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Primeiro Semestre de 2008                                                                                                                  Nº 15




                     Uma publicação do Geoscience Research Institute (Instituto de Pesquisas em Geociências)
                              Estuda a Terra e a vida: sua origem, suas mudanças, sua preservação.

                      Edição em língua portuguesa patrocinada pela DSA da IASD com a colaboração da SCB

                             APRESENTAÇÃO DO DÉCIMO QUINTO NÚMERO DE
                                      CIÊNCIAS DAS ORIGENS
                                  TRADUZIDO PARA A LÍNGUA PORTUGUESA
    A Sociedade Criacionista Brasileira,          Como sempre, ficam expressos os                da Igreja Adventista do Sétimo Dia, na pes-
dentro de sua programação editorial, tem      agradecimentos da Sociedade Criacionista           soa de seu Presidente, Pastor Erton Koeh-
a satisfação de apresentar o décimo quinto    Brasileira a todos os que colaboraram para         ler, pela continuidade do apoio à publicação
número deste periódico (primeiro número       possibilitar esta publicação em língua portu-      deste periódico.
anual de 2008), versão brasileira de “Cien-   guesa, e particularmente, a Roosevelt S. de
cia de los Orígenes”, editado originalmente   Castro pelo excelente trabalho de editoração                    Ruy Carlos de Camargo Vieira
pelo “Geoscience Research Institute” (GRI)    gráfica. Renovam-se também os agradeci-                             Diretor-Presidente da
nos E.U.A.                                    mentos especiais à Divisão Sul-Americana                       Sociedade Criacionista Brasileira




             A ORIGEM DA VIDA NA TERRA:
           RAZÕES PELAS QUAIS OS MODELOS
            NATURALISTAS SÃO IMPOSSÍVEIS
                                                          Raúl Esperante, PhD
                                        Geoscience Research Institute, Loma Linda, Califórnia, EUA


INTRODUÇÃO
                                                                                                                        N2
    O tema da origem da vida é de grande importância para
qualquer modelo relacionado com a história da vida na Ter-                                    Vapor d'água
ra. Os cientistas criacionistas acreditam que Deus criou a                                                                                Eletrodos
vida na Terra há vários milhares de anos durante a semana
da criação, segundo está descrito na Bíblia no livro de Gê-                                                      CH
nesis, capítulo 1. Por outro lado, os evolucionistas afirmam                                                        4
                                                                                                                             NH3
que a vida surgiu de componentes inorgânicos, por meio de
reações químicas ao acaso que levaram à formação de mo-                                                                        Condensador
léculas orgânicas simples. Estas moléculas teriam se po-
limerizado e formado as primeiras células que teriam sido
a base para os organismos multicelulares complexos que
vemos no registro fóssil e atualmente. A aceitação da tese                                                                                       Água fría
evolucionista entre a maioria dos cientistas desencadeou a
busca por um modelo naturalista para basear a sua hipó-
tese. No século XX foram planejados vários experimentos
para comprovar a viabilidade da origem inorgânica para as
moléculas orgânicas. Estas alternativas, porém, não es-
tão isentas de problemas. Neste artigo examinaremos os                  Água
                                                                                                                             Água resfriada contendo
                                                                                                                             compostos orgânicos
modelos naturalistas propostos para a origem da vida, as
pressuposições nas quais se baseiam os experimentos e
os modelos para a síntese de moléculas orgânicas, as su-
                                                                               Calor
postas provas apresentadas a favor destes modelos e os
problemas que apresentam estes modelos naturalistas para
a origem da vida.                                                                                                   Amostra para análise química
OS EXPERIMENTOS SOBRE A ORIGEM                   va, produzindo aminoácidos que poste-            nas uma década após este experimento,
INORGÂNICA DA VIDA                               riormente teriam se precipitado sobre a          os cientistas já questionavam a postulada
                                                 superfície da Terra. A evaporação teria          composição da atmosfera da Terra primiti-
      O cenário naturalista de                   concentrado os aminoácidos em poças              va que baseou essas descobertas.
                 Oparin                          sobre rochas quentes da superfície. Este
     O primeiro planejamento sério sobre         calor teria facilitado as reações químicas       PROBLEMAS COM
a origem naturalista da vida foi feito por       ao acaso que ligaram vários aminoácidos          OS EXPERIMENTOS
Aleksandr Oparin, graduado pela Uni-             através de laços peptídicos que eventual-
versidade de Moscou. Depois que Louis            mente formaram as primeiras proteínas.              Os resultados químicos dos
Pasteur refutou a geração espontânea em              As proteínas são os componentes es-                        experimentos
1864, Oparin tentou responder à pergunta         senciais da vida e todas as células e teci-          Os experimentos de Miller e de outros
feita pelos cientistas naturalistas: se um       dos biológicos contêm milhares delas com         usando uma atmosfera de metano, amônia
organismo vivo provém de outro organis-          funções diversas e específicas. Oparin su-       e água para reproduzir hipotéticas condi-
mo vivo, de onde veio o primeiro orga-           geriu que essas proteínas deveriam ter-se        ções da atmosfera primitiva produziram o
nismo? Para responder a esta pergunta,           concentrado para formar glóbulos coloi-          que se cria terem sido os compostos or-
em 1924 Oparin começou a desenvolver             dais, que são agregados moleculares glo-         gânicos precursores da vida nos oceanos
a sua teoria sobre a origem da vida, que         bulares estabilizados por forças eletros-        primitivos. Miller obteve vários aminoáci-
consiste na evolução química de molécu-          táticas. Ele sugeriu que outras moléculas        dos incluindo a glicina e a alanina, os dois
las com carbono em um caldo primitivo.           orgânicas (que também teriam tido uma            aminoácidos mais simples encontrados
     As moléculas da vida são compostas          origem inorgânica) incorporaram esses            nas proteínas (Tabela 1).4 Estes resulta-
de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio       glóbulos, criando um ambiente propício           dos pareciam promissores e se esperava
(N) e oxigênio (O), portanto qualquer ex-        para certas reações químicas, as quais           reconstruir com eles o cenário naturalista
perimento que procurar explicar como co-         em seguida conduziram à auto-síntese             para a origem da vida.
meçou a vida deve utilizar moléculas que         das unidades agregadas. Oparin viu nes-              Entretanto, há vários problemas com
contenham esses átomos. Não obstante,            se processo o primeiro passo em direção          esses resultados.
a presença de oxigênio livre pode des-           à formação de células vivas.                         • Todos os aminoácidos obtidos nos
truir muitas moléculas orgânicas, pelo que                                                               experimentos de síntese de labora-
Oparin postulou que a atmosfera primitiva                 O experimento de Miller                        tório são quase ou totalmente racê-
era muito reduzida e rica em metano (CH4)                A teoria de Oparin foi retomada em              micos 5, isto é, ocorrem como mistu-
como fonte de carbono, hidrogênio (H2), e          1952 por Harold Urey, professor da Uni-               ra de aminoácidos estereoisômeros
amônia (NH3) como fonte de nitrogênio. 1           versidade da Chicago, e seu aluno Stan-               L e D, enquanto que as proteínas
     Oparin sugeriu que a forte radiação ul-       ley Miller. Urey havia aceito a sugestão              das células são constituídas exclu-
travioleta e as descargas elétricas atmos-         de Oparin de que a atmosfera primitiva                sivamente com aminoácidos do tipo
féricas teriam acionado certas reações             era rica em metano, hidrogênio, amônia e              L. Isto é de fato um dos obstáculos
químicas na atmosfera redutora primiti-            vapor d’água.2 Com esta pressuposição,                mais importantes que apresentam
                                                                   Miller preparou um aparato            os experimentos naturalistas que
                           Tabela 1                                de vidraria no laboratório            tratam de reproduzir as supostas
                                Meteorito Experimentos de Urey (Figura 1) e ten-                         condições da atmosfera primitiva,
         Aminoácido                                                tou obter os blocos quími-            porque o poder de auto-organização
                               Murchison de descarga
                                                                   cos essenciais por meio de            (ou de polimerização em macromo-
Glicina                             ****             ****
                                                                   experiências controladas.             léculas mais complexas) e a função
Alanina                             ****             ****          Miller fez circular os gases          baseiam-se nas características quí-
Ácido α-amino-N-butírico            ***              ****          através de descargas elétri-          micas, físicas e estereoquímicas
Ácido α-aminoisobutírico            ****               **          cas de alta voltagem que si-          particulares das moléculas. Estas
Valina                              ****               **          mulavam relâmpagos, e de-             características não foram observa-
                                                                   pois de alguns dias a água            das em uma forma altamente orga-
Norvalina                           ****              ***
                                                                   tornou-se avermelhada e               nizada em nenhuma das moléculas
Isovalina                            ***               **
                                                                   turva.3 A análise química do          pré-bióticas obtidas nos experimen-
Prolina                             ****                *          “caldo” mostrou uma varie-            tos de simulação.6
Ácido aspártico                     ****              ***          dade de compostos, incluin-        • Alguns dos aminoácidos essenciais
Ácido glutâmico                     ****               **          do alguns aminoácidos e               das proteínas, tais como a lisina, a
β-Alanina                            **               **           outros produtos químicos              histidina e a arginina não se obtêm
Sarcosina                            **               ***          orgânicos (Tabela 1).                 em quantidades perceptíveis ou
                                                                       O experimento de Miller           úteis para a síntese de proteínas.7
N-Etilglicina                        **               ***
                                                                   produziu o tipo de resul-          • Muitos dos aminoácidos obtidos nos
N-Metilalanina                       **               **           tados que os naturalistas             experimentos, incluindo a norvalina
Ácido Pipecólico                      *                *           desejavam para comprovar              e a norleucina, não têm nenhuma
Ácido β-amino-N-butírico              *                *           que a vida poderia ter uma            função nas proteínas. Alguns des-
Ácido β–aminoisobutírico              *                *           origem inorgânica sob con-            tes aminoácidos não aparecem de
                                                                   dições redutoras na suposta           maneira natural na Terra.
Ácido γ–aminobutírico                 *               **
                                                                   atmosfera primitiva. O expe-       • Experimentos como os de Miller
Tabela 1: Comparação entre os aminoácidos obtidos nos expe- rimento foi repetido muitas                  mostram que não é difícil produ-
rimentos com descargas elétricas em condições comprovadas
                                                                   vezes por outros investiga-           zir moléculas orgânicas a partir de
de laboratório e os encontrados na análise de meteoritos caídos
sobre a Terra. O número de asteriscos indica abundância relati-
                                                                   dores utilizando pequenas             componentes inorgânicos. Entretan-
va encontrada no meteorito ou a obtida no experimento. Dados variações na composição,                    to, os experimentos de Miller foram
obtidos de L. E. Orgel. 1994. “The origin of life on the earth”. e obtendo resultados simi-              realizados sob condições controla-
Scientific American: 77-83.                                        lares. Não obstante, ape-             das de laboratório, que não se asse-

2   Nº 15 Ciências das Origens
melham às condições dos sistemas             noácidos) que sejam similares às       relação a essa pressuposição. Poucos
  abertos na natureza. Para conseguir          que estão nas células modernas;        crêem que a atmosfera primitiva fosse
  o que se supõe ter acontecido ori-           essas moléculas têm que polime-        fortemente redutora, ou rica em hidro-
  ginalmente, os experimentadores              rizar-se em compostos mais com-        gênio. Segundo Tian et al., 12 as concen-
  ajustaram o sistema com condições            plexos (proteínas) e ninguém sabe      trações de CH4 e NH3 teriam sido baixas
  que também supuseram que existi-             como poderia ter ocorrido isso no      na atmosfera primitiva devido à rápida
  ram, e então quando obtiveram os             oceano primitivo.                      perda produzida pela radiação solar ul-
  resultados previstos, os apresenta-        • Os experimentos de simulação têm       travioleta. A emissão vulcânica de CH4 e
  ram como explicação mais provável            sido diversos e às vezes inverossí-    NH3 não teria sido suficiente para man-
  para a origem da vida. Isto constitui        meis. Assim, nesses experimentos       ter altas concentrações desses gases. O
  um círculo vicioso.                          controlados têm-se obtido muitos       modelo que implica alta concentração de
• Além disso, ficou destacado que,             compostos que teriam podido for-       hidrogênio na atmosfera tem sido menos
  embora seja fácil obter moléculas            mar-se em condições supostamen-        discutido, e é sustentado por aqueles que
  orgânicas nesses experimentos                te semelhantes às da Terra pré-        pensam que a Terra primitiva conservou
  controlados, o que é realmen-                biótica, porém as condições físicas    eficientemente o hidrogênio leve, 13 e é
  te difícil (e não se conseguiu) é a          e químicas de cada experimento         rechaçado pelos que crêem que esse
  produção de moléculas que sejam              são diferentes. Não se encontrou       gás teria escapado facilmente da atmos-
  de suficiente baixa diversidade e            ou sequer se sugeriu qualquer          fera da Terra. 14
  semelhantes às moléculas que                 modelo que proporcione todos os            Outros geólogos e astrofísicos suge-
  hoje existem nos organismos vi-              compostos biogênicos necessários       rem que a atmosfera no Arqueano devia
  vos.8 Por que baixa diversidade?             ao mesmo tempo e sem moléculas         ser neutra, isto é, rica em dióxido de car-
  Porque a grande diversificação               “inapropriadas”.10                     bono (CO2) e nitrogênio molecular (N2). 15
  poderia ser um obstáculo para a                                                     Entretanto, este modelo apresenta um
  polimerização, a transição de mo-          A composição da atmosfera                problema importante devido ao fato de
  léculas auto-replicadoras e a for-                    primordial                    que a síntese de moléculas pré-bióticas
  mação de células. O metabolismo             Os modelos que se propõem para          essenciais teria sido muito mais difícil na
  das células funciona somente utili-     a evolução atmosférica, desde o Pré-        presença de CO2 do que em atmosferas
  zando algumas centenas de molé-         Cambriano, baseiam-se na hipótese da        redutoras. Os experimentos de laborató-
  culas pequenas que se utilizam na       acumulação progressiva de gases des-        rio demonstram que a produção de cia-
  construção de diversos polímeros        prendidos do interior da Terra e pelos      neto de hidrogênio (HCN) e de formalde-
  (macromoléculas), e funcionam em        primeiros organismos (para a escala de      ído (H2CO), assim como de aminoácidos,
  vias metabólicas diversas. As en-       tempo geológico segundo a concepção         diminui consideravelmente em atmosfe-
  zimas intervêm na polimerização         evolucionista, ver a Tabela 2). O proble-   ras ricas em CO2 em comparação com
  das macromoléculas e nas reações        ma principal desses modelos naturalistas    atmosferas ricas em CH4, ou em monóxi-
  bioquímicas subseqüentes. As en-        é a quantidade de oxigênio e hidrogênio     do de carbono (CO). 16 Os experimentos
  zimas são específicas em sua ação       no ar atmosférico antes da existência da    demonstram que o cianeto de hidrogênio
  e no reconhecimento da natureza e       vida, porque o oxigênio destruiria as mo-   (HCN) e o formaldeído (H2CO), que são
  da estrutura da molécula a que se       léculas orgânicas pelo processo de oxi-     precursores essenciais das purinas e pi-
  unem. Se aceitarmos a origem na-        dação. Essa é precisamente a razão pela     rimidinas, e dos aminoácidos e açúcares,
  turalista das moléculas pequenas        qual as células têm numerosos sistemas      respectivamente, não se formariam em
  (no caldo primordial ou no espaço       para prevenir a oxidação de seus com-       uma atmosfera rica em CO2 e N2.
  exterior) então teremos que en-         ponentes. Oparin e Miller sabiam que            Devido às dificuldades que apresen-
  frentar o problema de uma grande        para obter as moléculas orgânicas com       tam os modelos de atmosfera redutora e
  variedade de moléculas, porque          bombardeio de compostos inorgânicos         neutra, alguns geólogos adotaram o ponto
  algumas delas teriam estruturas         no sistema fechado teriam que eliminar      de vista de que a atmosfera primitiva de-
  muito semelhantes. As enzimas           o oxigênio livre do experimento. Foi as-    via ser ligeiramente oxidante, isto é, com
  teriam uma quantidade enorme de         sim que se supôs que o oxigênio não         baixo conteúdo de O2 e com conteúdo de
  moléculas semelhantes sobre que         teria podido estar presente na atmosfera    CO2, N2 e H2O. 17 O oxigênio é produzi-
  atuar, e poderiam terminar unindo-      primitiva, porque destruiria qualquer mo-   do principalmente pelas algas verdes nos
  se às incorretas, impedindo assim       lécula orgânica que se pudesse formar       oceanos, especialmente as diatomáceas e
  o processo enzimático correto. Por-     por processos naturais. Portanto, Oparin    os cocolitofóridos, e pelas plantas verdes
  tanto, ainda que o caldo primordial     e Miller assumiram a ausência de oxigê-     terrestres. Entretanto, a ausência de algas
  contivesse uma variedade de mo-         nio nos seus modelos da atmosfera pri-      fotossintéticas e de plantas terrestres não
  léculas pequenas essenciais para        mitiva, e Miller não incluiu esse gás no    impede a formação de oxigênio na atmos-
  a polimerização, também poderiam        seu experimento. O oxigênio é produzido     fera porque certas quantidades pequenas
  estar presentes moléculas “inapro-      por organismos fotossintéticos, porém de    de oxigênio teriam sido geradas pela foto-
  priadas”, que inibiriam o início da     acordo com a concepção evolucionista,       dissociação das moléculas de água a ele-
  polimerização e do metabolismo.         as plantas verdes e as algas não tinham     vadas altitudes da atmosfera.18 Além dis-
  Esta é a razão pela qual Danchin        aparecido ainda no planeta, portanto,       so, inclusive uma pequena quantidade de
  indica que “nenhum cenário para a       Oparin e Miller criam que se baseavam       O2 pode danificar e destruir as moléculas
  origem da vida pode ser imaginado       em uma pressuposição confiável. 11          orgânicas. Deste modo, deve-se pergun-
  além do ambiente organizado e se-           Oparin e Miller propuseram que a at-    tar quanto oxigênio esteve presente na at-
  letivo, antes da formação das mo-       mosfera do Arqueano Inferior (ver Tabela    mosfera primitiva e se ele desempenhou
  léculas que se utilizariam nas ma-      2) era redutora e rica em metano (CH4),     algum papel nas reações químicas com
  cromoléculas” (ênfase no original).9    amônia (NH3), e não continha nitrogênio     relação à origem da vida. Para solucionar
  Desta forma, não é suficiente obter     molecular (N2) nem oxigênio (O2). Ora, a    este enigma, os geólogos começaram a
  algumas moléculas orgânicas (ami-       opinião dos cientistas está dividida com    estudar as rochas buscando pistas.

