O oxigénio pode ter alimentado a vida nos oceanos primitivos, mais cedo do que se pensa

Pesquisadores descobriram que o oxigénio pode ter existido nos oceanos primitivos centenas de milhões de anos antes de aparecer na atmosfera terrestre. A descoberta pode ajudar no conhecimento das primeiras formas de vida que utilizaram o oxigénio.

A vida à base de oxigénio pode ter surgido nos oceanos, antes de se formar o oxigénio atmosférico - Crédito: NASA /Reto Stöckli

Actualmente, cerca de um quinto do ar que respiramos, e do qual depende a vida, é oxigénio. No entanto, ele não existia ou era raro na atmosfera primitiva. Só a partir do Grande Evento de Oxigenação (GOE), o oxigénio molecular,O2, constituído por dois átomos de oxigénio, se acumulou na atmosfera terrestre, há cerca de 2,3 biliões de anos, contribuindo para a respiração e evolução da vida na Terra, tal como a conhecemos.

Micróbios fósseis de 3,4 biliões de anos descobertos na Austrália

Uma equipa de cientistas da Universidade da Austrália Ocidental e da Universidade de Oxford encontrou fósseis possivelmente os mais antigos da Terra. Pertencem a seres microscópicos e mostram evidências de células e bactérias que viviam num ambiente sem oxigénio, há mais de 3,4 biliões de anos, segundo um estudo publicado na revista científica Nature Geoscience

Composição de imagens obtidas pelo satélite Landsat-7 em 19 de Maio de 2000 (no norte), e 23 de Junho de 2001 (no sul). Mostra a região de Pilbara, da Austrália Ocidental, terreno acidentado, com temperaturas altas e pouca chuva. A formação rochosa de Strelley Pool aparece perto da parte inferior da imagem, no lado leste do rio Shaw. As rochas de Strelley Pool preservam um ambiente que existia há 3,43 biliões de anos, incluindo vários tipos de fósseis primitivos. A área já esteve submersa sob o mar e era relativamente plana, talvez o fundo de um oceano raso. Estas rochas antigas interessam no estudo do início de vida na Terra e na procura de pistas para a vida noutros planetas - Crédito: NASA/Jesse Allen

Os microfósseis foram encontrados em Strelley Pool, na Austrália Ocidental. Encontram-se entre os grãos de areia de quartzo da mais antiga praia ou costa conhecida na Terra, em algumas das rochas sedimentares também mais antigas do planeta, formadas entre dois eventos vulcânicos, o que permite datá-las com precisão.

Blocos de construção do DNA podem ser feitos no espaço

Há evidências de que alguns blocos de construção de DNA, a molécula com o código genético da vida, encontrados em meteoritos provavelmente foram criados no espaço. A descoberta foi feita por cientistas financiados pela NASA e suporta a teoria de que algumas partes criadas no espaço e deixadas na Terra por impactos de meteoritos e cometas, ajudaram na origem da vida.

Os meteoritos contêm uma grande variedade de nucleobases, um componente essencial do DNA (ilustração) - Crédito: NASA Goddard Space Flight Center / Chris Smith

Desde 1960 que têm sido encontrados alguns componentes do DNA em meteoritos, mas não se sabe se foram criados no espaço ou se resultam de contaminação pela vida terrestre.
"Pela primeira vez, temos três linhas de evidências que, juntas, nos permitem confiar que esses blocos de construção do DNA, na verdade, foram criados no espaço." disse o Dr. Michael Callahan do Goddard Space Flight Center da NASA, em Greenbelt, e que é o principal autor de um artigo sobre o estudo publicado na Proceedings of the National Academy of Sciences.

As atmosferas da Terra e de Titã têm origem no mesmo bombardeamento cósmico

Pesquisadores espanhóis do Conselho Superior de Investigações Científicas (CSIC), descobriram que a atmosfera de Titã, satélite de Saturno, e da Terra têm a mesma origem. A análise dos dados obtidos pela missão Cassini-Huygens, um projeto da NASA, da Agência Espacial Europeia e da Agência Espacial Italiana, sugere que a evolução química das atmosferas dos dois astros foi marcada pelo último grande bombardeamento de asteróides e cometas, durante o formação do Sistema Solar, há cerca de 3.900 milhões de anos.

