A vida pode ter começado como uma substância pegajosa, muito antes de existirem células.

Cientistas têm avançado muitas teorias da origem da vida para explicar como as matérias-primas da Terra se transformaram em células vivas. Uma proposta recente, porém, aponta para um cenário inesperadamente viscoso: a vida poderá ter começado numa gosma pegajosa agarrada a uma rocha, muito antes de existirem células verdadeiras.

A hipótese dos géis prebióticos: vida antes das células

Num artigo recente, uma equipa internacional defende que os primeiros passos rumo à vida poderão ter ocorrido dentro de uma matriz semissólida, semelhante a um gel, aderida a superfícies. A ideia aproxima-se do que hoje observamos em biofilmes bacterianos - aquelas camadas viscosas que se formam em rochas, à superfície de charcos e até nos dentes quando não são escovados.

Segundo os autores, uma matriz gelatinosa forneceria um “local de instalação” ideal para a química da vida, não só na Terra primitiva como, potencialmente, noutros planetas.

Porque é que “vida em gel” é uma ideia fora do comum nas teorias da origem da vida

Esta noção de vida em gel não é a abordagem dominante. Em geral, as teorias da origem da vida colocam as primeiras etapas da química orgânica na água, e não numa substância viscosa.

Ainda assim, essas explicações enfrentam uma dificuldade persistente: como poderiam moléculas simples, provavelmente dispersas nas águas da Terra antiga, transformar-se em estruturas tão complexas como o ARN (ácido ribonucleico) ou o ADN (ácido desoxirribonucleico) sem algum tipo de apoio adicional?

Um ambiente semelhante a gel, sugerem os investigadores, poderia resolver vários desses obstáculos em simultâneo.

Modelo “géis primeiro”: o papel dos géis prebióticos na organização química

“Enquanto muitas teorias se concentram na função de biomoléculas e biopolímeros, a nossa teoria integra, em vez disso, o papel dos géis nas origens da vida”, afirma o astrobiólogo Tony Jia, da Universidade de Hiroshima.

De acordo com Jia e os seus coautores, um meio em gel teria capacidade para capturar e organizar moléculas, promovendo arranjos suficientemente estáveis para ultrapassar barreiras-chave da química pré-vida.

A equipa recupera e desenvolve uma proposta inicialmente avançada em 2005: neste enquadramento, as protocélulas não teriam sido o primeiro degrau rumo à vida; seriam, antes, o resultado final da organização química estabelecida por essa gosma primordial.

Os investigadores escrevem que apresentam um modelo “géis primeiro” (em que os géis surgem antes das protocélulas), considerando que a vida inicial poderá ter emergido dentro de matrizes gelatinosas aderidas a superfícies. Esses géis prebióticos, argumentam, teriam permitido a sistemas químicos primitivos ultrapassar limitações essenciais ao viabilizar:

• concentração molecular
  
• retenção selectiva
  
• eficiência de reacção
  
• amortecimento ambiental (capacidade de atenuar variações do meio)

Um refúgio contra a Terra primitiva: radiação ultravioleta e extremos de temperatura

A Terra primitiva não era o ambiente relativamente moderado e protegido pela camada de ozono que conhecemos hoje. A radiação ultravioleta intensa poderia atingir a superfície sem grande impedimento, e as temperaturas eram extremas.

Neste contexto, os géis prebióticos poderiam ter fornecido a protecção de que a química frágil da vida necessitava, muito antes de existirem células delimitadas por membranas.

Energia e reacções: do metabolismo incipiente à luz ultravioleta

Dentro desses géis iniciais, sugerem os autores, os primeiros sinais de um metabolismo poderiam ter surgido quando substâncias químicas passaram a trocar electrões.

Além da luz visível e da luz infravermelha, a luz ultravioleta que penetrasse na matriz gelatinosa poderia ter oferecido energia adicional às reacções internas - de forma análoga ao papel energético que a fotossíntese desempenha nas plantas actuais.

Porque os géis favorecem polímeros: concentração de monómeros e menos hidrólise

A equipa acrescenta que os géis conseguem concentrar monómeros, como nucleótidos activados e aminoácidos. Além disso, a sua composição permite reter selectivamente e interagir com determinados compostos, deixando outros de fora.

Outro ponto central é que o interior húmido - mas não totalmente aquoso - de uma matriz em gel favorece reacções de ligação entre monómeros para formar polímeros (moléculas complexas como as que existem no nosso corpo), em detrimento de reacções de hidrólise, nas quais os compostos se degradam em partes menores.

Implicações para a procura de vida fora da Terra

Esta perspectiva também alarga o que devemos procurar quando se fala de vida para lá do nosso planeta. Em vez de procurar apenas moléculas específicas, futuras missões poderão considerar estruturas semelhantes a géis como alvos de interesse, já que um ambiente com estas propriedades pode ser determinante para a química tornar-se progressivamente mais complexa.

Além disso, esta hipótese sugere novas formas de testar a origem da vida em laboratório: ao simular matrizes gelatinosas aderidas a superfícies, pode tornar-se mais claro se a concentração, a retenção selectiva e o amortecimento ambiental são suficientes para conduzir, passo a passo, à formação de polímeros e a redes de reacções com comportamento semelhante a um metabolismo.

A investigação foi publicada na revista ChemSystemsChem.