Crédito da imagem: University of Arizona
Cientistas da Universidade do Arizona descobriram que meteoritos, particularmente meteoritos de ferro, podem ter sido críticos para a evolução da vida na Terra.
Sua pesquisa mostra que os meteoritos poderiam facilmente fornecer mais fósforo do que o natural na Terra - fósforo suficiente para dar origem a biomoléculas que eventualmente se reuniram em organismos vivos e replicantes.
O fósforo é central para a vida. Ele forma a espinha dorsal do DNA e do RNA porque conecta as bases genéticas dessas moléculas em cadeias longas. É vital para o metabolismo, porque está ligado ao combustível fundamental da vida, o adenosina trifosfato (ATP), a energia que alimenta o crescimento e o movimento. E o fósforo faz parte da arquitetura viva? está nos fosfolipídios que compõem as paredes celulares e nos ossos dos vertebrados.
"Em termos de massa, o fósforo é o quinto elemento biológico mais importante, depois do carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio", disse Matthew A. Pasek, candidato a doutorado no departamento de ciências planetárias da UA e no Laboratório Lunar e Planetário.
Mas onde a vida terrestre conseguiu seu fósforo tem sido um mistério, acrescentou.
O fósforo é muito mais raro na natureza do que o hidrogênio, o oxigênio, o carbono e o nitrogênio.
Pasek cita estudos recentes que mostram que há aproximadamente um átomo de fósforo para cada 2,8 milhões de átomos de hidrogênio no cosmos, cada 49 milhões de átomos de hidrogênio nos oceanos e a cada 203 átomos de hidrogênio nas bactérias. Da mesma forma, existe um único átomo de fósforo para cada 1.400 átomos de oxigênio no cosmos, cada 25 milhões de átomos de oxigênio nos oceanos e 72 átomos de oxigênio nas bactérias. Os números de átomos de carbono e átomos de nitrogênio, respectivamente, por átomo de fósforo único são 680 e 230 no cosmos, 974 e 633 nos oceanos e 116 e 15 em bactérias.
"Como o fósforo é muito mais raro no ambiente do que na vida, entender o comportamento do fósforo no início da Terra fornece pistas para a orgina da vida", disse Pasek.
A forma terrestre mais comum do elemento é um mineral chamado apatita. Quando misturada com água, a apatita libera apenas quantidades muito pequenas de fosfato. Os cientistas tentaram aquecer a apatita a altas temperaturas, combinando-a com vários compostos estranhos e superenergéticos, até experimentando compostos de fósforo desconhecidos na Terra. Esta pesquisa não explicou de onde vem o fósforo da vida, observou Pasek.
Pasek começou a trabalhar com Dante Lauretta, professor assistente de ciências planetárias da UA, com a ideia de que os meteoritos são a fonte do fósforo vivo da Terra. O trabalho foi inspirado nas experiências anteriores de Lauretta, que mostraram que o fósforo se concentrou em superfícies metálicas corroídas no início do sistema solar.
"Esse mecanismo natural de concentração de fósforo na presença de um catalisador orgânico conhecido (como metal à base de ferro) me fez pensar que a corrosão aquosa de minerais meteoríticos poderia levar à formação de importantes biomoléculas contendo fósforo", disse Lauretta.
"Os meteoritos têm vários minerais diferentes que contêm fósforo", disse Pasek. "O mais importante, com o qual trabalhamos mais recentemente, é o fosfeto de ferro-níquel, conhecido como schreibersite".
Schreibersite é um composto metálico extremamente raro na Terra. Mas é onipresente em meteoritos, especialmente meteoritos de ferro, que são salpicados com grãos de schreibersita ou lascados com veias de schreibersita de cor rosa.
Em abril passado, Virginia, Pasek, Virginia Smith, e Lauretta, misturaram schriebersite com água ambiente, fresca e desionizada. Eles então analisaram a mistura líquida usando RMN, ressonância magnética nuclear.
"Vimos uma série de diferentes compostos de fósforo sendo formados", disse Pasek. "Um dos mais interessantes que encontramos foi o P2-O7 (dois átomos de fósforo com sete átomos de oxigênio), uma das formas mais bioquimicamente úteis de fosfato, semelhante à encontrada no ATP".
Experimentos anteriores formaram o P2-07, mas em alta temperatura ou sob outras condições extremas, não simplesmente dissolvendo um mineral em água à temperatura ambiente, disse Pasek.
"Isso nos permite restringir um pouco onde as origens da vida podem ter ocorrido", disse ele. “Se você deseja ter vida baseada em fosfato, isso provavelmente teria ocorrido perto de uma região de água doce onde um meteorito havia caído recentemente. Podemos ir tão longe, talvez, para dizer que era um meteorito de ferro. Os meteoritos de ferro têm de 10 a 100 vezes mais schreibersite do que outros meteoritos.
“Eu acho que os meteoritos foram críticos para a evolução da vida por causa de alguns minerais, especialmente o composto P2-07, usado no ATP, na fotossíntese, na formação de novas ligações fosfato com orgânicos (compostos que contêm carbono) e em uma variedade de outros processos bioquímicos ”, disse Pasek.
"Acho que um dos aspectos mais empolgantes dessa descoberta é o fato de os meteoritos de ferro se formarem pelo processo de diferenciação planetesimal", disse Lauretta. Ou seja, os blocos de construção dos planetas, chamados planestérmicos, formam um núcleo metálico e um manto de silicato. Meteoritos de ferro representam o núcleo metálico e outros tipos de meteoritos, chamados acondritos, representam o manto.
"Ninguém nunca percebeu que um estágio tão crítico na evolução planetária poderia ser associado à origem da vida", acrescentou. “Esse resultado restringe onde, em nosso sistema solar e em outros, a vida pode se originar. Requer um cinturão de asteróides onde os planetesimais possam crescer para um tamanho crítico? cerca de 500 quilômetros de diâmetro? e um mecanismo para perturbar esses corpos e entregá-los ao sistema solar interno ".
Júpiter impulsiona a entrega de planetesimais ao nosso sistema solar interno, disse Lauretta, limitando assim as chances de que os planetas e luas do sistema solar externo sejam supridos com as formas reativas de fósforo usadas pelas biomoléculas essenciais à vida terrestre.
Sistemas solares que não possuem um objeto do tamanho de Júpiter que possa perturbar asteroides ricos em minerais para dentro dos planetas terrestres também têm perspectivas sombrias para o desenvolvimento da vida, acrescentou Lauretta.
Pasek está falando sobre a pesquisa hoje (24 de agosto) na 228ª reunião nacional da American Chemical Society na Filadélfia. O trabalho é financiado pelo programa da NASA, Astrobiology: Exobiology and Biology Evolutionary.
Fonte original: UA News Release
