Abiogênese: definição, teoria, evidências e exemplos

Enquanto Charles Darwin's Teoria da evolução é sobre como as espécies mudam para se adaptar ao seu ambiente, não aborda a questão de como a vida começou originalmente. Em um ponto, certamente quando o planeta ainda estava quente e derretido, não havia vida na Terra, embora saibamos que a vida evoluiu mais tarde.

A questão é, como as primeiras formas de vida na Terra se originaram?

Existem várias teorias sobre como os blocos básicos de construção dos organismos vivos surgiram. O mecanismo de como a matéria inanimada se tornou organismos vivos auto-replicantes e então as formas de vida complexas não são totalmente compreendidas.

Tem algumas lacunas, mas abiogênese trata de conceitos interessantes e começa com uma explicação.

Abiogênese é o processo natural pelo qual os organismos vivos surgiram de moléculas orgânicas não vivas. Elementos simples combinados para formar compostos; os compostos tornaram-se mais estruturados e envolveram diferentes substâncias. Eventualmente, compostos orgânicos simples foram formados e ligados para produzir moléculas complexas, como

Os aminoácidos são os blocos de construção das proteínas que formam a base dos processos orgânicos. Os aminoácidos podem ter se combinado para formar cadeias de proteínas. Essas proteínas poderiam ter se tornado autorreplicantes e formado a base para formas de vida simples.

Tal processo não poderia ocorrer na Terra hoje porque as condições necessárias não existem mais. A criação de moléculas orgânicas pressupõe a presença de um caldo quente que contenha as substâncias necessárias para o aparecimento dessas moléculas orgânicas.

Elementos e compostos simples como hidrogênio, carbono, fosfatos e açúcares devem estar presentes juntos. A fonte de energia, como raios ultravioleta ou descargas elétricas iria ajudá-los a se vincularem. Condições como essa podem ter existido 3,5 milhões de anos atrás, quando se pensa que a vida na Terra começou. A abiogênese detalha os mecanismos de como isso pode ter ocorrido.

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Tanto a abiogênese quanto a geração espontânea propõem que a vida pode originar de matéria não viva, mas os detalhes dos dois são completamente diferentes. Embora a abiogênese seja uma teoria válida que não foi refutada, a geração espontânea é uma crença ultrapassada que se mostrou incorreta.

As duas teorias diferem de três maneiras principais. A teoria da abiogênese afirma que:

1. Abiogênese acontece raramente. Aconteceu pelo menos uma vez há cerca de 3,5 bilhões de anos e provavelmente não ocorreu desde então.
2. A abiogênese dá origem a mais formas de vida primitivas possível. Isso pode ser tão simples quanto replicar moléculas de proteína.
3. Organismos superiores evoluir dessas formas de vida primitivas.

A teoria da geração espontânea afirma que:

1. Geração espontânea acontece com freqüência, mesmo nos tempos modernos. Por exemplo, toda vez que a carne apodrece, ela gera moscas.
2. A geração espontânea dá origem a organismos complexos como moscas, animais e até humanos.
3. Organismos superiores são o resultado de geração espontânea, e eles não evolua de outras formas de vida.

Os cientistas costumavam acreditar na geração espontânea, mas hoje mesmo o público em geral não acredita mais que as moscas vêm de carne podre ou que os ratos vêm do lixo. Alguns cientistas também questionam se a abiogênese é uma teoria válida, mas não foram capazes de propor uma alternativa melhor.

Como a vida pode ter se originado foi proposto pela primeira vez pelo cientista russo Alexander Oparin em 1924 e de forma independente novamente pelo biólogo britânico J.B.S. Haldane em 1929. Ambos presumiram que a Terra primitiva tinha um ambiente rico em amônia, dióxido de carbono, hidrogênio e carbono, os blocos de construção das moléculas orgânicas.

Raios ultravioleta e relâmpagos forneceram a energia para as reações químicas que permitiriam a ligação dessas moléculas.

Uma cadeia típica de reações procederia da seguinte forma:

1. Atmosfera pré-biótica com amônia, dióxido de carbono e vapor d'água.
2. Relâmpago produz compostos orgânicos simples que se dissolvem em águas rasas.
3. Os compostos reagem ainda mais em um caldo prebiótico, formando aminoácidos.
4. Os aminoácidos se ligam a ligações peptídicas para formar proteínas de cadeia polipeptídica.
5. As proteínas se combinam em moléculas mais complexas que podem replicar e metabolizar substâncias simples.
6. Moléculas complexas e compostos orgânicos se formam membranas lipídicas em torno de si e começam a agir como células vivas.