                                                                                                       Nº 15 Ciências das Origens   3
Rochas Pré-Cambrianas e                                                         Tabela 2
       oxigênio na atmosfera
    A distribuição de alguns elementos                               Escala evolucionista do tempo geológico
e compostos químicos, incluindo o en-                                  Sistema ou
                                                  Éon            Era                      Época         Idade (milhões de anos)
xofre, o nitrogênio e o carbono orgânico                                 Período
depende em grande parte das condições                                                    Holoceno               0.0115
redox e diagenéticas primárias, isto é, da                                              Pleistoceno               1.80
quantidade (ou pressão atmosférica) de                                  Neógeno




                                                                 Cenozóico
                                                                                         Plioceno                 5.33
oxigênio disponível no ambiente. As ro-
                                                                                         Mioceno                 23.03
chas registram as reações químicas que
ocorreram entre os gases atmosféricos                                                   Oligoceno             33.9 + - 0.1
e os elementos químicos, bem como ou-                                  Paleógeno          Eoceno              55.8 + - 0.2
tras condições ambientais que ocorreram                                                 Paleoceno             65.5 + - 0.3
na sedimentação e também os minerais                                                     Superior             99.6 + - 0.9
existentes no momento da precipitação                                   Cretáceo
                                                                                          Inferior           145.5 + - 4.0
mineral e do resfriamento do magma.
                                                                                         Superior            161.2 + - 4.0




                                                                 Mesozóico
Nesse sentido, os geólogos examinaram
algumas das rochas mais antigas conhe-                                  Jurássico          Médio             175.6 + - 2.0
cidas (na conceituação de tempo geológi-                                                  Inferior           199.6 + - 0.6
co padrão), e analisaram alguns depósi-                                                  Superior            228.0 + - 2.0
tos, minerais e estruturas que se acredita                              Triássico          Médio             245.0 + - 1.5
terem se formado quando apareceram os
                                                                                          Inferior           251.0 + - 0.4
primeiros organismos. Examinaram tam-
bém várias características geológicas                                                   Lopingiano           260.4 + - 0.7
que poderiam proporcionar provas para                                   Permiano      Guadalupiano           270.6 + - 0.7
a presença de oxigênio na atmosfera                                                     Cisuraliano          299.0 + - 0.8
primitiva, incluindo certos minerais tais                                                Superior            318.1 + - 1.3
                                                   Fanerozóico




como a uraninita e a pirita, camadas ro-                               Carbonífero
                                                                                          Inferior           359.2 + - 2.5
chosas basálticas, formações com cama-
                                                                                         Superior            385.3 + - 2.6
das de ferro em lâminas, concentrações
de ferro (Fe), carbono (C), enxofre (S) e                              Devoniano           Médio             397.5 + - 2.7
o conteúdo isotópico nas rochas. Depois                                                   Inferior           416.0 + - 2.8
                                                                 Paleozóico




de várias décadas de estudo, os resulta-                                                   Pridoli           418.7 + - 2.7
dos foram parciais e pouco conclusivos.                                                   Ludlow             422.9 + - 2.5
Muitos cientistas encontraram indícios                                  Siluriano
                                                                                         Wenlock             428.2 + - 2.3
que sugerem a presença de oxigênio nas
rochas de cerca de 3,7 bilhões de anos,                                                 Llandovery           443.7 + - 1.5
enquanto outros afirmam não encontrar                                                    Superior            460.9 + - 1.6
provas da presença desse gás na atmos-                                 Ordoviciano         Médio             471.8 + - 1.6
fera até mais recentemente. Examinare-                                                    Inferior           488.3 + - 1.7
mos algumas dessas provas conforme                                                      Furongiano           501.0 + - 2.0
descritas na literatura científica.
                                                                       Cambriano           Médio             513.0 + - 2.0
                                                                                          Inferior           542.0 + - 1.0
As rochas mais antigas da Terra
    As rochas mais antigas conhecidas pe-                                            Neoproterozóico             1000
los geólogos são do período Arqueano In-                              Proterozóico Mesopoterozóico               1600
                                                                 Pré-Cambriano




ferior (Tabela 2) e afloram parcialmente na                                         Paleoproterozóico            2500
superfície em algumas áreas no Escudo                                                  Neoarqueano               2800
Canadense, Austrália, África, Groenlândia                                             Mesoarqueano               3200
e na Fenoescandinávia, área que abran-                                  Arqueano      Paleoarqueano              3600
ge o norte da Escandinávia e o noroeste
da Rússia. Essas são rochas magmáticas                                                      Eoarqueano          Limite inferior não definido
e metamórficas, datadas entre 2,5 e 3,8       Tabela 2: Escala de tempo geológico utilizada pelos cientistas evolucionistas. “Ciências das Ori-
bilhões de anos, segundo a escala de          gens” não aceita a extensão de tempo de milhões de anos para a presença da vida na Terra, em-
tempo evolucionista. O Gneiss de Acasta,      bora utilize a escala para facilitar a comunicação com os leitores. 
no Escudo Canadense, contém o mineral
zircão, que foi datado em cerca de 4,03       A presença de uraninita e pirita                  de substituição do carbono nos fósseis. A
bilhões de anos, e que se julga ser a rocha       A uraninita é um mineral que se com-          presença de uraninita e pirita nas rochas
terrestre mais antiga conhecida, segundo      põe principalmente de dióxido de urânio           do pré-cambriano médio é interpretada
a cronologia geológica padrão, com base       (UO2) e quantidades menores de UO3 e              geralmente como de procedência detríti-
em datações radiométricas. Uma rocha          óxidos de chumbo (Pb), tório (Th), e outros       ca, isto é, procedentes da erosão de ro-
potencialmente mais antiga foi encontra-      elementos traços. A pirita é um sulfeto de        chas anteriores, e altamente solúveis em
da no metaconglomerado de Jack Hills na       ferro (FeS2), o mais comum dos minerais           água com oxigênio. Portanto, a presença
Austrália Ocidental, com cristais de zircão   de enxofre, geralmente associado com              de uraninita e de pirita tem sido interpre-
datados em 4,4 bilhões de anos, porém há      outros sulfetos e óxidos nas rochas sedi-         tada por alguns cientistas como prova de
controvérsia a respeito dessa idade.          mentares e metamórficas, e como mineral           uma atmosfera inicial redutora, deficiente


4   Nº 15 Ciências das Origens
em oxigênio (com baixa pressão atmos-                   são semelhantes em extensão e es-         Não tendo sido destruídos, teriam se man-
férica de oxigênio). Entretanto, a natureza             pessura, e não se encontrou nenhum        tido conservados nas rochas areníticas pré-
e a origem da uraninita e dos minerais da               depósito maciço de pirita em seqüên-      cambrianas e as rochas calcareníticas litorâ-
pirita são altamente discutíveis, e os dados            cias sedimentares ou vulcânicas do        neas depositadas sob condições isentas de
sugerem que os oceanos e a atmosfera do                 Arqueano. 22                              oxigênio deveriam conter abundante carbo-
Pré-cambriano Inferior não seriam diferen-            • As semelhanças não se limitam à na-       no orgânico. A matéria betuminosa também
tes dos atuais.                                         tureza e à distribuição das rochas se-    deveria ser abundante nas rochas argilosas
     Nos sedimentos atuais, a pirita se origina         dimentares ricas em urânio e ferro de     depositadas em ambientes da franja litorâ-
principalmente por meio de dois processos:              todas as épocas, mas sim estendem-        nea entre as marés alta e baixa. Contudo,
a redução do sulfato na água do mar pelas               se às rochas ricas em carbono orgâni-     os depósitos litorâneos pré-cambrianos não
bactérias e a produção de sulfeto durante a             co e sulfeto em muitos locais. 23 Se as   mostram essa alta concentração prevista de
decomposição de matéria orgânica. O sulfe-              rochas primitivas do Pré-Cambriano        óleos betuminosos, mas são muito seme-
to também tem duas origens de menor im-                 fossem depositadas sob uma atmos-         lhantes aos sedimentos litorâneos formados
portância, que são as emissões vulcânicas               fera isenta de oxigênio sua composi-      nas condições atuais. 25
e a pirita detrítica. De que maneira a presen-          ção química deveria ser notavelmen-
ça dos minerais de sulfeto em sedimentos                te diferente com relação às que se        Presença de biotita e feldspato
indica quais puderam ter sido as condições              tivessem formado em uma atmosfera             Os geólogos observaram que as ro-
oceânicas e atmosféricas num mundo pré-                 rica em oxigênio.                         chas do Proterozóico e do Fanerozóico
cambriano?                                                                                        são muito semelhantes em composição e
     • Dimroth e Kimberley assinalam que          Presença e distribuição do carbono or-          mineralogia com relação à presença de mi-
        não se encontrou pirita detrítica nas     gânico                                          nerais de biotita, feldspato e dos isótopos
        rochas areníticas de origem fluvial e         Toda a matéria orgânica oxida-se rapi-      de carbono (C).
        marinhas logo acima do Proterozóico       damente nas condições atmosféricas atu-             Os minerais biotita e feldspato aparecem
        Inferior em Quebec, Canadá. 19 O re-      ais, e essa é a razão pela qual as células      nas rochas de todas as épocas. A biotita se
        gistro geológico não mostra nenhuma       estão equipadas com numerosos mecanis-          oxida na presença de oxigênio, e portanto
        diferença geoquímica fundamental          mos para prevenir que esse processo de          deveria haver sobrevivido na suposta at-
        entre as rochas do Pré-Cambriano          decomposição aconteça espontaneamente.          mosfera pobre de oxigênio do Proterozóico.
        (quando a atmosfera era suposta-          A decomposição parcial da matéria orgâni-       Entretanto, as provas geológicas indicam
        mente livre de oxigênio) e as rochas      ca produz carbono orgânico dissolvido na        que a biotita não sobreviveu melhor no Pro-
        ricas em ferro e urânio do Fanerozói-     coluna de água e nos sedimentos, porém          terozóico do que no Fanerozóico, quando
        co. Posto que os geólogos crêem que       esse carbono oxida-se facilmente sob a          a atmosfera era rica em oxigênio. Os felds-
        as rochas sedimentares registram          atmosfera rica em oxigênio, um processo         patos são suscetíveis à carbonatação, um
        as condições ambientais contempo-         que ocorre rapidamente em sedimentos de         processo de desgaste pela ação atmosfé-
        râneas no momento da deposição,           granulação mais grosseira como o arenito,       rica causada pelo dióxido de carbono na
        conclui-se que a semelhança entre         e mais lentamente em sedimentos argi-           atmosfera. Uma atmosfera rica deste gás,
        as rochas pré-cambrianas e do Fane-       losos. 24 O carbono orgânico que se acu-        segundo sugerido por alguns geólogos, de-
        rozóico indica semelhança em condi-       mula na areia das praias, deltas e dunas,       veria ter eliminado a maior parte dos felds-
        ções atmosféricas e oceânicas, e que      oxida-se e desaparece em um tempo muito         patos das rochas pré-cambrianas, mas este
        portanto a atmosfera do Pré-cambria-      curto. Os depósitos aluviais dos meandros       mineral também sobreviveu.26 Estas provas
        no devia ter sido similar ou igual à do   abandonados, lagunas, estuários, oceanos        mineralógicas indicam que muito provavel-
        resto dos períodos geológicos.            e lagos profundos podem apresentar com-         mente as rochas pré-cambrianas se forma-
     • Em sedimentos recentes 20 encontra-        postos ricos em matéria orgânica por um         ram sob condições atmosféricas muito se-
        se sulfeto especialmente em asso-         tempo maior, especialmente se mantêm-se         melhantes às do Fanerozóico, e portanto às
        ciação com xistos betuminosos. 21         isolados do oxigênio e da água, porém logo      atuais, contradizendo assim a idéia de que
        Este sulfeto é originado por bactérias    se destroem devido à ação bacteriana. O         a atmosfera Pré-Cambriana fosse pobre em
        redutoras, que necessitam oxigênio        que sucederia em ambientes semelhantes          oxigênio.
        para decompor a matéria orgânica.         sob a suposta atmosfera isenta de oxigênio
        As análises de xistos pré-cambrianos      do Pré-Cambriano?                               Presença de Isótopos de Carbono
        e fanerozóicos indicam a presença             Segundo os modelos de Oparin e de                Os paleontólogos têm estado sem-
        de sulfeto, o que sugere que estas        Miller, ter-se-iam formado numerosas molé-      pre interessados em encontrar as provas
        rochas teriam sido formadas sob           culas orgânicas na atmosfera do Pré-Cam-        mais antigas do metabolismo da célula,
        condições similares nos oceanos, e        briano. Estas moléculas orgânicas teriam        e têm desenvolvido técnicas sofisticadas
        que a redução bacteriana já se dava       caído no oceano e teriam se mantido na sua      para detectá-lo em amostras de rochas
        durante a deposição dos sedimentos        superfície, como se passa com os hidrocar-      antigas. A atividade enzimática nas célu-
        pré-cambrianos.                           bonetos que resultam da poluição dos oce-       las deixa sinais bioquímicos específicos
     • O sulfeto formado por atividade vul-       anos modernos, os quais formam uma pelí-        na matéria orgânica, que às vezes se
        cânica oxida-se rapidamente sob as        cula oleosa espessa na superfície da água.      conserva nas rochas sob certas condi-
        condições atuais, e os sulfetos de        Estas substâncias oleosas envelhecem e          ções. Os blocos constituintes da maté-
        metais pesados formam-se somente          se polimerizam rapidamente para formar o        ria orgânica são C, S, H, O e N, que se
        sob condições excepcionais. Seria de      betume que comumente se encontra em al-         apresentam em diversas variações iso-
        esperar que nos oceanos pobres em         gumas praias na franja entre as marés altas     tópicas. Um destes sinais bioquímicos
        oxigênio do Pré-Cambriano o sulfeto       e baixas. Felizmente esses agentes conta-       é o quociente isotópico 12C/13C (também
        lançado pelos vulcões submarinos          minadores betuminosos são destruídos pe-        chamado δ13C/δ12C). Nos seres vivos o
        formasse espessas acumulações de          las bactérias sob as condições atmosféricas     12
                                                                                                     C prevalece sobre o 13C, pelo que a ma-
        pirita no fundo do mar. Entretanto, os    atuais, mas não teriam sido destruídos em       téria orgânica tende a ser pobre em 13C
        depósitos vulcanogênicos de sulfeto       um ambiente isento de oxigênio como aque-       relativamente ao 12C. Os esforços que se
        do Pré-Cambriano e do Fanerozóico         le postulado para o Pré-Cambriano Inferior.     têm desenvolvido para encontrar moléculas

