Em uma obra incrível
o grande poeta das estrelas Carl Sagan,
explica a origem de todos os seres vivos
deste nosso frágil mas belo planeta!
60min.
Episódio 02: A Origem da Vida
A Voz da Sinfonia Cósmica -9min
60min.
Episódio 02: A Origem da Vida
Como começou a vida na Terra? Há outros seres noutros
mundos? Carl Dagan explora a origem, evolução e
diversidade da vida na terra. Com uma espantosa animação
computorizada, entramos no coração de uma célula
viva para lhe examinarmos a molécula fulcral da vida: o
ADN.
Para
compreender como a evolução ocorre, o Dr. Sagan
acompanha a história do caranguejo japonês Heike,
cuja forma tem gradualmente mudado conforme se foi selecionando
quais os caranguejos que deveriam viver e quais os que deveriam
morrer. Vamos assistir a experiências laboratoriais que
nos darão idéia dos primeiros passos que conduziram
à origem da vida. Sequências animadas espectaculares
acompanham a evolução humana a partir de organismos
unicelulares que existiam nos oceanos.
Se
houver vida noutros planetas, os respectivos seres terão
de evoluir para se adaptarem aos ambientes que lhes são
próprios. O Dr. Sagan dá-nos uma visão
teórica dos "caçadores", "flutuadores"
e "mergulhadores" que poderão eventualmente
existir numa atmosfera semelhante à de Jupiter.
Biologia
Como a vida começou
A origem da vida na Terra, há mais de 4 bilhões de anos, é uma das questões fascinantes da ciência. Até porque a vida não é algo inevitável em qualquer mundo.
por Carl Sagan
Dos seus começos mais simples, no passado remoto da Terra, a
novidade evoluiu para uma colossal variedade de organismos que ocupam
cada campo do planeta. A ciência começou a entender como foi possível
isso acontecer.
A terra está repleta de vida. Ela
transborda em cada canto e cada fenda. Um punhado de terra de jardim
contém bilhões de microorganismos de formas elegantes, ativamente
ocupados com suas complexas microatividades. Do gélido topo do monte
Everest até os tórridos efluentes que jorram do interior da Terra ao
chão dos oceanos, existem por toda a parte formas de vida refinadamente
adaptadas às suas peculiares circunstâncias.
Há seres que
deslizam, rastejam, flutuam, planam, nadam, escavam, caminham, galopam
ou apenas ficam imóveis e crescem verticalmente durante séculos. Alguns
pesam 100 toneladas, mais a maioria é menor que um bilionésimo de grama.
Há organismos capazes de enxergar sob luz infravermelha ou
ultravioleta; e há seres cegos que percebem o ambiente envolvendo-se num
campo elétrico. Alguns armazenam luz solar e ar; alguns são plácidos
comedores de pastagens; outros caçam sua presa com garras, dentes e
venenos neurológicos. Alguns vivem uma hora e, alguns, um milênio.
Sua
harmonia com o ambiente é marcante. Mesmo os micróbios estão longe de
ser estúpidos: são capazes de aprender com a experiência. E os humanos –
no momento, a forma de vida dominante – penetraram as mais remotas
regiões do planeta, refizeram sua superfície e até, hesitantemente,
saíram em direção ao espaço. De onde veio essa gloriosa profusão de
vida?
Quando se examina de perto as superfícies de mundos vizinhos, como
a Lua e Marte, não se encontra nenhuma prova de existência sequer da
mais modesta forma de vida. Claramente, a vida não é algo inevitável em
qualquer mundo.
Como começou? E quando?
Se observamos rochas
antigas e sedimentos, cujas idades tornaram-se bem conhecidas graças à
datação radiativa e outras técnicas, encontramos vida muito tempo atrás.
Em princípio, podemos entender como a vida evoluiu desde seus começos
mais antigos e simples até profusão e complexidade que agora ornamentam
nosso pequeno planeta. Com exceção do minúsculo presente momento nos 4,6
bilhões de anos da história da Terra, nunca existiram quaisquer
humanos. Houve tempo em que os gigantescos bichos- preguiças mascavam as
copas das árvores na América do Sul. Houve tempo em que répteis
temíveis caminhavam nas praias de um grande mar interior no que é hoje a
parte oeste dos Estados Unidos. Houve tempo em que a única vida animal
em terra eram insetos e vermes.
Antes do surgimento de qualquer
coisa parecida com a atual figura dos continentes, manadas de trilobites
(crustáceos) caçavam no fundo soa antigos oceanos. É houve um tempo
ainda antes disso – um tempo que abarca a grosso da existência do
planeta -, quando não havia criaturas grandes o suficiente para serem
vistas, quando tudo que era vivo era um microorganismo. É preciso
realmente ir muito para trás – até 4 bilhões de anos no passado – antes
de achar uma época em que não havia microorganismos. Mas essa é quase a
época de formação da própria Terra.