As atmosferas da Terra e Titã compartilham a origem: um bombardeamento de asteróides e cometas marcou a sua evolução - Crédito (Terra): wikipédia; Crédito (Titã): NASA / JPL / Space Science Institute

Segundo Josep Maria Trigo, do Instituto de Ciências do Espaço (CSIC-IEEC) e Francisco Javier Martín, do Centro de Astrobiologia (CSIC-INTA), autores do estudo publicado na revista 'Planetary & Space Science', este grande bombardeamento tardio, cerca de 600 milhões de anos depois do início da formação do Sistema Solar, começou quando Júpiter e Saturno migraram para as suas actuais órbitas, o que afectou outros corpos celestes, fazendo com que uma grande quantidade de asteróides e cometas com água e matéria orgânica começaram a colidir com planetas rochosos, como a Terra.
De acordo com os cientistas, a Terra e Titã são semelhantes, embora se tenham formado muito longe um do outro. As suas atmosferas têm em comum a abundância de azoto molecular, deutério, hidrogénio, carbono, azoto e oxigénio, o que faz sugerir uma mesma fonte, devido aos efeitos de cometas e asteróides.
Os investigadores também realizaram um estudo termodinâmico das condições atmosféricas dos dois corpos planetários. Os resultados sugerem que a evolução química das duas atmosferas teria sido semelhante, marcada por vários impactos. Na Terra, esse último grande bombardeamento, foi fundamental para enriquecê-la com os ingredientes básicos para a aparição da vida.

Cometas e asteróides contribuiram para a origem da vida, no aporte de água e compostos orgânicos à Terra primitiva - Crédito: wikipédia

A maioria dos vales e grandes crateras da Lua foram provocados pelo impacto destes objectos enriquecedores nesse período, tal como indicam as rochas lunares recolhidas nas missões Apolo da NASA. Outras evidências do papel destes impactos são a composição da crosta terrestre e do manto, com uma abundância de metais. Se estes metais tivéssem chegado nas primeiras fases do planeta, teriam migrado para o núcleo terrestre. Além disso, os vulcões emanam gases com anomalias características dos meteoritos condríticos.
Os pesquisadores acreditam que o último grande bombardeamento foi a chave para mudar o destino da Terra, um planeta que, há 3.900 milhões de anos atrás não era apropriado para a vida.
"A chegada de tais compostos e de partículas metálicas catalizadoras capazes de sintetizar moléculas orgânicas mais complexas sob a acção do fluxo da radiação solar, permitiu converter o nosso planeta no único oásis de vida que, por enquanto, conhecemos", asseguram os autores do estudo.
Um vídeo sobre o estudo (clicar na imagem).

Fonte: Centro de Astrobiologia via El Mundo

A experiência de Miller de 1958 pode ajudar a explicar a origem da vida na Terra

Amostras arquivadas de um estudo de Stanley Miller, de 1958, foram descobertas recentemente e analisadas por um ex-aluno, Jeffrey Bada. Os resultados obtidos no estudo dão novas pistas sobre como a vida pode ter surgido na Terra. 

Stanley Miller realizou experiências sobre a origem da vida . Demonstrou que é possível obter compostos orgânicos a partir de substâncias inorgânicas - Fonte: wikipédia

As amostras encontradas eram de uma experiência semelhante à de Urey-Miller (ou "sopa orgânica") e que foi realizada por Miller cinco anos depois, em 1958, em que, por qualquer razão, os resultados foram arquivados e não analisados.
Já em 2008, pesquisadores também analisaram os resultados de uma outra das experiências de Miller, onde foram encontrados 22 aminoácidos, dos quais 10 não tinham sido detectados em 1953, durante a experiência original.
Em 1953, Stanley Miller da Universidade de Chicago, em Illinois e os colegas realizaram uma das experiências famosas em toda a ciência, conhecida como 'experiência de Urey-Miller'. Os cientistas admitiram que a atmosfera da Terra primitiva era semelhante à de Júpiter e criaram uma mistura contendo metano (CH4), amónia (NH3), hidrogénio (H2) e água (H2O). De seguida, fizéram passar descargas eléctricas através desta "sopa elementar", simulando os raios que se acredita terem sido comuns na Terra primitiva. Como resultado, verificou-se a formação de diversas moléculas orgânicas e aminoácidos no que ficou conhecido como "sopa primordial". Deste modo, conseguiu demonstrar experimentalmente, que nas condições primitivas da Terra, seria possível aparecerem moléculas orgânicas através de reacções químicas na atmosfera, uma possibilidade para o início de vida no nosso planeta.
Desta vez, os investigadores analisaram os resultados de um dos estudos de Miller realizado em 1958.
As amostras encontradas revelam que ele provocou descargas eléctricas através de uma mistura gasosa contendo sulfureto de hidrogénio (H2S), metano (CH4), amónia (NH3) e dióxido de carbono (CO2). Esta mistura gasosa pode ter sido mais representativa do meio ambiente em torno das nuvens vulcânicas primitivas do que os gases usados ​​na experiência de 1953. As novas análises dessas amostras, utilizando métodos que ainda não estavam disponíveis para Miller, revelaram um total de 23 aminoácidos e 4 aminas, incluindo 7 compostos orgânicos sulfurados.

