Rochas espaciais como Bennu contêm ingredientes genéticos essenciais, incluindo açúcares, que transportaram de forma explosiva, oferecendo à Terra primitiva outra fonte de materiais favoráveis à vida.
A ribose é um desses açúcares indispensáveis à biologia. Parte dela poderá ter chegado do espaço antes de os processos terrestres começarem a produzi-la.
A ribose e os ingredientes da vida
É dela que vem o R de RNA, ou ácido ribonucleico, cuja estrutura de suporte integra fisicamente. Uma versão modificada do açúcar dá estrutura ao DNA, o ácido desoxirribonucleico.
O DNA é mais conhecido, mas permanece resguardado nos núcleos das nossas células. Já o RNA, formado por uma só cadeia e com as mãos calejadas pelo trabalho, desloca-se aos locais de atividade do organismo para partilhar dados genómicos, construir proteínas e regular a atividade dos genes.
Há, contudo, um problema: a ribose é frágil. Tal como acontece com o açúcar de mesa, o calor e outros fatores transformam-na em caramelo - não o delicioso, mas uma «papa castanha» semelhante a alcatrão.
Isso não é ideal, embora nós, humanos, também sejamos compostos por muitas substâncias pastosas e as produzamos.
Ainda assim, o problema poderá estar mais perto de uma solução. Investigadores das ciências da vida anunciaram um possível avanço no enigma geoquímico que procura explicar como a química se tornou biologia e a vida emergiu da matéria informe.
Segundo um novo estudo publicado na Scientific Reports, astrobiólogos e químicos da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, descobriram que um elemento discreto poderá ter impedido a ribose antiga de caramelizar - e que a própria ribose ajudava a mantê-lo disponível.
Esse elemento era o boro, um metaloide que também forneceu um indício da existência de água há muito evaporada em Marte.
Quando a ribose se encontra com compostos de boro, formam-se complexos. Mas a disponibilidade do boro é igualmente vulnerável: elementos como o cálcio podem retirá-lo da água e encerrá-lo nas rochas, tornando-o inútil para as formas de vida emergentes.
Por isso, ao longo das últimas duas décadas, muitos estudos exploraram vários cenários de interação entre a ribose e o boro. No entanto, devido aos métodos utilizados, algumas dessas «experiências podem, por isso, não refletir ambientes realistas da Terra primitiva», observam os investigadores.
Como a ribose ajudou a libertar o boro
Além do bórax padrão de laboratório, a equipa utilizou minerais comuns do mundo real que contêm boro: kernite, colemanite e ulexite. Estes contêm também sódio, cálcio ou ambos. O objetivo era testar de que modo o boro se dissolve na água consoante o mineral de origem.
Os ensaios foram realizados com e sem ribose, servindo a segunda condição de controlo.
A adição de ribose alterou, de facto, a interação entre o boro e o cálcio de uma forma crucial. Embora o cálcio retivesse o boro em rochas teimosamente insolúveis, a introdução da ribose transformou a dupla num triângulo amoroso químico e resolveu o problema da solubilidade.
Nos quatro minerais utilizados, a ribose ajudou a retirar o boro da sua prisão rochosa e a levá-lo para a água. O efeito foi particularmente forte nos minerais que continham cálcio.
A equipa repetiu depois a experiência com um pedaço de «crosta evaporítica esponjosa», recolhido no sistema hidrotermal de Puga, situado a grande altitude em Ladakh, na Índia. A amostra serviu como análogo químico da Terra primitiva.
Ao mergulharem a substância em água sem ribose, os investigadores observaram a libertação de uma certa quantidade de boro. Quando adicionaram ribose, a quantidade libertada para a água aumentou cerca de 60%.
Em seguida, examinaram se a ribose degradada também conseguia melhorar a solubilidade do boro. Depois de «caramelizarem» a ribose com calor e alcalinidade, ou por meios químicos, registaram apenas um ligeiro aumento da quantidade absoluta de boro dissolvido na solução.
Com a adição de ribose caramelizada, a concentração de boro dissolvido proveniente da colemanite aumentou 50%. Contudo, esse acréscimo foi muito inferior ao produzido pela ribose não degradada no mesmo mineral, que libertou cerca de 3,5 vezes mais boro. O resultado sugere que a ribose não degradada é a mais eficaz.
Por fim, a equipa testou da mesma forma a sacarose e a glicose. Ambas melhoraram a solubilidade do boro, mas menos do que a ribose. Isso deve-se provavelmente ao facto de a geometria molecular da ribose ser especialmente adequada à formação de complexos estáveis com o boro.
O ciclo entre a ribose e o boro
Os investigadores propõem, assim, um ciclo: a ribose liberta e protege o boro, que, por sua vez, protege a ribose. Uma maior quantidade de ribose poderia levar a mais boro dissolvido, ajudando depois mais ribose a sobreviver e preparando o terreno para a hipótese do mundo de RNA e, eventualmente, para nós.
Mas há uma nuance intrigante: os compostos de boro são uma arma de dois gumes. Podem estabilizar a ribose já existente, mas, em excesso, impedem a sua formação inicial.
Neste contexto, o cálcio passa de vilão a herói. Poderá ter mantido baixos os níveis de boro, permitindo a formação de ribose, após a qual o ciclo descrito poderá ter assumido o controlo.
Por fim, alterações nos níveis de pH, possivelmente comuns em sistemas de águas termais, poderão ter ajudado a libertar a ribose do boro, permitindo-lhe participar noutras reações que, uma vez mais, conduziram a nós.
O trabalho mostra, assim, o valor de usar amostras minerais naturais em vez de materiais sintéticos puros, embora estes últimos ajudem a manter o controlo e a reduzir a complexidade das experiências.
Deste modo, fechamos o círculo, ou quase, regressando à afirmação de Carl Sagan de que todos somos feitos de matéria estelar - neste caso, especificamente, de açúcar espacial.
É certo que a nossa atração pela doçura reconfortante do açúcar tem muitos efeitos na saúde. Mas talvez ele também tenha fornecido o ponto de apoio físico que nos permitiu existir e tentar apreciá-lo com moderação.
A investigação foi publicada na Scientific Reports.
Este artigo foi verificado e editado por Rebecca Dyer. Embora nos orgulhemos do nosso processo, também somos humanos. Se encontrar um erro, informe-nos.
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