O problema de como o fósforo se tornou um ingrediente universal para a vida na Terra pode ter sido resolvido por pesquisadores da Universidade de Cambridge e da Universidade da Cidade do Cabo, que recriaram a água do mar primordial contendo o elemento em laboratório.
Seus resultados, publicados na revista Nature Communications , mostram que a água do mar pode ser a fonte que faltava de fosfato, o que significa que poderia estar disponível em escala grande o suficiente para a vida sem exigir condições ambientais especiais.

"Isso pode realmente mudar a forma como pensamos sobre os ambientes em que a vida se originou", disse o coautor Professor Nick Tosca, do Departamento de Ciências da Terra de Cambridge.

O estudo, que foi liderado por Matthew Brady, Ph.D. estudante do Departamento de Ciências da Terra de Cambridge, mostra que a água do mar primitiva poderia conter mil a dez mil vezes mais fosfato do que o estimado anteriormente - desde que a água contivesse muito ferro.

O fosfato é um ingrediente essencial na criação dos blocos de construção da vida – formando um componente chave do DNA e RNA – mas é um dos elementos menos abundantes no cosmos em relação à sua importância biológica. Quando em sua forma mineral, o fosfato também é relativamente inacessível – pode ser difícil de dissolver na água para que a vida possa usá-lo.

Os cientistas há muito suspeitam que o fósforo se tornou parte da biologia desde o início, mas só recentemente começaram a reconhecer o papel do fosfato na direção da síntese de moléculas necessárias à vida na Terra. "Experiências mostram que isso faz coisas incríveis acontecerem - os químicos podem sintetizar biomoléculas cruciais se houver muito fosfato em solução", disse Tosca.

Mas o ambiente exato necessário para produzir fosfato tem sido um tópico de discussão. Alguns estudos sugeriram que, quando o ferro é abundante, o fosfato deve ser ainda menos acessível à vida. Isso é, no entanto, controverso porque a Terra primitiva teria uma atmosfera pobre em oxigênio, onde o ferro teria se espalhado.

Para entender como a vida passou a depender do fosfato e o tipo de ambiente em que esse elemento teria se formado, eles realizaram modelagem geoquímica para recriar as condições iniciais da Terra.

“É emocionante ver como experimentos simples em uma garrafa podem derrubar nosso pensamento sobre as condições que estavam presentes na Terra primitiva”, disse Brady.

No laboratório, eles prepararam a água do mar com a mesma química que se pensava ter existido no início da história da Terra. Eles também realizaram seus experimentos em uma atmosfera carente de oxigênio, assim como na Terra antiga.

Os resultados da equipe sugerem que a própria água do mar pode ter sido uma importante fonte desse elemento essencial.

"Isso não significa necessariamente que a vida na Terra começou na água do mar", disse Tosca, "abre muitas possibilidades de como a água do mar poderia ter fornecido fosfato para diferentes ambientes - por exemplo, lagos, lagoas ou costas onde o mar poderia ter levado o fosfato para a terra."

Anteriormente, os cientistas haviam apresentado uma série de maneiras de gerar fosfato, algumas teorias envolvendo ambientes especiais, como fontes vulcânicas ácidas ou lagos alcalinos, e minerais raros encontrados apenas em meteoritos.

"Tínhamos um palpite de que o ferro era a chave para a solubilidade do fosfato, mas não havia dados suficientes", disse Tosca. A ideia para os experimentos da equipe surgiu quando eles observaram as águas que banham os sedimentos depositados no moderno Mar Báltico. "É incomum porque é rico em fosfato e ferro - começamos a nos perguntar o que havia de tão diferente nessas águas em particular".

Em seus experimentos, os pesquisadores adicionaram diferentes quantidades de ferro a uma variedade de amostras sintéticas de água do mar e testaram a quantidade de fósforo que poderia conter antes que os cristais se formassem e os minerais se separassem do líquido. Eles então construíram esses pontos de dados em um modelo que poderia prever quanto fosfato a água do mar antiga poderia conter.

As águas porosas do Mar Báltico forneceram um conjunto de amostras modernas que usaram para testar seu modelo. "Podemos reproduzir perfeitamente essa química incomum da água", disse Tosca. A partir daí, eles passaram a explorar a química da água do mar antes que qualquer biologia existisse.

Os resultados também têm implicações para os cientistas que tentam entender as possibilidades de vida além da Terra. "Se o ferro ajuda a colocar mais fosfato em solução, isso pode ter relevância para o início de Marte", disse Tosca.

A evidência de água no antigo Marte é abundante, incluindo antigos leitos de rios e depósitos de inundações, e também sabemos que havia muito ferro na superfície e a atmosfera às vezes era pobre em oxigênio, disse Tosca.

Suas simulações de águas superficiais filtrando através de rochas na superfície marciana sugerem que a água rica em ferro também pode ter fornecido fosfatos neste ambiente.

“Será fascinante ver como a comunidade usa nossos resultados para explorar novos caminhos alternativos para a evolução da vida em nosso planeta e além”, disse Brady. + Explorar mais

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