Por três anos, Tara Djokic, um Ph.D. estudante da University of New South Wales Sydney, vasculhou a paisagem proibida da região de Pilbara, na Austrália Ocidental, em busca de pistas de como micróbios antigos poderiam ter produzido os abundantes estromatólitos que foram descobertos lá na década de 1970.

Estromatólitos são redondos, estruturas minerais de várias camadas que variam do tamanho de bolas de golfe a balões meteorológicos e representam a evidência mais antiga de que existiam organismos vivos na Terra há 3,5 bilhões de anos.

Os cientistas que acreditavam que a vida começou no oceano pensaram que essas formações minerais se formaram em águas rasas, água salgada do mar, assim como estromatólitos vivos na área de Shark Bay, listada como Patrimônio Mundial, que fica a dois dias de carro de Pilbara.

Mas o que Djokic descobriu em meio ao calor sufocante e às rochas vermelho-sangue da região foi a evidência de que os estromatólitos não se formaram em água salgada, mas em condições mais parecidas com as fontes termais de Yellowstone.

A descoberta atrasou o tempo para o surgimento de vida microbiana na terra em 580 milhões de anos e também reforçou uma hipótese de mudança de paradigma apresentada pelos astrobiólogos David Deamer e Bruce Damer da UC Santa Cruz:que a vida começou, não no mar, mas em terra.

A descoberta de Djokic - juntamente com a pesquisa realizada pela equipe da UC Santa Cruz, Djokic, e Martin Van Kranendonk, diretor do Australian Centre for Astrobiology - é descrito em uma história de capa de oito páginas na edição de agosto de Americano científico .

"O que ela (Djokic) mostrou foi que a evidência fóssil mais antiga de vida estava na água doce, "disse Deamer, um homem magro de 78 anos que explorou a região com Djokic, Damer, e Van Kranendonk em 2015. "É uma continuação lógica para a vida começando em um ambiente de água doce."

O modelo de vida começando na terra, e não no mar, não só poderia reformular nossa ideia sobre a origem da vida e onde mais ela poderia estar, mas até mesmo mudar a maneira como nos vemos.

As condições certas para a vida

Por quatro décadas, desde que o navio de pesquisa Alvin descobriu fontes hidrotermais profundas que eram habitats para bactérias e vermes especializados que pareciam saídos de um romance de ficção científica, os cientistas teorizaram que essas aberturas de bombeamento de minerais e gases eram exatamente o que era necessário para o início da vida.

Mas Deamer, que se descreve como um cientista que adora brincar com novas ideias, pensei que a teoria tinha falhas. Por exemplo, moléculas essenciais para a origem da vida seriam dispersas muito rapidamente em um vasto oceano, ele pensou, e a água salgada do mar inibiria alguns dos processos que ele sabia serem necessários para o início da vida.

Deamer passou o início de sua carreira estudando a biofísica de membranas compostas por moléculas semelhantes a sabão que formam os limites microscópicos de todas as células vivas. Mais tarde, dado um pedaço do meteorito Murchison que pousou na Austrália em 1969, Deamer descobriu que a rocha espacial também continha moléculas semelhantes a sabão com quase 5 bilhões de anos que poderiam formar membranas estáveis. Ainda mais tarde, ele demonstrou que as membranas ajudaram as moléculas pequenas a se unirem para formar moléculas mais longas, que transportam informações, chamadas de polímeros.

Trekking para vulcões da Rússia à Islândia e caminhadas pelo deserto de Pilbara, As observações de Deamer e seus colegas da atividade vulcânica sugeriram a ideia de que as fontes termais forneciam o ambiente certo para o início da vida. Deamer até construiu uma máquina que simulava o calor, acidez, e ciclos úmidos e secos de fontes termais e instalou em seu laboratório no campus da UC Santa Cruz.

"Eu penso, de vez em quando, você tem que ser corajoso e ousado o suficiente para tentar novas ideias, "Deamer disse." Claro, alguns de meus colegas pensam até mesmo 'tolos o suficiente'. Mas essa é a chance que você corre. "

Repensando a linha do tempo

Na visão de Deamer, A Terra antiga consistia em um enorme oceano salpicado de massas de terra vulcânicas. A chuva cairia na terra, criando piscinas de água doce que seriam aquecidas por energia geotérmica e, em seguida, resfriadas pelo escoamento. Alguns dos principais blocos de construção da vida, criado durante a formação do nosso sistema solar, teria caído na Terra e se reunido nessas piscinas, tornando-se concentrado o suficiente para formar compostos orgânicos mais complexos.

As bordas das piscinas passariam por períodos de umidade e secagem conforme o nível da água subia e descia. Durante esses períodos de chuva e seca, as membranas lipídicas ajudariam primeiro a unir os compostos orgânicos chamados polímeros e, em seguida, formar compartimentos que encapsulariam diferentes conjuntos desses polímeros. As membranas funcionariam como incubadoras das funções vitais.

Deamer e sua equipe acreditam que a primeira vida surgiu da produção natural de um grande número dessas "protocélulas" revestidas por membrana.

Embora ainda haja debate sobre se a vida começou na terra ou no mar, a descoberta de fósseis microbianos antigos em um lugar como o Pilbara mostra que essas áreas geotérmicas - cheias de energia e ricas em minerais necessários para a vida - abrigavam microrganismos vivos muito antes do que se pensava.

A busca por vida em outros planetas

De acordo com Deamer e seus colegas, esta descoberta e seu modelo de fontes termais também têm implicações para a busca de vida em outros planetas. Se a vida começou na terra, então Marte, que se descobriu ter depósitos de águas termais de 3,65 bilhões de anos semelhantes aos encontrados na região de Pilbara, na Austrália, pode ser um bom lugar para procurar.

Para Damer, a nova "hipótese de ponta a ponta" de como a vida começou na terra oferece outra coisa:que a origem da vida não foi apenas uma simples história de indivíduo, células concorrentes. Em vez disso, uma nova visão plausível do início da vida poderia ser uma unidade comum de protocélulas que sobreviveram e evoluíram por meio da colaboração e do compartilhamento de inovações, em vez de competição estrita.

"Este, " ele disse, "é uma mudança fundamental que pode impactar a forma como pensamos sobre o nosso mundo, nós mesmos, e nosso futuro:tão dependente da colaboração quanto movido pela competição. "

Sentado em seu escritório no quarto andar do campus, Deamer sorriu ao contar a carta que Charles Darwin escreveu a um amigo em 1871, que especulou que a vida poderia ter começado em "algum pequeno lago quente".

Isso não está longe de ser verdade, Deamer disse, "exceto que chamamos nossas 'pequenas poças quentes'."