A vida na Terra pode ter sido iniciada por ‘Microlightning’
Gotas de água carregadas geram faíscas que podem forjar compostos orgânicos
Imagens AM Studios/500px/Getty
A Terra, em sua infância, girou com todos os gases necessários para construir a vida. Mas eles não podiam apenas se reunir nos blocos de construção da biologia. Esse processo, chamado de “síntese prebiótica”, exigia uma sacudida de fora. Lightning period um suspeito óbvio. Assim, em 1952, um químico jovem chamado Stanley Miller encheu um frasco a meio caminho de água, coberto com metano, amônia e hidrogênio para imitar a atmosfera inicial do planeta e depois fpulmão um raio em miniatura naquela sopa fértil.
Nesta Experiência marcanteMiller produziu vários aminoácidos a partir de moléculas inorgânicas. (Os aminoácidos se combinam para formar proteínas, que por sua vez se combinam para formar organismos vivos.) Ele mostrou como a vida poderia ter encontrado sua primeira posição. Mas um raio actual teria atingido com pouca frequência – e principalmente em oceano aberto, onde os compostos orgânicos teriam se disperso rapidamente.
Sete décadas depois, uma nova pesquisa aponta para um catalisador mais realista: a própria água. Hoje em Avanço científicosAssim, O químico da Universidade de Stanford, Richard Zare, e seus colegas relatam que moléculas orgânicas com ligações de carbono-nitrogênio podem ser formadas por simplesmente pulverizando água em uma mistura de gases atmosféricos. Os pesquisadores basicamente replicaram as reações químicas do experimento de Miller, mas desta vez essas reações foram alcançadas com uma fonte de energia confiável. “Ao contrário de um raio”, diz Zare, “sprays de água estão por toda parte.” Cada cachoeira e onda, ele sugere, trouxe uma centelha de oportunidades para que a vida surja.
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É tudo por causa da diferença na carga elétrica entre as gotículas de água. Quando as gotículas pequenas e carregadas negativamente chegam perto de grandes e carregadas positivamente, às vezes descarregam, produzindo um flash de luminescência que os pesquisadores chamam de “microlightning”. E acontece que essas interações, como a eletricidade de Miller, criam subprodutos orgânicos: em seu ensopado aquoso e gasoso, a equipe de Zare detectou a glicina de aminoácidos, bem como o uracil nucleobase-um componente-chave do RNA.
O co-autor do estudo, Yifan Meng, um estudioso de pós-doutorado em Stanford, administrou o experimento físico. A princípio, Meng lembra, ele e seus colegas estavam mais interessados principalmente em microlightning. “Mas então vimos as evidências claras da formação de ligações de carbono-nitrogênio”, diz ele. “Isso é algo elementary para moléculas biológicas. Foi realmente incrivelmente emocionante. ”
Para fazer a vida funcionar, no entanto, não seria suficiente para esses compostos se formarem uma vez; É por isso que os ataques aleatórios provavelmente foram um pouco iniciados. Moléculas únicas, chamadas monômeros, precisariam de um processo repetitivo para dar -lhes tempo para vincular -se em cadeias moleculares longas, chamadas polímeros: são necessários muitos aminoácidos para fazer uma proteína e muitas nucleobases para fazer uma fita de RNA. “Precisamos que os blocos de construção se concentrem em algum lugar”, diz Zare.
O ambiente ideally suited para isso, ele argumenta, teria sido fendas de rochas perto de sprays de água. O ciclos secos de seco Isso vem com esse terreno é conhecido por promover a polimerização, potencialmente dando origem às estruturas complexas que se tornaram os primeiros organismos unicelulares. David Deamer, bioquímico da Universidade da Califórnia, Santa Cruz, que não estava envolvido com o estudo, considerou as conclusões de Zare atraentes. Seja em um lago, um lago ou um gêiseador, Deamer diz: “Essas moléculas teriam se acumulado onde quer que houvesse ação ou cachoeiras”.
Este teste inicial não gerou todos dos pré -requisitos da vida, mas Meng observa que outros compostos importantes podem estar presentes em níveis indetectáveis. “Se pudermos executar o experimento por mais tempo”, diz ele, “devemos ser capazes de detectar mais”. Assim como elaborações posteriores No trabalho de Miller produziu uma ampla gama de moléculas, pesquisas futuras poderiam confirmar que o microlightning suporta a síntese prebiótica completa.
Existem hipóteses concorrentes sobre como as moléculas orgânicas se formaram pela primeira vez. Alguns especialistas acreditam que se originaram em torno de aberturas hidrotérmicas do fundo do mar, enquanto outros pensam que pegaram uma carona para a Terra de outro lugar da nossa galáxia. Os cientistas da NASA anunciaram Em janeiro, 14 aminoácidos, juntamente com todas as cinco bases de nucleotídeos no RNA e DNA, foram encontradas no asteróide Bennu. Dado que objetos extraterrestres rondados rotineiramente nosso planeta nos primeiros dias, Deamer diz: “Literalmente, os compostos necessários para a vida estavam caindo do céu”.
Ninguém sabe o que realmente aconteceu quando a vida surgiu cerca de quatro bilhões de anos atrás. Mas essas descobertas dão evidências ao que Miller propôs na década de 1950 – embora com uma reviravolta. Como ele disse a um entrevistador em 1996“Ninguém questionou a química do experimento authentic … a química period muito sólida”. Talvez agora a centelha que estabeleceu que a química em movimento também é.
