A questão da origem da vida tem envolvido as mentes dos humanos desde que eles contemplaram pela primeira vez o nosso lugar na Terra e no Universo. O assunto muitas vezes suscita emoções – primeiro porque nos envolve a nós mesmos, e segundo porque os bioquímicos ainda não têm um relato completo dos passos específicos que levaram à vida em nosso planeta.
Uma idéia não científica Muitas pessoas foram criadas para aceitar inquestionavelmente certos princípios, um dos quais é que a vida se originou por meio de um Deus ou deuses. A idéia teológica ou filosófica de que a vida resultou de tal processo sobrenatural é uma crença. É certo que pode ser uma crença perfeitamente boa, mas continua a ser apenas isso – uma crença – pois nenhuma informação inequívoca, aceitável num laboratório de ciência ou num tribunal, confirma a criação da vida por um ser ou seres sobrenaturais. Os cientistas não têm nenhum dado claro que sustente a idéia de que alguém ou algo depositou vida já feita no planeta Terra há muito tempo. Além disso, não temos nenhuma maneira conhecida de testar experimentalmente a idéia de que a intervenção divina criou a vida.
A ciência é agnóstica quando se trata de Deus – não ateísta, como algumas pessoas preferem ler essa palavra carregada erroneamente – apenas agnóstica. Além dos sentimentos pessoais ou persuasões culturais, a maioria dos cientistas profissionais simplesmente não sabem o que fazer de um Deus ou deuses. Nós simplesmente não temos dados de fé óssea nos quais basear um julgamento.
A crença de que a vida subitamente surgiu por meio de algum processo vitalista está fora do domínio da ciência moderna. O método científico de hoje, que é um meio de investigação baseado em lógica fundamentada e reforçada por testes experimentais e observacionais, não pode ser usado para estudar idéias sobrenaturais para a origem da vida. Assim sendo, tais idéias, não comprováveis mesmo em princípio, parecem destinadas a permanecer crenças para sempre, portanto além do tema da ciência.
Três Propostas Científicas Várias teorias alternativas para a origem da vida não requerem a ajuda de seres sobrenaturais. Cada uma dessas teorias se baseia em princípios naturais e cada uma delas pode ser testada experimentalmente. Estas teorias são assim baseadas na ciência e não na teologia, e apenas uma delas sobreviveu até agora ao teste do tempo, da crítica e do debate.
Primeiro, a vida pode ter tido origem na Terra por meio de panspermia, significando “germes em toda a parte”. Esta idéia, também chamada exogênese, sustenta que organismos vivos microscópicos vieram do espaço sideral para o nosso planeta. Um asteróide ou cometa, talvez contendo células primitivas ou bactérias simples, poderia ter caído na Terra em algum momento no passado, após o qual eles evoluíram ao longo de bilhões de anos para as formas mais avançadas de vida agora espalhadas pelo nosso planeta. Dito isto, nenhum meteorito – o lixo aterrado de asteróides e cometas – alguma vez foi mostrado para abrigar vida de boa fé.
O princípio básico da panspermia é que a vida primitiva, que teve origem em algum outro lugar, foi depositada na superfície da Terra por meio de uma colisão com algum outro objeto que já abrigou vida. No entanto, a maioria dos cientistas espaciais argumentam que a vida simples desprotegida provavelmente não sobreviveria ao ambiente áspero do espaço exterior ou ao mergulho ardente na nossa atmosfera. A radiação de alta energia e as partículas de alta velocidade no espaço interplanetário e interestelar, assim como a fricção violenta e o calor intenso enquanto se movem através do ar, quase certamente destruiriam qualquer forma de vida que andasse nas costas de pequenos corpos celestiais. Por outro lado, esporos microscópicos podem sobreviver a tais condições alienígenas, desde que estejam profundamente embutidos nas rochas que chegam. Se os biólogos aprenderam algo novo sobre a vida recentemente, é que a vida é muito resistente e muitas vezes capaz de sobreviver em ambientes extremos.
