A chuva pode ter sido um ingrediente essencial para a origem da vida, de acordo com um estudo publicado nesta semana.
Atualmente, a vida existe na forma de células, que são sacos repletos de DNA, RNA, proteínas e outras moléculas. Mas quando a vida surgiu, há cerca de 4 bilhões de anos, as células eram muito mais simples. Alguns cientistas investigaram como as chamadas protocélulas surgiram, tentando recriá-las em laboratórios.
Muitos pesquisadores suspeitam que as protocélulas continham apenas RNA, uma versão de fita simples do DNA. Tanto o RNA quanto o DNA armazenam informações genéticas em suas longas sequências de “letras” moleculares.
Mas o RNA também pode se dobrar em formas complexas, transformando-se em uma ferramenta para cortar ou unir outras moléculas. As protocélulas poderiam ter se reproduzido se suas moléculas de RNA pegassem blocos de construção genéticos para montar cópias de si mesmas.
Um desafio para a construção de protocélulas é escolher em que envolvê-las. As células modernas são envolvidas por membranas, barreiras que controlam rigidamente como as moléculas entram e saem. Mas esse arranjo teria representado um problema para as protocélulas. Elas não teriam sido capazes de absorver as moléculas necessárias para crescer ou para expelir resíduos.
Alguns cientistas analisaram a possibilidade de as protocélulas se formarem sem uma membrana. Eles se inspiraram em experimentos químicos centenários nos quais os pesquisadores misturavam substâncias químicas em um líquido. Em alguns casos, alguns dos produtos químicos se condensavam em gotículas que flutuavam na mistura. As protocélulas poderiam ter começado como gotículas flutuantes sem membrana?
Nos últimos anos, os pesquisadores exploraram essa possibilidade criando gotículas com RNA em seu interior. Agitar as gotículas foi suficiente para dividi-las em duas. Isso pode ter sido um simples precursor de como as células se dividem ao se reproduzirem.
Mas as gotículas de RNA não conseguiam se manter distintas como as células fazem. As fitas de RNA se deslocaram rapidamente de uma gotícula para outra e, com o tempo, todas as gotículas se fundiram, como bolhas de óleo se fundindo em uma película sobre a água.
Em 2018, Aman Agrawal, um engenheiro químico, descobriu uma possível solução para esse problema. Mas levaria três anos para que ele percebesse o que havia encontrado.
Na época, Agrawal era um estudante de pós-graduação na Universidade de Houston, estudando gotículas feitas de produtos químicos sintéticos. Ele esperava transformar as gotículas em fábricas em miniatura para produzir compostos importantes, como a insulina.
Para isso, primeiro seria necessário tornar as gotículas mais estáveis. Agrawal ficou impressionado com um estudo de 2015 no qual cientistas suíços conseguiram fazer com que as gotículas durassem seis dias bombeando produtos químicos em canais microscópicos cheios de água purificada.
Agrawal reproduziu os resultados, mas não conseguiu descobrir como os canais produziam gotículas tão estáveis. Quatro meses depois, ele encontrou um frasco que havia sobrado do experimento. Ele havia jogado alguns produtos químicos extras e água purificada no frasco, selou-o e esqueceu-se dele. Mas agora, ao olhar para o frasco, ele ficou surpreso ao ver que o líquido tinha uma cor leitosa. Isso significava que as gotículas ainda estavam lá e flutuando dentro dele.
Agrawal descobriu que a água era responsável por manter as gotículas estáveis. A água fez com que as moléculas da camada externa das gotículas se unissem. “Você pode imaginar uma malha se formando em torno dessas gotículas”, disse Agrawal, que agora é pesquisador de pós-doutorado na Escola Pritzker de Engenharia Molecular da Universidade de Chicago.
Em 2021, o trabalho de Agrawal chegou ao conhecimento de Jack Szostak, químico da Universidade de Chicago e ganhador do Prêmio Nobel, que havia trabalhado em protocélulas por mais de 20 anos. Szostak se perguntou se a água também poderia tornar as gotículas de RNA mais estáveis.
Os dois cientistas e seus colegas uniram forças para uma nova rodada de experimentos. Eles combinaram RNA e outros produtos químicos com água purificada. Quando agitaram a solução, ela produziu espontaneamente gotículas de RNA. E essas gotículas permaneceram estáveis por dias, relataram no novo estudo, publicado na revista Science Advances.
Os cientistas especularam que a chuva que caía na Terra primitiva poderia ter fornecido a água necessária para produzir gotículas de RNA. Para testar essa possibilidade, Anusha Vonteddu, outra estudante de pós-graduação da Universidade de Houston, colocou béqueres do lado de fora durante uma tempestade. Quando ela e seus colegas usaram a água da chuva para realizar os experimentos novamente, as gotículas de RNA se mostraram estáveis mais uma vez.
Mas a chuva na Terra primitiva provavelmente tinha uma química diferente da chuva atual, porque se formou em uma atmosfera com um equilíbrio diferente de gases. O alto nível de dióxido de carbono que se acredita estar no ar há quatro bilhões de anos teria tornado as gotas de chuva mais ácidas. O Dr. Agrawal e seus colegas descobriram que ainda podiam formar gotículas estáveis de RNA com água tão ácida quanto vinagre.
Neal Devaraj, biólogo químico da Universidade da Califórnia em San Diego, que não participou do novo estudo, disse que ele poderia esclarecer a origem da vida porque os pesquisadores não precisaram fazer muito para formar gotículas estáveis de RNA: basta misturar e agitar.
“É algo que você pode imaginar acontecendo nos primórdios da Terra”, disse ele. “A simplicidade é boa quando se está pensando nessas questões.” /Este artigo foi publicado originalmente no The New York Times.
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