Um lago raso no Canadá pode indicar a origem da vida na Terra

Imagine um mundo completamente deserto. À sua frente está uma paisagem vulcânica, desprovida de flora e fauna. Espalhados por esta extensão cinza e preta estão corpos rasos de água ou Lago Última Chance Origem Vida. Em cada uma dessas piscinas naturais, uma mistura precisa de substâncias químicas e condições físicas que poderiam servir como a fonte da vida em nosso planeta está sendo preparada.

Alguns cientistas teorizaram que a cena poderia ter se parecido muito com isso, ao invés de um cenário oceânico, quando a vida surgiu pela primeira vez na Terra há cerca de 4 bilhões de anos, e um estudo centrado em torno de um lago atual na província canadense de British Columbia oferece novo suporte para essa ideia.

O corpo de água salgado e raso situado em rocha vulcânica – conhecido como Lago Última Chance – contém pistas de que lagos ricos em carbonato na Terra antiga poderiam ter sido um “berço da vida”, de acordo com o coautor do estudo, David Catling, professor de geociências da Universidade de Washington. A descoberta, publicada na revista Nature em 9 de janeiro, pode avançar a compreensão científica de como a vida começou.

“Fomos capazes de procurar as condições específicas que as pessoas usam para sintetizar os blocos de construção da vida na natureza”, disse Catling. “Acreditamos que temos um lugar muito promissor para a origem da vida.”

Catling e seus colegas primeiro tomaram conhecimento do lago como um local para focar suas pesquisas depois que uma revisão da literatura desenterrou uma tese de mestrado não publicada dos anos 90 que havia registrado níveis incomumente altos de fosfato lá. Mas os pesquisadores tiveram que ver por si mesmos.

Lago Última Chance Origem Vida

O Lago Última Chance não tem mais de 1 pé de profundidade. Localizado em um planalto vulcânico na Colúmbia Britânica a mais de 1.000 metros (3.280 pés) acima do nível do mar, contém os maiores níveis de fosfato concentrado já registrados em qualquer corpo natural de água na Terra.

Um componente crítico das moléculas biológicas, o fosfato é um composto químico que contém o elemento vital fósforo. Ele é encontrado em moléculas como RNA e DNA, bem como ATP, uma molécula necessária para a produção de energia em todas as formas de vida. A abundância de fosfato no Lago Última Chance é mais de 1.000 vezes maior do que o que é típico para oceanos ou lagos, de acordo com Sebastian Haas, um pesquisador de pós-doutorado que estuda a microbiologia e química de ambientes aquáticos na Universidade de Washington, que liderou o artigo.

Entre 2021 e 2022, a equipe de pesquisadores visitou o Lago Última Chance para coletar e analisar amostras de água e sedimentos.

Foi quando descobriram que o Lago Última Chance não é apenas um ponto quente para o fosfato, mas também para o mineral dolomita, que permite que o fósforo se acumule neste ambiente e se formou em resposta a uma reação no lago entre cálcio, magnésio e carbonato. Os processos químicos compostos, influenciados pelos minerais da rocha vulcânica sobre a qual o lago se formou, bem como um clima árido, efetivamente produziram as concentrações únicas de fosfato – um conjunto de condições que os pesquisadores acreditam que poderiam ter levado à emergência da vida na Terra, de acordo com Haas.

“Estamos adicionando credibilidade à ideia de que esse tipo de ambiente seria favorável à origem da vida e é plausível”, disse ele.

O Lago Última Chance não tem 4 bilhões de anos – na verdade, estima-se que tenha menos de 10.000 anos. O local é simplesmente um análogo moderno, ou um instantâneo natural do passado que, em última análise, oferece aos cientistas a chance de entender melhor como a Terra primordial pode ter se parecido fora de um laboratório.

“Há todas as razões para acreditar que lagos semelhantes teriam ocorrido na primeira terra há cerca de 4 bilhões de anos, porque as rochas vulcânicas em que o Lago Última Chance se assenta são basicamente um pré-requisito para a formação de lagos de soda”, disse Haas. “E o que estamos parcialmente mostrando aqui é que a química da água do lago de soda é o pré-requisito para esses altos níveis de fosfato.”

