vida tenha começado, deve ter existido uma molécula genética – algo como DNA ou RNA – capaz de passar ao longo dos planos para fazer proteínas, as moléculas de trabalho da vida. Mas as células modernas não podem copiar DNA e RNA sem a ajuda das próprias proteínas. Para tornar as coisas mais irritantes, nenhuma dessas moléculas pode fazer seu trabalho sem lipídios gordurosos, que fornecem as membranas que as células precisam para manter seu conteúdo dentro delas. E em mais uma complicação de frango e ovo, enzimas baseadas em proteínas (codificadas por moléculas genéticas) são necessárias para sintetizar os lipídios.
Agora, os pesquisadores dizem que eles podem ter resolvido esses paradoxos. Os químicos relatam hoje que um par de compostos simples, que teria sido abundante no início da Terra, pode dar origem a uma rede de reações simples que produzem as três principais classes de biomoléculas – ácidos nucleicos, aminoácidos e lipídios – necessários para a primeira forma de vida a ter seu início. Embora o novo trabalho não prove que foi assim que a vida começou, pode eventualmente ajudar a explicar um dos mistérios mais profundos da ciência moderna.
“Este é um trabalho muito importante”, diz Jack Szostak, biólogo molecular e pesquisador da origem da vida no Massachusetts General Hospital, em Boston, que não foi afiliado à pesquisa atual. “Ele propõe pela primeira vez um cenário pelo qual quase todos os blocos de construção essenciais para a vida poderiam ser montados em um cenário geológico”
Os cientistas há muito tempo tocam seus próprios cenários favoritos para os quais o conjunto de biomoléculas se formou primeiro. Os proponentes do “RNA World”, por exemplo, sugerem que o RNA pode ter sido o pioneiro; não só é capaz de transportar informação genética, mas também pode servir como catalisador químico proteico, acelerando certas reacções. Metabolismo – primeiros proponentes, entretanto, argumentaram que simples catalisadores de metal, em oposição a enzimas baseadas em proteínas avançadas, podem ter criado uma sopa de blocos de construção orgânica que poderia ter dado origem a outras biomoléculas.
A hipótese do Mundo RNA teve um grande impulso em 2009. Químicos liderados por John Sutherland na Universidade de Cambridge no Reino Unido relataram que eles tinham descoberto que relativamente simples combinações precursoras chamadas acetileno e formaldeído poderiam sofrer uma seqüência de reações para produzir dois dos quatro blocos de construção de nucleotídeos do RNA, mostrando uma rota plausível para como o RNA poderia ter formado em seu próprio – sem a necessidade de enzimas – na sopa primordial. Os críticos, porém, apontaram que acetileno e formaldeído ainda são moléculas um pouco complexas eles mesmos. Isso levantou a questão de onde eles vieram de.
Para o estudo actual deles, Sutherland e os colegas dele se puseram a trabalhar para trás desses químicos para ver se eles poderiam achar uma rota para RNA de materiais de partida ainda mais simples. Eles conseguiram. Na edição atual da Nature Chemistry, a equipe de Sutherland relata que ela criou precursores de ácido nucléico começando apenas com cianeto de hidrogênio (HCN), sulfeto de hidrogênio (H2S) e luz ultravioleta (UV). Além disso, diz Sutherland, as condições que produzem precursores de ácido nucléico também criam os materiais de partida necessários para fazer aminoácidos e lipídios naturais. Isso sugere que um único conjunto de reacções poderia ter dado origem à maioria de blocos de construção de vida simultaneamente.
A equipa de Sutherland argumenta que a Terra cedo era um cenário favorável para essas reacções. O HCN é abundante em cometas, que chovem constantemente durante quase as primeiras centenas de milhões de anos de história da Terra. Os impactos também teriam produzido energia suficiente para sintetizar o HCN a partir do hidrogênio, carbono e nitrogênio. Da mesma forma, diz Sutherland, pensava-se que o H2S era comum no início da Terra, assim como a radiação UV que poderia impulsionar as reações e minerais contendo metal que poderiam tê-los catalisado.
Que, dito isto, Sutherland adverte que as reações que teriam feito cada um dos conjuntos de blocos de construção são suficientemente diferentes uns dos outros – exigindo catalisadores de metal diferentes, por exemplo – que provavelmente não teriam ocorrido todos no mesmo local. Ao invés disso, ele diz, ligeiras variações na química e energia poderiam ter favorecido a criação de um conjunto de blocos de construção sobre outro, como aminoácidos ou lipídios, em lugares diferentes. “A água da chuva então lavaria esses compostos em uma piscina comum”, diz Dave Deamer, um pesquisador da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que não era afiliado à pesquisa.
A vida poderia ter se acendido nessa piscina comum? Esse detalhe está quase certamente perdido para sempre para a história. Mas a idéia e a “química plausível” por trás dela vale a pena ser pensada com cuidado, diz Deamer. Szostak concorda. “Este cenário geral levanta muitas questões”, diz ele, “e estou certo de que será debatido por algum tempo”