Os mais antigos sinais de
vida no planeta encontram-se em rochas cuja idade varia entre 3,5
bilhões e 3,8 bilhões de anos. Não é fácil achar tais sinais e a maioria
das descobertas ocorreram apenas nos últimos vinte anos. É possível que
se venha a descobrir pistas e vestígios de micróbios ainda mais velhos.
Os achados até agora parecem ter pertencido a microorganismos bem
desenvolvidos, provavelmente avançados demais para terem sido os
primeiros seres vivos.
A vida deve ter-se originado ainda antes.
Mas a Terra tem apenas 4,6 bilhões de anos e em sua primitiva história –
aquecida por dentro e bombardeada por fora – apresentava um ambiente
inapropriado para as franzinas e delicadas manifestações de vida. Isso
deixa apenas um pequeno intervalo de tempo, algumas centenas de milhões
de anos no máximo, para que a vida tenha surgido na primitiva Terra.
Que
se deseja saber exatamente quando se pergunta sobre a origem da vida?
Não estamos falando de humanos ou mamíferos ou qualquer dos organismos
com os quais convivemos no dia-a-dia. Ao contrário, estamos nos
perguntando sobre a origem daquelas características comuns a todas as
formas de vida conhecida. É notável que, até onde vai nossa compreensão,
cada organismo na Terra baseia-se nas mesmas poucas moléculas
orgânicas, das quais duas se destacam. Seus nomes já pertencem à
linguagem cotidiana: quase todos ouvimos falar delas. Chamam-se
proteínas e ácidos nucléicos.
As proteínas controlam a química e a
arquitetura de cada célula. Toda enzima é uma proteína. Elas determinam
o ritmo segundo o qual outras moléculas interagem. Elas guiam o
metabolismo. Os ácidos nucléicos são as moléculas-mestras da vida. Com
apenas umas poucas possíveis exceções, contém toda informação
hereditária, todo conhecimento sobre como um organismo deve produzir uma
nova geração do mesmo tipo de seus pais. Os ácidos nucléicos determinam
quais proteínas devem ser feitas e quando. Também possuem a assombrosa –
propriedade de fazer cópias idênticas de si mesmos a partir de blocos
de construção moleculares cuja síntese haviam dirigido. São as
eminências pardas moleculares por trás da vida na Terra.
Compreender
a origem das proteínas e dos ácidos nucléicos certamente não é o mesmo
que compreender a origem da vida, mas é um passo importante nessa
direção. As moléculas em questão são enormemente complicadas.
Mesmo uma
simples proteína pode ser feita de alguns milhares de átomos –
hidrogênio, carbono, nitrogênio, oxigênio e, ocasionalmente, enxofre.-.,
agrupados segundo uma precisa configuração.muitas proteínas e a maioria
dos ácidos nucléicos são ainda mais complicados. Essas moléculas,
naturalmente, devem ter evoluído elas próprias, se tornando mais
sofisticadas e aumentando grandemente em complexidade ao longo de 4
bilhões e tanto de vida na Terra. Assim, de que maneira simples ácidos
nucléicos podem ter surgido na historia inicial do planeta?
O
Universo consiste na maior parte de átomos de hidrogênio e hélio.
Acrescentando-se carbono, nitrogênio e oxigênio, tem-se 99 por cento da
massa do Universo. O Sol, Júpiter e os outros planetas gigantes, as
estrelas, as galáxias – até o gás e a poeira no espaço entre as estrelas
– são feitos principalmente de desses átomos. A Terra, por outro lado,
compõe-se basicamente de silício, oxigênio,alumínio e ferro. Isso quer
dizer que nosso planeta e os outros pequenos mundos que compreendem o
interior do sistema solar são anomalias cósmicas. Apesar disso, os
cientistas possuem provas excelentes de que a Terra se formou da mesma
enorme nuvem giratória de gás e poeira da qual emergiram o Sol, rico em
hidrogênio, Júpiter e o resto do sistema solar.
Por que os mundos
do interior do sistema solar são tão diferentes agora? É quase certo
que a resposta seja – "porque eles são pequenos". Da Terra atual,
hidrogênio e hélio escapam rumo ao espaço. Nas franjas mais distantes da
atmosfera da Terra, esses átomos ultraleves se deslocam rapidamente
após colidir com átomos mais pesados. No tumulto das colisões
moleculares na alta atmosfera, eles são os que mais tendem a adquirir
velocidade de escape. Como um foguete voando a mais de 11 quilômetros
por segundo, escapam da gravidade terrestre como um pequeno gotejamento
de gás adentrando o quase-vácuo interplanetário.
Em contraste, a
Lua e Mercúrio são tão pequenos, sua gravidade tão fraca que tem sido
incapazes de reter qualquer atmosfera e muito menos algo remotamente
parecido com um oceano. Em tais mundos, provavelmente nunca houve o
menos ponto de apoio para o surgimento da vida. Por outro lado,
hidrogênio, hélio e gases mais pesados não escapam de Júpiter, por
exemplo, porque a massiva gravidade desse planeta mentem presas para
sempre mesmo as moléculas mais simples, mais leves e mais rápidas.
