Energia alta, radiação ultravioleta do Sol é conhecida por causar risco de vida, no entanto, a energia fornecida por nossa estrela desempenhou um papel importante como motor essencial da vida na Terra.

Antes que a vida começasse, radiação do Sol foi a principal fonte de energia em nosso planeta, assim como é hoje. Neste pobre oxigênio, mundo pré-biótico, a energia solar pode ter fornecido o impulso para transformar moléculas orgânicas simples em outras mais complexas, que foram usados ​​como os blocos de construção da biologia e da vida.

Um novo artigo de dois autores da Universidade do Colorado em Boulder considera como isso pode ter acontecido por meio de uma revisão da literatura existente sobre o assunto.

"Estamos vendo exemplos na literatura e em nosso próprio laboratório onde a luz do sol foi usada para construir moléculas complexas a partir de materiais de partida pré-bióticos, "disse a autora principal Rebecca Rapf, candidato a doutorado em físico-química.

O papel, “A luz solar como motor energético na síntese de moléculas necessárias à vida, "com coautoria de seu orientador, Veronica Vaida, apareceu recentemente no jornal Físico Química Física Química . O trabalho de Rapf é apoiado por uma bolsa de estudos da Terra e do Espaço da NASA, bem como por fundos do Programa de Mundos Habitáveis ​​da NASA.

A falta de oxigênio na atmosfera primitiva significa que mais radiação ultravioleta de alta energia do Sol teria atingido a superfície da Terra pré-biótica do que hoje, onde é filtrado por ozônio. Mesmo que este componente da luz solar possa ser destrutivo para certas biomoléculas, a energia fornecida ainda pode ser útil para a química do início da vida, Rapf disse. "Mesmo se você destruir uma molécula, é dividido em partes menores, pedaços muito reativos que prontamente sofrem reações adicionais, recombinação para formar moléculas maiores de alta energia. "

Em particular, os pesquisadores ficaram intrigados com um grupo de ácidos carregados de oxigênio chamados oxoácidos. Um exemplo é o ácido pirúvico, que está no centro das principais vias metabólicas da vida hoje. Quando dissolvido em água e iluminado com luz ultravioleta, ácido pirúvico é conhecido por reagir para formar moléculas maiores, com rendimentos mais elevados nas condições de oxigênio limitado que seriam encontradas na Terra primitiva.

O ácido pirúvico é apenas uma de uma classe de moléculas que reagem da mesma maneira para formar essas espécies maiores. Outra molécula desta classe, Ácido 2-oxooctanóico, é particularmente interessante porque é um exemplo de um lipídio simples. O ácido 2-oxooctanóico era provavelmente "prebioticamente relevante, "Rapf adicionado, o que significa que pode ser útil para a química que eventualmente levou à vida.

Em um estudo anterior sobre ácido 2-oxooctanóico, Rapf e Vaida descobriram que expô-lo à luz forma uma molécula mais complexa, ácido dihexiltartárico. Isso é digno de nota porque a nova molécula tem duas cadeias de alquil, o que significa que se assemelha mais aos lipídios que estão nas células modernas, que também tem duas caudas. Este processo movido a luz, descoberto no laboratório Vaida, é uma das poucas maneiras de fazer lipídios de cauda dupla a partir de simples, moléculas de cauda única em condições pré-bióticas.

"Estamos usando a luz do sol como uma forma de construir moléculas maiores, mas para ser útil para o desenvolvimento da biologia, quaisquer moléculas que você construir devem ser estáveis ​​o suficiente para existir no ambiente, "adicionou Rapf.

No caso do ácido 2-oxooctanóico, o produto, ácido dihexiltartárico, não absorve a mesma luz ultravioleta e, portanto, é protegido de sofrer nova fotoquímica (reações químicas como resultado da luz solar). Esses lipídios de cauda dupla também se agregam espontaneamente em compartimentos fechados por membrana, assemelhando-se a protocélulas simples que são necessárias para a evolução da vida. Os pesquisadores estão procurando outras moléculas que possam ser ativadas pela luz das estrelas e gerar compostos biologicamente relevantes em um contexto astrobiológico mais amplo.

Esta história foi republicada como cortesia da Revista Astrobiologia da NASA. Explore a Terra e muito mais em www.astrobio.net.