As primeiras formas de vida na Terra precisavam de um prato de ingredientes, mas um desses ingredientes, o fósforo mineral, há muito tempo intriga os cientistas. Ninguém sabia como o fósforo, um dos seis principais elementos químicos da vida, se tornou abundante o suficiente na Terra primitiva para que a vida surgisse.
Agora, os pesquisadores podem ter a resposta; os lagos que prosperaram em locais secos no início da Terra provavelmente desempenharam um papel fundamental no fornecimento de fósforo, escreveram os pesquisadores em um novo estudo publicado em 30 de dezembro na revista Proceedings da Academia Nacional de Ciências.
A descoberta explica como esse escasso mineral se tornou abundante na sopa primordial da Terra. Em outras palavras, ajuda os cientistas a entender como a vida provavelmente surgiu. "Por 50 anos, o chamado 'problema do fosfato' tem atormentado estudos sobre a origem da vida", disse o co-pesquisador Jonathan Toner, professor assistente de ciências da Terra e do Espaço da Universidade de Washington.
O fósforo é crucial para a vida como a conhecemos. O mineral ajuda a formar a espinha dorsal das moléculas de DNA e RNA; ancora lipídios, ou gorduras, que separam as células do ambiente ao seu redor; e ajuda a fornecer energia vital, servindo como o principal componente de moléculas como o trifosfato de adenosina ou ATP.
Para investigar o "problema do fosfato", os pesquisadores do novo estudo analisaram lagos ricos em carbonatos, encontrados em ambientes secos. Esses lagos, também conhecidos como lagos refrigerantes, se formam quando a água da paisagem circundante entra em depressão. A evaporação torna a água do lago salgada e alcalina (o que significa que ele tem um pH alto).
Os pesquisadores fizeram medições de fósforo em lagos de soda em todo o mundo, incluindo os lagos Mono e Searles, na Califórnia, o lago Magadi, no Quênia, e o lago Lonar, na Índia.
Embora as concentrações de fósforo variem de acordo com a estação do ano, esses lagos ricos em carbonatos tinham até 50.000 vezes mais fósforo do que o encontrado na água do mar, rios e outros tipos de lagos, de acordo com Toner e o co-pesquisador David Catling, professor de Terra e espaço. ciências da Universidade de Washington.
Essas altas concentrações sugerem que um processo natural permite que o fósforo se acumule nesses lagos, disseram os pesquisadores. No entanto, era difícil experimentar nos próprios lagos, porque eles hospedam uma esplêndida variedade de animais que afetam a composição química de cada lago. O lago Magadi, na África, por exemplo, abriga um famoso bando de flamingos.
Para entender como um lago sem vida poderia dar vida, os pesquisadores experimentaram água rica em carbonato em garrafas.
A equipe observou que, devido ao seu teor de carbonato, os lagos de soda apresentam altos níveis de fósforo. Normalmente, o cálcio nos lagos se liga ao fósforo para produzir minerais sólidos de fosfato de cálcio, que tornam seus minerais constituintes inacessíveis à vida. Mas em lagos com altos níveis de carbonato, o carbonato supera o fosfato na ligação ao cálcio. Como resultado, parte do fosfato está disponível gratuitamente na água, de acordo com experimentos realizados por Toner e Catling.
"É uma idéia direta, que é seu apelo", disse Toner. "Resolve o problema do fosfato de maneira elegante e plausível."
É a estação
Durante as estações secas, os níveis de fosfato podem subir nos lagos de soda, o que significa que esses corpos podem ter níveis de fosfato 1 milhão de vezes maiores que os da água do mar.
"Os níveis extremamente altos de fosfato nesses lagos e lagoas teriam impulsionado reações que colocariam o fósforo nos componentes moleculares do RNA, proteínas e gorduras, todos necessários para manter a vida", disse Catling no comunicado.
Cerca de 4 bilhões de anos atrás, o ar rico em dióxido de carbono da Terra ajudaria a criar esses lagos com altos níveis de fósforo, disseram os pesquisadores. Isso ocorre porque lagos ricos em carbonato geralmente se formam onde as atmosferas têm altos níveis de dióxido de carbono. Além disso, o dióxido de carbono se dissolve na água, tornando-o mais ácido, que, por sua vez, libera fósforo das rochas.
"A Terra primitiva era um lugar vulcanicamente ativo, então você teria muitas rochas vulcânicas frescas reagindo com dióxido de carbono e fornecendo carbonato e fósforo aos lagos", disse Toner. "A Terra primitiva poderia ter hospedado muitos lagos ricos em carbonatos, que teriam concentrações de fósforo altas o suficiente para iniciar a vida".
Este estudo complementa outro artigo publicado pelos dois pesquisadores em 2019, que mostra que os lagos refrigerantes também podem fornecer amplo cianeto, um produto químico que é mortal para os seres humanos, mas não para os micróbios primitivos. O cianeto poderia ter apoiado a formação de aminoácidos e nucleotídeos, os blocos de construção de proteínas, DNA e RNA - em essência, os principais ingredientes da vida, disseram os pesquisadores.