                                                                                                                    Nº 15 Ciências das Origens   5
orgânicas ou os seus rastros isotópicos                 Vida surgindo de fontes                     E o professor Deamer complementou:
em rochas pré-cambrianas têm dado                              hidrotermais                           “Ainda não sabemos o que fazer
resultados polêmicos, e as idades obti-               Alguns cientistas supõem que as pri-        com isto, porém estes resultados pare-
das são discutíveis, porém as estruturas          meiras moléculas orgânicas e as primei-         cem eliminar algumas de nossas idéias
encontradas são úteis quando se com-              ras células emergiram de emanações vul-         sobre de onde poderia ter começado a
param com estruturas semelhantes em               cânicas ou fontes hidrotermais no fundo         vida. Uma possibilidade é que a vida
rochas mais recentes. Os exemplos são             oceânico. Esta idéia foi proposta depois        realmente começou em ‘uma pequena
abundantes.                                       da descoberta da rica e diversificada fau-      lagoa quente’, mas não em regiões vul-
    • Button 27 e Nagy 28 encontraram mi-         na associada às fontes hidrotermais no          cânicas ou fontes hidrotermais subma-
       crofósseis de algas cocóides e verde-      fundo do oceano, a qual não depende do          rinas.” 32
       azuladas filamentosas nos estroma-         sol como fonte de energia. Outros cientis-
       tólitos dolomítico-cálcicos das rochas     tas indicam que a vida pode ter surgido de        Apesar de estar aumentando rapida-
       sedimentares do grupo Wolkberg,            lagoas termais associadas à atividade vul-    mente em muitos campos o conhecimento
       na África do Sul. A presença desses        cânica. De fato, essa idéia havia sido pro-   sobre como funciona o mundo, parece que
       microfósseis levaria a idade mínima        posta já por Charles Darwin, que sugeriu      a resposta à pergunta sobre como começou
       para a atmosfera com oxigênio para         que a vida poderia ter começado em uma        a vida na Terra continua sendo evasiva para
       2,6 bilhões de anos. Os microfósseis       “pequena lagoa termal”. A idéia de que a      aqueles que sustentam um ponto de vista
       encontrados nessas rochas sedimen-         vida emergiu de lagoas hidrotermais em        naturalista.
       tares antigas são análogos às algas        regiões vulcânicas foi investigada experi-
       verde-azuladas modernas, o que in-         mentalmente e os resultados foram apre-            Uma fonte extraterrestre
       dica que a complexidade bioquímica         sentados em um simpósio internacional                para a matéria orgânica
       e funcional já estava presente muito       realizado Royal Society de Londres, em            Alguns cientistas têm concentrado sua
       cedo na suposta evolução da vida,          fevereiro de 2006. Antes de sua apresen-      atenção no sentido da busca de provas para
       questionando assim o lento processo        tação, o professor David indicou que          a existência de vida em rochas procedentes
       de evolução e seu modelo abiogênico                                                      do espaço exterior. A relativa abundância de
       para a origem da vida.                           “Vão já para 140 anos desde que         matéria orgânica nos meteoritos e na poei-
    • Domroth e Kimberley indicam que o             Charles Darwin sugeriu que a vida           ra cósmica suscitou o interesse de alguns
       quociente entre o carbonato orgâ-            poderia ter começado em ‘uma pe-            cientistas desde que William Thomson (Lord
       nico e inorgânico é semelhante nas           quena lagoa quente’. Agora estamos          Kelvin) propôs a idéia de que a vida na Terra
       rochas sedimentares de todas as ida-         pondo à prova se a idéia de Darwin          procedeu dos meteoritos, e desde que a pa-
       des, incluindo as rochas do período          era boa, porém o fazemos nas ‘pe-           lavra panespermia foi cunhada pelo biólogo
       Arqueano. A constância dos quocien-          quenas lagoas quentes’ associadas           alemão Hermann Richter. Segundo essa
       tes isotópicos do carbono orgânico           às regiões vulcânicas de Kamchatka          hipótese, as primeiras moléculas orgânicas
       e inorgânico encontrados em rochas           (Rússia) e do Monte Lassen (Cali-           não se originaram na Terra, mas vieram do
       sedimentares é uma indicação da              fórnia). Os resultados são surpreen-        espaço exterior. 33 A Tabela 3 mostra algu-
       constância relativa da produção de           dentes, e em alguns sentidos decep-         mas das muitas moléculas orgânicas que se
       oxigênio livre 30 e questiona a idéia de     cionantes também. Parece que as             têm detectado nos corpos interplanetários. 34
       que a atmosfera primitiva fosse dife-        águas ácidas termais que contêm ar-         Foi Svante Arrhenius (1859-1927), ganhador
       rente da atual.                              gila não proporcionam as condições          do prêmio Nobel, quem desenvolveu essa
    A análise das rochas mais antigas indica        apropriadas para que os produtos            idéia de uma maneira cientifica, sugerindo
que a atmosfera e os oceanos tiveram uma            químicos possam combinar-se para            que alguns micróbios poderiam ser lança-
composição química semelhante desde o               formar os ‘organismos pioneiros’.           dos ao espaço interplanetário por fortes tor-
período Arqueano há cerca de 2,4 a 4,0 bi-          Verificamos que certos compostos            mentas, e percorrer o espaço interplanetário
lhões de anos, segundo a escala de tempo            orgânicos, como os aminoácidos e            impelidos pela pressão de radiação (portan-
evolucionista. Portanto, se prevalecesse o          as bases do DNA, que são os blocos          to, os cometas e os meteoritos não seriam
ponto de vista naturalista, as moléculas e as       constituintes da vida, aderiram for-        necessários para o transporte). Nos anos 50
células orgânicas, teriam que ter surgido em        temente à superfície das partículas         do século XX, o astrônomo Otto Struve su-
condições ambientais não muito diferentes           de argilas nas lagoas vulcânicas da         geriu que certos seres inteligentes poderiam
da biosfera atual. Entretanto, os geólogos          região de Kamchatka. O fosfato, ou-         ter levado vida de um planeta a outro em
sabem que esse panorama é inverossímil              tro ingrediente essencial para a vida,      épocas passadas, embora não necessaria-
dentro do seu paradigma.                            também aderiu à superfície da argila.       mente com um propósito. Nos anos poste-
                                                    Observamos o mesmo em uma la-               riores, os físicos Wickramasinghe e Hoyle
MODELOS ALTERNATIVOS: SISTEMAS                      goa que fervia no monte Lassen. A           encontraram o que consideraram rastros
HIDROTERMAIS E PROCEDÊNCIA                          razão pela qual isto é significativo é      de vida na poeira estelar, e sugeriram que
EXÓGENA                                             que havia sido proposto que a argila        a vida não só se originou no espaço exterior
    Devido a ser difícil produzir compostos         catalisa interessantes reações quími-       num passado distante, mas também que a
orgânicos utilizáveis e adequados por meios         cas que conduzem à origem da vida.          evolução terrestre continua sendo condu-
naturalistas em atmosferas redutoras, neutras       Entretanto, em nossos experimen-            zida pela entrada de material genético ex-
ou oxidantes, os cientistas têm explorado duas      tos, os compostos orgânicos aderi-          traterrestre através de uma chuva contínua
alternativas na investigação a respeito da ori-     ram tão fortemente às partículas de         de matéria orgânica, inclusive de germes.
gem da vida: 1) a síntese de moléculas orgâ-        argila que não podiam experimentar          Acredita-se que alguns dos meteoritos que
nicas em emissões hidrotermais submarinas           nenhuma reação química. Além dis-           caem na Terra procedem de Marte ou da
e 2) uma origem extra-terrestre para os com-        so, quando introduzimos moléculas           Lua 35 sugerindo que a transferência de ma-
postos orgânicos; cada uma dessas idéias su-        semelhantes às do sabão nestas la-          terial de certos corpos espaciais para a Ter-
postamente apoiada por provas particulares e        goas não se formaram membranas,             ra pode acontecer regularmente. Se nesses
baseadas em postulados muito improváveis.           as quais são necessárias para for-          corpos planetários existe alguma forma de
                                                    mar as células” 31                          vida microbiana, esta poderia alcançar a su-

6   Nº 15 Ciências das Origens
perfície da Terra por meio do material caído.             sólidas e muito questionáveis, e até          sua polimerização, mas sim a sua incorpo-
Embora atrativa, essa idéia foi rechaçada                 agora todos esses exemplos foram              ração em estruturas moleculares funcionais
pela maioria dos cientistas.                              desmentidos.                                  e auto-reprodutoras.36 Ainda mais difícil de
     Alguns meteoritos que foram encontra-              • Epistemologicamente, a idéia da pa-           solucionar é a origem e a polimerização dos
dos na superfície da Terra, em particular o               nespermia também apresenta sérios             ácidos nucléicos DNA e RNA, os portadores
meteorito Murchison, contêm muitos dos                    problemas, não somente porque não             da informação genética dentro da célula. Os
aminoácidos que Miller obteve em seus                     proporciona uma boa explicação para           ácidos nucléicos são longas estruturas que
experimentos de síntese (Tabela 1). Isso                  a origem da vida na Terra, mas tam-           resultam da complexa e ordenada polime-
levou alguns cientistas a sugerir que a vida              bém porque requer uma explicação              rização de moléculas de açúcar (pentose),
ou as moléculas necessárias para iniciar                  independente para a origem da vida            fosfato e de purinas e pirimidinas. Quatro
a vida poderiam ter procedido do espaço                   em outro local. De onde surgiram es-          purinas – adenina, guanina, hipoxantina e
exterior. Esta idéia, entretanto, deparou-se              ses microorganismos que se acham              xantina, e uma pirimidina – uracila, foram
com numerosos problemas desde que foi                     nos meteoritos? Alguns cientistas afir-       encontrados no meteorito Murchison (Ta-
inicialmente proposta, e apesar de que al-                mam que, dada a imensa extensão               bela 1). 37 Entretanto, estas moléculas por
guns físicos e astrônomos ainda a apóiem,                 do Universo inteiro, é altamente pro-         si mesmas são inúteis, a menos que se
perdeu a sua credibilidade devido a sérios                vável que em alguma parte exista (ou          polimerizem e sirvam como portadoras de
inconvenientes.                                           tenha existido) alguma forma de vida.         informação codificada. Neste sentido, os in-
     • Os meteoritos que haviam caído na                  Entretanto, não foi proporcionada ne-         vestigadores encontraram muitas dificulda-
       superfície da Terra teriam que ter so-             nhuma prova científica para tal idéia,        des ao tentar explicar a origem espontânea
       brevivido ao calor causado pelo atrito             e o modelo carece de dados que o              dos ácidos nucléicos polimerizados, e não
       com a atmosfera, e isto somente é                  apóiem, e mesmo que essas formas              foi sugerido nenhum modelo plausível.
       possível se o meteorito originalmente              de vida extraterrestres existissem,                Qualquer modelo naturalista para a ori-
       tivesse um tamanho significativo.                  não há prova de que houvessem con-            gem da vida não somente teria que explicar
     • O espaço é um ambiente letal para                  tribuído para a origem da vida em ou-         como foram polimerizadas as proteínas e o
       qualquer forma de vida, porque a ra-               tros corpos celestiais.                       DNA a partir de moléculas pequenas, mas
       diação, os raios cósmicos e os ventos                                                            também como conectaram suas funções por
       estelares alteram ou destroem muitas         MUNDO DE RNA                                        meio de um código, e qual delas deu origem
       das moléculas orgânicas, incluindo o             Os modelos naturalistas para a origem           ao metabolismo. As proteínas são necessá-
       DNA e o RNA. Não é provável que              das moléculas orgânicas pré-bióticas fazem          rias para fazer funcionar a informação ge-
       qualquer organismo sobreviva na po-          frente a numerosas dificuldades para expli-         nética do DNA, e o DNA é necessário para
       eira estelar ou ainda nos corpos me-         car a sua formação nos supostos oceanos e           formar as proteínas. Assim, pois, qual surgiu
       teoríticos pequenos.                         atmosfera primitivos, quaisquer que fossem          primeiro? Ambos os caminhos necessitam de
     • Foram apontados vários exemplos              as condições químicas desses ambientes.             um código de expressão (o código genético
       de meteoritos com supostas provas            Não obstante, o problema mais sério não é           universal), e se for suposto que trabalharam
       da presença de microorganismos.              a formação dos “blocos moleculares” (ami-           em conexão nos primeiros tempos, como e
       Entretanto, essas provas são pouco           noácidos, carboidratos, purinas, etc.), nem         de onde conseguiram o código?


                                                                     TABELA 3
   Moléculas interestelares e cometárias                        Fórmulas                  Monômeros resultantes e algumas propriedades
                    Hidrogênio                                      H2                                         Agente redutor
                       Água                                         H 20                                   Dissolvente universal
                     Amônia                                        NH3                                      Catálise e aminação
             Monóxido de Carbono                                CO (+H2)                                       Ácidos graxos
                   Formaldeído                                    CH2O                                        Ribose e glicerol
                   Acetaldeído                             CH3CHO (+CH2O)                                       Desoxirribose
                     Aldeído                             RCHO (+HCN e NH3)                                      Aminoácidos
              Sulfeto de hidrogênio                    H2S (+outros precursores)                            Cisteína e metionina
          Tioformaldeído (interestelar)                            CH2S                                     Cisteína e metionina
             Cianeto de hidrogênio                                 HCN                                    Purinas e aminoácidos
          Cianocetileno (interestelar)                      HC3N (+cianato)                                      Pirimidinas
            Cianamida (interestelar)                              H2NCN                   Agente condensante para a síntese de biopolímeros
         Nitrito de fósforo (interestelar)                          PN                                    Fosfatos e nucleotídeos
 Fosfato (meteoritos e poeira interplanetária                      PO4   3-
                                                                                                          Fosfatos e nucleotídeos
Tabela 3: Compostos bioquímicos presentes no espaço interestelar e em cometas. Com exceção do fosfato, todas as demais moléculas foram
detectadas nas nuvens interestelares, e muitas têm sido detectadas em cometas. As moléculas que foram detectadas somente nas nuvens intereste-
lares estão indicadas com a palavra interestelar. Dados obtidos de Oró J, Miller SL, Lazcano A. 1990. “The origin and early evolution of life on Earth”.
Annual Review of Earth. and Planetary Sciences 18:317-56.

                                                                                                                           Nº 15 Ciências das Origens   7
Sydney Altman em 1978 e Thomas R.                 mensionais ligeiramente diferentes).      zido à origem espontânea de células vivas.
Cech em 1981 descobriram que um tipo                  Estes isômeros se relacionam uns          Têm procurado reconstruir artificialmente a
particular de RNA mostrava capacidade                 com os outros, mas são quimicamen-        vida em um “caldo primitivo”, onde estariam
enzimática, que é a capacidade de ativar e            te não equivalentes, e nunca apare-       presentes todos os componentes orgânicos
acelerar reações bioquímicas. Acharam que             cem no RNA moderno porque os me-          necessários. Entretanto, para fazer isso, têm
certos tipos de RNA reagiam como as en-               canismos químicos das células não         que provar que a matéria inorgânica poderia
zimas, fragmentando-se espontaneamente                permitem a sua formação. Porém, em        produzir essa “sopa orgânica primitiva”. Por-
em dois pedaços e tornando a unir-se mais             um cenário primitivo como o postula-      tanto, é necessário assumir as condições do
adiante. Esta classe de RNA recebeu o                 do pelos cientistas naturalistas, esses   oceano e da atmosfera na Terra primitiva,
nome de ribozimas. Sob condições contro-              açúcares teriam sido relativamente        há uns 4 bilhões de anos, segundo a cro-
ladas em laboratório, estas ribozimas eram            abundantes, resultando na inibição        nologia evolucionista. É necessário também
capazes de catalisar sua própria síntese              de formação das cadeias de RNA. 43        imaginar os possíveis cenários para a sínte-
sem a ação catalítica de proteínas enzimáti-        • As quatro bases nucléicas (adenina,       se de moléculas orgânicas complexas, mo-
cas. Esta descoberta levou alguns cientistas          guanina, citosina e uracila) codificam    léculas auto-replicantes com informações
a imaginar um planeta no qual a vida teria            a informação genética por meio da or-     genéticas, e também para a agregação de
surgido das moléculas de RNA, o chamado               dem em que se estruturam ao longo         moléculas orgânicas múltiplas em células
“mundo de RNA”. 38                                    da molécula do RNA. A adenina e a         autônomas.
    Seria viável esta idéia de um mundo de            guanina são obtidas facilmente em             Para explicar o aspecto inorgânico dos
RNA? Vários experimentos de laboratório               experimentos de laboratório por uma       primeiros organismos, Oparin, Miller e ou-
demonstraram que é possível obter peque-              cascata de reações acionadas por luz      tros sugeriram uma atmosfera redutora
nos polímeros de nucleotídeos por meio de             ultra-violeta. Entretanto, alguns cien-   (isenta de oxigênio) durante pelo menos o
catálise não biológica, obtendo nucleotídeos          tistas se perguntam porque a evolu-       período Pré-Cambriano Inferior. Estes or-
semelhantes aos naturais.39 Outros experi-            ção teria selecionado essas bases         ganismos teriam sido procariontes unice-
mentos mostraram a possibilidade de obter             dentre milhares de outros compostos       lulares, vivendo muito provavelmente em
cadeias auto-replicantes de nucleotídeos.40           semelhantes. 44                           microambientes isolados no oceano. Alguns
Entretanto, estes experimentos apresentam           • O modelo naturalista do mundo de          experimentos realizados para simular a for-
vários problemas importantes e o modelo               RNA deve explicar por que o fósfo-        mação da matéria orgânica a partir de com-
do mundo de RNA tem sido questionado                  ro, um elemento raro na natureza, é       postos inorgânicos basearam-se em mo-
em seu conjunto, mesmo por alguns de                  um componente essencial do RNA.           delos de oceanos e atmosferas fortemente
seus primeiros proponentes.41 Apresentam-             Yamagata et. al. Encontraram polifos-     redutores, com metano e amônia, em lugar
se aqui algumas das suas dificuldades mais            fatos em emissões vulcânicas, o que       de CO2, O2 e N2. Outros têm sugerido uma
significativas                                        tem sido ligado à origem das primeiras    atmosfera intermediária, com CO2 e N2. Não
     • Os compostos utilizados nos experi-            moléculas orgânicas. 45 Não obstante,     obstante, ainda que de um ponto de vista
       mentos de síntese de RNA são nu-               os polifosfatos se hidrolisariam (rom-    químico o modelo de atmosfera redutora
       cleotídeos ativados, que são mais              periam) espontaneamente na água           seja atrativo, ele carece virtualmente de
       reativos que os naturais. As reações           para formar fosfatos insolúveis, que      apoio entre os cientistas devido à ausência
       não ocorriam utilizando nucleotídeos           se precipitariam para o fundo marinho     de provas biogeoquímicas nas rochas, e das
       normais. Em qualquer caso, o modelo            para formar rochas sedimentares.          contradições com a presença de fósseis em
       do mundo de RNA teria que explicar           • Devemos também considerar a pro-          rochas antigas. Estes fósseis representam
       a origem do caldo pré-biótico de nu-           babilidade extremamente baixa de          organismos complexos que não se teriam
       cleotídeos.                                    formação espontânea de enzimas            desenvolvido em atmosferas redutoras. Se
     • O ácido nucléico usado nos experi-             e de RNA. O modelo do mundo de            as primeiras moléculas orgânicas surgiram
       mentos é o DNA, que é mais fácil de            RNA requer a síntese espontânea de        de matéria inorgânica no despontar da vida,
       sintetizar do que o RNA, embora seja           nucleotídeos a partir de componentes      então devemos poder encontrar provas de
       este o que se acredita ter-se formado          mais simples, e de sua polimerização      conteúdo orgânico nas rochas pré-cambria-
       primeiro no oceano primitivo.                  subseqüente, em uma seqüência sig-        nas. Entretanto, as rochas pré-cambrianas
     • Alguns compostos replicadores utili-           nificativa, tudo isso em um ambiente      são muito semelhantes ao resto das rochas
       zados nos experimentos agregam-se              aquoso, no qual predomina a hidrólise     da coluna sedimentar, incluindo o seu con-
       no momento apropriado durante o                – reação oposta à da polimerização.       teúdo orgânico. Isto não é o que esperarí-
       experimento. Isto é, a auto-replicação         Como se originou então inicialmente       amos se a atmosfera pré-cambriana fosse
       se consegue com a ajuda do cientis-            o RNA? Não é fácil sintetizar o RNA       isenta de oxigênio.
       ta que controla o experimento, o qual          em experimentos de laboratório, nem           As diversas propostas sugerem cenários
       tem que intervir constantemente para           sequer sob condições controladas,         diversos que incluem o cosmos, a panes-
       certificar-se de que as reações ocor-          menos ainda nas supostas condições        permia, as partículas de poeira interestelar,
       ram na ordem desejada e o processo             oceânicas pré-bióticas.                   o gelo cometário, o oceano primitivo, um pe-
       não entre em colapso antes de alcan-                                                     queno lago ou lagoa, gretas rochosas e as
       çar uma certa etapa estável.             CONCLUSÕES                                      fontes ou respiradores termais nos fundos
     • O RNA se compõe de ribose (açúcar),          Os cientistas evolucionistas tentam ex-     oceânicos. Os evolucionistas também se
       de uma base orgânica e de uma mo-        plicar a origem da vida por meio de modelos     perguntam sobre qual teria sido a fonte de
       lécula de ácido fosfórico. O processo    especulativos naturalistas, baseados em         energia que esteve disponível para a origem
       que produz a ribose também gera          pressuposições materialistas para o Univer-     naturalista da matéria viva, e têm sugerido
       outros açúcares, cuja presença pode      so, a Terra e a vida nela. Nestes modelos se    que ela possa ter sido proveniente de des-
       inibir a síntese do RNA. 42 Além dis-    especula sobre a composição inicial da at-      cargas elétricas na atmosfera, luz ultravio-
       so, qualquer reação primordial teria     mosfera, dos oceanos primitivos e das con-      leta do sol, energia geotérmica, vulcanismo
       formado uma mistura de isômeros da       dições físicas da Terra em geral. Muitos têm    ou mudança de temperatura. A respeito do
       ribose (variedades da mesma molé-        tentado reproduzir as condições hipotéticas     tipo de Terra primitiva, os evolucionistas se
       cula, mas com configurações tridi-       na Terra primitiva que poderiam ter condu-      dividem entre aqueles que crêem que a at-

