A Cidade Perdida: Onde a Vida Pode Ter Começado
No fundo do Atlântico Norte existe uma floresta de torres minerais sem luz solar, alimentada por reações químicas. É o ambiente mais parecido com o que pode ter dado origem à vida na Terra, e indica onde procurar vida em outros mundos.
A história mais aceita sobre a origem da vida colocava o cenário numa praia quente e ensolarada: uma "poça morna" onde raios e luz ultravioleta agitavam uma sopa de moléculas orgânicas até que algo, por acidente, se tornasse vivo.
A ideia era de Darwin, e dominava o campo por mais de um século.
Em 2000, oceanógrafos descobriram algo no fundo do Atlântico Norte que começou a mudar essa história.
A Cidade Perdida
A 700 metros de profundidade, numa cordilheira submarina a sudoeste das Ilhas Açores, existe um campo de estruturas que não se parece com nada que se esperava encontrar. Torres de carbonato branco com até 60 metros de altura, como arranha-céus de um mundo alienígena.
O campo foi batizado de Lost City, Cidade Perdida.
Não há luz solar ali. O calor não vem do magma vulcânico (como nas fontes hidrotermais negras que já eram conhecidas). Vem de uma reação química chamada serpentinização: água do mar penetrando na rocha do manto oceânico, reagindo com minerais de silicato, produzindo calor, hidrogênio e metano em processo contínuo.
O resultado: fluido alcalino a 40-90°C, rico em hidrogênio molecular, jorrando continuamente pelas torres de carbonato. No interior dessas torres, existe uma rede de poros e microcavidades do tamanho de células.
E dentro dessas cavidades, vive um ecossistema inteiro. Sem luz do sol.
O Problema com a Sopa Primordial
Por que a hipótese das fontes hidrotermais ganhou força? Porque a "sopa primordial" tem um problema fundamental: energia.
Para montar moléculas complexas, precisa-se de energia. Mas a sopa numa poça estava em equilíbrio. Sem um fluxo contínuo de energia, as reações químicas correm nos dois sentidos com igual probabilidade. Você forma uma molécula orgânica, e ela se desfaz. Não há direção.
A vida é o oposto do equilíbrio. É um sistema que mantém um estado altamente improvável (organização, estrutura, replicação) contra a tendência termodinâmica de se dispersar. Para fazer isso, precisa de energia constante.
As fontes hidrotermais alcalinas fornecem exatamente isso: um gradiente químico permanente.
Prótons como Motor
O bioquímico Nick Lane desenvolveu a hipótese mais detalhada sobre como a vida pode ter começado nas fontes hidrotermais. O argumento central é elegante porque se apoia num mecanismo que já conhecemos muito bem.
Todas as células vivas geram energia da mesma forma: bombeando prótons (íons de hidrogênio, H⁺) através de uma membrana e usando o gradiente que se forma, a diferença de concentração de prótons de um lado para o outro, para fabricar ATP, a moeda energética universal da biologia.
Esse processo, chamado de quimiosmose, foi descoberto por Peter Mitchell em 1961 e lhe rendeu o Nobel de Química em 1978. É tão fundamental que funciona em bactérias, fungos, plantas e animais. É talvez o mecanismo mais conservado de toda a evolução.
A hipótese de Lane é: e se a vida não inventou esse gradiente de prótons? E se ela simplesmente encontrou um já pronto?
Nas fontes hidrotermais alcalinas, o fluido interno tem pH 9-11 (muito poucos prótons) enquanto o oceano primitivo tinha pH 5-6 (muitos prótons). Esse é exatamente o tipo de gradiente que as mitocôndrias constroem artificialmente hoje para gerar ATP. Os poros minerais das torres, feitos de ferro e enxofre, agiriam como proto-membranas, compartimentalizando o gradiente.
A vida não teria começado com DNA, proteínas ou membranas lipídicas. Teria começado com prótons, ferro e gradientes.
LUCA: O Ancestral de Todos Nós
Tudo que vive na Terra descende de um ancestral comum. A evidência vem dos genes: há centenas de proteínas e mecanismos moleculares tão fundamentais que existem em bactérias, arqueas e células eucarióticas sem exceção. Coisa que surgiu uma vez e nunca mais foi "reinventada".
Esse ancestral é chamado de LUCA: Last Universal Common Ancestor, Último Ancestral Comum Universal.
Como era LUCA? Reconstruindo os genes que devem ter existido nele, os cientistas obtêm uma figura intrigante: um organismo que amava calor e ambientes ricos em hidrogênio e ferro, que usava ferredoxinas (proteínas de ferro e enxofre) como enzimas centrais, e que provavelmente não tinha membrana lipídica moderna (deixava a rocha mineral fazer esse trabalho).
Parece muito com uma célula vivendo numa fonte hidrotermal alcalina.
Enceladus e a Expansão da Busca
A implicação mais emocionante dessa hipótese é para a astrobiologia.
Se a vida na Terra começou em fontes hidrotermais no fundo do oceano, sem luz solar, como energia de reações químicas, então a luz solar não é um pré-requisito para a vida.
E isso muda dramaticamente onde procuramos.
Enceladus, a pequena lua gelada de Saturno com apenas 500 km de diâmetro, tem géiseres de água jorrando do polo sul. Sob a crosta de gelo, há um oceano de água líquida. A sonda Cassini detectou hidrogênio molecular nos géiseres, assinatura de reações hidrotermais acontecendo no fundo desse oceano. O pH é alcalino.
Europa, lua de Júpiter, provavelmente tem condições similares.
São mundos sem sol, de gelo, distantes. Mas por dentro, têm exatamente o ambiente onde a vida pode ter começado aqui.
A pergunta deixa de ser "onde haverá luz solar suficiente?" e passa a ser "onde há água líquida e gradientes químicos?". A resposta inclui dezenas de luas geladas no sistema solar externo, e potencialmente muitas luas em outros sistemas solares.
A Cidade Perdida no fundo do Atlântico não é apenas um ecossistema curioso. É talvez um espelho do berço de toda vida no universo.
Baseado no Ep. 3 de Cosmos: Mundos Possíveis (2020), "Lost City of Life".