Os antigos céus da Terra podem ter desempenhado um papel maior na origem da vida do que os cientistas pensavam.
De acordo com a edição de 1º de dezembro da Anais da Academia Nacional de CiênciasPesquisadores da Universidade do Colorado em Boulder e seus colaboradores relatam que há bilhões de anos, a atmosfera do jovem planeta pode ter produzido moléculas à base de enxofre que hoje são consideradas blocos de construção essenciais para a vida.
A descoberta desafia a visão de longa data de que estas moléculas de enxofre só se formaram depois de a vida se ter estabelecido na Terra.
“Nosso estudo pode nos ajudar a compreender a evolução dos primeiros estágios da vida”, disse o primeiro autor Nate Reed, pesquisador de pós-doutorado da NASA que conduziu o estudo enquanto trabalhava no Departamento de Química e no Instituto Cooperativo para Pesquisa em Ciências Ambientais (CIRES) da Universidade do Colorado em Boulder.
A importância do enxofre e por que as descobertas são importantes
O enxofre, assim como o carbono, é um elemento importante encontrado em todas as formas de vida, desde bactérias até humanos. Ocorre em certos aminoácidos, que são os blocos de construção das proteínas.
Embora o enxofre estivesse presente na atmosfera primitiva, a maioria dos cientistas acredita que as moléculas orgânicas de enxofre, como os aminoácidos, não apareceram até que os organismos já existissem e as produzissem.
As primeiras tentativas de simular as condições da Terra primitiva muitas vezes falharam em produzir quantidades significativas de biomoléculas de enxofre antes que a vida existisse. Quando estas moléculas aparecem, formam-se apenas sob condições incomuns ou altamente específicas que provavelmente não serão comuns em todo o planeta.
Devido a este cenário, a comunidade científica reagiu fortemente quando o Telescópio Espacial James Webb detectou sulfeto de dimetila, um composto de enxofre produzido hoje por algas oceânicas na Terra, na atmosfera de um exoplaneta chamado K2-18b. Muitos acreditam que isso pode ser um sinal de vida.
Novo experimento revela papel da química atmosférica
No entanto, pesquisas anteriores de Reed e da autora sênior Ellie Browne, professora de química e pesquisadora do CIRES, mostraram que o sulfeto de dimetila pode ser formado naturalmente em laboratório usando apenas gases atmosféricos leves e simples. Isto sugere que a molécula pode até estar presente no mundo inanimado.
Na última experiência, Brown, Reed e a sua equipa testaram o que poderia ter sido produzido no céu primitivo da Terra. Eles iluminaram uma mistura de metano, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e nitrogênio para recriar as condições atmosféricas antes do surgimento da vida.
Brown observou que trabalhar com enxofre é uma tarefa desafiadora. O elemento adere aos equipamentos de laboratório e as moléculas à base de enxofre estão presentes em concentrações extremamente baixas na atmosfera em comparação com o dióxido de carbono e o nitrogênio. “É preciso ter equipamentos que possam medir quantidades muito pequenas de produto”, disse ela.
Usando espectrômetros de massa muito sensíveis para identificar e medir compostos, os pesquisadores descobriram que seu análogo primitivo da Terra produzia uma variedade de biomoléculas de enxofre. Estes incluem os aminoácidos cisteína e taurina, bem como a coenzima M, que desempenha um papel fundamental no metabolismo.
Um céu capaz de suportar um ecossistema em evolução
A equipe então estimou quanta cisteína poderia ter sido produzida em toda a atmosfera antiga. Seus cálculos sugerem que o céu da Terra primitiva pode ter produzido cisteína suficiente para sustentar cerca de um bilhão (um seguido de 27 zeros) de células. Em comparação, a Terra moderna contém aproximadamente um bilhão (um seguido de 30 zeros) de células.
“Embora não tanto como hoje, ainda havia muita cisteína num ambiente sem vida. Isso pode ter sido suficiente para o surgimento de ecossistemas globais onde a vida estava apenas começando”, disse Reed.
Os investigadores propõem que estas biomoléculas atmosféricas podem ter caído à superfície através das chuvas, fornecendo potencialmente os produtos químicos necessários para o início da vida.
“A vida pode ter exigido algumas condições muito especiais para começar, como estar perto de um vulcão ou de uma fonte hidrotermal com química complexa”, disse Brown. “Antigamente pensávamos que a vida tinha de começar inteiramente do zero, mas os nossos resultados mostram que algumas destas moléculas mais complexas já estão disseminadas em condições não especiais, o que pode ter facilitado o início da vida.”