8   Nº 15 Ciências das Origens
mosfera era redutora ou oxidante, os conti-         2. Urey H. 1952. “On the early chemical history            26. Dimroth e Kimberley 1976.
nentes completamente cobertos pelo oceano              of the Earth and the origin of life”. Proceedings       27. Button A. 1973. “Algal stromatolites of the
ou parcialmente expostos, e com uma crosta             of the National Academy of Sciences USA                   early Proterozoic Wolkberg Group, Transvaal
                                                       38:351-63.                                                Sequence”. Journal of Sedimentary Research
principalmente basáltica ou argilosa. Quanto
                                                    3. Miller S. 1953. “A production of amino acids              43: 160-7.
à pergunta sobre o tipo de sistemas redox              under possible primitive Earth conditions”.             28. Nagy LA. 1975. “Comparative micropaleon-
utilizados nas reações primitivas das células,         Science 117:528-9.                                        tology of a Transvaal stromatolite (approxima-
também não têm nenhuma resposta defini-             4. Orgel LE. 1994. “The origin of life on the earth”.        tely 2,3.109 years old) and a Witwatersrand
da, com sugestões que vão desde associa-               Scientific American: 77-83.                               carbon seam (approximately 2,6.109 years
ção ferro-fótons, oxigênio-água e a associa-        5. McClendon JH. 1999. “The origin of life”.                 old)”. Abstracts with Programs – Geological
ção sulfeto de ferro e sulfeto de hidrogênio.          Earth-Science Reviews 47: 71-93.                          Society of America 7:1209-10.
Qual foi a enzima que catalisou a formação          6. Dose K. 1988. “The origin of life. More ques-           29. Dimroth e Kimberley 1975.
                                                       tions than answers”. Interdisciplinary Science          30. Watanabe Y, Naraoka H, Wronkiewicz DJ,
dos primeiros polímeros das proteínas e dos
                                                       Reviews 13:348-56.                                        Condie KC, Ohmoto H. 1997. “Carbon, nitro-
nucleotídeos? Segundo alguns experimen-             7. Weber AL, Miller SL. 1981. “Reasons for the               gen and sulfur geochemistry of Archean and
talistas, o RNA foi tanto o primeiro polímero          occurrence of the twenty coded protein amino              Proterozoic shales from the Kaapvaal Craton,
quanto a primeira enzima, outros crêem que             acids”. Journal of Molecular Evolution 17:273-            South Africa”. Geochimica et Cosmochimica
os minerais acionaram as reações bioquími-             84. Miller S. 1992. “The prebiotic synthesis of           Acta 61:3441-59.
cas; outros sugerem que os oligopeptídeos              organic compounds as a step toward the ori-             31. Segundo foi divulgado pela “Royal Society
aceleraram as reações químicas complexas,              gin of life”. In Major events in the history of life,     of London” em sua página na Internet,
e outros perguntam-se se o modelo de RNA               ed. JW Schopf, pp. 1-28. United States: Jones             http://royalsociety.org/news?asp=&id=4254.
                                                       and Barlett Publ. Boston, MA, United States.              Acessado em 28 de dezembro de 2007.
não é parecido ao dilema de quem nasceu
                                                    8. Danchin A. 1988. “El origin de la vida”. Mundo            O sabão apresenta um alto conteúdo de
primeiro, o ovo ou a galinha.                          Científico 8:934-42.                                      lípídios e gorduras que, ao se solubilizarem
     Foram propostos muitos modelos para a          9. Ibid.                                                     em águas termais formam pequenas bolhas
origem naturalista da vida, e tem-se levado         10. Aguilera JA. 1992. “Luces y sombras sobre                ou membranas. Alguns cientístas propõem
a efeito numerosos experimentos para obter             el origen de la vida”. Mundo Científico 13:508-           que essas membranas poderiam atuar como
proteínas e DNA em condições controladas               19.                                                       precursoras das complexas membranas
de laboratório. Os resultados variam, porém         11. Esta é uma forma de raciocíno circular: par-             celulares. Entretanto, as observações aqui
até agora somente se obtiveram cadeias ao              tindo de uma concepção evolucionista, supu-               apresentadas negam tal possibilidade.
                                                       seram que as plantas fotossintetizadoras não            32. Ibid.
acaso de aminoácidos (chamados de “pro-
                                                       haviam ainda aparecido sobre a terra, e con-            33. Anders E. 1989. “Pre-biotic organic mat-
teinóides”) e de ácidos nucléicos modifica-            seqüentemente postularam que a atmosfera                  ter from comets and asteroids”. Nature
dos e não funcionais. Estes experimentos               estava livre de oxigênio.                                 342:255-7.
têm demonstrado que é possível produzir             12. Tian F, Toon OB, Pavlov AA, De Sterck H.               34. Oró J, Miller SL, Lazcano A. 1990. “The ori-
moléculas orgânicas simples, assim como                2005. “A hydrogen-rich early Earth atmosphere”.           gin and early evolution of life on Earth”. An-
algumas macromoléculas, proteínas e áci-               Science 308:1014-7.                                       nual Review of Earth and Planetary Sciences
dos nucléicos, sob condições controladas            13. Ibid.                                                    18:317-56.
de laboratório. Depois de várias décadas            14. Catling DC. 2006. Comment on “A hydrogen-              35. Foi sugerido que os fortes impactos que
                                                       rich early Earth atmosphere”. Science 311.                ocorrem nesses planetas poderiam expelir
de experimentos, a abordagem construti-
                                                    15. Chyba CF, Thomas PJ, Brookshaw L, Sagan                  pedaços de rochas da superfície pára o espa-
vista que busca proporcionar um provável               C. 1990. “Cometary delivery of organic mole-              ço exterior, os quais percorreriam distâncias
modelo naturalista para a origem da vida               cules to the early earth”. Science 249:366-73.            interplanetárias e finalmente cairiam em ou-
já alcançou o limite de suas possibilidades.        16. Ibid.                                                    tros planetas, inclusive a Terra.
Todos estes experimentos tentam aplicar             17. Ohmoto H. 1996. “Evidence in pre-2.2 Ga Pale-          36. Aguilera 1992.
observações químicas feitas no presente                osols for the early evolution of atmospheric oxy-       37. McClendon 1999.
aos cenários do passado, porém carecem                 gen and terrestrial biota”. Geology 24: 1135-8.         38. Gilbert W. 1986. “The RNA world”. Nature
de fundamento científico para os avalizar.          18. Brinkman RT. 1969. “Dissociation of water                319:618.
                                                       vapor and evolution of oxygen in the terrestrial        39. Ferris JP, Ertem G. 1993. “Montmorillonite ca-
Como disse Horgan, “Mesmo que os cien-
                                                       atmosphere”. Journal of Geophysical Resear-               talysis of RNA oligomer formation in aqueous-
tistas pudessem criar algo no laboratório              ch 74:5355-68.                                            solution - A model for the prebiotic formation
com propriedades semelhantes à vida, te-            19. Dimroth E, Côté R, Provost G, Rocheleau                  of RNA”. Journal of the American Chemical
riam ainda de perguntar a si mesmos: é as-             M, Tassé N, Trudel P. 1975. “Preliminary                  Society 115:12270-5.
sim que aconteceu originalmente?”47                    report on stratigraphic and tectonic work in            40. Li T, Nicolau KC. 1994. “Chemical self-re-
     Os cientistas evolucionistas tentam de-           Rouyn-Noranda area”. Quebec Department                    plication of palindromic duplex DNA”. Nature
monstrar que a origem abiogenética ou inor-            Natural Resources, Open File Report: 40.                  369:218-21.
gânica da vida é altamente provável, e que          20. Os geólogos utilizam o termo “recente” para            41. Uma excelente revisão dos problemas rela-
                                                       referir-se aos últimos 11.500 anos da história            tivos ao modelo do mundo de RNA se encon-
a evolução darwiniana é um fato. Porém,
                                                       do planeta Terra, segundo a escala cronoló-               tra em Mills GC, Kenyon D. 1996. “The RNA
estes experimentos mostram o contrário,                gica evolucionista.                                       world: a critique”. Origins & Design 17:9-14.
revelando as grandes dificuldades que exis-         21. Berner RA. 1970. “Sedimentary pyrite for-              42. Horgan J. 1991. “En el principio...” Investiga-
tem no postulado de que a vida pudesse ter-            mation”. American Journal of Science 268:1-               ción y Ciencia: 80-90.
se originado de materiais inertes. Mostram             23.                                                     43. Waldrop MM. 1989. “Did life really start out in
também que os próprios resultados mais              22. Dimroth E, Kimberley MM. 1976. “Precam-                  an RNA world?” Science 146:1248-9.
simples podem ser obtidos somente sob                  brian atmospheric oxygen; evidence in the               44. Ibid.
condições controladas, o que indica que um             sedimentary distributions of carbon, sulfur,            45. Yamagata Y, Watanabe H, Saitoh M, Namba
                                                       uranium and iron”. Canadian Journal of Earth              T. 1991. “Volcanic production of polyphospha-
planejador inteligente deve estar envolvido.
                                                       Sciences 13:1161-85.                                      tes and its relevance to prebiotic evolution”.
     Nesse sentido, a alternativa da ação           23. Ibid.                                                    Nature 352:516-9. A hidrólise ou ruptura quí-
sobrenatural de Deus criando o Universo, a          24. Van Andel TH. 1964. “Recent marine se-                   mica dos polifosfatos nas águas oceânicas,
Terra e a vida, adquire um grande sentido.             diments of the Gulf of California”. In Marine             lacustres ou fluviais sería favorecida pelo fato
                                                       Geology of the Gulf of California, ed. TH Van             de que a água está subsaturada nos fosfa-
REFERÊNCIAS                                            Andel, GG Shor, pp. 216-310: American As-                 tos.
1. Oparin AI. 1938. Origen de la vida. Mexico DF:      sociation of Petroleum Geologists.                      46. Chyba e Sagan 1996.
   Editores Mexicanos Unidos. 112 pp.               25. Dimroth e Kimberley 1975, 1976.                        47. Horgan 1991.

                                                                                                                                   Nº 15 Ciências das Origens   9
ABIOGÊNESE E EXOBIOGÊNESE
                                                            Raúl Esperante, PhD
                                            Geoscience Research Institute, Loma Linda, Califórnia



         As hipóteses atuais sobre a origem da vida na Terra podem ser resumidas em duas palavras: abiogênese e exobiogênese.
         A abiogênese é a idéia de que a vida na Terra originou-se pela combinação casual de moléculas orgânicas simples que por
     sua vez teriam surgido de reações químicas entre moléculas inorgânicas. O cientista russo Oparin foi o primeiro a formular esta
     idéia, usando palavreado científico nos anos 30 do século XX, e foi seguido pela maioria dos geólogos e dos biólogos durante o
     século XX. Em 1952, Miller realizou alguns experimentos para provar a viabilidade do modelo de Oparin para a origem inorgânica
     da vida.
         A exobiogênese é a idéia de que a vida na Terra ou suas moléculas constituintes vieram do espaço exterior. Exobiologia é um
     termo que se refere ao estudo e à distribuição das formas de vida no Universo. Pode-se falar de três tipos de exobiogênese:
         • A chegada à Terra de moléculas orgânicas simples e essenciais;
         • A chegada à Terra de moléculas orgânicas complexas, e
         • Chegada à Terra de organismos completos que se teriam originado em alguma outra parte. Esta idéia se chama panespermia.
         Posto que os cometas, os asteróides carbonatados e a poeira interplanetária são relativamente ricos em moléculas orgânicas,
     alguns cientistas especulam que esses materiais teriam podido contribuir para o conteúdo orgânico pré-biótico terrestre, e expli-
     cam assim a origem da vida na Terra. A idéia da exobiogênese apresentou-se depois que os cientistas se deram conta da falta de
     provas para a geração espontânea, na Terra, de moléculas orgânicas complexas que pudessem formar as células vivas.
         Alguns partidários do modelo exobiogenético são Enrico Fermi, prêmio Nobel que projetou e desenvolveu a primeira bomba
     atômica nos Estados Unidos, o biofísico húngaro e também prêmio Nobel Leo Szilard, os astrofísicos Fred Hoyle e Chandra
     Wickramasinghe, Francis Crick, que foi prêmio Nobel e co-descobridor do DNA como molécula principal da herança biológica,
     Leslie Orgel, biólogo pesquisador do Instituto Salk, o astrofísico da NASA Joan Oró, e muitos outros. Francis Crick e Leslie Orgel
     criam mesmo que a vida na Terra havia se originado com microorganismos enviados em foguetes procedentes de outro planeta
     de nossa galáxia, idéia que chamaram de “panespermia dirigida”.
         A idéia da exobiogênese enfrenta problemas importantes:
         • A ausência de qualquer evidência direta de que a exobiogênese realmente ocorreu alguma vez na Terra. As idéias da exo-
            biogênese e da panespermia são pura especulação.
         • A probabilidade extremamente baixa de que a vida extraterrestre tenha sido compatível com os ambientes naturais na
            Terra.
         • A probabilidade excessivamente baixa de que as moléculas ou as células extraterrestes sobrevivessem milhões de anos no
            ambiente do espaço, que é extremamente hostil à vida. A severa radiação cósmica ultravioleta e de raios-X teria destruído
            qualquer célula viva que vagasse pelo universo.
         Por décadas os cientistas têm sido incapazes de propor uma explicação provável para a origem naturalista da vida. Agora,
     muitos decidiram enviar este insuperável problema para o espaço. De fato, isso não solucionou o dilema.




                         O METEORITO MURCHISON
   O principal objetivo dos cientistas naturalistas que                 estavam no meteorito antes de entrar na órbita da
estudam como surgiu a vida na Terra é encontrar a                       Terra ou se formaram-se depois de ele ter caído.
origem das várias moléculas orgânicas que são ne-                           A composição química deste e de outros mete-
cessárias para construir as moléculas complexas que                     oritos tem sido desafiada por alguns cientistas que
fazem funcionar as células. Os cientistas perguntam-                    asseguram que as rochas mostram indícios de con-
se se um bombardeio meteorítico sobre a Terra teria                     taminação durante o seu manejo e armazenagem.
podido trazer estas moléculas orgânicas essenciais.                     Mesmo os meteoritos que têm sido manejados e ar-
Uma forma para responder esta pergunta é estudar a                      mazenados cuidadosamente podem aparecer con-
composição química dos meteoritos.                                      taminados após um certo prazo. O problema real é
   O meteorito Murchison é um meteorito que caiu                        discernir se um meteorito se contaminou ou não.
em 1969 a cerca de 100 km ao norte de Melbourne,                            Para uma revisão do estado da investigação so-
Austrália. A análise de amostras interiores da rocha                    bre o meteorito Murchison e o problema da contami-
mostrou a presença de aminoácidos. Alguns desses                        nação, ver a página da internet da revista Astrobio-
aminoácidos estão presentes na Terra, porém outros                      logy Magazine intitulada “Murchison’s amino acids:
não. Mais de 50 dos aminoácidos encontrados no                          tainted evidence?” em http://www.astrobio.net/news/
meteorito não estão presentes na Terra. Entretanto,                     modules.php?op=modload&name=News&file=articl
os cientistas perguntam-se se esses aminoácidos                         e&sid=375.

10   Nº 15 Ciências das Origens
ATUALIZAÇÃO CIENTÍFICA
      Comentário sobre seres humanos
  de pequena estatura com aspecto arcaico
Publicação Original: Berger LR, Churchill         mantém, e que o esqueleto pode ter entre        lógicas dentro da variabilidade da mesma
SE, De Klerk B, Quinn RL. 2008. Small-            aproximadamente 940 a 2890 anos antes           herança genética. Têm sido interpretadas
bodied humans from Palau, Micronesia.             do presente. Os espécimes de maior idade        como adaptações gerais a determinados
PLoS ONE 3/3:e1780. doi: 10.1371/jour-            têm um tamanho de distribuição compatí-         regimes climáticos a forma do corpo e
nal.pone.0001780.                                 vel com uma população de pequenos cor-          as características morfológicas de outros
                                                  pos de Homo sapiens adultos, cuja média         restos humanos que parecem ser diferen-
    A descoberta. O arquipélago de Palau          de massa corporal é estimada em cerca           tes das populações humanas modernas
está situado no Oceano Pacífico aproxi-           de 30 a 50 kg. Os indivíduos desta popula-      (como Neandertais e antigos seres huma-
madamente a cerca de 600 quilômetros a            ção parecem possuir uma série de carac-         nos anatomicamente modernos de Israel).
leste das Ilhas Filipinas e ao norte de Pa-       terísticas morfológicas (como o cérebro de      O exemplo dos seres humanos de Palau
púa – Nova Guiné. Em 2006, uma explo-             tamanho pequeno, arco supraorbital am-          ilustra as limitações de uma focalização
ração preliminar de duas grutas nas ilhas         pliado e ausência de barba), que seriam         taxonômica baseada unicamente na mor-
menores do arquipélago levou o Dr. Lee            considerados primitivos no gênero Homo.         fologia, devido ao fato de que a variabilida-
Berger à descoberta de numerosos res-                 Berger e seus colegas interpretam o         de observada nos restos humanos poderia
tos de esqueletos humanos conservados             pequeno tamanho do corpo dos fósseis            ser simplesmente o registro das diferentes
na superfície do material depositado na           humanos da Ilha de Palau como resultado         adaptações do mesmo grupo, ou o reflexo
gruta. As expedições subseqüentes, que            de nanismo insular, semelhante ao obser-        de certas divisões genéticas.
incluíram a escavação arqueológica piloto         vado em outros locais desta ilha tropical           É provável que o estudo dos fósseis de
num pequeno quadrado de dimensões 1m              do sudeste da Ásia. Neste contexto, os au-      Palau tenha também impacto sobre a in-
x 1m e 50 cm de profundidade, coletaram           tores do documento explicam a existência        terpretação dos restos recentemente des-
uma grande quantidade de material ósseo           de características arcaicas dos esqueletos      cobertos do chamado Homo floresiensis.
de várias dezenas de indivíduos.                  como aspectos derivados do desenvolvi-          O esqueleto completo de H. floresiensis
    Eram muito escassas partes ósseas             mento de um pequeno tamanho corporal            escavado em uma gruta na ilha de Flo-
associadas entre si, e os restos de se-           nas populações pigmóides.                       res está datado em aproximadamente 18
res humanos que foram recuperados pa-                 Comentário. Os fósseis de corpos hu-        mil anos, e ele é atribuído a uma pessoa
reciam estar alterados e redepositados            manos de pequeno porte da ilha de Palau         de 1 metro de estatura. Esta descoberta
(possivelmente por erosão e redeposição           representam um impressionante exemplo           paleontológica e sua interpretação atual-
de material já existente na gruta), duran-        de plasticidade morfológica. As caracterís-     mente são objeto de um grande debate
te chuvas intensas. Alguns restos de uma          ticas peculiares desta população sugerem        na comunidade científica, com alguns in-
espécie de caranguejo terrestre moderno           que certas modificações fenotípicas de          vestigadores propondo que o H. floresien-
foram encontrados também nos depósitos,           elementos do esqueleto podem ser de-            ses seja uma espécie humana distinta, e
e este organismo pode ter contribuído (por        sencadeadas por condições ecológicas e          outros argumentando que se trata de um
meio da bioperturbação dos sedimentos)            ambientais específicas, em um breve perí-       ser humano moderno com características
para a mobilização post mortem do con-            odo de tempo, e sem que necessariamen-          patológicas pertencentes a uma popula-
junto dos fósseis.                                te sejam geradas novas espécies. O apa-         ção afetada por nanismo insular. Os par-
    O material dos esqueletos extraídos           recimento de características arcaicas nos       tidários desta segunda teoria teriam agora
dos diferentes níveis na escavação piloto         esqueletos da ilha de Palau mostra como         um argumento mais forte, após o descobri-
foi datado através do método do radiocar-         alguns atributos morfológicos (freqüente-       mento dos restos humanos em Palau.
bono. As idades obtidas mostraram que,            mente considerados suficientes para fazer
apesar da bioperturbação dos segmentos,           distinção entre linhagens filogenéticas) po-                          Ronald Nalin, PhD.
a ordem estratigráfica dos depósitos se           dem refletir adaptações às condições eco-                   Geoscience Research Institute



