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SAÚDE

Lagos alcalinos: formas fundamentais para o surgimento de vida na Terra

(foto: Matthew Dillon/Flickr/Divulgação)/ Correio Braziliense

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O estudo foi feito em lagos ricos em carbonatos, que se formam em ambientes secos dentro de depressões que canalizam a drenagem da água da paisagem circundante

A vida como conhecemos requer fósforo. Ele é um dos seis principais elementos químicos dos seres vivos: forma a espinha dorsal das moléculas de DNA e RNA, atua como a principal moeda de energia em todas as estruturas celulares e ancora os lipídios que separam as células do ambiente circundante. Há tempos, os cientistas tentam responder uma questão. Como um ambiente inóspito como era o início da Terra forneceu esse ingrediente-chave para que, enfim, o planeta começasse a abrigar os primeiros seres primitivos.
“Por 50 anos, o chamado ‘problema do fosfato’ tem atormentado estudos sobre a origem da vida. O problema é que as reações químicas que fazem os blocos de construção dos seres vivos precisam de muito fósforo, mas ele é escasso”, destaca Jonathan Toner, professor-assistente de pesquisa da Universidade de Ciências da Terra e do espaço da Universidade de Washington. Ele é o primeiro autor de um estudo publicado ontem na revista Pnas, que encontra uma resposta para essa questão em certos tipos de lagos.
Continua depois da publicidadeO estudo foi feito em lagos ricos em carbonatos, que se formam em ambientes secos dentro de depressões que canalizam a drenagem da água da paisagem circundante. Devido às altas taxas de evaporação, as águas lacustres se concentram em soluções salgadas e alcalinas ou de alto pH. Esses lagos, também conhecidos como alcalinos ou refrigerantes, são encontrados nos seis continentes.

Carbonato

Os pesquisadores analisaram primeiro as medidas de fósforo nos lagos ricos em carbonato existentes, incluindo Mono, na Califórnia; o Magadi, no Quênia, e o Lonar, na Índia. Embora a concentração exata dependa de onde as amostras foram coletadas e em que estação, os cientistas descobriram que os  ricos em carbonato têm até 50 mil vezes os níveis de fósforo encontrados na água do mar, rios e outras formações lacustres. As altas quantidades apontam para a existência de algum mecanismo natural comum que acumula fósforo nesses locais.
Hoje, os lagos ricos em carbonato são biologicamente ricos e sustentam uma vida que varia de micróbios aos famosos bandos de flamingos do Lago Magadi. Esses seres vivos afetam a química da água. Assim, os pesquisadores fizeram experimentos de laboratório com garrafas d’água rica em carbonato em diferentes composições químicas para entender como os lagos acumulam fósforo e como as altas concentrações do elemento poderiam emergir em um ambiente sem vida.
A razão pela qual essas águas têm alto teor de fósforo é a quantidade de carbonatos. Na maioria dos lagos, o cálcio, que é muito mais abundante na Terra, liga-se ao elemento para produzir minerais sólidos de fosfato de cálcio, aos quais a vida não pode acessar. Mas em águas ricas em carbonato, o elemento supera o fosfato para se ligar ao cálcio, deixando parte do fosfato solto. Testes de laboratório que combinaram ingredientes em diferentes concentrações mostram que o cálcio se liga ao carbonato e deixa o fosfato disponível livremente na água. “É uma ideia direta e resolve o problema de maneira elegante e plausível”, afirma Toner.

Reações

Os níveis de fosfato podem subir ainda mais, chegando a um milhão de vezes no mar, quando as águas do lago evaporam durante as estações secas, ao longo das margens ou em piscinas naturais separadas do corpo lacustre principal. “Os níveis extremamente altos de fosfato nesses lagos e lagoas teriam impulsionado reações que colocariam fósforo nos blocos moleculares de RNA, proteínas e gorduras, todos necessários para manter a vida”, diz o coautor David Catling, professor de ciências da Terra e do espaço da Universidade de Washington.
O ar rico em dióxido de carbono na Terra primitiva, cerca de quatro bilhões de anos atrás, teria sido ideal para criar esses lagos e permitir que eles atingissem níveis máximos de fósforo. Ambientes ricos em carbonato tendem a se formar em atmosferas com alto dióxido de carbono. Além disso, esse elemento se dissolve na água para criar condições ácidas que liberam com eficiência o fósforo das rochas.
“A Terra primitiva era um lugar vulcanicamente ativo, então você teria muitas rochas vulcânicas frescas reagindo com dióxido de carbono e fornecendo carbonato e fósforo aos lagos”, explica Toner. “A Terra primitiva poderia ter hospedado muitos lagos ricos em carbonatos, que teriam altas concentrações de fósforo o suficiente para iniciar a vida.”
Continua depois da publicidadeOutro estudo recente dos dois autores mostrou que esses tipos de lagos também podem fornecer cianeto abundante para apoiar a formação de aminoácidos e nucleotídeos, os blocos de construção de proteínas, DNA e RNA. Antes disso, os pesquisadores tinham lutado para encontrar um ambiente natural com cianeto suficiente para sustentar uma origem da vida. O cianeto é venenoso para os seres humanos, mas não para os micróbios primitivos, e é crítico para o tipo de química que prontamente cria as peças construtoras da vida.

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