Андрей Тихомиров
Origem da vida

Biólogos alemães provaram experimentalmente que as moléculas de RNA de transporte podem se tornar o principal elemento na evolução das primeiras formas de vida. Sob certas condições, eles são capazes de se reunir em unidades funcionais que reproduzem a informação genética exponencialmente.

A transferência da informação genética é realizada sequencialmente: primeiro do DNA para o RNA (esse processo é chamado de transcrição) e, em seguida, a síntese protéica (tradução) é realizada na matriz do RNA. Em uma operação conhecida como replicação, as proteínas duplicam a informação genética codificada em moléculas de DNA e armazenada no núcleo da célula, distribuindo-a igualmente entre duas células filhas durante a divisão, e o processo se repete.

O paradoxo do dogma central da biologia molecular é que já no primeiro estágio, compostos proteicos complexos – enzimas atuam como catalisadores da transcrição: em determinada seção, a dupla hélice do DNA é desenrolada sob a ação de enzimas, e uma das cadeias torna-se uma matriz para a construção da chamada matriz, ou RNA informacional (mRNA), que então participa da tradução.

Ou seja, no nível molecular, surge a velha questão sobre a origem da vida—o que era primário – um ovo ou uma galinha: as proteínas são necessárias para a transmissão da informação genética, mas sua própria síntese depende da transcrição.

Biólogos da Universidade Ludwig e Maximilian de Munique provaram experimentalmente pela primeira vez que pequenas mudanças nas moléculas de RNA de transporte (tRNA) permitem que elas se montem em uma unidade funcional que pode reproduzir informações.

Assim, segundo os cientistas, o RNA de transporte atuando como intermediário entre o mRNA e as proteínas poderia ser um elemento-chave na evolução das primeiras formas de vida: as moléculas de tRNA poderiam interagir autonomamente entre si para formar uma espécie de Módulo de replicação capaz de replicar exponencialmente as informações.

"Nossos estudos das primeiras formas de replicação molecular e nossa descoberta da ligação entre replicação e Tradução nos aproximam da reconstrução da origem da vida", disse um dos autores do estudo, Dieter Braun, em um comunicado à imprensa da Universidade.

Para que tal sistema funcione, é necessário um ambiente de não equilíbrio para lançar os processos físicos e químicos correspondentes, acreditam os cientistas. Portanto, todos os seus experimentos envolveram uma sequência repetida de flutuações de temperatura.

Cada experimento começou com um modelo – uma estrutura de informação que consiste em dois tipos de sequências de nucleotídeos centrais. Os pesquisadores demonstraram que, sob condições que mudam periodicamente, uma estrutura binária de modelo pode ser copiada muitas vezes. Tal mecanismo de replicação poderia ter ocorrido em um microssistema hidrotermal na Terra primitiva.

Em particular, de acordo com os autores, um ambiente favorável para tais ciclos de reação poderia ter se desenvolvido em Rochas porosas no fundo do mar, onde as flutuações naturais de temperatura estão associadas às correntes de convecção.

Os paleontólogos descobriram fósseis semelhantes a esponjas em recifes antigos com 890 milhões de anos. Se os resultados forem confirmados, será o achado mais antigo de organismos vivos multicelulares da Terra.

Acredita – se que os primeiros organismos multicelulares, que podem ser atribuídos com segurança aos animais, surgiram na Terra há cerca de 635 milhões de anos, em Ediacaria-o último período geológico do Proterozóico. Estamos falando de vendobiontes – misteriosos organismos radialmente e bilateralmente simétricos que levavam um estilo de vida sedentário ou sedentário.

No entanto, alguns cientistas acreditam que os primeiros animais da Terra foram esponjas – multicelulares marinhos presos ao fundo, que ainda hoje estão espalhados pelo mundo.

Esponjas fósseis antigas bem preservadas são conhecidas desde o período Cambriano, que começou há 541 milhões de anos, mas análises filogenéticas e biomarcadores indicam que as esponjas existiam muito antes e, em rochas sedimentares com 750 milhões de anos, os cientistas encontraram espículas de silício – elementos do esqueleto mineralizado de esponjas.

A paleontóloga Canadense Elizabeth Turner, da Laurentian University, descobriu fósseis extremamente semelhantes em estrutura a esponjas em recifes antigos no noroeste do Canadá. Os recifes pertencem a estruturas bacterianas, são compostos por carbonato de cálcio e têm 890 milhões de anos.

Nas amostras de rocha, Turner identificou redes ramificadas de estruturas tubulares mineralizadas com calcita – carbonato de cálcio cristalino. O pesquisador observou que essas estruturas são muito semelhantes ao esqueleto fibroso das esponjas córneas, que atualmente são utilizadas para a produção de esponjas para lavagem.

O autor acredita que essas estruturas podem ser os restos fossilizados de esponjas de chifre que viveram em recifes de carbonato por mais 90 milhões de anos antes que o nível de oxigênio na Terra subisse para concentrações consideradas necessárias para manter a vida animal.

Se as suposições do cientista forem confirmadas, descobrirá que a evolução dos primeiros animais em nosso planeta ocorreu independentemente da oxigenação – saturação de oxigênio da atmosfera, e os primeiros organismos foram capazes de sobreviver às glaciações globais mais severas do período criogênico da história da Terra, que ocorreram entre 720 e 635 milhões de anos atrás.

A julgar pelos resultados da reconstrução micropetrográfica, a esponja mais antiga era um organismo semelhante a um verme preso com um tamanho dos primeiros milímetros a um centímetro, que vivia na superfície ou no interior de recifes construídos por cianobactérias calcificadoras-fotossintetizadores.

A raridade dos achados de esponjas da idade Neoproterozóica é explicada pelo fato de que, muito provavelmente, elas não possuíam esqueletos mineralizados – siliciosos ou calcários, mas consistiam exclusivamente em compostos de proteína – espongina ou queratina. Por isso, acredita o cientista, em depósitos antigos é preciso procurar Não elementos esqueléticos – espículas—, mas impressões de tecidos moles que preservaram a estrutura. Os paleontólogos já conheceram essas estruturas antes, mas as interpretaram como colônias fósseis de algas ou protozoários.