        JORNADAS 2008 DE CRIAÇÃO,
    EVOLUÇÃO E EDUCAÇÃO NA ARGENTINA
                                                     Por Marcos Paseggi e Roberto E. Biaggi
                                                    Universidad Adventista del Plata, Argentina


    Organizado conjuntamente pelo Geos-           Uruguai e Paraguai, bem como numerosos          especialistas locais, bem como de membros
cience Research Institute (GRI), de Loma Lin-     assistentes das localidades e redondezas, e     do Geoscience Research Institute, de Loma
da, Califórnia, o Instituto de Investigações em   se desenvolveu sob o lema “Um fórum para        Linda, Califórnia (Foto 2). Entre estes últimos,
Geociência, Sede Sul-americana (na UAP),          dialogar sobre a fé e a razão e seu impacto     o encontro contou com a presença do Dr. L.
e os Departamentos de Educação da União           sobre a educação” (Foto 1).                     James Gibson, diretor do GRI, que apresen-
Austral e da Divisão Sul-Americana da IASD,           Durante os quatro dias do evento foram      tou conferências como as seguintes: “Deus e
o encontro contou com quase 350 docen-            realizadas mais de 25 apresentações, entre      a natureza: uma aproximação bíblica a res-
tes adventistas provenientes da Argentina,        elas várias conferências plenárias a cargo de   peito das origens”, “Uma visão criacionista

                                                                                                                    Nº 15 Ciências das Origens   11
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A origem da vida na terra

