Origem da vida

Bi'ologos alem~aes provaram experimentalmente que as mol'eculas de RNA de transporte podem se tornar o principal elemento na evoluc~ao das primeiras formas de vida. Sob certas condic~oes, eles s~ao capazes de se reunir em unidades funcionais que reproduzem a informac~ao gen'etica exponencialmente.

A transfer^encia da informac~ao gen'etica 'e realizada sequencialmente: primeiro do DNA para o RNA (esse processo 'e chamado de transcric~ao) e, em seguida, a s'intese prot'eica (traduc~ao) 'e realizada na matriz do RNA. Em uma operac~ao conhecida como replicac~ao, as prote'inas duplicam a informac~ao gen'etica codificada em mol'eculas de DNA e armazenada no n'ucleo da c'elula, distribuindo-a igualmente entre duas c'elulas filhas durante a divis~ao, e o processo se repete.

O paradoxo do dogma central da biologia molecular 'e que j'a no primeiro est'agio, compostos proteicos complexos – enzimas atuam como catalisadores da transcric~ao: em determinada sec~ao, a dupla h'elice do DNA 'e desenrolada sob a ac~ao de enzimas, e uma das cadeias torna-se uma matriz para a construc~ao da chamada matriz, ou RNA informacional (mRNA), que ent~ao participa da traduc~ao.

Ou seja, no n'ivel molecular, surge a velha quest~ao sobre a origem da vida—o que era prim'ario – um ovo ou uma galinha: as prote'inas s~ao necess'arias para a transmiss~ao da informac~ao gen'etica, mas sua pr'opria s'intese depende da transcric~ao.

Bi'ologos da Universidade Ludwig e Maximilian de Munique provaram experimentalmente pela primeira vez que pequenas mudancas nas mol'eculas de RNA de transporte (tRNA) permitem que elas se montem em uma unidade funcional que pode reproduzir informac~oes.

Assim, segundo os cientistas, o RNA de transporte atuando como intermedi'ario entre o mRNA e as prote'inas poderia ser um elemento-chave na evoluc~ao das primeiras formas de vida: as mol'eculas de tRNA poderiam interagir autonomamente entre si para formar uma esp'ecie de M'odulo de replicac~ao capaz de replicar exponencialmente as informac~oes.

"Nossos estudos das primeiras formas de replicac~ao molecular e nossa descoberta da ligac~ao entre replicac~ao e Traduc~ao nos aproximam da reconstruc~ao da origem da vida", disse um dos autores do estudo, Dieter Braun, em um comunicado `a imprensa da Universidade.

Para que tal sistema funcione, 'e necess'ario um ambiente de n~ao equil'ibrio para lancar os processos f'isicos e qu'imicos correspondentes, acreditam os cientistas. Portanto, todos os seus experimentos envolveram uma sequ^encia repetida de flutuac~oes de temperatura.

Cada experimento comecou com um modelo – uma estrutura de informac~ao que consiste em dois tipos de sequ^encias de nucleot'ideos centrais. Os pesquisadores demonstraram que, sob condic~oes que mudam periodicamente, uma estrutura bin'aria de modelo pode ser copiada muitas vezes. Tal mecanismo de replicac~ao poderia ter ocorrido em um microssistema hidrotermal na Terra primitiva.

Em particular, de acordo com os autores, um ambiente favor'avel para tais ciclos de reac~ao poderia ter se desenvolvido em Rochas porosas no fundo do mar, onde as flutuac~oes naturais de temperatura est~ao associadas `as correntes de convecc~ao.

Os paleont'ologos descobriram f'osseis semelhantes a esponjas em recifes antigos com 890 milh~oes de anos. Se os resultados forem confirmados, ser'a o achado mais antigo de organismos vivos multicelulares da Terra.

Acredita – se que os primeiros organismos multicelulares, que podem ser atribu'idos com seguranca aos animais, surgiram na Terra h'a cerca de 635 milh~oes de anos, em Ediacaria-o 'ultimo per'iodo geol'ogico do Proteroz'oico. Estamos falando de vendobiontes – misteriosos organismos radialmente e bilateralmente sim'etricos que levavam um estilo de vida sedent'ario ou sedent'ario.

No entanto, alguns cientistas acreditam que os primeiros animais da Terra foram esponjas – multicelulares marinhos presos ao fundo, que ainda hoje est~ao espalhados pelo mundo.

Esponjas f'osseis antigas bem preservadas s~ao conhecidas desde o per'iodo Cambriano, que comecou h'a 541 milh~oes de anos, mas an'alises filogen'eticas e biomarcadores indicam que as esponjas existiam muito antes e, em rochas sedimentares com 750 milh~oes de anos, os cientistas encontraram esp'iculas de sil'icio – elementos do esqueleto mineralizado de esponjas.

A paleont'ologa Canadense Elizabeth Turner, da Laurentian University, descobriu f'osseis extremamente semelhantes em estrutura a esponjas em recifes antigos no noroeste do Canad'a. Os recifes pertencem a estruturas bacterianas, s~ao compostos por carbonato de c'alcio e t^em 890 milh~oes de anos.

Nas amostras de rocha, Turner identificou redes ramificadas de estruturas tubulares mineralizadas com calcita – carbonato de c'alcio cristalino. O pesquisador observou que essas estruturas s~ao muito semelhantes ao esqueleto fibroso das esponjas c'orneas, que atualmente s~ao utilizadas para a produc~ao de esponjas para lavagem.

O autor acredita que essas estruturas podem ser os restos fossilizados de esponjas de chifre que viveram em recifes de carbonato por mais 90 milh~oes de anos antes que o n'ivel de oxig^enio na Terra subisse para concentrac~oes consideradas necess'arias para manter a vida animal.

Se as suposic~oes do cientista forem confirmadas, descobrir'a que a evoluc~ao dos primeiros animais em nosso planeta ocorreu independentemente da oxigenac~ao – saturac~ao de oxig^enio da atmosfera, e os primeiros organismos foram capazes de sobreviver `as glaciac~oes globais mais severas do per'iodo criog^enico da hist'oria da Terra, que ocorreram entre 720 e 635 milh~oes de anos atr'as.

A julgar pelos resultados da reconstruc~ao micropetrogr'afica, a esponja mais antiga era um organismo semelhante a um verme preso com um tamanho dos primeiros mil'imetros a um cent'imetro, que vivia na superf'icie ou no interior de recifes constru'idos por cianobact'erias calcificadoras-fotossintetizadores.

A raridade dos achados de esponjas da idade Neoproteroz'oica 'e explicada pelo fato de que, muito provavelmente, elas n~ao possu'iam esqueletos mineralizados – siliciosos ou calc'arios, mas consistiam exclusivamente em compostos de prote'ina – espongina ou queratina. Por isso, acredita o cientista, em dep'ositos antigos 'e preciso procurar N~ao elementos esquel'eticos – esp'iculas—, mas impress~oes de tecidos moles que preservaram a estrutura. Os paleont'ologos j'a conheceram essas estruturas antes, mas as interpretaram como col^onias f'osseis de algas ou protozo'arios.