Pesquisa realizada em parceria em São Carlos, Japão, Estados Unidos e Reino Unido recriou em laboratório reações químicas que podem ter ocorrido há 4 bilhões de anos e propiciaram o surgimento da vida na Terra.
O estudo foi publicado no Journal of the American Chemical Society.
O experimento demonstrou que, sem a presença de enzimas, gradientes naturais de pH, potencial redox e temperatura presentes em fontes hidrotermais submarinas podem ter promovido a redução de dióxido de carbono (CO₂) a ácido fórmico (CH₂O₂) e a subsequente formação de ácido acético (C₂H₄O₂). Potencial redox é a medida da tendência de uma substância ganhar ou perder elétrons em uma reação de oxirredução. Os resultados confirmaram a hipótese de que as fontes termais submarinas teriam desempenhado papel fundamental no processo.
“A hipótese é a de que esses contrastes físico-químicos presentes nas vizinhanças das fontes termais geram uma voltagem natural – como acontece entre o lado de dentro e o de fora da mitocôndria. É essa voltagem que sustenta as reações químicas”, diz o primeiro autor do trabalho, Thiago Altair Ferreira. Doutor em ciências pelo Departamento de Físico-Química do Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (IQSC-USP), Ferreira é atualmente pesquisador no Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN), em Wako, Japão.
Os resultados do estudo reforçam o papel das fontes hidrotermais alcalinas na Terra primitiva, mostrando que duas etapas protometabólicas podem emergir de gradientes naturais e superfícies minerais, sem a necessidade de maquinarias biológicas complexas.
“A condição inicial para a vida não é uma ‘sopa’ de moléculas orgânicas, mas ordem no lugar e no tempo certos, mantida por trocas de energia e de entropia. Trabalhamos a lógica de gradientes físico-químicos acionando reações, na presença de superfícies minerais que lembram os sítios ativos de enzimas”, resume Ferreira.
Embora o foco do estudo tenha sido ciência básica, com possível aplicação em astrobiologia (mediante a proposição de cenários para os contextos oceânicos da lua de Júpiter, Europa, e da lua de Saturno, Encélado), a abordagem inspira também aplicações tecnológicas.
“A partir da importância dos sítios metálicos análogos aos das enzimas, podemos pensar em materiais e condições mais estáveis e eficazes para a eletrocatálise e a produção de hidrogênio, que é hoje uma grande aposta como alternativa energética sustentável, bem como para a redução do CO2 atmosférico, que é um problema fundamental no contexto das mudanças climáticas”, sugere Ferreira.
O estudo reuniu pesquisadores do Brasil, Japão, Reino Unido e Estados Unidos. Entre eles, o professor Hamilton Varela, orientador do doutorado de Ferreira.
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