  • 1. Primeiro Semestre de 2008 Nº 15 Uma publicação do Geoscience Research Institute (Instituto de Pesquisas em Geociências) Estuda a Terra e a vida: sua origem, suas mudanças, sua preservação. Edição em língua portuguesa patrocinada pela DSA da IASD com a colaboração da SCB APRESENTAÇÃO DO DÉCIMO QUINTO NÚMERO DE CIÊNCIAS DAS ORIGENS TRADUZIDO PARA A LÍNGUA PORTUGUESA A Sociedade Criacionista Brasileira, Como sempre, ficam expressos os da Igreja Adventista do Sétimo Dia, na pes- dentro de sua programação editorial, tem agradecimentos da Sociedade Criacionista soa de seu Presidente, Pastor Erton Koeh- a satisfação de apresentar o décimo quinto Brasileira a todos os que colaboraram para ler, pela continuidade do apoio à publicação número deste periódico (primeiro número possibilitar esta publicação em língua portu- deste periódico. anual de 2008), versão brasileira de “Cien- guesa, e particularmente, a Roosevelt S. de cia de los Orígenes”, editado originalmente Castro pelo excelente trabalho de editoração Ruy Carlos de Camargo Vieira pelo “Geoscience Research Institute” (GRI) gráfica. Renovam-se também os agradeci- Diretor-Presidente da nos E.U.A. mentos especiais à Divisão Sul-Americana Sociedade Criacionista Brasileira A ORIGEM DA VIDA NA TERRA: RAZÕES PELAS QUAIS OS MODELOS NATURALISTAS SÃO IMPOSSÍVEIS Raúl Esperante, PhD Geoscience Research Institute, Loma Linda, Califórnia, EUA INTRODUÇÃO N2 O tema da origem da vida é de grande importância para qualquer modelo relacionado com a história da vida na Ter- Vapor d'água ra. Os cientistas criacionistas acreditam que Deus criou a Eletrodos vida na Terra há vários milhares de anos durante a semana da criação, segundo está descrito na Bíblia no livro de Gê- CH nesis, capítulo 1. Por outro lado, os evolucionistas afirmam 4 NH3 que a vida surgiu de componentes inorgânicos, por meio de reações químicas ao acaso que levaram à formação de mo- Condensador léculas orgânicas simples. Estas moléculas teriam se po- limerizado e formado as primeiras células que teriam sido a base para os organismos multicelulares complexos que vemos no registro fóssil e atualmente. A aceitação da tese Água fría evolucionista entre a maioria dos cientistas desencadeou a busca por um modelo naturalista para basear a sua hipó- tese. No século XX foram planejados vários experimentos para comprovar a viabilidade da origem inorgânica para as moléculas orgânicas. Estas alternativas, porém, não es- tão isentas de problemas. Neste artigo examinaremos os Água Água resfriada contendo compostos orgânicos modelos naturalistas propostos para a origem da vida, as pressuposições nas quais se baseiam os experimentos e os modelos para a síntese de moléculas orgânicas, as su- Calor postas provas apresentadas a favor destes modelos e os problemas que apresentam estes modelos naturalistas para a origem da vida. Amostra para análise química
  • 2. OS EXPERIMENTOS SOBRE A ORIGEM va, produzindo aminoácidos que poste- nas uma década após este experimento, INORGÂNICA DA VIDA riormente teriam se precipitado sobre a os cientistas já questionavam a postulada superfície da Terra. A evaporação teria composição da atmosfera da Terra primiti- O cenário naturalista de concentrado os aminoácidos em poças va que baseou essas descobertas. Oparin sobre rochas quentes da superfície. Este O primeiro planejamento sério sobre calor teria facilitado as reações químicas PROBLEMAS COM a origem naturalista da vida foi feito por ao acaso que ligaram vários aminoácidos OS EXPERIMENTOS Aleksandr Oparin, graduado pela Uni- através de laços peptídicos que eventual- versidade de Moscou. Depois que Louis mente formaram as primeiras proteínas. Os resultados químicos dos Pasteur refutou a geração espontânea em As proteínas são os componentes es- experimentos 1864, Oparin tentou responder à pergunta senciais da vida e todas as células e teci- Os experimentos de Miller e de outros feita pelos cientistas naturalistas: se um dos biológicos contêm milhares delas com usando uma atmosfera de metano, amônia organismo vivo provém de outro organis- funções diversas e específicas. Oparin su- e água para reproduzir hipotéticas condi- mo vivo, de onde veio o primeiro orga- geriu que essas proteínas deveriam ter-se ções da atmosfera primitiva produziram o nismo? Para responder a esta pergunta, concentrado para formar glóbulos coloi- que se cria terem sido os compostos or- em 1924 Oparin começou a desenvolver dais, que são agregados moleculares glo- gânicos precursores da vida nos oceanos a sua teoria sobre a origem da vida, que bulares estabilizados por forças eletros- primitivos. Miller obteve vários aminoáci- consiste na evolução química de molécu- táticas. Ele sugeriu que outras moléculas dos incluindo a glicina e a alanina, os dois las com carbono em um caldo primitivo. orgânicas (que também teriam tido uma aminoácidos mais simples encontrados As moléculas da vida são compostas origem inorgânica) incorporaram esses nas proteínas (Tabela 1).4 Estes resulta- de carbono (C), hidrogênio (H), nitrogênio glóbulos, criando um ambiente propício dos pareciam promissores e se esperava (N) e oxigênio (O), portanto qualquer ex- para certas reações químicas, as quais reconstruir com eles o cenário naturalista perimento que procurar explicar como co- em seguida conduziram à auto-síntese para a origem da vida. meçou a vida deve utilizar moléculas que das unidades agregadas. Oparin viu nes- Entretanto, há vários problemas com contenham esses átomos. Não obstante, se processo o primeiro passo em direção esses resultados. a presença de oxigênio livre pode des- à formação de células vivas. • Todos os aminoácidos obtidos nos truir muitas moléculas orgânicas, pelo que experimentos de síntese de labora- Oparin postulou que a atmosfera primitiva O experimento de Miller tório são quase ou totalmente racê- era muito reduzida e rica em metano (CH4) A teoria de Oparin foi retomada em micos 5, isto é, ocorrem como mistu- como fonte de carbono, hidrogênio (H2), e 1952 por Harold Urey, professor da Uni- ra de aminoácidos estereoisômeros amônia (NH3) como fonte de nitrogênio. 1 versidade da Chicago, e seu aluno Stan- L e D, enquanto que as proteínas Oparin sugeriu que a forte radiação ul- ley Miller. Urey havia aceito a sugestão das células são constituídas exclu- travioleta e as descargas elétricas atmos- de Oparin de que a atmosfera primitiva sivamente com aminoácidos do tipo féricas teriam acionado certas reações era rica em metano, hidrogênio, amônia e L. Isto é de fato um dos obstáculos químicas na atmosfera redutora primiti- vapor d’água.2 Com esta pressuposição, mais importantes que apresentam Miller preparou um aparato os experimentos naturalistas que Tabela 1 de vidraria no laboratório tratam de reproduzir as supostas Meteorito Experimentos de Urey (Figura 1) e ten- condições da atmosfera primitiva, Aminoácido tou obter os blocos quími- porque o poder de auto-organização Murchison de descarga cos essenciais por meio de (ou de polimerização em macromo- Glicina **** **** experiências controladas. léculas mais complexas) e a função Alanina **** **** Miller fez circular os gases baseiam-se nas características quí- Ácido α-amino-N-butírico *** **** através de descargas elétri- micas, físicas e estereoquímicas Ácido α-aminoisobutírico **** ** cas de alta voltagem que si- particulares das moléculas. Estas Valina **** ** mulavam relâmpagos, e de- características não foram observa- pois de alguns dias a água das em uma forma altamente orga- Norvalina **** *** tornou-se avermelhada e nizada em nenhuma das moléculas Isovalina *** ** turva.3 A análise química do pré-bióticas obtidas nos experimen- Prolina **** * “caldo” mostrou uma varie- tos de simulação.6 Ácido aspártico **** *** dade de compostos, incluin- • Alguns dos aminoácidos essenciais Ácido glutâmico **** ** do alguns aminoácidos e das proteínas, tais como a lisina, a β-Alanina ** ** outros produtos químicos histidina e a arginina não se obtêm Sarcosina ** *** orgânicos (Tabela 1). em quantidades perceptíveis ou O experimento de Miller úteis para a síntese de proteínas.7 N-Etilglicina ** *** produziu o tipo de resul- • Muitos dos aminoácidos obtidos nos N-Metilalanina ** ** tados que os naturalistas experimentos, incluindo a norvalina Ácido Pipecólico * * desejavam para comprovar e a norleucina, não têm nenhuma Ácido β-amino-N-butírico * * que a vida poderia ter uma função nas proteínas. Alguns des- Ácido β–aminoisobutírico * * origem inorgânica sob con- tes aminoácidos não aparecem de dições redutoras na suposta maneira natural na Terra. Ácido γ–aminobutírico * ** atmosfera primitiva. O expe- • Experimentos como os de Miller Tabela 1: Comparação entre os aminoácidos obtidos nos expe- rimento foi repetido muitas mostram que não é difícil produ- rimentos com descargas elétricas em condições comprovadas vezes por outros investiga- zir moléculas orgânicas a partir de de laboratório e os encontrados na análise de meteoritos caídos sobre a Terra. O número de asteriscos indica abundância relati- dores utilizando pequenas componentes inorgânicos. Entretan- va encontrada no meteorito ou a obtida no experimento. Dados variações na composição, to, os experimentos de Miller foram obtidos de L. E. Orgel. 1994. “The origin of life on the earth”. e obtendo resultados simi- realizados sob condições controla- Scientific American: 77-83. lares. Não obstante, ape- das de laboratório, que não se asse- 2 Nº 15 Ciências das Origens
  • 3. melham às condições dos sistemas noácidos) que sejam similares às relação a essa pressuposição. Poucos abertos na natureza. Para conseguir que estão nas células modernas; crêem que a atmosfera primitiva fosse o que se supõe ter acontecido ori- essas moléculas têm que polime- fortemente redutora, ou rica em hidro- ginalmente, os experimentadores rizar-se em compostos mais com- gênio. Segundo Tian et al., 12 as concen- ajustaram o sistema com condições plexos (proteínas) e ninguém sabe trações de CH4 e NH3 teriam sido baixas que também supuseram que existi- como poderia ter ocorrido isso no na atmosfera primitiva devido à rápida ram, e então quando obtiveram os oceano primitivo. perda produzida pela radiação solar ul- resultados previstos, os apresenta- • Os experimentos de simulação têm travioleta. A emissão vulcânica de CH4 e ram como explicação mais provável sido diversos e às vezes inverossí- NH3 não teria sido suficiente para man- para a origem da vida. Isto constitui meis. Assim, nesses experimentos ter altas concentrações desses gases. O um círculo vicioso. controlados têm-se obtido muitos modelo que implica alta concentração de • Além disso, ficou destacado que, compostos que teriam podido for- hidrogênio na atmosfera tem sido menos embora seja fácil obter moléculas mar-se em condições supostamen- discutido, e é sustentado por aqueles que orgânicas nesses experimentos te semelhantes às da Terra pré- pensam que a Terra primitiva conservou controlados, o que é realmen- biótica, porém as condições físicas eficientemente o hidrogênio leve, 13 e é te difícil (e não se conseguiu) é a e químicas de cada experimento rechaçado pelos que crêem que esse produção de moléculas que sejam são diferentes. Não se encontrou gás teria escapado facilmente da atmos- de suficiente baixa diversidade e ou sequer se sugeriu qualquer fera da Terra. 14 semelhantes às moléculas que modelo que proporcione todos os Outros geólogos e astrofísicos suge- hoje existem nos organismos vi- compostos biogênicos necessários rem que a atmosfera no Arqueano devia vos.8 Por que baixa diversidade? ao mesmo tempo e sem moléculas ser neutra, isto é, rica em dióxido de car- Porque a grande diversificação “inapropriadas”.10 bono (CO2) e nitrogênio molecular (N2). 15 poderia ser um obstáculo para a Entretanto, este modelo apresenta um polimerização, a transição de mo- A composição da atmosfera problema importante devido ao fato de léculas auto-replicadoras e a for- primordial que a síntese de moléculas pré-bióticas mação de células. O metabolismo Os modelos que se propõem para essenciais teria sido muito mais difícil na das células funciona somente utili- a evolução atmosférica, desde o Pré- presença de CO2 do que em atmosferas zando algumas centenas de molé- Cambriano, baseiam-se na hipótese da redutoras. Os experimentos de laborató- culas pequenas que se utilizam na acumulação progressiva de gases des- rio demonstram que a produção de cia- construção de diversos polímeros prendidos do interior da Terra e pelos neto de hidrogênio (HCN) e de formalde- (macromoléculas), e funcionam em primeiros organismos (para a escala de ído (H2CO), assim como de aminoácidos, vias metabólicas diversas. As en- tempo geológico segundo a concepção diminui consideravelmente em atmosfe- zimas intervêm na polimerização evolucionista, ver a Tabela 2). O proble- ras ricas em CO2 em comparação com das macromoléculas e nas reações ma principal desses modelos naturalistas atmosferas ricas em CH4, ou em monóxi- bioquímicas subseqüentes. As en- é a quantidade de oxigênio e hidrogênio do de carbono (CO). 16 Os experimentos zimas são específicas em sua ação no ar atmosférico antes da existência da demonstram que o cianeto de hidrogênio e no reconhecimento da natureza e vida, porque o oxigênio destruiria as mo- (HCN) e o formaldeído (H2CO), que são da estrutura da molécula a que se léculas orgânicas pelo processo de oxi- precursores essenciais das purinas e pi- unem. Se aceitarmos a origem na- dação. Essa é precisamente a razão pela rimidinas, e dos aminoácidos e açúcares, turalista das moléculas pequenas qual as células têm numerosos sistemas respectivamente, não se formariam em (no caldo primordial ou no espaço para prevenir a oxidação de seus com- uma atmosfera rica em CO2 e N2. exterior) então teremos que en- ponentes. Oparin e Miller sabiam que Devido às dificuldades que apresen- frentar o problema de uma grande para obter as moléculas orgânicas com tam os modelos de atmosfera redutora e variedade de moléculas, porque bombardeio de compostos inorgânicos neutra, alguns geólogos adotaram o ponto algumas delas teriam estruturas no sistema fechado teriam que eliminar de vista de que a atmosfera primitiva de- muito semelhantes. As enzimas o oxigênio livre do experimento. Foi as- via ser ligeiramente oxidante, isto é, com teriam uma quantidade enorme de sim que se supôs que o oxigênio não baixo conteúdo de O2 e com conteúdo de moléculas semelhantes sobre que teria podido estar presente na atmosfera CO2, N2 e H2O. 17 O oxigênio é produzi- atuar, e poderiam terminar unindo- primitiva, porque destruiria qualquer mo- do principalmente pelas algas verdes nos se às incorretas, impedindo assim lécula orgânica que se pudesse formar oceanos, especialmente as diatomáceas e o processo enzimático correto. Por- por processos naturais. Portanto, Oparin os cocolitofóridos, e pelas plantas verdes tanto, ainda que o caldo primordial e Miller assumiram a ausência de oxigê- terrestres. Entretanto, a ausência de algas contivesse uma variedade de mo- nio nos seus modelos da atmosfera pri- fotossintéticas e de plantas terrestres não léculas pequenas essenciais para mitiva, e Miller não incluiu esse gás no impede a formação de oxigênio na atmos- a polimerização, também poderiam seu experimento. O oxigênio é produzido fera porque certas quantidades pequenas estar presentes moléculas “inapro- por organismos fotossintéticos, porém de de oxigênio teriam sido geradas pela foto- priadas”, que inibiriam o início da acordo com a concepção evolucionista, dissociação das moléculas de água a ele- polimerização e do metabolismo. as plantas verdes e as algas não tinham vadas altitudes da atmosfera.18 Além dis- Esta é a razão pela qual Danchin aparecido ainda no planeta, portanto, so, inclusive uma pequena quantidade de indica que “nenhum cenário para a Oparin e Miller criam que se baseavam O2 pode danificar e destruir as moléculas origem da vida pode ser imaginado em uma pressuposição confiável. 11 orgânicas. Deste modo, deve-se pergun- além do ambiente organizado e se- Oparin e Miller propuseram que a at- tar quanto oxigênio esteve presente na at- letivo, antes da formação das mo- mosfera do Arqueano Inferior (ver Tabela mosfera primitiva e se ele desempenhou léculas que se utilizariam nas ma- 2) era redutora e rica em metano (CH4), algum papel nas reações químicas com cromoléculas” (ênfase no original).9 amônia (NH3), e não continha nitrogênio relação à origem da vida. Para solucionar Desta forma, não é suficiente obter molecular (N2) nem oxigênio (O2). Ora, a este enigma, os geólogos começaram a algumas moléculas orgânicas (ami- opinião dos cientistas está dividida com estudar as rochas buscando pistas. Nº 15 Ciências das Origens 3
  • 4. Rochas Pré-Cambrianas e Tabela 2 oxigênio na atmosfera A distribuição de alguns elementos Escala evolucionista do tempo geológico e compostos químicos, incluindo o en- Sistema ou Éon Era Época Idade (milhões de anos) xofre, o nitrogênio e o carbono orgânico Período depende em grande parte das condições Holoceno 0.0115 redox e diagenéticas primárias, isto é, da Pleistoceno 1.80 quantidade (ou pressão atmosférica) de Neógeno Cenozóico Plioceno 5.33 oxigênio disponível no ambiente. As ro- Mioceno 23.03 chas registram as reações químicas que ocorreram entre os gases atmosféricos Oligoceno 33.9 + - 0.1 e os elementos químicos, bem como ou- Paleógeno Eoceno 55.8 + - 0.2 tras condições ambientais que ocorreram Paleoceno 65.5 + - 0.3 na sedimentação e também os minerais Superior 99.6 + - 0.9 existentes no momento da precipitação Cretáceo Inferior 145.5 + - 4.0 mineral e do resfriamento do magma. Superior 161.2 + - 4.0 Mesozóico Nesse sentido, os geólogos examinaram algumas das rochas mais antigas conhe- Jurássico Médio 175.6 + - 2.0 cidas (na conceituação de tempo geológi- Inferior 199.6 + - 0.6 co padrão), e analisaram alguns depósi- Superior 228.0 + - 2.0 tos, minerais e estruturas que se acredita Triássico Médio 245.0 + - 1.5 terem se formado quando apareceram os Inferior 251.0 + - 0.4 primeiros organismos. Examinaram tam- bém várias características geológicas Lopingiano 260.4 + - 0.7 que poderiam proporcionar provas para Permiano Guadalupiano 270.6 + - 0.7 a presença de oxigênio na atmosfera Cisuraliano 299.0 + - 0.8 primitiva, incluindo certos minerais tais Superior 318.1 + - 1.3 Fanerozóico como a uraninita e a pirita, camadas ro- Carbonífero Inferior 359.2 + - 2.5 chosas basálticas, formações com cama- Superior 385.3 + - 2.6 das de ferro em lâminas, concentrações de ferro (Fe), carbono (C), enxofre (S) e Devoniano Médio 397.5 + - 2.7 o conteúdo isotópico nas rochas. Depois Inferior 416.0 + - 2.8 Paleozóico de várias décadas de estudo, os resulta- Pridoli 418.7 + - 2.7 dos foram parciais e pouco conclusivos. Ludlow 422.9 + - 2.5 Muitos cientistas encontraram indícios Siluriano Wenlock 428.2 + - 2.3 que sugerem a presença de oxigênio nas rochas de cerca de 3,7 bilhões de anos, Llandovery 443.7 + - 1.5 enquanto outros afirmam não encontrar Superior 460.9 + - 1.6 provas da presença desse gás na atmos- Ordoviciano Médio 471.8 + - 1.6 fera até mais recentemente. Examinare- Inferior 488.3 + - 1.7 mos algumas dessas provas conforme Furongiano 501.0 + - 2.0 descritas na literatura científica. Cambriano Médio 513.0 + - 2.0 Inferior 542.0 + - 1.0 As rochas mais antigas da Terra As rochas mais antigas conhecidas pe- Neoproterozóico 1000 los geólogos são do período Arqueano In- Proterozóico Mesopoterozóico 1600 Pré-Cambriano ferior (Tabela 2) e afloram parcialmente na Paleoproterozóico 2500 superfície em algumas áreas no Escudo Neoarqueano 2800 Canadense, Austrália, África, Groenlândia Mesoarqueano 3200 e na Fenoescandinávia, área que abran- Arqueano Paleoarqueano 3600 ge o norte da Escandinávia e o noroeste da Rússia. Essas são rochas magmáticas Eoarqueano Limite inferior não definido e metamórficas, datadas entre 2,5 e 3,8 Tabela 2: Escala de tempo geológico utilizada pelos cientistas evolucionistas. “Ciências das Ori- bilhões de anos, segundo a escala de gens” não aceita a extensão de tempo de milhões de anos para a presença da vida na Terra, em- tempo evolucionista. O Gneiss de Acasta, bora utilize a escala para facilitar a comunicação com os leitores.  no Escudo Canadense, contém o mineral zircão, que foi datado em cerca de 4,03 A presença de uraninita e pirita de substituição do carbono nos fósseis. A bilhões de anos, e que se julga ser a rocha A uraninita é um mineral que se com- presença de uraninita e pirita nas rochas terrestre mais antiga conhecida, segundo põe principalmente de dióxido de urânio do pré-cambriano médio é interpretada a cronologia geológica padrão, com base (UO2) e quantidades menores de UO3 e geralmente como de procedência detríti- em datações radiométricas. Uma rocha óxidos de chumbo (Pb), tório (Th), e outros ca, isto é, procedentes da erosão de ro- potencialmente mais antiga foi encontra- elementos traços. A pirita é um sulfeto de chas anteriores, e altamente solúveis em da no metaconglomerado de Jack Hills na ferro (FeS2), o mais comum dos minerais água com oxigênio. Portanto, a presença Austrália Ocidental, com cristais de zircão de enxofre, geralmente associado com de uraninita e de pirita tem sido interpre- datados em 4,4 bilhões de anos, porém há outros sulfetos e óxidos nas rochas sedi- tada por alguns cientistas como prova de controvérsia a respeito dessa idade. mentares e metamórficas, e como mineral uma atmosfera inicial redutora, deficiente 4 Nº 15 Ciências das Origens
