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Desde a experiência de Miller em 1953, mostrando que reações químicas podem ser a origem da vida na Terra, uma parte da pesquisa se concentra na descoberta das vias de síntese possíveis nas condições do ambiente primitivo do nosso planeta. Outros cientistas estão mais interessados em compreender o que é o vivo.
Robert Pascal, diretor de pesquisa emérito do laboratório de Física das Interações Iônicas e Moleculares (CNRS/Univ. Aix-Marseille), propôs um novo modelo teórico minimalista de processos vivos. Neste sistema, baseado em ciclos autocatalíticos simples, um aporte de energia permite compensar a instabilidade termodinâmica e atingir uma estabilidade cinética graças à multiplicação da molécula ativada de origem.
Este esquema baseia-se em uma molécula termodinamicamente ativada que, desde que receba energia, transforma-se em um segundo composto, que pode eventualmente se transformar em um terceiro composto. Após um ciclo completo, o ciclo gera dois exemplares da molécula inicial, permitindo a sua continuidade.
O sistema é então capaz de crescer e se reproduzir. Na ausência de energia, a degradação das espécies ativadas leva a subprodutos que não permitem reconstituir um ciclo: o sistema "morre" definitivamente e não pode ser reiniciado.
A molécula base, R, é ativada em R* graças à energia fornecida. R* gera um primeiro intermediário ativado, I1*, que dá origem a um segundo intermediário: I2*. A decomposição de I2* gera pelo menos dois exemplares de R*, permitindo que o ciclo cresça e se reinicie. As moléculas se renovam constantemente, mas o sistema é estável.
© Robert Pascal
Este esquema teórico leva em conta outros parâmetros do vivo, como a seleção natural. De fato, vários sistemas diferentes podem competir por uma mesma fonte de energia, permitindo que o mais eficiente prevaleça enquanto os outros desaparecem. Não encontramos a capacidade de adaptação e variação de um código genético, mas um sistema desse tipo poderia ter surgido antes desse princípio.
O esquema reproduz o comportamento dos seres vivos, capazes de emergir, crescer, competir com congenêres e morrer. Esse modelo também tem a vantagem de poder ser iniciado a partir de um único exemplar de uma espécie química muito rara e muito instável, em meio a um emaranhado molecular. A continuidade desses trabalhos consistirá, principalmente, em encontrar compostos químicos compatíveis com o ambiente primitivo e que sejam capazes de reproduzir esse esquema teórico.
Redator: MK
Referências:
R. Pascal. Evolutionary Abilities of Minimalistic Physicochemical Models of Life Processes.
Chem. Eur. J. 2024, 30, e20241780.
https://doi.org/10.1002/chem.202401780
https://exobiologie.fr/emergence-de-la-vie-vers-des-modeles-chimiques-minimaux/