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Uma nova pesquisa liderada pelo Museu Americano de História Natural e financiada pela NASA identifica um processo que pode ter sido a chave na produção das primeiras moléculas orgânicas na Terra cerca de 4 bilhões de anos atrás, antes da origem da vida. O processo, que é semelhante ao que pode ter ocorrido em algumas antigas fontes hidrotermais subaquáticas, também pode ter relevância para a busca de vida em outras partes do universo. Detalhes do estudo são publicados esta semana na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
Toda a vida na Terra é construída de moléculas orgânicas - compostos feitos de átomos de carbono ligados a átomos de outros elementos, como hidrogênio, nitrogênio e oxigênio. Na vida moderna, a maioria dessas moléculas orgânicas tem origem na redução do dióxido de carbono (CO 2 ) através de várias vias de "fixação de carbono" (como a fotossíntese nas plantas). Mas a maioria dessas vias requer energia da célula para funcionar, ou acredita-se que tenha evoluído relativamente tarde. Então, como surgiram as primeiras moléculas orgânicas, antes da origem da vida?
Para resolver esta questão, O Scholar do Museu Gerstner, Victor Sojo e Reuben Hudson, do College of the Atlantic, no Maine, criaram uma nova configuração baseada em reatores microfluídicos. minúsculos laboratórios independentes que permitem aos cientistas estudar o comportamento dos fluidos - e, neste caso, gases também - em microescala. Versões anteriores do reator tentaram misturar bolhas de gás hidrogênio e CO 2 em líquido, mas nenhuma redução ocorreu, possivelmente porque o gás hidrogênio altamente volátil escapou antes de ter a chance de reagir. A solução veio em discussões entre Sojo e Hudson, que dividiu uma bancada de laboratório no Centro RIKEN para Ciência de Recursos Sustentáveis em Saitama, Japão. O reator final foi construído no laboratório de Hudson, no Maine.
"Em vez de borbulhar os gases dentro dos fluidos antes da reação, a principal inovação do novo reator é que os fluidos são movidos pelos próprios gases, então há muito pouca chance de eles escaparem, "Hudson disse.
Os pesquisadores usaram seu projeto para combinar hidrogênio com CO 2 para produzir uma molécula orgânica chamada ácido fórmico (HCOOH). Este processo sintético se assemelha ao único CO conhecido 2 - via de fixação que não requer um suprimento de energia geral, chamada via Wood-Ljungdahl acetil-CoA. Por sua vez, esse processo se assemelha a reações que podem ter ocorrido em antigas fontes hidrotermais oceânicas.
"As consequências vão muito além da nossa própria biosfera, "Sojo disse." Sistemas hidrotérmicos semelhantes podem existir hoje em outras partes do sistema solar, mais visivelmente em Enceladus e Europa - luas de Saturno e Júpiter, respectivamente - e de forma previsível em outros mundos rochosos aquáticos em todo o universo. "
"Entender como o dióxido de carbono pode ser reduzido em condições geológicas amenas é importante para avaliar a possibilidade de uma origem de vida em outros mundos, que alimenta a compreensão de como a vida comum ou rara pode ser no universo, "acrescentou Laurie Barge do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, um autor do estudo.
Os pesquisadores transformaram CO 2 em moléculas orgânicas usando condições relativamente suaves, o que significa que as descobertas também podem ter relevância para a química ambiental. Diante da crise climática em curso, há uma busca contínua por novos métodos de CO 2 redução.
"Os resultados deste artigo tocam em vários temas:a partir da compreensão das origens do metabolismo, à geoquímica que sustenta os ciclos do hidrogênio e do carbono na Terra, e também para aplicações de química verde, onde o trabalho bio-geo-inspirado pode ajudar a promover reações químicas sob condições amenas, "acrescentou Shawn E. McGlynn, também autor do estudo, baseado no Instituto de Tecnologia de Tóquio.
