O ser humano é uma entidade complexa, que além de satisfazer suas necessidades básicas, exige também uma explicação de sua existência e origem. Daí surgem vários postulados, que vão desde os campos religiosos e filosóficos, até os científicos. Dentro da corrente científica, foi postulada uma teoria da evolução molecular denominada teoria quimiossintética, baseada nos estudos dos cientistas Alexander Oparin e John Haldane, que apesar de não terem trabalhado juntos, chegaram à formulação da mesma hipótese, que dá continuidade ao fundamentos levantados na teoria do big bang, opondo-se à teoria da geração espontânea e às teorias religiosas sobre a gênese da vida.
O que a teoria quimiossintética estabelece?
Esta teoria afirma que o hidrogênio (H2) presentes na atmosfera primordial reagiam com átomos de carbono, nitrogênio ou oxigênio formando um caldo nutritivo, que em contato com várias fontes de energia primitiva deu origem a vários aminoácidos, que constituem os blocos básicos de construção da vida orgânica.
Condições na atmosfera de acordo com postulados quimiossintéticos
A teoria quimiossintética estabelece que a atmosfera primitiva deve ter características que favoreçam as reações redutivas, pois se existiu uma atmosfera com tendências oxidativas, os componentes do "Sopa de primogênito" eles teriam se degradado. Por esta razão, os cientistas que postularam as várias teorias evolutivas afirmam que nas condições iniciais do planeta não pude o oxigênio existia, uma vez que as reações de oxidação não teriam promovido o desenvolvimento da vida.
Fundamentos da teoria quimiossintética
A etapa de postulação de uma série de teorias que rompiam com os precedentes da teoria da geração espontânea (amplamente aceita em sua época) começou em 1864 a partir dos estudos do cientista francês Luis Pasteur, que demonstrou em seus experimentos que “A vida vem da vida”, dando origem ao desenvolvimento de novas teorias. Entre essas teorias está os quimiossintéticos, que afirmam que a vida se originou da reação de elementos químicos básicos. Os elementos que compõem este postulado são explicados em detalhes a seguir:
Composição da Terra nos primórdios: esta teoria considera que no início o planeta possuía uma atmosfera carente de oxigênio livre, sendo, no entanto, rica em outros componentes, principalmente hidrogênio (altas concentrações), portanto, foi redutor, o que favoreceu a liberação de átomos de hidrogênio nas espécies químicas presentes. Além disso, continha outros compostos químicos básicos como: ácido cianídrico (HCN), metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), água (H2O) e outros componentes.
- Formação do caldo nutritivo: também conhecida como sopa de primogênito, consistia na aglomeração de um líquido nutritivo formado por todos esses componentes da atmosfera primitiva. Esse volume de líquido deu origem aos primeiros mares. Como isso aconteceu? A teoria quimiossintética estabelece que como consequência do resfriamento da atmosfera, ocorreu a condensação do vapor d'água proveniente dos vulcões, que arrastou consigo todos esses componentes, formando o caldo nutritivo, que se acumulariam em depressões (oceanos) onde permaneceriam por longos períodos de tempo sem risco de decomposição.
- Aparência de estruturas mais complexas: Nesse processo, foi vital a ação de diversas fontes de energia, como tempestades elétricas, radiação solar e erupções vulcânicas. O resultado dessas reações foram componentes complexos, como açúcares, ácidos graxos, glicerina e aminoácidos. Com o tempo, a evolução deu origem a estruturas que Oparin chamou coacervadoestruturas biológicas mais resistentes e avançadas que foram os precursores dos ácidos nucléicos atuais.
Formação de coacervados
Oparin estabeleceu que no processo de evolução das espécies químicas contidas naquele caldo de primogênito, surgiram os coacervados, que eram espécies complexas, que na época da divisão celular se uniram em uma única estrutura, adquirindo assim uma membrana que os teria transformado em organismos únicos, com capacidade de se auto-sintetizar (capacidade de produzir seu próprio alimento ), que evoluiria para formas cada vez mais estáveis e complicadas que se tornaram verdadeiras estruturas vivas. De acordo com a teoria quimiossintética, esses organismos primordiais deram origem ao mundo vegetal e animal de nosso planeta.
Inicialmente, não havia camada de ozônio, que protegia as células da radiação direta do sol. Por isso, acredita-se que seja possível que as primeiras estruturas tenham sido criadas e destruídas incessantemente pela incidência direta da energia solar. Depois de milhões de anos, essas células foram capazes de evoluir para sistemas orgânicos mais complexos, o que teria permitido que se multiplicassem. Posteriormente, passaram a sintetizar seus alimentos por meio da energia solar, realizando o processo de fotossíntese e enviando oxigênio puro para a atmosfera, que mais tarde se tornaria a camada de ozônio.
O processo de formação de um coacervado é definido abaixo:
- Tudo começa com a formação de uma molécula organizada e estável.
- Com o passar do tempo, uma segunda molécula complementar (macromolécula) é formada e faz parte do coacervado.
- Esta macromolécula separa-se do coacervado de onde viu sua origem.
- A macromolécula começa a atrair compostos que podem se ligar à sua estrutura, recriando o coacervado original.
Stanley Miller e Harold Urey Experiment (1953)
Embora os postulados da teoria quimiossintética tenham sido estabelecidos em 1924 por Oparin e Haldane, dois cientistas mais tarde recriaram em um experimento em escala com as condições da atmosfera primitiva, submetendo a mistura de hidrogênio, metano e amônia a múltiplas descargas elétricas, sintetizando vários orgânicos ácidos. O objetivo desse teste era demonstrar que a síntese de compostos orgânicos era espontânea, e que ocorria a partir de moléculas simples que estavam na primeira atmosfera.
Para o desenho do experimento, eles pegaram um recipiente de vidro e despejaram uma certa quantidade de água, de forma que ficasse parcialmente cheio, uma mistura dos gases mencionados acima também foi colocada nele. Esse conteúdo foi submetido a descargas elétricas que simulavam as tempestades pré-históricas que ocorreram no início do planeta.
Esse teste durou uma semana e, uma vez decorrido, os resultados foram analisados. O primeiro indicador das reações ocorridas foi que se observou uma mudança na cor da água, que no início era transparente, e que depois de uma semana adquiriu um tom rosado, que posteriormente se tornaria marrom, à medida que era enriquecida com aminoácidos e moléculas orgânicas essenciais.
Esse experimento foi uma contribuição que sustenta a teoria de que as primeiras formas de vida foram formadas a partir de reações químicas realizadas espontaneamente.