O cheiro forte a "ovos podres" indica a presença de gás sulfídrico (H2S) nas fumarolas de S. Miguel, Açores

A origem da vida é um dos temas mais debatidos, onde a fonte dos materiais químicos prébióticos continua a ser um mistério. Alguns pesquisadores consideram que a vida poderia ter começado em torno das fontes hidrotermais, que libertam um caldo quente, quimicamente activo e rico em minerais na profundidade dos oceanos.
De acordo com o estudo publicado hoje na revista Proceedings of National Academy of Sciences,  as condições primordiais simuladas por Miller podem servir como um modelo para a composição química das nuvens vulcânicas primitivas e fornecem uma visão do possível papel dessas nuvens na formação dos materiais necessários à vida. Além disso, o cientista também descobriu que as abundâncias globais dos aminoácidos sintetizados na presença do sulfureto de hidrogénio (H2S) são muito semelhantes às abundâncias encontradas em alguns meteoritos carbonáceos, sugerindo que o H 2 S pode ter desempenhado um papel importante nas reacções prebióticas em ambientes primitivos do sistema solar.
Fonte: Estadão / Estudo publicado na PNAS / Science / Scripps Institution of Oceanography

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Os vulcões podem ter fornecido faíscas e química para o início da vida

Muitos asteróides podem ter criado aminoácidos essenciais à vida na Terra

Segundo uma nova pesquisa da NASA, muitos mais asteróides do que se pensava são capazes de criar o tipo de aminoácidos utilizados pela vida na Terra.
Os aminoácidos são utilizados para produzir as proteínas, os materiais de construção do nosso corpo, e para acelerar ou regular as reacções químicas.
Os aminoácidos, com exceção da glicina, podem existir em duas formas geometricamente opostas denominadas enantiómeros. Esta propriedade constitui a chamada 'quiralidade' (do grego chiros -'mão'), pois as duas formas diferem uma da outra em termos de orientação espacial, da mesma forma que a mão esquerda difere da mão direita. A vida na Terra utiliza exclusivamente a forma "esquerda" (forma L) dos aminoácidos. Os cientistas tentam descobrir porque a vida terrestre favoreceu os aminoácidos da forma "esquerda".

As mãos ilustram a duas formas (esquerda e direita) do aminoácido isovaline

Crédito: NASA/Mary Pat Hrybyk-Keith

Em março de 2009, os pesquisadores da NASA anunciaram a descoberta de um excesso da forma "esquerda"do aminoácido isovaline, nas amostras de meteoritos que vieram de asteróides ricos em carbono.
A descoberta sugere que a forma "esquerda" da vida tenha começado no espaço,  onde as condições dos asteróides favoreceram a criação dessa forma dos aminoácidos. Os impactos dos meteoritos podem ter trazido para a Terra o material enriquecido com moléculas da forma "esquerda", que foi sendo incorporado pelas formas de vida emergentes, perpetuando a utilização das formas "esquerdas" dos aminoácidos.

Meteorito rico em carbono utilizado no estudo

Crédito: Antártica Meteorito Laboratório / NASA Johnson Space Center

Na nova pesquisa, publicada online na revista Meteoritics and Planetary Science, em 17 de Janeiro, a equipa relata que encontrou a forma "esquerda" do isovaline (L isovaline) numa variedade muito maior de meteoritos ricos em carbono, durante mais de dez anos de trabalho. Para os responsáveis, existe algo nos asteróides que favorece a criação da forma "esquerda" dos aminoácidos.
Os cientistas encontraram excesso de L isovaline mais particularmente na água dos meteoritos CM1 e CR1, o que parece ser mais comum do que os pesquisadores pensavam anteriormente. A questão agora é saber o que cria esse maior número de aminoácidos do tipo L.
Fonte: NASA