A ribose pode ter ajudado a manter viva a química do boro necessária à vida

Um açúcar encontrado em meteoritos pode ter desempenhado um papel duplo na química que antecedeu a vida na Terra, segundo uma reportagem da Nautilus sobre um estudo publicado na Scientific Reports.

A investigação analisa a ribose, um açúcar frágil que faz parte do RNA. O RNA é importante nos organismos vivos porque ajuda a armazenar e utilizar informação genética, e muitos cientistas acreditam que esteve envolvido nas primeiras fases da vida. O problema é que a ribose se degrada facilmente, sobretudo quando é aquecida, o que torna difícil explicar como uma quantidade suficiente dela poderia ter sobrevivido aos ambientes hostis da Terra jovem.

O estudo propõe que a própria ribose pode ter ajudado a resolver esse problema. Quando a ribose interage com o borato, um composto que contém boro, oxigénio e hidrogénio, o borato pode proteger o açúcar da degradação química. As novas descobertas sugerem que a relação também funcionava no sentido inverso: a ribose favorecia a dissolução dos minerais de borato, deixando mais boro na água circundante.

Um ingrediente frágil numa mistura química antiga

Os cientistas que investigam as origens da vida recriam frequentemente no laboratório possíveis reações da Terra primitiva. Estas experiências podem revelar como se comportam substâncias químicas individuais, mas os ingredientes purificados e as condições cuidadosamente controladas podem não reproduzir as interações complexas encontradas em ambientes naturais.

Por isso, os investigadores utilizaram minerais reais, incluindo crostas de borato recolhidas em fontes termais de Puga, nos Himalaias indianos. O local contém boro suficiente para que depósitos de sal de borato estalem sob os pés dos visitantes. No entanto, mesmo estas águas invulgarmente ricas em boro contêm apenas uma pequena fração da concentração utilizada em algumas experiências laboratoriais.

Essa diferença é importante porque os minerais que contêm boro geralmente se dissolvem pouco. Grande parte do elemento passa a fazer parte de cristais sólidos, em vez de permanecer na água, onde poderia participar em reações. As experiências descritas pela Nautilus descobriram que a ribose pode interferir na formação desses grãos sólidos e ajudar os minerais de borato a dissolver-se. Como resultado, uma quantidade maior de boro permanece disponível em solução, enquanto o borato dissolvido ajuda a preservar a ribose.

Isto cria um possível ciclo de retroalimentação. Um composto mineral protege uma molécula orgânica fundamental, e essa molécula ajuda a manter o composto mineral numa forma quimicamente útil. Um processo desse tipo pode ter tornado as condições mais favoráveis às reações cada vez mais complexas necessárias antes do aparecimento da biologia.

Meteoritos, fontes termais e a Terra primitiva

A Terra de há cerca de quatro mil milhões de anos era diferente do planeta atual. A sua atmosfera continha pouco oxigénio, a atividade vulcânica era mais intensa e a sua superfície incluía regiões vulcânicas pouco povoadas e oceanos ricos em ferro. Meteoritos do jovem Sistema Solar também atingiam frequentemente a terra, transportando água e compostos que continham carbono.

A Nautilus relata uma estimativa segundo a qual cerca de um milhão de toneladas de carbono podem ter chegado todos os anos durante este período. O meteorito de Murchison, que caiu em Victoria em 1969, fornece uma amostra dos tipos de materiais que podem ter chegado à Terra. Os cientistas encontraram nele ribose e outros açúcares, enquanto as pessoas que recolheram fragmentos após a queda notaram um forte cheiro semelhante ao querosene proveniente do seu conteúdo rico em carbono.

Depois de chegarem, estes compostos podem ter-se acumulado em locais onde a sua chegada excedia a velocidade a que eram destruídos. Lagos e poças pouco profundos, por exemplo, poderiam ter concentrado o material à medida que a água evaporava. Ambientes desse tipo podem ter fornecido as misturas químicas nas quais minerais, água e compostos orgânicos interagiram durante longos períodos.

Os estudos sobre a origem da vida têm-se concentrado tradicionalmente na forma como os minerais podem ter ajudado a tornar a química orgânica mais elaborada. O novo trabalho inverte também a relação, perguntando como as moléculas orgânicas podem ter alterado os minerais à sua volta.

Química antes da biologia

Se a ribose e compostos relacionados mantivessem mais boro dissolvido, também poderiam ter influenciado os minerais que se formaram na superfície primitiva da Terra. A ribose era provavelmente pouco comum, mas o etilenoglicol e o glicerol também podem ligar-se ao borato. Os seus efeitos nos depósitos minerais naturais ainda precisam de ser testados.

Os investigadores sugerem que as implicações podem estender-se para além do boro. As moléculas que contêm carbono podem interagir com minerais que envolvem elementos mais abundantes, incluindo a sílica e o cálcio. Nesse caso, as misturas químicas transportadas por meteoritos ou produzidas na Terra podem ter afetado a formação de rochas e depósitos minerais antes da existência de organismos vivos.

Os organismos modernos transformam visivelmente a geologia ao produzirem conchas e estruturas de coral através da biomineralização. O estudo levanta a possibilidade de os compostos de carbono não vivos terem começado a influenciar a formação de minerais muito antes, durante a transição da geoquímica para a biologia.

Ainda não se sabe se essas interações alteraram paisagens inteiras. Mas analisá-las pode tornar mais realistas os modelos laboratoriais das origens da vida e ajudar os cientistas a avaliar que ambientes noutros mundos poderiam favorecer o surgimento da vida.