p Fotossíntese, o processo pelo qual as plantas e outros organismos convertem a luz do sol em energia química, tem desempenhado um papel importante durante a evolução da vida e da atmosfera do nosso planeta. Embora a maioria dos meandros da fotossíntese sejam compreendidos, como os mecanismos necessários evoluíram ainda é um tópico de debate. A resposta a esta pergunta, Contudo, pode realmente estar enterrado no mundo mineral. p Em um estudo recente publicado em Fronteiras das Ciências da Terra , cientistas da Universidade de Pequim, China, mudou o foco na pesquisa de fotossíntese de plantas e bactérias um passo atrás para rochas e substâncias encontradas no que é conhecido como a "membrana mineral" da Terra. Eles propõem que vários componentes desta camada relativamente fina, como birnessita, goethite, e hematita, também pode absorver energia da luz solar e canalizá-la para reações químicas. Mas como isso acontece?

p Esses minerais semicondutores são sensíveis a comprimentos de onda específicos da luz solar. Quando eles absorvem fótons, elétrons em estados de energia mais baixa (banda de valência) são excitados para saltar para estados de energia mais alta (banda de condução). Os fotoelétrons têm energia suficiente para impulsionar as reações de redução que, de outra forma, exigiriam energia externa.

p Surpreendentemente, este mecanismo de fotossíntese não clássico que ocorre em minerais semicondutores generalizados pode catalisar reações semelhantes às da fotossíntese biológica encontradas em cianobactérias. Por exemplo, certos minerais podem promover a evolução do oxigênio (formação de moléculas de dioxigênio) e a fixação de carbono (produzindo compostos orgânicos usando átomos de carbono de fontes inorgânicas). Além disso, esses minerais podem até atuar como fotocatalisadores para a divisão da água, que produz hidrogênio e oxigênio a partir da água, e a conversão do dióxido de carbono atmosférico em produtos marinhos de carbonato. Esses processos combinados podem ter desempenhado um papel transformador em toda a Terra primitiva, causando mudanças perceptíveis nas condições atmosféricas e marinhas para promover a evolução das primeiras formas de vida.

p Mais importante, os cientistas notaram que a birnessita é estruturalmente semelhante ao "Mn ₄ CaO ₅ complexo no cerne dos sistemas de fotossíntese dos organismos modernos. Este composto contendo manganês, que realiza a divisão da água ao absorver a luz solar, pode ter realmente evoluído como um análogo da birnessita. O autor principal, Dr. Anhuai Lu explica, “Nosso trabalho neste novo campo de pesquisa sobre os mecanismos de interação entre a luz, minerais, e a vida revela que minerais e organismos são realmente inseparáveis. "Os cientistas postulam que as bactérias primitivas teriam dependido de minerais como a birnessita para converter a luz solar em energia química útil a princípio, antes de incorporar lentamente análogos estruturais em seus corpos celulares ao longo da evolução.

p Uma melhor compreensão da fotossíntese não clássica ajudará os cientistas a desvendar os mistérios por trás da evolução da vida e da composição química do nosso planeta como o conhecemos. De um ponto de vista mais prático, também ajudará no desenvolvimento de métodos eficientes de captação de energia solar. "Podemos usar fotocatálise mineral para promover a divisão da água, melhorando assim a eficiência dos sistemas de biofotossíntese e levando a tecnologias revolucionárias, "comenta o Dr. Lu.

p Do progresso em aplicações ecológicas a um conhecimento mais profundo da história da vida, é claro que há muito a ganhar estudando as interações naturais entre a luz solar e os minerais. Ao contrário do que diz o velho ditado, ainda parece haver muitas coisas novas sob o sol!