A
Terra, formada originalmente por típica matéria cósmica, deixou escapar
quantidades enormes de hidrogênio e hélio. hoje, não sobrou quase nada.
A atmosfera da Terra primitiva deve ter sido rica em gás hidrogênio e
outros átomos quimicamente combinados com hidrogênio. O interior da
Terra era, provavelmente rico em materiais similares que, muito tempo
depois, devem ter sido trazidos à superfície por processos geológicos.
Mesmo hoje, há vestígios de metano e outros gases ricos em hidrogênio
ainda borbulhando em direção à superfície da Terra desde o remoto
interior.
Assim, se quisermos entender a origem das proteínas e
ácidos nucléicos, não podemos imaginar que a atmosfera da Terra
primitiva fosse parecida com a atual. Em todo o caso , o oxigênio
molecular na atual atmosfera é produzido por plantas verdes – e plantas
verdes, naturalmente, não poderiam ter existido antes da origem da vida.
Com tais raciocínios, o respeitado químico norte-americano Harold Urey e
Stanley Miller, seu estudante de graduação na Universidade de Chicago
no começo dos anos 50, prepararam um frasco de vidro contendo as
moléculas ricas em hidrogênio que deveriam existir na primitiva
atmosfera da Terra: hidrogênio, metano, amônia e água . (o velho ficou
de fora porque não participa de reações químicas.)
No fundo do
frasco, um pouco de água foi mantido fervendo, e uma carga elétrica –
talvez similando relâmpagos na Terra primitiva – atravessou gás em cima.
Com fervura mais rigorosa, tornou- se nitidamente rosa. Urey e Miller,
muito excitados, observaram a cor mudar. Não havia dúvida de que
moléculas orgânicas mais complexas tinham sido feitas a partir materiais
muito simples, ricos em hidrogênio.
Experiências similares
produziram dezenas de aminoácidos – a matéria-prima das proteínas - e
todas as bases contendo e hidrogênio que compõe os ácidos nucléicos.
Aprendemos que as proteínas e ácidos nucléicos surgem a partir de uma
ampla variedade de condições, desde que os gases precursores sejam ricos
em hidrogênio. E a descarga elétrica não é a única fonte de energia
adequada - também servem luz ultravioleta, calor, raios gama, o estrondo
ou as ondas de choque provocadas pelo impacto de meteoritos. No
laboratório de Leslie Orgel, no Instituto Salk, em La Jolla, Califórnia,
o processo foi levado parcialmente ao estágio seguinte: ácidos
nucléicos simples foram encontrados no tubo de ensaio dirigindo a
síntese de moléculas complementares – meio caminho andado para fazerem
cópias idênticas de si mesmos.
Uma palavra sobre terminologia:
moléculas como proteína e ácidos nucléicos são chamadas orgânicas porque
constituem a vida – não porque somente a vida as sintetize. Como Urey,
Miller e outros antes dele demonstram, o estofo da vida pode ser feito
por processos naturais não- biológicos. Atualmente, dizer que uma
molécula é orgânica significa apenas que ela contém átomos de carbono.
Do
ponto de vista de um biólogo do século XIX, os sucessos de experiências
como as de Urey e Miller são espantosos. " É a pena se bobagem pensar
atualmente na origem da vida", escreveu Charles Darwin. " É como pensar
na origem da matéria." Quão surpreso ele ficaria hoje! Há muito ainda
por fazer. Ninguém realizou uma experiência como essa para, ao final,
descobrir uma criatura, por mais simples que seja, rastejando para fora
do tubo de ensaio. Muitos mistérios persistem. Não se sabe como sair dos
ácidos nucléicos em instruíram a formação das primeiras proteínas - um
problema chamado a origem do código genético. Não se entende a origem da
primeira célula – um evento provavelmente muito mais complexo do que a
origem da vida.
Esses passos adicionais podem levar décadas ou
séculos para serem reconstruídos em laboratório. Mas é bom lembrar que a
pesquisa moderna sobre a origem da vida têm apenas uns 35 anos. A
natureza levou dezenas ou centenas de milhões de anos e dispunha de uma
arena muito maior para realizar suas experiências. Nós até que nos
saímos muito bem nesse breve período de pesquisa moderna.
Há cientista
atordoados com a nossa profunda ignorância a respeito de muitas fases
dessa questão. Eles acham que jamais se conseguirá entender seus
aspectos mais complexos e, por isso, anseiam por uma intervenção
extraterrestre ou mesmo divina. Mais tais idéias não resolvem o problema
da origem da vida: apenas adiam o momento de enfrentá-lo. Embora de
modo algum subestimando a profundidade de nossa ignorância, é espantoso o
quanto já aprendemos. Entender a origem da vida já não parece tarefa
impossível. O progresso iniciado com Urey e Miller permanece como um
marco da ciência moderna, o da compreensão do Universo e de nós
próprios.
Li-Sol-30
Fontes:
Licença padrão do YouTube
Revista SUPERINTERESSANTE-