  • 5. em oxigênio (com baixa pressão atmos- são semelhantes em extensão e es- Não tendo sido destruídos, teriam se man- férica de oxigênio). Entretanto, a natureza pessura, e não se encontrou nenhum tido conservados nas rochas areníticas pré- e a origem da uraninita e dos minerais da depósito maciço de pirita em seqüên- cambrianas e as rochas calcareníticas litorâ- pirita são altamente discutíveis, e os dados cias sedimentares ou vulcânicas do neas depositadas sob condições isentas de sugerem que os oceanos e a atmosfera do Arqueano. 22 oxigênio deveriam conter abundante carbo- Pré-cambriano Inferior não seriam diferen- • As semelhanças não se limitam à na- no orgânico. A matéria betuminosa também tes dos atuais. tureza e à distribuição das rochas se- deveria ser abundante nas rochas argilosas Nos sedimentos atuais, a pirita se origina dimentares ricas em urânio e ferro de depositadas em ambientes da franja litorâ- principalmente por meio de dois processos: todas as épocas, mas sim estendem- nea entre as marés alta e baixa. Contudo, a redução do sulfato na água do mar pelas se às rochas ricas em carbono orgâni- os depósitos litorâneos pré-cambrianos não bactérias e a produção de sulfeto durante a co e sulfeto em muitos locais. 23 Se as mostram essa alta concentração prevista de decomposição de matéria orgânica. O sulfe- rochas primitivas do Pré-Cambriano óleos betuminosos, mas são muito seme- to também tem duas origens de menor im- fossem depositadas sob uma atmos- lhantes aos sedimentos litorâneos formados portância, que são as emissões vulcânicas fera isenta de oxigênio sua composi- nas condições atuais. 25 e a pirita detrítica. De que maneira a presen- ção química deveria ser notavelmen- ça dos minerais de sulfeto em sedimentos te diferente com relação às que se Presença de biotita e feldspato indica quais puderam ter sido as condições tivessem formado em uma atmosfera Os geólogos observaram que as ro- oceânicas e atmosféricas num mundo pré- rica em oxigênio. chas do Proterozóico e do Fanerozóico cambriano? são muito semelhantes em composição e • Dimroth e Kimberley assinalam que Presença e distribuição do carbono or- mineralogia com relação à presença de mi- não se encontrou pirita detrítica nas gânico nerais de biotita, feldspato e dos isótopos rochas areníticas de origem fluvial e Toda a matéria orgânica oxida-se rapi- de carbono (C). marinhas logo acima do Proterozóico damente nas condições atmosféricas atu- Os minerais biotita e feldspato aparecem Inferior em Quebec, Canadá. 19 O re- ais, e essa é a razão pela qual as células nas rochas de todas as épocas. A biotita se gistro geológico não mostra nenhuma estão equipadas com numerosos mecanis- oxida na presença de oxigênio, e portanto diferença geoquímica fundamental mos para prevenir que esse processo de deveria haver sobrevivido na suposta at- entre as rochas do Pré-Cambriano decomposição aconteça espontaneamente. mosfera pobre de oxigênio do Proterozóico. (quando a atmosfera era suposta- A decomposição parcial da matéria orgâni- Entretanto, as provas geológicas indicam mente livre de oxigênio) e as rochas ca produz carbono orgânico dissolvido na que a biotita não sobreviveu melhor no Pro- ricas em ferro e urânio do Fanerozói- coluna de água e nos sedimentos, porém terozóico do que no Fanerozóico, quando co. Posto que os geólogos crêem que esse carbono oxida-se facilmente sob a a atmosfera era rica em oxigênio. Os felds- as rochas sedimentares registram atmosfera rica em oxigênio, um processo patos são suscetíveis à carbonatação, um as condições ambientais contempo- que ocorre rapidamente em sedimentos de processo de desgaste pela ação atmosfé- râneas no momento da deposição, granulação mais grosseira como o arenito, rica causada pelo dióxido de carbono na conclui-se que a semelhança entre e mais lentamente em sedimentos argi- atmosfera. Uma atmosfera rica deste gás, as rochas pré-cambrianas e do Fane- losos. 24 O carbono orgânico que se acu- segundo sugerido por alguns geólogos, de- rozóico indica semelhança em condi- mula na areia das praias, deltas e dunas, veria ter eliminado a maior parte dos felds- ções atmosféricas e oceânicas, e que oxida-se e desaparece em um tempo muito patos das rochas pré-cambrianas, mas este portanto a atmosfera do Pré-cambria- curto. Os depósitos aluviais dos meandros mineral também sobreviveu.26 Estas provas no devia ter sido similar ou igual à do abandonados, lagunas, estuários, oceanos mineralógicas indicam que muito provavel- resto dos períodos geológicos. e lagos profundos podem apresentar com- mente as rochas pré-cambrianas se forma- • Em sedimentos recentes 20 encontra- postos ricos em matéria orgânica por um ram sob condições atmosféricas muito se- se sulfeto especialmente em asso- tempo maior, especialmente se mantêm-se melhantes às do Fanerozóico, e portanto às ciação com xistos betuminosos. 21 isolados do oxigênio e da água, porém logo atuais, contradizendo assim a idéia de que Este sulfeto é originado por bactérias se destroem devido à ação bacteriana. O a atmosfera Pré-Cambriana fosse pobre em redutoras, que necessitam oxigênio que sucederia em ambientes semelhantes oxigênio. para decompor a matéria orgânica. sob a suposta atmosfera isenta de oxigênio As análises de xistos pré-cambrianos do Pré-Cambriano? Presença de Isótopos de Carbono e fanerozóicos indicam a presença Segundo os modelos de Oparin e de Os paleontólogos têm estado sem- de sulfeto, o que sugere que estas Miller, ter-se-iam formado numerosas molé- pre interessados em encontrar as provas rochas teriam sido formadas sob culas orgânicas na atmosfera do Pré-Cam- mais antigas do metabolismo da célula, condições similares nos oceanos, e briano. Estas moléculas orgânicas teriam e têm desenvolvido técnicas sofisticadas que a redução bacteriana já se dava caído no oceano e teriam se mantido na sua para detectá-lo em amostras de rochas durante a deposição dos sedimentos superfície, como se passa com os hidrocar- antigas. A atividade enzimática nas célu- pré-cambrianos. bonetos que resultam da poluição dos oce- las deixa sinais bioquímicos específicos • O sulfeto formado por atividade vul- anos modernos, os quais formam uma pelí- na matéria orgânica, que às vezes se cânica oxida-se rapidamente sob as cula oleosa espessa na superfície da água. conserva nas rochas sob certas condi- condições atuais, e os sulfetos de Estas substâncias oleosas envelhecem e ções. Os blocos constituintes da maté- metais pesados formam-se somente se polimerizam rapidamente para formar o ria orgânica são C, S, H, O e N, que se sob condições excepcionais. Seria de betume que comumente se encontra em al- apresentam em diversas variações iso- esperar que nos oceanos pobres em gumas praias na franja entre as marés altas tópicas. Um destes sinais bioquímicos oxigênio do Pré-Cambriano o sulfeto e baixas. Felizmente esses agentes conta- é o quociente isotópico 12C/13C (também lançado pelos vulcões submarinos minadores betuminosos são destruídos pe- chamado δ13C/δ12C). Nos seres vivos o formasse espessas acumulações de las bactérias sob as condições atmosféricas 12 C prevalece sobre o 13C, pelo que a ma- pirita no fundo do mar. Entretanto, os atuais, mas não teriam sido destruídos em téria orgânica tende a ser pobre em 13C depósitos vulcanogênicos de sulfeto um ambiente isento de oxigênio como aque- relativamente ao 12C. Os esforços que se do Pré-Cambriano e do Fanerozóico le postulado para o Pré-Cambriano Inferior. têm desenvolvido para encontrar moléculas Nº 15 Ciências das Origens 5
  • 6. orgânicas ou os seus rastros isotópicos Vida surgindo de fontes E o professor Deamer complementou: em rochas pré-cambrianas têm dado hidrotermais “Ainda não sabemos o que fazer resultados polêmicos, e as idades obti- Alguns cientistas supõem que as pri- com isto, porém estes resultados pare- das são discutíveis, porém as estruturas meiras moléculas orgânicas e as primei- cem eliminar algumas de nossas idéias encontradas são úteis quando se com- ras células emergiram de emanações vul- sobre de onde poderia ter começado a param com estruturas semelhantes em cânicas ou fontes hidrotermais no fundo vida. Uma possibilidade é que a vida rochas mais recentes. Os exemplos são oceânico. Esta idéia foi proposta depois realmente começou em ‘uma pequena abundantes. da descoberta da rica e diversificada fau- lagoa quente’, mas não em regiões vul- • Button 27 e Nagy 28 encontraram mi- na associada às fontes hidrotermais no cânicas ou fontes hidrotermais subma- crofósseis de algas cocóides e verde- fundo do oceano, a qual não depende do rinas.” 32 azuladas filamentosas nos estroma- sol como fonte de energia. Outros cientis- tólitos dolomítico-cálcicos das rochas tas indicam que a vida pode ter surgido de Apesar de estar aumentando rapida- sedimentares do grupo Wolkberg, lagoas termais associadas à atividade vul- mente em muitos campos o conhecimento na África do Sul. A presença desses cânica. De fato, essa idéia havia sido pro- sobre como funciona o mundo, parece que microfósseis levaria a idade mínima posta já por Charles Darwin, que sugeriu a resposta à pergunta sobre como começou para a atmosfera com oxigênio para que a vida poderia ter começado em uma a vida na Terra continua sendo evasiva para 2,6 bilhões de anos. Os microfósseis “pequena lagoa termal”. A idéia de que a aqueles que sustentam um ponto de vista encontrados nessas rochas sedimen- vida emergiu de lagoas hidrotermais em naturalista. tares antigas são análogos às algas regiões vulcânicas foi investigada experi- verde-azuladas modernas, o que in- mentalmente e os resultados foram apre- Uma fonte extraterrestre dica que a complexidade bioquímica sentados em um simpósio internacional para a matéria orgânica e funcional já estava presente muito realizado Royal Society de Londres, em Alguns cientistas têm concentrado sua cedo na suposta evolução da vida, fevereiro de 2006. Antes de sua apresen- atenção no sentido da busca de provas para questionando assim o lento processo tação, o professor David indicou que a existência de vida em rochas procedentes de evolução e seu modelo abiogênico do espaço exterior. A relativa abundância de para a origem da vida. “Vão já para 140 anos desde que matéria orgânica nos meteoritos e na poei- • Domroth e Kimberley indicam que o Charles Darwin sugeriu que a vida ra cósmica suscitou o interesse de alguns quociente entre o carbonato orgâ- poderia ter começado em ‘uma pe- cientistas desde que William Thomson (Lord nico e inorgânico é semelhante nas quena lagoa quente’. Agora estamos Kelvin) propôs a idéia de que a vida na Terra rochas sedimentares de todas as ida- pondo à prova se a idéia de Darwin procedeu dos meteoritos, e desde que a pa- des, incluindo as rochas do período era boa, porém o fazemos nas ‘pe- lavra panespermia foi cunhada pelo biólogo Arqueano. A constância dos quocien- quenas lagoas quentes’ associadas alemão Hermann Richter. Segundo essa tes isotópicos do carbono orgânico às regiões vulcânicas de Kamchatka hipótese, as primeiras moléculas orgânicas e inorgânico encontrados em rochas (Rússia) e do Monte Lassen (Cali- não se originaram na Terra, mas vieram do sedimentares é uma indicação da fórnia). Os resultados são surpreen- espaço exterior. 33 A Tabela 3 mostra algu- constância relativa da produção de dentes, e em alguns sentidos decep- mas das muitas moléculas orgânicas que se oxigênio livre 30 e questiona a idéia de cionantes também. Parece que as têm detectado nos corpos interplanetários. 34 que a atmosfera primitiva fosse dife- águas ácidas termais que contêm ar- Foi Svante Arrhenius (1859-1927), ganhador rente da atual. gila não proporcionam as condições do prêmio Nobel, quem desenvolveu essa A análise das rochas mais antigas indica apropriadas para que os produtos idéia de uma maneira cientifica, sugerindo que a atmosfera e os oceanos tiveram uma químicos possam combinar-se para que alguns micróbios poderiam ser lança- composição química semelhante desde o formar os ‘organismos pioneiros’. dos ao espaço interplanetário por fortes tor- período Arqueano há cerca de 2,4 a 4,0 bi- Verificamos que certos compostos mentas, e percorrer o espaço interplanetário lhões de anos, segundo a escala de tempo orgânicos, como os aminoácidos e impelidos pela pressão de radiação (portan- evolucionista. Portanto, se prevalecesse o as bases do DNA, que são os blocos to, os cometas e os meteoritos não seriam ponto de vista naturalista, as moléculas e as constituintes da vida, aderiram for- necessários para o transporte). Nos anos 50 células orgânicas, teriam que ter surgido em temente à superfície das partículas do século XX, o astrônomo Otto Struve su- condições ambientais não muito diferentes de argilas nas lagoas vulcânicas da geriu que certos seres inteligentes poderiam da biosfera atual. Entretanto, os geólogos região de Kamchatka. O fosfato, ou- ter levado vida de um planeta a outro em sabem que esse panorama é inverossímil tro ingrediente essencial para a vida, épocas passadas, embora não necessaria- dentro do seu paradigma. também aderiu à superfície da argila. mente com um propósito. Nos anos poste- Observamos o mesmo em uma la- riores, os físicos Wickramasinghe e Hoyle MODELOS ALTERNATIVOS: SISTEMAS goa que fervia no monte Lassen. A encontraram o que consideraram rastros HIDROTERMAIS E PROCEDÊNCIA razão pela qual isto é significativo é de vida na poeira estelar, e sugeriram que EXÓGENA que havia sido proposto que a argila a vida não só se originou no espaço exterior Devido a ser difícil produzir compostos catalisa interessantes reações quími- num passado distante, mas também que a orgânicos utilizáveis e adequados por meios cas que conduzem à origem da vida. evolução terrestre continua sendo condu- naturalistas em atmosferas redutoras, neutras Entretanto, em nossos experimen- zida pela entrada de material genético ex- ou oxidantes, os cientistas têm explorado duas tos, os compostos orgânicos aderi- traterrestre através de uma chuva contínua alternativas na investigação a respeito da ori- ram tão fortemente às partículas de de matéria orgânica, inclusive de germes. gem da vida: 1) a síntese de moléculas orgâ- argila que não podiam experimentar Acredita-se que alguns dos meteoritos que nicas em emissões hidrotermais submarinas nenhuma reação química. Além dis- caem na Terra procedem de Marte ou da e 2) uma origem extra-terrestre para os com- so, quando introduzimos moléculas Lua 35 sugerindo que a transferência de ma- postos orgânicos; cada uma dessas idéias su- semelhantes às do sabão nestas la- terial de certos corpos espaciais para a Ter- postamente apoiada por provas particulares e goas não se formaram membranas, ra pode acontecer regularmente. Se nesses baseadas em postulados muito improváveis. as quais são necessárias para for- corpos planetários existe alguma forma de mar as células” 31 vida microbiana, esta poderia alcançar a su- 6 Nº 15 Ciências das Origens
  • 7. perfície da Terra por meio do material caído. sólidas e muito questionáveis, e até sua polimerização, mas sim a sua incorpo- Embora atrativa, essa idéia foi rechaçada agora todos esses exemplos foram ração em estruturas moleculares funcionais pela maioria dos cientistas. desmentidos. e auto-reprodutoras.36 Ainda mais difícil de Alguns meteoritos que foram encontra- • Epistemologicamente, a idéia da pa- solucionar é a origem e a polimerização dos dos na superfície da Terra, em particular o nespermia também apresenta sérios ácidos nucléicos DNA e RNA, os portadores meteorito Murchison, contêm muitos dos problemas, não somente porque não da informação genética dentro da célula. Os aminoácidos que Miller obteve em seus proporciona uma boa explicação para ácidos nucléicos são longas estruturas que experimentos de síntese (Tabela 1). Isso a origem da vida na Terra, mas tam- resultam da complexa e ordenada polime- levou alguns cientistas a sugerir que a vida bém porque requer uma explicação rização de moléculas de açúcar (pentose), ou as moléculas necessárias para iniciar independente para a origem da vida fosfato e de purinas e pirimidinas. Quatro a vida poderiam ter procedido do espaço em outro local. De onde surgiram es- purinas – adenina, guanina, hipoxantina e exterior. Esta idéia, entretanto, deparou-se ses microorganismos que se acham xantina, e uma pirimidina – uracila, foram com numerosos problemas desde que foi nos meteoritos? Alguns cientistas afir- encontrados no meteorito Murchison (Ta- inicialmente proposta, e apesar de que al- mam que, dada a imensa extensão bela 1). 37 Entretanto, estas moléculas por guns físicos e astrônomos ainda a apóiem, do Universo inteiro, é altamente pro- si mesmas são inúteis, a menos que se perdeu a sua credibilidade devido a sérios vável que em alguma parte exista (ou polimerizem e sirvam como portadoras de inconvenientes. tenha existido) alguma forma de vida. informação codificada. Neste sentido, os in- • Os meteoritos que haviam caído na Entretanto, não foi proporcionada ne- vestigadores encontraram muitas dificulda- superfície da Terra teriam que ter so- nhuma prova científica para tal idéia, des ao tentar explicar a origem espontânea brevivido ao calor causado pelo atrito e o modelo carece de dados que o dos ácidos nucléicos polimerizados, e não com a atmosfera, e isto somente é apóiem, e mesmo que essas formas foi sugerido nenhum modelo plausível. possível se o meteorito originalmente de vida extraterrestres existissem, Qualquer modelo naturalista para a ori- tivesse um tamanho significativo. não há prova de que houvessem con- gem da vida não somente teria que explicar • O espaço é um ambiente letal para tribuído para a origem da vida em ou- como foram polimerizadas as proteínas e o qualquer forma de vida, porque a ra- tros corpos celestiais. DNA a partir de moléculas pequenas, mas diação, os raios cósmicos e os ventos também como conectaram suas funções por estelares alteram ou destroem muitas MUNDO DE RNA meio de um código, e qual delas deu origem das moléculas orgânicas, incluindo o Os modelos naturalistas para a origem ao metabolismo. As proteínas são necessá- DNA e o RNA. Não é provável que das moléculas orgânicas pré-bióticas fazem rias para fazer funcionar a informação ge- qualquer organismo sobreviva na po- frente a numerosas dificuldades para expli- nética do DNA, e o DNA é necessário para eira estelar ou ainda nos corpos me- car a sua formação nos supostos oceanos e formar as proteínas. Assim, pois, qual surgiu teoríticos pequenos. atmosfera primitivos, quaisquer que fossem primeiro? Ambos os caminhos necessitam de • Foram apontados vários exemplos as condições químicas desses ambientes. um código de expressão (o código genético de meteoritos com supostas provas Não obstante, o problema mais sério não é universal), e se for suposto que trabalharam da presença de microorganismos. a formação dos “blocos moleculares” (ami- em conexão nos primeiros tempos, como e Entretanto, essas provas são pouco noácidos, carboidratos, purinas, etc.), nem de onde conseguiram o código? TABELA 3 Moléculas interestelares e cometárias Fórmulas Monômeros resultantes e algumas propriedades Hidrogênio H2 Agente redutor Água H 20 Dissolvente universal Amônia NH3 Catálise e aminação Monóxido de Carbono CO (+H2) Ácidos graxos Formaldeído CH2O Ribose e glicerol Acetaldeído CH3CHO (+CH2O) Desoxirribose Aldeído RCHO (+HCN e NH3) Aminoácidos Sulfeto de hidrogênio H2S (+outros precursores) Cisteína e metionina Tioformaldeído (interestelar) CH2S Cisteína e metionina Cianeto de hidrogênio HCN Purinas e aminoácidos Cianocetileno (interestelar) HC3N (+cianato) Pirimidinas Cianamida (interestelar) H2NCN Agente condensante para a síntese de biopolímeros Nitrito de fósforo (interestelar) PN Fosfatos e nucleotídeos Fosfato (meteoritos e poeira interplanetária PO4 3- Fosfatos e nucleotídeos Tabela 3: Compostos bioquímicos presentes no espaço interestelar e em cometas. Com exceção do fosfato, todas as demais moléculas foram detectadas nas nuvens interestelares, e muitas têm sido detectadas em cometas. As moléculas que foram detectadas somente nas nuvens intereste- lares estão indicadas com a palavra interestelar. Dados obtidos de Oró J, Miller SL, Lazcano A. 1990. “The origin and early evolution of life on Earth”. Annual Review of Earth. and Planetary Sciences 18:317-56. Nº 15 Ciências das Origens 7
  • 8. Sydney Altman em 1978 e Thomas R. mensionais ligeiramente diferentes). zido à origem espontânea de células vivas. Cech em 1981 descobriram que um tipo Estes isômeros se relacionam uns Têm procurado reconstruir artificialmente a particular de RNA mostrava capacidade com os outros, mas são quimicamen- vida em um “caldo primitivo”, onde estariam enzimática, que é a capacidade de ativar e te não equivalentes, e nunca apare- presentes todos os componentes orgânicos acelerar reações bioquímicas. Acharam que cem no RNA moderno porque os me- necessários. Entretanto, para fazer isso, têm certos tipos de RNA reagiam como as en- canismos químicos das células não que provar que a matéria inorgânica poderia zimas, fragmentando-se espontaneamente permitem a sua formação. Porém, em produzir essa “sopa orgânica primitiva”. Por- em dois pedaços e tornando a unir-se mais um cenário primitivo como o postula- tanto, é necessário assumir as condições do adiante. Esta classe de RNA recebeu o do pelos cientistas naturalistas, esses oceano e da atmosfera na Terra primitiva, nome de ribozimas. Sob condições contro- açúcares teriam sido relativamente há uns 4 bilhões de anos, segundo a cro- ladas em laboratório, estas ribozimas eram abundantes, resultando na inibição nologia evolucionista. É necessário também capazes de catalisar sua própria síntese de formação das cadeias de RNA. 43 imaginar os possíveis cenários para a sínte- sem a ação catalítica de proteínas enzimáti- • As quatro bases nucléicas (adenina, se de moléculas orgânicas complexas, mo- cas. Esta descoberta levou alguns cientistas guanina, citosina e uracila) codificam léculas auto-replicantes com informações a imaginar um planeta no qual a vida teria a informação genética por meio da or- genéticas, e também para a agregação de surgido das moléculas de RNA, o chamado dem em que se estruturam ao longo moléculas orgânicas múltiplas em células “mundo de RNA”. 38 da molécula do RNA. A adenina e a autônomas. Seria viável esta idéia de um mundo de guanina são obtidas facilmente em Para explicar o aspecto inorgânico dos RNA? Vários experimentos de laboratório experimentos de laboratório por uma primeiros organismos, Oparin, Miller e ou- demonstraram que é possível obter peque- cascata de reações acionadas por luz tros sugeriram uma atmosfera redutora nos polímeros de nucleotídeos por meio de ultra-violeta. Entretanto, alguns cien- (isenta de oxigênio) durante pelo menos o catálise não biológica, obtendo nucleotídeos tistas se perguntam porque a evolu- período Pré-Cambriano Inferior. Estes or- semelhantes aos naturais.39 Outros experi- ção teria selecionado essas bases ganismos teriam sido procariontes unice- mentos mostraram a possibilidade de obter dentre milhares de outros compostos lulares, vivendo muito provavelmente em cadeias auto-replicantes de nucleotídeos.40 semelhantes. 44 microambientes isolados no oceano. Alguns Entretanto, estes experimentos apresentam • O modelo naturalista do mundo de experimentos realizados para simular a for- vários problemas importantes e o modelo RNA deve explicar por que o fósfo- mação da matéria orgânica a partir de com- do mundo de RNA tem sido questionado ro, um elemento raro na natureza, é postos inorgânicos basearam-se em mo- em seu conjunto, mesmo por alguns de um componente essencial do RNA. delos de oceanos e atmosferas fortemente seus primeiros proponentes.41 Apresentam- Yamagata et. al. Encontraram polifos- redutores, com metano e amônia, em lugar se aqui algumas das suas dificuldades mais fatos em emissões vulcânicas, o que de CO2, O2 e N2. Outros têm sugerido uma significativas tem sido ligado à origem das primeiras atmosfera intermediária, com CO2 e N2. Não • Os compostos utilizados nos experi- moléculas orgânicas. 