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Cientistas podem ter descoberto fator desencadeador da vida complexa na Terra

Basalto olivínico. Quando a olivina altamente reativa tornou-se menos comum na crosta terrestre, o oxigênio produzido pelas cianobactérias transformou a atmosfera. Crédito da imagem: Ray Simons

Mudanças na crosta do planeta abriram o caminho para uma atmosfera de oxigênio e a evolução da vida complexa.

O “Grande Evento da Oxidação” — o período de 2,4 bilhões de anos atrás, quando a atmosfera da Terra de repente tornou-se rica em oxigênio, catalisando a evolução da vida aeróbica — foi causada por mudanças geológicas, e não biológicas, descobriu uma nova pesquisa.

Se fosse possível entrarmos em uma máquina do tempo e ajustar o aparelho para levarmos de volta ao passado distante da Terra, teríamos uma surpresa e tanto.

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Isso por que durante a primeira metade de existência do nosso planeta não havia oxigênio na atmosfera. Esse gás extremamente fundamental para a vida como é hoje só passou a estar disponível na atmosfera há cerda de 2,4 bilhões de anos. Formada há 4,5 bilhões de anos, a Terra já era habitada quando da ocorrência da Grande Evento da Oxidação: organismos unicelulares já estavam por aqui.

Não está exatamente claro hoje para os cientistas quando (e como) a vida em nosso planeta começou, mas os fósseis mais antigos desses microorganismos, as cianobactérias, data de 3,5 bilhões de anos atrás. Isso sugere que a vida já existia há pelo menos 1 bilhão de anos antes da Grande Oxidação. O Grande Evento da Oxidação foi um dos acontecimentos mais importantes para a evolução da vida como conhecemos. Sem ele, jamais poderia haver animais respirando oxigênio por aqui, como insetos, peixes, mamíferos e, certamente, humanos.

Aumento da disponibilidade de O2

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Grande Evento da Oxidação, há cerca de 2,4 bilhões de anos. Observe como a oxigenação da atmosfera, decorrente do metabolismo de cianobactérias, foi um processo gradativo que ocorreu por um período de aproximadamente 2 bilhões de anos. A vida celular encontrava-se presente na Terra há cerca de 3,8 bilhões de anos (bia). As cianobactérias iniciaram a lenta oxigenação da Terra há cerca de 3 bia, porém os atuais níveis de O2 na atmosfera não foram alcançados antes dos últimos 500 a 800 milhões de anos. Fonte: MADIGAN, Michael T et al.. O surgimento do oxigênio: formações ferríferas bandadas. In (______ ) Microbiologia de Brock. Porto Alegre. Artmed, 2016. Cap. 1, fig 1.4, p.5; Cap. 12, p. 351-352. (Créditos da imagem: Heinrich D. Holland/Wiki Commons).

Na época, as cianobactérias produziam oxigênio como um subproduto da fotossíntese. Alguns estudos sugeriram que esse processo foi o único responsável pelo aumento repentino do oxigênio disponível, mas houve poucos dados para apoiar a argumentação.

Agora, os geólogos Matthijs Smit, da Universidade da Colômbia Britânica, no Canadá, e Klaus Mezger, da Universidade de Berna, na Suíça, buscaram traçar a causa do evento de oxidação, que viu a quantidade de oxigênio nos oceanos aumentar 10 mil vezes em apenas 200 milhões de anos — um aumento incrivelmente rápido do ponto de visto geológico.

Smit e Mezger decidiram seguir uma abordagem diferente e olharam para as formações rochosas para uma possível resposta. Durante o Grande Evento de Oxidação, a composição rochosa dos continentes também sofreu mudanças químicas significativas.

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No início do evento, a maioria dos xistos e dos tipos de rocha ígnea em todo o mundo constituíam altos níveis de magnésio e baixos níveis de sílica. Essa é uma composição semelhante às rochas encontradas hoje em áreas vulcanicamente ativas como a Islândia.

Essas formações antigas, no entanto, continham outro mineral muito abundante chamado olivina, um tipo de silicato de ferro de magnésio. Quando entra em contato com a água, esse mineral catalisa reações químicas que bloqueiam o oxigênio, o que significa que não está livremente disponível como gás — o que é essencial para a respiração aeróbica.

Na verdade, os cientistas calculam que a olivina era abundante o suficiente para que esse mineral tivesse apreendido todo o oxigênio produzido pelas cianobactérias, neutralizando o efeito da produção de oxigênio por essas bactérias.

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No entanto, ao mesmo tempo que o evento de oxidação estava ocorrendo, as crostas continentais estavam evoluindo. Sua composição mudou — e, em particular, o mineral olivina tornou-se muito mais raro.

Como resultado, as poucas reações de olivina significaram que o oxigênio produzido pelas cianobactérias foi gradualmente acumulado nos oceanos sem ser apreendido pela olivina. Eventualmente, a água saturou de oxigênio e esse gás começou a escapar para a atmosfera.

“Descobriu-se que uma mudança surpreendente ocorreu na composição dos continentes ao mesmo tempo em que a oxigênio livre estava começando a se acumular nos oceanos”, disse Smit em um comunicado de imprensa. “A oxigenação estava esperando para acontecer”, acrescentou o geólogo. “Tudo o que talvez tenha sido necessário era que os continentes amadurecessem”.

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“Isso realmente parece ter sido o ponto de partida para a diversificação da vida como a conhecemos.Depois dessa mudança, a Terra tornou-se muito mais habitável e adequada para a evolução da vida complexa, mas isso precisava de algum mecanismo de gatilho, e é isso que podemos ter encontrado”, conclui Smit.

A pesquisa foi publicada no periódico científico Nature Geoscience.

Fonte: Cosmos Magazine (adaptado). Referências: EurekalertNature.

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Saiba mais:

  1. UFPA (EAD) Biologia Celular – Breves – P2017/02. A Origem da Vida. Disponível em http://www.aedmoodle.ufpa.br/mod/forum/discuss.php?d=87739. Acesso em: 09 novembro 2017;
  2. MADIGAN, Michael T et al.. O surgimento do oxigênio: formações ferríferas bandadas. In (______ ) Microbiologia de Brock. Porto Alegre. Artmed, 2016. Cap. 12, p. 351-352;
  3. BBC Brasil (BBC Earth). Como surgiu o oxigênio na Terra? Ciência busca pistas de ‘evento-chave’. Disponível em http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2016/01/160104_vert_earth_oxigenio_origem_fd Acesso em: 09 novembro 2017;
  4. Globo Educação – Geografia. O intemperismo. Disponível em http://educacao.globo.com/geografia/assunto/geografia-fisica/intemperismo.html Acesso em: 09 novembro 2017.

 

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Mestrando em Estudos Ambientais pela UCES, Buenos Aires. Graduado em Engenharia Civil e pós-graduado em Gestão Pública e Controladoria Governamental. Com interesse por ciência, tecnologia, filosofia, desenvolvimento sustentável e diversas outras áreas do conhecimento humano.

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