(Versões extravagantes da idéia de panspermia abundam, talvez a mais estranha delas sendo que a vida na Terra surgiu do lixo jogado aqui eons atrás por viajantes extraterrestres! Da mesma forma, os extraterrestres podem ter semeado deliberadamente o nosso planeta, quanto mais não seja por causa do zelo missionário. Estas e outras variantes bizarras da teoria da panspermia têm alimentado os escritores de ficção científica por décadas, mas os cientistas que trabalham se contentam em considerá-las como verdadeiras “teorias do lixo”)
Um aspecto relacionado à panspermia se tornou recentemente popular – alguns a chamam de “panspermia fraca” – onde apenas os ingredientes para a vida, mas não a própria vida, são entregues à Terra a partir do espaço. Com a erupção das descobertas de moléculas orgânicas no espaço interestelar durante as últimas décadas, como observado na anterior EPOCH STELLAR, alguns pesquisadores propuseram que não necessariamente a vida em si, mas os produtos químicos básicos necessários para a vida, poderiam ter chegado à Terra embutidos em cometas ou asteróides. Essas moléculas poderiam então ter agido como sementes que gradualmente geraram vida por meios químicos naturais – endógenos, como explicado abaixo. É verdade que alguns meteoritos, particularmente os condritos carbonosos conhecidos por conterem muito carbono e por derivarem dos asteróides antigos, abrigam uma série de químicos, incluindo blocos de construção de vida que aparentemente sobreviveram ao passeio alegre pela atmosfera terrestre.
O meteorito Murchison, que caiu perto de Murchison, Austrália, em 1969, é o principal exemplo deste tipo de bólido contendo matérias-primas capazes de dar um pontapé inicial na vida na Terra há vários bilhões de anos. Outros meteoritos têm demonstrado conter glóbulos orgânicos semelhantes a bolhas, semelhantes aos produzidos em simulações de laboratório da origem da vida descrita mais tarde neste EPOCH QUÍMICO, o mais recente tendo aterrado no Território Yukon do Canadá apenas alguns dias depois do novo milénio. Além disso, os simples orgânicos foram claramente detectados em alguns cometas bem estudados, como Halley, Hale-Bopp e Hyakutake, que recentemente agraciaram os nossos céus enquanto visitávamos o Sistema Solar interno. No mínimo, essas descobertas mostram que tais moléculas necessárias para a vida podem se formar de forma concebível em um ambiente interplanetário ou interestelar, e que elas podem ter alcançado a superfície da Terra incólumes depois de sua descida ardente.
Por outro lado, muitos bioquímicos argumentam que produtos químicos orgânicos poderiam ter se formado com a mesma facilidade (e talvez mais) indigenamente na Terra, sem olhar para o espaço exterior para respostas a quebra-cabeças terrestres. Mesmo que a noção de panspermia um dia se torne uma ideia mais promissora para a origem da vida na Terra, ela não se qualifica como uma teoria válida para a origem da própria vida. “Panspermia forte” (pela qual a vida intacta cai da Terra como o maná do céu) apenas adia a questão da origem da vida, transferindo-a para algum outro local desconhecido no Universo.
Outra teoria da origem da vida – uma que aborda directamente a origem final da vida – pelo nome geração espontânea. Aqui, pensa-se que a vida emergiu de forma bastante repentina e totalmente desenvolvida a partir de arranjos peculiares da não-vida. Esta ideia era popular há um século atrás, mas apenas porque as pessoas eram mal guiadas pelos seus sentidos. Por exemplo, pequenos vermes aparecem frequentemente no lixo em decomposição e os ratos, por vezes, parecem contorcer-se espontaneamente do linho sujo. Tais fenômenos foram reivindicados uma vez como evidência para a geração espontânea de nova vida a partir dos restos decadentes da vida antiga. No entanto, embora as observações fossem correctas, as interpretações dessas observações não o eram. Há quase um século atrás, a maioria dos naturalistas simplesmente não se aperceberam que as moscas põem frequentemente ovos no lixo, após o que os ovos eclodem para se tornarem minhocas. Da mesma forma, os ratos não se originam em lençóis sujos, embora isso possa ser realmente onde eles gostam de se esconder.
