PODEMOS FINALMENTE SABER O QUE LEVOU CÉLULAS-VIVAS A EVOLUIR PELA PRIMEIRA VEZ.

A ciência moderna avançou significativamente ao longo das últimas duas décadas. Conseguimos responder a várias das perguntas mais antigas do mundo, mas algumas respostas continuaram a eludir os cientistas atualmente, incluindo como a vida surgiu pela primeira vez da sopa primordial da Terra.

No entanto, uma colaboração de físicos e biólogos na Alemanha pode ter acabado de encontrar uma explicação de como as células vivas evoluíram pela primeira vez.

Em 1924, bioquímico russo  Alexander Oparin  propôs a ideia de que as primeiras células vivas poderiam ter evoluído a partir de proto-células presentes em gotas de líquido.

Ele acreditava que estas proto-células poderiam ter agido como formando naturalmente, recipientes sem membrana que concentraram produtos químicos e promoveram reações.

Em sua caça a origem da vida, uma equipe de cientistas do Instituto Max Planck para a Física de Sistemas Complexos e do Instituto de Biologia Celular e Molecular Genetica, ambos em Dresden, usou a hipótese de Oparin por estudar a física da ‘quimicamente ativa’ das gotículas (gotículas em um ciclo moléculas de fluídos em que eles estão rodeados).

Ao contrário de um tipo “passivo” de gotículas de óleo na água, que continuará a crescer à medida que mais óleo for adicionado à mistura – os pesquisadores perceberam que as gotículas quimicamente ativas crescem para um tamanho definido e depois dividem-se por conta própria.

Esse comportamento imita a divisão de células vivas e poderia, portanto, ser o elo entre a sopa líquida primordial não-viva da qual a vida surgiu e as células vivas que eventualmente evoluíram para criar toda a vida na Terra.

“Isso torna mais plausível que poderia ter havido uma emergência espontânea de vida a partir da sopa inanimada”, disse Frank Jülicher, co-autor do estudo que apareceu na revista Nature Physics.

É uma explicação de “como as células-filhas foram feitas”, disse o pesquisador David Zwicker. “Isto é, claro, a chave se você quiser pensar sobre a evolução”.

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Adicione uma gotícula de vida

Alguns têm especulado que essas gotículas proto-celular podem ainda estar dentro do nosso sistema “como moscas em âmbar da evolução da vida“.

Para explorar essa hipótese, a equipe estudou a física dos centrossomas, que são organelas ativas na divisão de células animais que parecem se comportar como as gotículas.

Zwicker modelou um sistema de centrossoma “fora de equilíbrio” que era quimicamente ativo e ciclando proteínas constituintes continuamente dentro e fora do citoplasma líquido circundante.

As proteínas se comportam como solúveis (estado A) ou insolúveis (estado B). Uma fonte de energia pode desencadear uma inversão de estado, fazendo com que a proteína no estado A se transforme em estado B, superando uma barreira química. Enquanto houvesse uma fonte de energia, essa reação química poderia acontecer.

“No contexto da Terra primitiva, a luz solar seria a força motriz”, disse Jülicher.

Oparin acreditava que intervalos de iluminação ou atividade geotérmica no início da Terra poderiam ter desencadeado essas reações químicas a partir de proto-células líquidas.

Esse influxo e efluxo químicos constantes só se contrabalanceavam segundo Zwicker, quando um determinado volume fosse atingido pela gota ativa, que então pararia de crescer.Tipicamente, as gotículas podem crescer até cerca de dezenas ou centenas de mícrons, de acordo com as simulações de Zwicker. Isso é quase a mesma escala que as células.

O próximo passo é identificar quando essas protocélulas desenvolveram a capacidade de transferir informações genéticas.

Jülicher e seus colegas acreditam que em algum lugar ao longo do caminho, as células desenvolveram membranas, talvez a partir das crostas que naturalmente desenvolvem a partir de lipídios que preferem permanecer na interseção da gotícula e líquido exterior.

Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine

Lucy Reading-Ikkanda/Quanta Magazine

Como uma espécie de proteção para o que está dentro das células, os genes poderiam ter começado a codificação dessas membranas. Mas saber algo com certeza ainda depende de mais experiências.

Assim, se a vida muito complexa na Terra poderia ter começado a partir de algo tão aparentemente discreto como gotículas líquidas, talvez o mesmo poderia ser dito da vida extraterrestre?

Em qualquer caso, esta pesquisa poderia nos ajudar a entender como a vida como a conhecemos começou a partir do material mais simples e como os processos químicos que tornaram a nossa vida possível surgir a partir destes.

A energia e o tempo que levou a uma proto-célula a se transformar em uma célula viva, e as células vivas em partes mais complexas, até finalmente se transformar em um organismo ainda mais complexo é desconcertante.

O processo em si levou bilhões de anos para acontecer, por isso não é de estranhar que precisamos de algum tempo significativo para compreendê-lo completamente.

Fonte: Science Alert

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