Raios cósmicos podem ter desempenhado um papel fundamental na origem da vida

A influência dos raios cósmicos no início da vida na Terra pode explicar a preferência da natureza pela estrutura das moléculas biológicas.

Dois investigadores da Universidade de Stanford, nos EUA, sugerem que a interação entre proto-organismos antigos e raios cósmicos pode ter sido responsável por uma preferência estrutural crucial, conhecida como quiralidade, nas moléculas biológicas. Se esta teoria estiver correta, significa que toda a vida pode compartilhar a mesma preferência quiral.

Segundo o Sci-News, a quiralidade baseia-se na existência de versões espelhadas das moléculas: tal como as nossas mãos (esquerda e direita), duas formas quirais de uma mesma molécula têm formas que correspondem ao reflexo uma da outra, mas não se alinham se forem sobrepostas.

Nas principais biomoléculas, a visa usa apenas uma forma quiral. No entanto, se a versão espelhada for substituída pela versão regular dentro de um sistema biológico, o sistema deixará de funcionar por completo.  No caso do ADN, por exemplo, um único açúcar na posição incorreta perturbaria a estrutura helicoidal estável da molécula.

Há muito tempo que a comunidade científica debate o facto de a quiralidade da vida ser fruto do acaso ou de alguma influência ainda desconhecida. Louis Pasteur, que descobriu a homoquiralidade biológica em 1848, levantou a hipótese de que, se a vida é assimétrica, tal pode ser explicado pela assimetria nas interações fundamentais da física.

De acordo com o novo artigo científico, publicado no dia 20 deste mês no Astrophysical Journal Letters, os investigadores propõem que a quiralidade biológica que testemunhamos atualmente na Terra se deve à evolução e à radiação magneticamente polarizada, onde uma pequena diferença na taxa de mutação pode ter promovido a evolução da vida baseada no ADN, em vez de se basear na imagem espelhada”, explicou Noemie Globus.

(dr) Simons Foundation

Depois de atingirem a atmosfera da Terra, os raios cósmicos degradam-se em partículas fundamentais e criam uma espécie de “chuva de partículas”. Ao nível do solo, a maioria dos raios cósmicos existe apenas como partículas conhecidas como muões.

Os muões são extremamente instáveis e polarizados magneticamente, o que significa que compartilham a mesma orientação magnética. Quando os muões decaem, produzem eletrões com a mesma polarização.

Os investigadores acreditam que essa capacidade de penetração dos muões permite que, tanto eles como os eletrões, consigam afetar as moléculas quirais na Terra e em qualquer outro lugar do Universo. “Somos irradiados constantemente por raios cósmicos. Os efeitos são pequenos, mas constantes em todos os lugares do planeta onde a vida pode evoluir, e a polarização magnética dos muões e dos eletrões é sempre a mesma. Mesmo noutros planetas, os raios cósmicos teriam os mesmos efeitos“, disse Globus.

A hipótese dos cientistas é que, no início da vida na Terra, a radiação constante e consistente afetou a evolução das duas formas de vida espelhadas de maneiras diferentes, fazendo com que uma prevalecesse em relação à outra.

Essas pequenas diferenças na taxa de mutação teriam sido mais significativas quando a vida estava a começar e as moléculas envolvidas eram muito simples e mais frágeis. Nessas circunstâncias, a influência quiral dos raios cósmicos, pequena mas persistente, poderia ter produzido a quiralidade biológica única que vemos atualmente.

Os investigadores querem realizar várias experiências para comprovar a sua teoria, e esperam que futuras amostras orgânicas, recolhidas de cometas, asteróides ou de Marte, podem também exibir um viés quiral. A física fundamental pode estar relacionada com a origem da vida.

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