A teoria da geração espontânea foi provada incorreta quando os cientistas começaram a monitorar cuidadosamente os experimentos de laboratório. O químico francês do século XIX, Louis Pasteur, em particular, foi um dos primeiros pesquisadores a conduzir experimentos sob condições esterilizadas. Usando equipamento especialmente projetado, ele foi capaz de mostrar que qualquer parcela de ar contém microorganismos entre outros contaminantes invisíveis. Sem precauções especiais e inspeção próxima, a matéria viva muitas vezes entra em contato com matéria não viva, dando a ilusão de que a vida se origina subitamente em lugares onde antes não havia vida. Contudo, ao aquecer o ar e assim destruir os microrganismos, Pasteur desmentiu completamente a ideia da geração espontânea de vida. Uma vez esterilizado e isolado, o ar permanece livre de vida, mesmo a vida microscópica, indefinidamente.
Uma terceira teoria da origem da vida é conhecida como evolução química. Nesta ideia, as mudanças pré-biológicas transformam lentamente átomos e moléculas simples em produtos químicos mais complexos necessários para produzir vida. Favorecida pela maioria dos cientistas de hoje, a premissa central da evolução química estipula que a vida surgiu naturalmente da não-vida. Neste sentido, as teorias da evolução química e da geração espontânea são semelhantes, mas os prazos são diferentes. A evolução química não ocorre de repente; em vez disso, ela procede mais gradualmente, eventualmente construindo estruturas complexas a partir de estruturas mais simples. Esta teoria moderna sugere então que a vida teve origem na Terra através de uma evolução bastante lenta da matéria não viva. Quão lentamente e quando estamos precisamente inseguros.
Estimatos da escala de tempo sobre a qual a evolução química ocorreu podem ser inferidos pelo estudo dos fósseis – restos endurecidos de organismos mortos cujos contornos esqueléticos ou características ósseas são preservados em rochas antigas. Por exemplo, a Figura 5.2 mostra como as rochas sedimentares, quando ampliadas muitas vezes, produzem evidências claras para as impressões fossilizadas de células individuais antigas – a forma de vida mais simples conhecida. Os testes radioativos provam que a idade da rocha é tipicamente de 2-4 bilhões de anos. Esta é considerada a duração do tempo que os fósseis foram enterrados, presumivelmente tendo ficado presos na rocha enquanto esta se solidificava, tornando-os assim alguns dos fósseis mais antigos já encontrados.
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FIGURA 5.2 – A fotografia à esquerda, tirada através de um microscópio, mostra células fossilizadas encontradas na rocha canadense radioativamente datadas de ~3 bilhões de anos de idade. Os restos destes organismos primitivos apresentam esferas concêntricas com membranas semipermeáveis e esferoides menores anexados. A imagem à direita mostra uma visão ampliada de uma dessas células antigas com mais clareza. A parede interna do fóssil tem ~10-3 cm (ou 10 microns) de diâmetro. (E. Barghoorn) |
Conhecendo que a Terra originou ~4,5 bilhões de anos atrás e que as rochas mais antigas cristalizaram a partir de seu estado inicial de fusão ~4 bilhões de anos atrás, concluímos que a vida provavelmente originou aproximadamente um bilhão de anos após a formação da Terra e <0,5 bilhões de anos após a crosta terrestre ter esfriado o suficiente para suportar a vida. Uma vez que mesmo mais velhos, ainda não descobertos, os fósseis provavelmente estão enterrados em algum lugar nas rochas da Terra, supomos que as formas mais primitivas de vida podem ter levado pouco mais de algumas centenas de milhões de anos para evoluir quimicamente a partir da não vida. É possível que tenham demorado ainda menos tempo, mesmo que tenha levado menos de milénios ou séculos. Pistas da história e do tempo de origem da vida são provavelmente escritas não apenas em suas estruturas antigas (fósseis), mas também dentro das células e moléculas (genes) dos organismos de hoje.