45 Não obstante, obstante, ainda que de um ponto de vista mentos de síntese de RNA são nu- os polifosfatos se hidrolisariam (rom- químico o modelo de atmosfera redutora cleotídeos ativados, que são mais periam) espontaneamente na água seja atrativo, ele carece virtualmente de reativos que os naturais. As reações para formar fosfatos insolúveis, que apoio entre os cientistas devido à ausência não ocorriam utilizando nucleotídeos se precipitariam para o fundo marinho de provas biogeoquímicas nas rochas, e das normais. Em qualquer caso, o modelo para formar rochas sedimentares. contradições com a presença de fósseis em do mundo de RNA teria que explicar • Devemos também considerar a pro- rochas antigas. Estes fósseis representam a origem do caldo pré-biótico de nu- babilidade extremamente baixa de organismos complexos que não se teriam cleotídeos. formação espontânea de enzimas desenvolvido em atmosferas redutoras. Se • O ácido nucléico usado nos experi- e de RNA. O modelo do mundo de as primeiras moléculas orgânicas surgiram mentos é o DNA, que é mais fácil de RNA requer a síntese espontânea de de matéria inorgânica no despontar da vida, sintetizar do que o RNA, embora seja nucleotídeos a partir de componentes então devemos poder encontrar provas de este o que se acredita ter-se formado mais simples, e de sua polimerização conteúdo orgânico nas rochas pré-cambria- primeiro no oceano primitivo. subseqüente, em uma seqüência sig- nas. Entretanto, as rochas pré-cambrianas • Alguns compostos replicadores utili- nificativa, tudo isso em um ambiente são muito semelhantes ao resto das rochas zados nos experimentos agregam-se aquoso, no qual predomina a hidrólise da coluna sedimentar, incluindo o seu con- no momento apropriado durante o – reação oposta à da polimerização. teúdo orgânico. Isto não é o que esperarí- experimento. Isto é, a auto-replicação Como se originou então inicialmente amos se a atmosfera pré-cambriana fosse se consegue com a ajuda do cientis- o RNA? Não é fácil sintetizar o RNA isenta de oxigênio. ta que controla o experimento, o qual em experimentos de laboratório, nem As diversas propostas sugerem cenários tem que intervir constantemente para sequer sob condições controladas, diversos que incluem o cosmos, a panes- certificar-se de que as reações ocor- menos ainda nas supostas condições permia, as partículas de poeira interestelar, ram na ordem desejada e o processo oceânicas pré-bióticas. o gelo cometário, o oceano primitivo, um pe- não entre em colapso antes de alcan- queno lago ou lagoa, gretas rochosas e as çar uma certa etapa estável. CONCLUSÕES fontes ou respiradores termais nos fundos • O RNA se compõe de ribose (açúcar), Os cientistas evolucionistas tentam ex- oceânicos. Os evolucionistas também se de uma base orgânica e de uma mo- plicar a origem da vida por meio de modelos perguntam sobre qual teria sido a fonte de lécula de ácido fosfórico. O processo especulativos naturalistas, baseados em energia que esteve disponível para a origem que produz a ribose também gera pressuposições materialistas para o Univer- naturalista da matéria viva, e têm sugerido outros açúcares, cuja presença pode so, a Terra e a vida nela. Nestes modelos se que ela possa ter sido proveniente de des- inibir a síntese do RNA. 42 Além dis- especula sobre a composição inicial da at- cargas elétricas na atmosfera, luz ultravio- so, qualquer reação primordial teria mosfera, dos oceanos primitivos e das con- leta do sol, energia geotérmica, vulcanismo formado uma mistura de isômeros da dições físicas da Terra em geral. Muitos têm ou mudança de temperatura. A respeito do ribose (variedades da mesma molé- tentado reproduzir as condições hipotéticas tipo de Terra primitiva, os evolucionistas se cula, mas com configurações tridi- na Terra primitiva que poderiam ter condu- dividem entre aqueles que crêem que a at- 8 Nº 15 Ciências das Origens
  • 9. mosfera era redutora ou oxidante, os conti- 2. Urey H. 1952. “On the early chemical history 26. Dimroth e Kimberley 1976. nentes completamente cobertos pelo oceano of the Earth and the origin of life”. Proceedings 27. Button A. 1973. “Algal stromatolites of the ou parcialmente expostos, e com uma crosta of the National Academy of Sciences USA early Proterozoic Wolkberg Group, Transvaal 38:351-63. Sequence”. Journal of Sedimentary Research principalmente basáltica ou argilosa. Quanto 3. Miller S. 1953. “A production of amino acids 43: 160-7. à pergunta sobre o tipo de sistemas redox under possible primitive Earth conditions”. 28. Nagy LA. 1975. “Comparative micropaleon- utilizados nas reações primitivas das células, Science 117:528-9. tology of a Transvaal stromatolite (approxima- também não têm nenhuma resposta defini- 4. Orgel LE. 1994. “The origin of life on the earth”. tely 2,3.109 years old) and a Witwatersrand da, com sugestões que vão desde associa- Scientific American: 77-83. carbon seam (approximately 2,6.109 years ção ferro-fótons, oxigênio-água e a associa- 5. McClendon JH. 1999. “The origin of life”. old)”. Abstracts with Programs – Geological ção sulfeto de ferro e sulfeto de hidrogênio. Earth-Science Reviews 47: 71-93. Society of America 7:1209-10. Qual foi a enzima que catalisou a formação 6. Dose K. 1988. “The origin of life. More ques- 29. Dimroth e Kimberley 1975. tions than answers”. Interdisciplinary Science 30. Watanabe Y, Naraoka H, Wronkiewicz DJ, dos primeiros polímeros das proteínas e dos Reviews 13:348-56. Condie KC, Ohmoto H. 1997. “Carbon, nitro- nucleotídeos? Segundo alguns experimen- 7. Weber AL, Miller SL. 1981. “Reasons for the gen and sulfur geochemistry of Archean and talistas, o RNA foi tanto o primeiro polímero occurrence of the twenty coded protein amino Proterozoic shales from the Kaapvaal Craton, quanto a primeira enzima, outros crêem que acids”. Journal of Molecular Evolution 17:273- South Africa”. Geochimica et Cosmochimica os minerais acionaram as reações bioquími- 84. Miller S. 1992. “The prebiotic synthesis of Acta 61:3441-59. cas; outros sugerem que os oligopeptídeos organic compounds as a step toward the ori- 31. Segundo foi divulgado pela “Royal Society aceleraram as reações químicas complexas, gin of life”. In Major events in the history of life, of London” em sua página na Internet, e outros perguntam-se se o modelo de RNA ed. JW Schopf, pp. 1-28. United States: Jones http://royalsociety.org/news?asp=&id=4254. and Barlett Publ. Boston, MA, United States. Acessado em 28 de dezembro de 2007. não é parecido ao dilema de quem nasceu 8. Danchin A. 1988. “El origin de la vida”. Mundo O sabão apresenta um alto conteúdo de primeiro, o ovo ou a galinha. Científico 8:934-42. lípídios e gorduras que, ao se solubilizarem Foram propostos muitos modelos para a 9. Ibid. em águas termais formam pequenas bolhas origem naturalista da vida, e tem-se levado 10. Aguilera JA. 1992. “Luces y sombras sobre ou membranas. Alguns cientístas propõem a efeito numerosos experimentos para obter el origen de la vida”. Mundo Científico 13:508- que essas membranas poderiam atuar como proteínas e DNA em condições controladas 19. precursoras das complexas membranas de laboratório. Os resultados variam, porém 11. Esta é uma forma de raciocíno circular: par- celulares. Entretanto, as observações aqui até agora somente se obtiveram cadeias ao tindo de uma concepção evolucionista, supu- apresentadas negam tal possibilidade. seram que as plantas fotossintetizadoras não 32. Ibid. acaso de aminoácidos (chamados de “pro- haviam ainda aparecido sobre a terra, e con- 33. Anders E. 1989. “Pre-biotic organic mat- teinóides”) e de ácidos nucléicos modifica- seqüentemente postularam que a atmosfera ter from comets and asteroids”. Nature dos e não funcionais. Estes experimentos estava livre de oxigênio. 342:255-7. têm demonstrado que é possível produzir 12. Tian F, Toon OB, Pavlov AA, De Sterck H. 34. Oró J, Miller SL, Lazcano A. 1990. “The ori- moléculas orgânicas simples, assim como 2005. “A hydrogen-rich early Earth atmosphere”. gin and early evolution of life on Earth”. An- algumas macromoléculas, proteínas e áci- Science 308:1014-7. nual Review of Earth and Planetary Sciences dos nucléicos, sob condições controladas 13. Ibid. 18:317-56. de laboratório. Depois de várias décadas 14. Catling DC. 2006. Comment on “A hydrogen- 35. Foi sugerido que os fortes impactos que rich early Earth atmosphere”. Science 311. ocorrem nesses planetas poderiam expelir de experimentos, a abordagem construti- 15. Chyba CF, Thomas PJ, Brookshaw L, Sagan pedaços de rochas da superfície pára o espa- vista que busca proporcionar um provável C. 1990. “Cometary delivery of organic mole- ço exterior, os quais percorreriam distâncias modelo naturalista para a origem da vida cules to the early earth”. Science 249:366-73. interplanetárias e finalmente cairiam em ou- já alcançou o limite de suas possibilidades. 16. Ibid. tros planetas, inclusive a Terra. Todos estes experimentos tentam aplicar 17. Ohmoto H. 1996. “Evidence in pre-2.2 Ga Pale- 36. Aguilera 1992. observações químicas feitas no presente osols for the early evolution of atmospheric oxy- 37. McClendon 1999. aos cenários do passado, porém carecem gen and terrestrial biota”. Geology 24: 1135-8. 38. Gilbert W. 1986. “The RNA world”. Nature de fundamento científico para os avalizar. 18. Brinkman RT. 1969. “Dissociation of water 319:618. vapor and evolution of oxygen in the terrestrial 39. Ferris JP, Ertem G. 1993. “Montmorillonite ca- Como disse Horgan, “Mesmo que os cien- atmosphere”. Journal of Geophysical Resear- talysis of RNA oligomer formation in aqueous- tistas pudessem criar algo no laboratório ch 74:5355-68. solution - A model for the prebiotic formation com propriedades semelhantes à vida, te- 19. Dimroth E, Côté R, Provost G, Rocheleau of RNA”. Journal of the American Chemical riam ainda de perguntar a si mesmos: é as- M, Tassé N, Trudel P. 1975. “Preliminary Society 115:12270-5. sim que aconteceu originalmente?”47 report on stratigraphic and tectonic work in 40. Li T, Nicolau KC. 1994. “Chemical self-re- Os cientistas evolucionistas tentam de- Rouyn-Noranda area”. Quebec Department plication of palindromic duplex DNA”. Nature monstrar que a origem abiogenética ou inor- Natural Resources, Open File Report: 40. 369:218-21. gânica da vida é altamente provável, e que 20. Os geólogos utilizam o termo “recente” para 41. Uma excelente revisão dos problemas rela- referir-se aos últimos 11.500 anos da história tivos ao modelo do mundo de RNA se encon- a evolução darwiniana é um fato. Porém, do planeta Terra, segundo a escala cronoló- tra em Mills GC, Kenyon D. 1996. “The RNA estes experimentos mostram o contrário, gica evolucionista. world: a critique”. Origins & Design 17:9-14. revelando as grandes dificuldades que exis- 21. Berner RA. 1970. “Sedimentary pyrite for- 42. Horgan J. 1991. “En el principio...” Investiga- tem no postulado de que a vida pudesse ter- mation”. American Journal of Science 268:1- ción y Ciencia: 80-90. se originado de materiais inertes. Mostram 23. 43. Waldrop MM. 1989. “Did life really start out in também que os próprios resultados mais 22. Dimroth E, Kimberley MM. 1976. “Precam- an RNA world?” Science 146:1248-9. simples podem ser obtidos somente sob brian atmospheric oxygen; evidence in the 44. Ibid. condições controladas, o que indica que um sedimentary distributions of carbon, sulfur, 45. Yamagata Y, Watanabe H, Saitoh M, Namba uranium and iron”. Canadian Journal of Earth T. 1991. “Volcanic production of polyphospha- planejador inteligente deve estar envolvido. Sciences 13:1161-85. tes and its relevance to prebiotic evolution”. Nesse sentido, a alternativa da ação 23. Ibid. Nature 352:516-9. A hidrólise ou ruptura quí- sobrenatural de Deus criando o Universo, a 24. Van Andel TH. 1964. “Recent marine se- mica dos polifosfatos nas águas oceânicas, Terra e a vida, adquire um grande sentido. diments of the Gulf of California”. In Marine lacustres ou fluviais sería favorecida pelo fato Geology of the Gulf of California, ed. TH Van de que a água está subsaturada nos fosfa- REFERÊNCIAS Andel, GG Shor, pp. 216-310: American As- tos. 1. Oparin AI. 1938. Origen de la vida. Mexico DF: sociation of Petroleum Geologists. 46. Chyba e Sagan 1996. Editores Mexicanos Unidos. 112 pp. 25. Dimroth e Kimberley 1975, 1976. 47. Horgan 1991. Nº 15 Ciências das Origens 9
  • 10. ABIOGÊNESE E EXOBIOGÊNESE Raúl Esperante, PhD Geoscience Research Institute, Loma Linda, Califórnia As hipóteses atuais sobre a origem da vida na Terra podem ser resumidas em duas palavras: abiogênese e exobiogênese. A abiogênese é a idéia de que a vida na Terra originou-se pela combinação casual de moléculas orgânicas simples que por sua vez teriam surgido de reações químicas entre moléculas inorgânicas. O cientista russo Oparin foi o primeiro a formular esta idéia, usando palavreado científico nos anos 30 do século XX, e foi seguido pela maioria dos geólogos e dos biólogos durante o século XX. Em 1952, Miller realizou alguns experimentos para provar a viabilidade do modelo de Oparin para a origem inorgânica da vida. A exobiogênese é a idéia de que a vida na Terra ou suas moléculas constituintes vieram do espaço exterior. Exobiologia é um termo que se refere ao estudo e à distribuição das formas de vida no Universo. Pode-se falar de três tipos de exobiogênese: • A chegada à Terra de moléculas orgânicas simples e essenciais; • A chegada à Terra de moléculas orgânicas complexas, e • Chegada à Terra de organismos completos que se teriam originado em alguma outra parte. Esta idéia se chama panespermia. Posto que os cometas, os asteróides carbonatados e a poeira interplanetária são relativamente ricos em moléculas orgânicas, alguns cientistas especulam que esses materiais teriam podido contribuir para o conteúdo orgânico pré-biótico terrestre, e expli- cam assim a origem da vida na Terra. A idéia da exobiogênese apresentou-se depois que os cientistas se deram conta da falta de provas para a geração espontânea, na Terra, de moléculas orgânicas complexas que pudessem formar as células vivas. Alguns partidários do modelo exobiogenético são Enrico Fermi, prêmio Nobel que projetou e desenvolveu a primeira bomba atômica nos Estados Unidos, o biofísico húngaro e também prêmio Nobel Leo Szilard, os astrofísicos Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe, Francis Crick, que foi prêmio Nobel e co-descobridor do DNA como molécula principal da herança biológica, Leslie Orgel, biólogo pesquisador do Instituto Salk, o astrofísico da NASA Joan Oró, e muitos outros. Francis Crick e Leslie Orgel criam mesmo que a vida na Terra havia se originado com microorganismos enviados em foguetes procedentes de outro planeta de nossa galáxia, idéia que chamaram de “panespermia dirigida”. A idéia da exobiogênese enfrenta problemas importantes: • A ausência de qualquer evidência direta de que a exobiogênese realmente ocorreu alguma vez na Terra. As idéias da exo- biogênese e da panespermia são pura especulação. • A probabilidade extremamente baixa de que a vida extraterrestre tenha sido compatível com os ambientes naturais na Terra. • A probabilidade excessivamente baixa de que as moléculas ou as células extraterrestes sobrevivessem milhões de anos no ambiente do espaço, que é extremamente hostil à vida. A severa radiação cósmica ultravioleta e de raios-X teria destruído qualquer célula viva que vagasse pelo universo. Por décadas os cientistas têm sido incapazes de propor uma explicação provável para a origem naturalista da vida. Agora, muitos decidiram enviar este insuperável problema para o espaço. De fato, isso não solucionou o dilema. O METEORITO MURCHISON O principal objetivo dos cientistas naturalistas que estavam no meteorito antes de entrar na órbita da estudam como surgiu a vida na Terra é encontrar a Terra ou se formaram-se depois de ele ter caído. origem das várias moléculas orgânicas que são ne- A composição química deste e de outros mete- cessárias para construir as moléculas complexas que oritos tem sido desafiada por alguns cientistas que fazem funcionar as células. Os cientistas perguntam- asseguram que as rochas mostram indícios de con- se se um bombardeio meteorítico sobre a Terra teria taminação durante o seu manejo e armazenagem. podido trazer estas moléculas orgânicas essenciais. Mesmo os meteoritos que têm sido manejados e ar- Uma forma para responder esta pergunta é estudar a mazenados cuidadosamente podem aparecer con- composição química dos meteoritos. taminados após um certo prazo. O problema real é O meteorito Murchison é um meteorito que caiu discernir se um meteorito se contaminou ou não. em 1969 a cerca de 100 km ao norte de Melbourne, Para uma revisão do estado da investigação so- Austrália. A análise de amostras interiores da rocha bre o meteorito Murchison e o problema da contami- mostrou a presença de aminoácidos. Alguns desses nação, ver a página da internet da revista Astrobio- aminoácidos estão presentes na Terra, porém outros logy Magazine intitulada “Murchison’s amino acids: não. Mais de 50 dos aminoácidos encontrados no tainted evidence?” em http://www.astrobio.net/news/ meteorito não estão presentes na Terra. Entretanto, modules.php?op=modload&name=News&file=articl os cientistas perguntam-se se esses aminoácidos e&sid=375. 10 Nº 15 Ciências das Origens
  • 11. ATUALIZAÇÃO CIENTÍFICA Comentário sobre seres humanos de pequena estatura com aspecto arcaico Publicação Original: Berger LR, Churchill mantém, e que o esqueleto pode ter entre lógicas dentro da variabilidade da mesma SE, De Klerk B, Quinn RL. 2008. Small- aproximadamente 940 a 2890 anos antes herança genética. Têm sido interpretadas bodied humans from Palau, Micronesia. do presente. Os espécimes de maior idade como adaptações gerais a determinados PLoS ONE 3/3:e1780. doi: 10.1371/jour- têm um tamanho de distribuição compatí- regimes climáticos a forma do corpo e nal.pone.0001780. vel com uma população de pequenos cor- as características morfológicas de outros pos de Homo sapiens adultos, cuja média restos humanos que parecem ser diferen- A descoberta. O arquipélago de Palau de massa corporal é estimada em cerca tes das populações humanas modernas está situado no Oceano Pacífico aproxi- de 30 a 50 kg. Os indivíduos desta popula- (como Neandertais e antigos seres huma- madamente a cerca de 600 quilômetros a ção parecem possuir uma série de carac- nos anatomicamente modernos de Israel). leste das Ilhas Filipinas e ao norte de Pa- terísticas morfológicas (como o cérebro de O exemplo dos seres humanos de Palau púa – Nova Guiné. Em 2006, uma explo- tamanho pequeno, arco supraorbital am- ilustra as limitações de uma focalização ração preliminar de duas grutas nas ilhas pliado e ausência de barba), que seriam taxonômica baseada unicamente na mor- menores do arquipélago levou o Dr. Lee considerados primitivos no gênero Homo. fologia, devido ao fato de que a variabilida- Berger à descoberta de numerosos res- Berger e seus colegas interpretam o de observada nos restos humanos poderia tos de esqueletos humanos conservados pequeno tamanho do corpo dos fósseis ser simplesmente o registro das diferentes na superfície do material depositado na humanos da Ilha de Palau como resultado adaptações do mesmo grupo, ou o reflexo gruta. As expedições subseqüentes, que de nanismo insular, semelhante ao obser- de certas divisões genéticas. incluíram a escavação arqueológica piloto vado em outros locais desta ilha tropical É provável que o estudo dos fósseis de num pequeno quadrado de dimensões 1m do sudeste da Ásia. Neste contexto, os au- Palau tenha também impacto sobre a in- x 1m e 50 cm de profundidade, coletaram tores do documento explicam a existência terpretação dos restos recentemente des- uma grande quantidade de material ósseo de características arcaicas dos esqueletos cobertos do chamado Homo floresiensis. de várias dezenas de indivíduos. como aspectos derivados do desenvolvi- O esqueleto completo de H. floresiensis Eram muito escassas partes ósseas mento de um pequeno tamanho corporal escavado em uma gruta na ilha de Flo- associadas entre si, e os restos de se- nas populações pigmóides. res está datado em aproximadamente 18 res humanos que foram recuperados pa- Comentário. Os fósseis de corpos hu- mil anos, e ele é atribuído a uma pessoa reciam estar alterados e redepositados manos de pequeno porte da ilha de Palau de 1 metro de estatura. Esta descoberta (possivelmente por erosão e redeposição representam um impressionante exemplo paleontológica e sua interpretação atual- de material já existente na gruta), duran- de plasticidade morfológica. As caracterís- mente são objeto de um grande debate te chuvas intensas. Alguns restos de uma ticas peculiares desta população sugerem na comunidade científica, com alguns in- espécie de caranguejo terrestre moderno que certas modificações fenotípicas de vestigadores propondo que o H. floresien- foram encontrados também nos depósitos, elementos do esqueleto podem ser de- ses seja uma espécie humana distinta, e e este organismo pode ter contribuído (por sencadeadas por condições ecológicas e outros argumentando que se trata de um meio da bioperturbação dos sedimentos) ambientais específicas, em um breve perí- ser humano moderno com características para a mobilização post mortem do con- odo de tempo, e sem que necessariamen- patológicas pertencentes a uma popula- junto dos fósseis. te sejam geradas novas espécies. O apa- ção afetada por nanismo insular. Os par- O material dos esqueletos extraídos recimento de características arcaicas nos tidários desta segunda teoria teriam agora dos diferentes níveis na escavação piloto esqueletos da ilha de Palau mostra como um argumento mais forte, após o descobri- foi datado através do método do radiocar- alguns atributos morfológicos (freqüente- mento dos restos humanos em Palau. bono. As idades obtidas mostraram que, mente considerados suficientes para fazer apesar da bioperturbação dos segmentos, distinção entre linhagens filogenéticas) po- Ronald Nalin, PhD. a ordem estratigráfica dos depósitos se dem refletir adaptações às condições eco- Geoscience Research Institute JORNADAS 2008 DE CRIAÇÃO, EVOLUÇÃO E EDUCAÇÃO NA ARGENTINA Por Marcos Paseggi e Roberto E. Biaggi Universidad Adventista del Plata, Argentina Organizado conjuntamente pelo Geos- Uruguai e Paraguai, bem como numerosos especialistas locais, bem como de membros cience Research Institute (GRI), de Loma Lin- assistentes das localidades e redondezas, e do Geoscience Research Institute, de Loma da, Califórnia, o Instituto de Investigações em se desenvolveu sob o lema “Um fórum para Linda, Califórnia (Foto 2). Entre estes últimos, Geociência, Sede Sul-americana (na UAP), dialogar sobre a fé e a razão e seu impacto o encontro contou com a presença do Dr. L. e os Departamentos de Educação da União sobre a educação” (Foto 1). James Gibson, diretor do GRI, que apresen- Austral e da Divisão Sul-Americana da IASD, Durante os quatro dias do evento foram tou conferências como as seguintes: “Deus e o encontro contou com quase 350 docen- realizadas mais de 25 apresentações, entre a natureza: uma aproximação bíblica a res- tes adventistas provenientes da Argentina, elas várias conferências plenárias a cargo de peito das origens”, “Uma visão criacionista Nº 15 Ciências das Origens 11