Para estudar a evolução dos seres vivos, os pesquisadores estão acostumados a confiar em vestígios e marcadores fósseis. Uma abordagem que, no entanto, tem os seus limites à medida que recuamos no tempo. As coisas ficam mais complicadas quando deixamos o éon Fanerozóico para entrar no pré-cambriano.
Após 600 milhões de anos, os fósseis tornam-se raros, por duas razões: a dificuldade de preservar vestígios interpretáveis num ambiente em constante mudança e a dificuldade de fossilizar estes organismos primitivos, muitas vezes compostos apenas por tecidos moles e frágeis.
No entanto, existem vestígios raros e preciosos que permitiram remontar até 3,5 mil milhões de anos. Esta é a idade dos mais antigos vestígios de vida, estruturas fósseis formadas por microorganismos que chamamos estromatólitos.
Estromatólitos encontrados no Cráton Pilbara e datados de 3,48 bilhões de anos. © Hickman-Lewis e al. 2022, Geologia
As primeiras etapas da vida: um período ainda muito vago
Sabemos, portanto, que a vida terrestre apareceu muito cedo na história da Terra, certamente há cerca de 4 mil milhões de anos, e que era então de natureza bacteriana. Mas como surgiu e se desenvolveu a vida durante estes primeiros milhões de anos? A falta de dados sobre esta etapa crucial levanta inúmeras hipóteses, que são impossíveis de verificar.
Para tentar ultrapassar este problema, uma equipa de investigadores desenvolveu uma abordagem diferente, baseada na biologia sintética. O objectivo aqui não é encontrar vestígios químicos fósseis – por exemplo, enzimas que permitiram que a vida primitiva se desenvolvesse no nosso Planeta – mas para reconstruí-la a partir das estirpes actuais e depois estudá-la em laboratório.
Uma enzima ancestral reconstituída em laboratório
Os pesquisadores, portanto, reconstituíram um “ancestral” de uma enzima chamada nitrogenase, que é encontrada em certos bactérias e que permite a transformação do dinitrogênio (N2) em amônia (N. H.3), um composto utilizável por organismos vivos.
“ Há 3 bilhões de anos, a Terra era muito diferente do que conhecemos hojeexplica Holly Rucker, coautora do estudo publicado na revista Comunicações da natureza. Bem antes do episódio da Grande Oxidação, oatmosfera continha mais de dióxido de carbono e o metano e a vida dependiam principalmente de micróbios anaeróbicos “. Como esses micróbios conseguiram extrair o nutrientes como oazoto deste ambiente? Para os cientistas, a nitrogenase poderia ter desempenhado um papel importante, mas ainda precisava ser verificado.
Holly Rucker trabalhando com bactérias que transportam a enzima reconstituída. © Universidade de Wisconsin-Madison
A nitrogenase ancestral reconstituída foi, portanto, introduzida nas bactérias modernas e na sua assinatura isotópica – como poderia ter sido deixada em sedimento 3 bilhões de anos atrás – foi analisado. Os resultados revelam que esta assinatura química combina bem com o que pode ser detectado em rochas fósseis. Este trabalho permitiu sobretudo confirmar que esta assinatura isotópica poderia de facto ser considerada uma bioassinatura fiável.
Um resultado que abre inúmeras perspectivas tanto para o estudo das origens da vida terrestre, mas também para a busca de vestígios de vida em outros planetas.