Embora a teoria apresentasse conceitos consistentes e confiáveis, algumas das etapas mostraram-se difíceis de realizar em condições de laboratório que tentavam simular as da Terra primitiva.

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No início dos anos 1950, o estudante americano Stanley Miller e seu orientador Harold Urey decidiram testar a teoria da abiogênese de Oparin-Haldane recriando um ambiente da Terra primitiva. Eles misturaram os compostos simples e os elementos da teoria no ar e lançaram fagulhas através da mistura.

Quando eles analisaram os produtos da reação química resultantes, eles foram capazes de detectar aminoácidos criados durante a simulação. Essa evidência de que a primeira parte da teoria estava correta apoiou experimentos posteriores que tentaram criar moléculas replicantes a partir dos aminoácidos. Essas experiências não tiveram sucesso.

Pesquisas subsequentes descobriram que a atmosfera pré-biótica da Terra primitiva provavelmente tinha mais oxigênio e menos outras substâncias-chave do que a amostra usada no experimento Miller-Urey. Isso levou a questionar se as conclusões ainda eram válidas.

Desde então, alguns experimentos usando uma composição de atmosfera corrigida também encontraram moléculas orgânicas, como aminoácidos, corroborando as conclusões originais.

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Mesmo quando se estabelece que as condições para a geração de compostos orgânicos simples estavam presentes no Terra pré-biótica, o caminho para as células vivas está em disputa. Existem três maneiras possíveis de compostos relativamente simples, como os aminoácidos, se tornarem vida autossustentável:

1. Replicação primeiro: As moléculas orgânicas tornam-se cada vez mais complexas até incluir segmentos de DNA que podem se replicar. As moléculas autorreplicantes desenvolvem o comportamento e o metabolismo celulares.
2. Metabolismo primeiro: As moléculas orgânicas desenvolvem a capacidade de se sustentar integrando e alterando substâncias de seus arredores. Eles se tornam protocélulas e desenvolvem a capacidade de se replicar.
3. Mundo RNA: As moléculas orgânicas tornam-se segmentos de RNA precursores que podem produzir cópias de moléculas de DNA. Eles desenvolvem metabolismo e comportamento semelhante ao de células ao mesmo tempo.

As etapas de aminoácidos on foram um problema sério, e nenhum dos diferentes caminhos teóricos, até maio de 2019, foi simulado com sucesso.

Não há dúvida de que um simulação da atmosfera da Terra primitiva pode produzir moléculas comparativamente complexas que são os blocos de construção das moléculas orgânicas encontradas nas células vivas. Existem, no entanto, vários problemas para ir das moléculas complexas às formas de vida reais. Esses incluem:

• Não existe um caminho teórico detalhado para ir de moléculas orgânicas complexas a uma forma de vida.
• Não há experimentos bem-sucedidos apoiando a formação de moléculas mais complexas do que os aminoácidos.
• Não há mecanismo para que os blocos de construção do RNA se desenvolvam nas bases purina / pirimidina do RNA completo.
• Não há consenso sobre como as moléculas de replicação / metabolização se tornam formas de vida.

Se a abiogênese não ocorrer da maneira que a teoria descreve, ideias alternativas devem ser consideradas.

Com o progresso da abiogênese aparentemente bloqueado, teorias alternativas para a origem da vida foram propostas. A vida pode ter se originado de uma forma semelhante à teoria da abiogênese, mas em fontes geotérmicas sob o mar ou dentro do crosta terrestre, e pode ter acontecido várias vezes em lugares diferentes. Nenhuma dessas teorias tem mais suporte de dados concretos do que a abiogênese clássica.

Em outra teoria que abandona a abiogênese por completo, os cientistas propuseram que compostos orgânicos complexos ou formas de vida completas, como vírus, podem ter sido entregues à Terra por meteoritos ou cometas. A Terra primitiva (Terra primitiva) foi submetida a pesados ​​bombardeios durante o tempo Hadeano (cerca de 4 a 4,6 bilhões de anos atrás), quando a vida pode ter começado.

Sem mais dados concretos, a única conclusão é que exatamente como vida na Terra originado ainda é um mistério.