HIPÓTESE HIDROTÉRMICA: O QUE É, ANTECEDENTES E CRÍTICAS - BIOLOGIA - 2025

A hipótese hidrotérmica visa explicar as condições primitivas em que se originaram as primeiras formas de vida no planeta Terra, propondo como cenário principal as fontes termais localizadas nas profundezas dos oceanos.

Foi localizada uma série de fontes de água termal com temperaturas que chegam a 350 ° C, onde habita uma série de faunas típicas dessas condições, como bivalves, vermes, crustáceos, poríferos e alguns equinodermos (estrelas do mar e seus parentes).

Esta evidência sugere que os ambientes oceânicos profundos eram provavelmente adequados para a origem da vida e as primeiras formas de vida eram os microrganismos quimioautotróficos.

Além disso, a água fervente abriga uma série de bactérias quimiossintéticas que extraem sua energia de substâncias sulfurosas, abundantes nesse tipo de ambiente.

Bactérias quimiossintéticas têm funções produtoras em ecossistemas, sendo a base da cadeia alimentar, análoga ao papel das plantas em ecossistemas típicos.

Ideias relacionadas à hipótese hidrotérmica começaram a surgir no início de 1977, quando o pesquisador Corliss fez observações diretas em sistemas hidrotérmicos localizados nas Ilhas Galápagos.

Antecedentes e teorias alternativas

Por várias décadas, pesquisadores propuseram dezenas de teorias que procuram explicar a origem da vida e o ambiente favorável em que ela deveria ter se desenvolvido. Como a vida se originou é uma das questões científicas mais antigas e controversas.

Alguns autores defendem a origem primária do metabolismo, enquanto seus oponentes defendem a origem genética.

Panspermia

Em meados de 1900, o renomado cientista Arrhenius propôs a teoria da panspermia ou teoria cosmológica. Essa ideia levanta a origem da vida graças à chegada de microrganismos espaciais de um planeta onde antes existia vida.

Logicamente, a teoria cosmológica não fornece ideias que resolvam o problema, uma vez que não explica como a vida extraterrestre se originou no referido planeta hipotético.

Além disso, não é muito provável que as entidades microscópicas que colonizaram ambientes pré-bióticos tenham sobrevivido às condições do espaço até atingirem o planeta Terra.

Modelos abióticos

Os modelos abióticos propõem que a vida se originou à parte das "microestruturas" como formas de transição entre as moléculas orgânicas e as primeiras formas de vida. Entre os principais defensores dessa teoria estão Oparín, Sydney W. Fox e Alfonso F. Herrera.

Segundo Oparin e Haldane, os coacervados são probiontes precursores da vida, delimitados por uma membrana plasmática que permite a interação com o meio ambiente. Segundo os autores, eles se originaram antes das moléculas que transmitem a informação genética: DNA ou RNA.

De sua parte, Stanley Miller e Harold Urey conseguiram construir um sistema engenhoso que imitou "a atmosfera primitiva da vida". Os componentes presentes na atmosfera hipotética, muito diferentes da atual, eram capazes de sintetizar moléculas orgânicas essenciais à vida (como os aminoácidos) quando se aplicava calor e voltagem.

Fox conseguiu obter microesferas de tamanho semelhante ao das bactérias, submetendo os aminoácidos a uma fonte de calor.

Da mesma forma, outros pesquisadores conseguiram a síntese de moléculas orgânicas usando moléculas inorgânicas como matéria-prima, explicando assim a origem da vida em um ambiente abiótico.

Mundo RNA

Outra posição da origem da vida postula como evento principal o aparecimento das moléculas que contêm informação genética. Vários autores defendem a origem da vida do RNA e argumentam que essa molécula serviu como molde e catalisador ao mesmo tempo.

A maior evidência é a existência de ribossomos, moléculas de RNA capazes de catalisar reações e, ao mesmo tempo, armazenar informações em sua sequência de nucleotídeos.

Em que consiste?

A hipótese hidrotérmica propõe esses ambientes aquáticos extremos como o local adequado para a síntese de compostos orgânicos que deram origem aos organismos vivos na Terra.

Os autores desta teoria são baseados em fósseis arqueanos, sistemas modernos de fontes hidrotermais subaquáticas e observações teóricas e experimentais.

Os sistemas hidrotérmicos são caracterizados por fluxos de alta energia, um ambiente altamente redutor e argilas minerais abundantes, que são superfícies ideais para reações catalíticas. Além disso, possui altas concentrações de CH ₄, NH ₃, H ₂ e diferentes metais.

A hipótese consiste na conversão sequencial de CH ₄, NH ₃, H ₂ em aminoácidos, estes em proteínas e depois em polímeros mais complexos, até atingir um metabolismo estruturado e organismos vivos.

O exame de fósseis em rochas pré-cambrianas encontrou estruturas semelhantes a células datando de cerca de 3,5 a 3,8 bilhões de anos atrás em associações hidrotermais submarinas.

Em contraste com as hipóteses anteriores, a hipótese hidrotérmica propõe o calor como fonte de energia e não os raios ultravioleta e as descargas elétricas, como o modelo da "sopa primal". Além disso, este modelo propõe a existência de gradientes ambientais em termos de temperatura, pH e concentração química.

Críticas à teoria

Embora a hipótese hidrotérmica tenha vários argumentos válidos, ela não é universalmente aceita. Uma das críticas à origem da vida nas fontes termais é a incongruência e a falta de informações a respeito dos modelos geológicos da Era Pré-biótica.

Da mesma forma, as moléculas essenciais para o desenvolvimento da vida - como ácidos nucléicos, proteínas e membranas - enfrentariam a destruição imediata, devido às altas temperaturas dos ambientes hidrotérmicos.

No entanto, também é provável que as primeiras formas de vida fossem termoestáveis, semelhantes aos organismos termofílicos que hoje habitam ambientes extremos.

Por outro lado, surge outro problema relacionado à concentração dos componentes. É improvável que a vida pudesse ter evoluído na vastidão dos oceanos pré-bióticos, onde as biomoléculas seriam altamente diluídas e dispersas.

Para que um ambiente seja adequado à origem da vida, ele deve promover interações entre as moléculas, de modo que formem entidades mais complexas; não os dilui, como aconteceria no fundo do oceano.

Os defensores da teoria hidrotérmica sugerem que a vida poderia ter se originado em áreas delimitadas que impediam a diluição de moléculas recém-formadas, como crateras.

Referências

1. Chatterjee, S. (2016). Uma visão simbiótica da origem da vida na cratera de impacto hidrotermal - lagos. Physical Chemistry Chemical Physics, 18 (30), 20033–20046.
2. Corliss, JB, Baross, JA, & Hoffman, SE (1981). Uma hipótese sobre as relações entre as fontes termais submarinas e a origem da vida na terra. Oceanologica Acta, Edição especial.
3. Holm, NG (1992). Por que os sistemas hidrotérmicos são propostos como ambientes plausíveis para a origem da vida? Em Marine Hydrothermal Systems and the Origin of Life (pp. 5–14). Springer, Dordrecht.
4. Jheeta, S. (2017). A paisagem da emergência da vida. Vida, 7 (2), 27.
5. Lanier, KA, & Williams, LD (2017). A Origem da Vida: Modelos e Dados. Journal of Molecular Evolution, 84 (2), 85–92.