Do perigo à vida

Nos anos 1960, Bob Christiansen, enquanto estudava o historial vulcânico do Parque Nacional de Yellowstone ficou intrigado com o facto de não encontrar uma estrutura vulcânica responsável pela atividade secundária registrada naquele local. Sobretudo, não conseguia encontrar a caldeira.

Figura 1- Old Faithful, Parque Nacional de Yellowstone

Quando se fala em atividade vulcânica associa-se a uma estrutura cónica, mas existem algumas exceções cuja atividade é tão explosiva que faz com que o cone vulcânico rebente formando uma enorme caldeira. Yellowstone pertencia ao segundo tipo referido anteriormente.

Há cerca de dois milhões de anos atrás, uma grande explosão originou uma cratera com mais de 65 quilómetros de diâmetro que, atualmente, só pode ser observada através de fotografias aéreas de Yellowstone – uma caldeira com 9000 quilómetros quadrados.

 Este vulcão situa-se numa zona de crosta continental mais fina, originado por uma super pluma que deu origem a um ponto quente. Neste existe uma câmara de magma com cerca de 90 quilómetros de diâmetro e 13 quilómetros de espessura, e  que é responsável por toda a atividade vulcânica de Yellowstone.

 Estas super plumas são finas, até cima e alargando-se ao chegar à superfície, o que cria criando bolsas gigantes de magmas instáveis. Por vezes, este tipo de plumas rebenta de forma explosiva propagando-se lenta e continuamente.

 Os tremores de terra são frequentes e a atividade secundária é flagrante, no entanto, como a última erupção foi há 630 mil anos, não se consegue prever a próxima atividade, dado que esta pode acontecer a qualquer momento.

 Os biólogos Thomas e Louise Brock, durante uma visita de estudo ao Parque Nacional de Yellowstone no verão, extraíram uma amostra de espuma castanho-amarelada de um lado de Emerald Pool – uma nascente termal - com o intuito de encontrar vida. Para sua surpresa, este exemplar estava cheio de micróbios vivos. Foram encontrados os primeiros extremófilos do mundo, seres vivos capazes de sobreviver em águas extremamente quentes, ácidas e ricas em enxofre (sulfurosas). Nesta amostra existiam dois tipos de seres vivos, Sulpholobus acidocaldarius e o Thermophilus aquaticus.

 Passados 20 anos, Kary B. Mullis, enquanto estudava a espécie Thermophilus aquaticus descobriu que as enzimas resistentes a temperaturas tão elevadas podiam ser utilizadas para criar uma reação em cadeia polimerase (PCR), que possibilita produzir uma grande quantidade de ADN. Mullis descobriu que estes micróbios podem ser utilizados por cientistas como uma espécie de “fotocópia genética” que serve de base a toda a ciência genética subsequente, como por exemplo para estudos académicos e investigação criminal.

 

Cientistas continuaram a estudar amostras de organismos que resistem a temperaturas muito elevadas sendo a espécie até agora encontrada que vive a temperaturas mais elevadas a Pyrobolus fumarri, podendo esta ser encontrada em condutos oceânicos onde a temperatura por vezes alcança os 113º C.

Sabias que, em Yellowstone, apesar da sua intensa atividade vulcânica secundária,  existem micróbios resistentes a altas temperaturas?

Ana Filipa, Beatriz Moleiro, Carolina Menezo, Pedro Garcia e Tiago Reis

Referências Bibliográficas

Peaco, J. (fotógrafo) (2006). Aerial view of Old Faithful Geyser and Old Faithful Lodge (fotografia). Disponível em: https://www.nps.gov/media/photo/view.htm?id=9BB04074-1DD8-B71B-0BAAF521D972C71B 

Bumgardner, S. (2017). InDepth: waters of Yellowstone (vídeo). Disponível em: https://www.nps.gov/media/video/view.htm?id=60296BCB-1DD8-B71B-0B408272EA3BB1D7 

Bryson B. (2009). Breve História de quase tudo (12.ª ed). Lisboa: Bertrand Editora.

 

Origem da vida

Hoje em dia a atmosfera nada tem que ver com a atmosfera primitiva, como provou Stanley Miller, em 1953, com a sua experiência. Nessa experiência de simulação das condições da atmosfera primitiva, Miller obteve um líquido amarelo e verde (caldo de aminoácidos) e provou a existência de ácidos gordos, açúcares e outros compostos orgânicos. A experiência de Miller repetida mas com o conhecimento de novos dados veio demonstrar que afinal a atmosfera primitiva era menos reativa que a atmosfera de Miller. O grande problema não consiste em criar aminoácidos, mas sim em criar as proteínas. As proteínas obtêm-se através do encadeamento de aminoácidos encontrando-se em grande quantidade e diversidade no corpo humano. Segundo todas as leis da probabilidade não deviam existir proteínas pois estas são bastantes complexas.

Para a produção de seres vivos são necessários 20, dos 22 aminoácidos naturais existentes na Terra. As proteínas são entidades complexas vitais para a vida, para serem úteis precisam reunir aminoácidos numa determinada sequência mas de nada serve se esta não se conseguir copiar a si própria. Para resolver este “problema” existe o ADN (apelidado de mágico da replicação).

As proteínas não podem existir sem o ADN e, por sua vez, o ADN nada serve sem as proteínas. Aparecem simultaneamente com o objetivo de se apoiarem mutuamente.

O ADN, as proteínas e os outros componentes da vida não poderiam subsistir sem uma membrana que os protegesse, formando células. Nenhum átomo ou molécula consegue adquirir vida sozinho. Sem as células, as proteínas não são nada mais do que substâncias químicas e sem químicos a célula não tem sentido.

Alguns cientistas defendem que provavelmente existiria uma espécie de processos cumulativos de seleção que permitiram que os aminoácidos se juntassem aos bocados.

Na realidade, as reações químicas associadas à vida são bastante banais. Pode ser impossível para nós (humanos) criá-la, em laboratórios mas o universo encarrega-se disso.

Na natureza poderíamos formar um ser humano através de simples compostos orgânicos tais como: carbono, oxigénio, hidrogénio e azoto. Como podemos observar não há nada de especial nas substâncias de que são feitos os seres vivos.

Os monómeros não se transformam em polímeros, exceto quando a vida foi criada. A vida terá surgido muito cedo na Terra, tão depressa que levou os cientistas a achar que teria sido trazido através do espaço (meteoritos). No entanto, existem diferenças entre a vida passada e a vida atual.

A vida terá surgido há cerca de 3.5 mil milhões de anos surgindo no mar (bactérias).

As bactérias foram também muito importantes para a criação da fotossíntese, através da captação de moléculas de água fixavam o carbono e libertavam oxigénio como desperdício.

As rochas da Austrália forneceram dados muito importantes aos cientistas pois são as rochas mais antigas que contiveram colónias de seres vivos. Estas rochas chamam-se de estromatólitos. Os estromatólitos têm sido resistentes a todas as alterações continentais como as tectónicas. Em suma, era a Terra mas uma Terra que não conheceríamos como nossa.

 

Fig 1 - Estromatólitos

Referências bibliográficas

Bryson, B. (2010). Breve História de quase tudo (4.ª ed.). Lisboa: Quetzal Editores.

Clearly, S.(2016, agosto 30). Can Science Explain the Origin of Life? Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=fgQLyqWaCbA&feature=youtu.be

Cid, M. (s/d). Dome shaped. Disponível em  https://stromatolites.weebly.com/uploads/2/1/4/7/21473714/8440629_orig.jpg