Cientistas observam moléculas a evoluir em tempo real

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Evolução química

Evolução química

A origem da vida ainda é um grande mistério que talvez nunca seja resolvido, mas investigadores holandeses estão a conseguir estudar como é que ela ocorre, em tempo real, ao estudar o comportamento de minúsculas moléculas.

O investigador Sijbren Otto, da Universidade de Groningen, tem trabalhado com evolução química há vários anos. Ao colocar estas moléculas no que chamam de “sopa química”, o químico e a sua equipa conseguiram analisar como é que estas moléculas respondem a mudanças quando novas substâncias são acrescentadas.

Num trabalho publicado recentemente na revista Nature, Sijbren Otto relata o resultado do que começou como uma descoberta casual: “descobrimos que alguns peptídeos pequenos podem se arranjar em anéis, e estes anéis se reúnem em pilhas”.

Estas pilhas de anéis de peptídeos tendem a crescer, mas basta abanar o frasco onde estão para que se rompam. Contudo, os pedaços que daí resultam começam a crescer novamente – uma forma bastante simples de autoreplicação.

Na evolução biológica, indivíduos competem pelos recursos do meio ambiente, e também competem por oportunidades de reprodução.  Ao reproduzirem-se com sucesso, passam adiante os genes que lhes deram vantagens no ambiente.

Só que a reprodução não é um processo de cópia exata; erros acontecem, as chamadas mutações. A maioria das mutações é neutra, mas algumas podem conferir ligeira vantagem a quem as desenvolve.

À medida que acumula mutações, a espécie vai-se modificando até chegar ao ponto de não poder mais reproduzir com os indivíduos da espécie original. É assim que surge uma nova espécie.

Mutações

Com a evolução química as coisas são um pouco diferentes. Os replicadores usam blocos básicos para criar cópias de si mesmos, o que de certa forma estabelece uma competição. Os blocos nem sempre são montados de forma idêntica, e as mudanças surgem aqui e ali, o que seria equivalente à mutações.

A reprodução, na ausência de metabolismo e código genético, dá-se de forma simples, através do rompimento do replicador. As duas partes que surgem de um rompimento continuam o trabalho de crescer através da absorção de blocos básicos.

Ao oferecer aos replicadores dois tipos de blocos básicos diferentes, A e B, surgiu um tipo de replicador especializado no bloco do tipo A, mas tolerante ao bloco do tipo B. Mais tarde, surgiu um novo replicador, desta vez especializado no bloco B, mas tolerante ao bloco do tipo A.

O curioso é que este novo replicador é descendente do replicador especializado em bloco A, num processo semelhante à formação de novas espécies na evolução biológica. E esta “especiação” surgiu por que os próprios anéis começaram a apresentar mutações.

Com isso o Sijbren Otto e o seu colega Jan Sadownik mostraram como novas “espécies” podem emergir a partir da evolução química. O investigador principal explica que “o termo especiação deve ser usado somente quando nos referimos a organismos que se reproduzem sexualmente, mas o nosso trabalho mostra os mesmos padrões“.

A parte excitante, segundo o investigador, é que se observou um análogo da evolução biológica a acontecer com moléculas. As moléculas diversificaram-se quando os blocos básicos se diversificaram também, e responderam a mudanças na concentração. “Começamos sem replicadores, mas vimos o primeiro tipo emergir e, depois de um tempo, outro. Isto é muito significativo!”, afirma.

O próximo passo no trabalho do grupo de Sijbren Otto é introduzir a morte, o que pode ser feito com um constante fluxo de matéria em que de um lado entram os blocos de construção e do outro são removidos os resutlados da reação. Os replicadores só sobreviverão neste sistema se a taxa de crescimento superar a taxa de remoção.

HypeScience

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