Pequenos lagos quentes de Darwin

“Lagos de soda”, como o Lago Última Chance, são corpos rasos de água repletos de sódio dissolvido e carbonato – muito parecido com bicarbonato de sódio – que normalmente vêm de interações entre água e rochas vulcânicas. Eles podem ser encontrados em todo o mundo, mas são muito menos comuns do que outros corpos de água salina.

“Esses tipos de lagos, eles têm os maiores níveis de fosfato que correspondem ao que as pessoas usam no laboratório para fazer (moléculas genéticas)”, disse Catling.

Quando os cientistas tentaram em um laboratório replicar as reações químicas que produzem as biomoléculas acreditadas serem fundamentais para a origem da vida, as concentrações necessárias de fosfato são até um milhão de vezes maiores do que o normalmente encontrado nos corpos de água naturais do mundo.

“Se você tivesse esses tipos de lagos na Terra antiga, eles seriam realmente ricos em fosfato, assim como o Lago Última Chance”, acrescentou Catling.

Corpos de água como esses há muito estão no radar dos cientistas como potenciais fontes de vida primordial. No século XIX, Charles Darwin escreveu pela primeira vez sobre sua teoria do “pequeno lago quente”, que propunha que lagos quentes, rasos e ricos em fosfato poderiam ter sido onde as primeiras moléculas de vida se formaram.

“Parte do que (Darwin) está imaginando são essas piscinas borbulhantes… como Yellowstone”, disse Matthew Pasek, professor da Universidade do Sul da Flórida que estuda a química do fósforo e a origem das ciências da vida.

Mas essa não é a única teoria popular sobre como a vida apareceu pela primeira vez na Terra bilhões de anos atrás. Outra é que a vida começou em fontes hidrotermais no fundo do mar.

O novo estudo adiciona ao corpo de evidências que apoia a hipótese do pequeno lago quente, de acordo com Pasek, que não estava envolvido na pesquisa.

“O ponto principal, que você pode ter concentrações tão altas de fosfato nessas lagoas, é definitivamente reforçado por essa descoberta”, disse ele. “E mostra, ‘É assim que isso pode acontecer.'”

Ainda assim, o fosfato em abundância massiva não é a única substância necessária para a origem da vida. Essa lista de pré-requisitos também inclui fontes de carbono e nitrogênio, bem como os elementos químicos e físicos corretos – incluindo fenômenos conhecidos como ciclos úmido-seco – que permitem a formação de compostos químicos necessários e reações.

Mas os autores disseram que não estão defendendo que o Lago Última Chance de hoje tem todos os componentes necessários para os blocos de construção da vida – apenas que contém algumas peças críticas.

“O Lago Última Chance atual não contém várias substâncias químicas que agora pensamos serem provavelmente cruciais para a origem da vida”, disse Haas, citando o cianeto como um exemplo. Estudos anteriores sugerem que uma versão primordial do lago de soda pode muito bem ter incluído a substância.

Embora este trabalho “não resolva de forma única a questão de onde a vida se originou”, de acordo com Woodward Fischer, um geobiólogo do Instituto de Tecnologia da Califórnia que não estava envolvido no estudo, ele “destaca ambientes na superfície da Terra hoje que os cientistas podem estudar em maior detalhe para entender melhor os mecanismos responsáveis ​​por estabelecer a vida em nosso planeta e potencialmente em outros lugares.”

A origem da vida na Terra – e além

Se a vida realmente emergiu em lagos de soda em terra, em vez de no fundo do oceano, esse conhecimento poderia teoricamente ajudar na busca por evidências de vida além da Terra.

“Se você pensou que a vida se originou no fundo do oceano, você pode dar uma olhada mais de perto no oceano subglacial nas luas de Saturno e Júpiter”, disse Haas. “Mas se você acha que a vida se originou nas superfícies terrestres da Terra, planetas como Marte podem ser muito mais importantes.”

O mesmo tipo de formação rochosa que produz lagos de soda pode ser encontrado em grande parte da superfície de planetas rochosos como Marte – o que sugere que a vida pode ter se formado de maneira semelhante em outros lugares do universo.

“Entender como a vida se originou na Terra tem essa importância para nossa busca por vida fora da Terra”, disse Haas à CNN. “Obter uma melhor compreensão de como a vida se originou na Terra informa onde procurar vida em outros planetas, ou luas de outros planetas, no sistema solar.”