George T. Javor
O estudo da matéria viva está no centro de todos os
esforços científicos atuais. As recentes vitórias da ciência incluem a clonagem
de Dolly, a ovelha, e a obtenção da sequência dos três bilhões de nucleotídeos
dos cromossomos humanos. (1)
Mas, estranhamente, a própria vida não é o objeto
de maior estudo. Os cientistas parecem pensar casualmente na existência da
vida. É difícil achar qualquer discussão sobre a essência da vida em
monografias ou compêndios correntes. Essas publicações explicam muito bem a composição
da matéria viva e como seus elementos funcionam. Mas tal informação não é
suficiente para explicar a vida e por que os constituintes da matéria viva são,
em si mesmos, sem vida.
Decomponhamos, a título de exemplo, a matéria viva
e então recombinemos seus componentes isolados. Essa pesquisa irá fornecer uma
coleção impressionante de substâncias inertes, mas não com vida. Até aqui a
ciência não pôde criar a matéria viva em laboratório. Será isso por que a
matéria viva contém um ou mais componentes que não podem ser supridos pelo
químico? A resposta, como desenvolvida neste artigo, apresentará um ponto
importante quanto à origem da vida.
Qual é a
origem da vida?
Há mais de cem anos, Louis Pasteur e outros
demonstraram a tolice da abiogênese — a transformação espontânea de matéria sem
vida em organismos vivos. Os biólogos agora dizem simplesmente: “Vida só pode
provir de vida”. Não obstante, os cientistas geralmente aceitam o conceito de
que a vida se desenvolveu abiologicamente numa Terra primitiva. Assim fazendo,
para sua própria conveniência, eles afirmam que as condições do “mundo
primitivo” eram apropriadas à geração espontânea da vida.
Outros teorizam sobre a possibilidade de a vida ter
sido importada do espaço exterior para a Terra. Embora a Terra esteja populada
por milhões de diferentes espécies de organismos, não há evidência de vida em
qualquer parte no sistema solar. E, além disso, há três e meio anos-luz de
espaço vazio até a estrela mais próxima, a Alfa do Centauro.
A última opção lógica para a origem da vida é a
criação realizada por um Criador sobrenatural. Mas a ciência, em sua tentativa
de explicar tudo por leis naturais, rejeita essa opção como estando fora dos
limites científicos.
A vida não é
uma entidade tangível
A vida não é uma entidade tangível. Não pode ser
posta num recipiente e manuseada. Somente vemos “vida” em associação com
espécies únicas de matéria, as quais têm capacidade de crescer, dividir-se em
réplicas e também de responder a vários estímulos externos, utilizando luz ou energia
química para efetuar todas essas coisas.(2)
O termo vida tem diferentes sentidos, podendo
referir-se a um organismo, um órgão ou uma célula. Órgãos humanos podem
continuar a viver depois da morte da pessoa se, dentro de certo tempo, forem
transplantados para um indivíduo vivo. A sobrevivência de um fígado, rim ou
coração transplantado, significa algo bem diferente da “vida” humana. Ademais,
a vida de cada órgão depende da vitalidade de suas células.
Todas as manifestações de vida dependem de células
vivas, as unidades mais fundamentais da matéria viva. Quando uma célula viva se
divide, remanesce uma coleção muito complexa de estruturas subcelulares, mas
sem vida: membranas, núcleos, mitocôndrias, ribossomos, etc.
Há uma sequência ininterrupta entre matéria viva e
não-viva, como alguns afirmam?
Se houver, a questão da origem da vida torna-se
discutível. Evoluir de um estado para outro seria semelhante a outras
transformações químicas. Exemplos de organismos que supostamente transponham o
abismo entre o vivo e o não-vivo incluem vírus, príons, microplasmas,
rickéttsias e clamídias.
Com efeito, vírus e príons são biologicamente
ativos, mas entidades não-vivas. O termo “vírus vivo” é inapropriado, embora os
vírus sejam agentes biologicamente ativos e infectem células vivas. Os príons
são proteínas singulares que têm a capacidade de alterar as estruturas de
outras proteínas.(3)
As proteínas recém-transformadas, por sua vez,
exercem atividade priônica, criando um efeito-dominó de alteração protéica. A
propriedade priônica faz com que eles se tornem infecciosos. Para sua
reprodução os príons, como os vírus, precisam de células vivas.
Rickéttsias, clamídias e microplasmas, por outro
lado, acham-se entre os menores organismos vivos. Os primeiros dois têm sérias
deficiências metabólicas e só podem existir como parasitas intracelulares. Há
um vasto abismo entre matéria viva e a não-viva. Isso reflete melhor nossa
incompetência de extrair vida de matéria anorgânica em laboratório.
A composição
da matéria viva
Estruturalmente a matéria viva é composta de uma
combinação de água e de moléculas grandes, frágeis e sem vida, de proteínas,
polissacarídeos, ácidos nucléicos, e lipídios.
A água serve de meio em que as mudanças químicas
ocorrem. Proteínas e lipídios são os principais componentes estruturais das
células. As proteínas também controlam todas as mudanças químicas. Sem mudanças
químicas a vida não pode existir. Saber como as proteínas interagem com as
transformações químicas é indispensável à compreensão da base química da vida.
A estrutura
das proteínas: uma analogia idiomática
As proteínas existem em milhares de formas
diferentes, cada qual com propriedades químicas e físicas únicas. Essa
diversidade se deve a seu tamanho. Cada proteína pode conter centenas de
aminoácidos, e há vinte aminoácidos diferentes. O que cada proteína é capaz de
fazer depende da ordem em que seus aminoácidos estão ligados. Para
compreendermos esse aspecto biológico, consideremos a analogia da linguagem escrita.
Em qualquer língua, o significado das palavras
depende da sequência das letras. No alfabeto inglês, por exemplo, temos vinte e
seis letras. Com elas formamos as palavras. Umas 500 mil diferentes combinações
de letras são reconhecidas como palavras significativas. Com algum esforço
poderíamos produzir outras 500 mil, ou mais, combinações sem sentido.
Semelhantemente, os milhões de diferentes proteínas representam uma fração
minúscula de todas as combinações possíveis de aminoácidos. (4)
Quando as palavras são escritas erradamente, seu
sentido fica adulterado ou perdido. De igual modo, para que as proteínas
funcionem adequadamente, seus aminoácidos precisam estar na sequência de outros
em ordem correta. Os resultados de alterações na sequência de aminoácidos podem
ser drásticos. A proteína transportadora de oxigênio no sangue, a hemoglobina,
é constituída de quatro cadeias de mais de 140 aminoácidos cada uma. Na anemia
falciforme, uma doença hereditária, apresenta-se um aminoácido alterado na
sexta posição de uma sequência específica de 146. Essa mudança causa distorção
nos glóbulos vermelhos, o que resulta em anemia e muitos outros problemas.
Informação
genética e sequências de aminoácidos
Como o sistema produtor de proteínas conhece as sequências
corretas de aminoácidos para cada uma das milhares de proteínas?
Os cromossomos de cada célula são bibliotecas
repletas de tais informações. Cada volume dessa biblioteca é um gene. Quando a
célula necessita de certa proteína, ela ativa o gene dessa substância e a
síntese tem início. Os detalhes desse processo podem ser vistos em qualquer
compêndio atual de biologia ou bioquímica. Basta lembrar que mais de cem
eventos químicos distintos têm de ocorrer para que a síntese da proteína
aconteça.
Todas as manifestações da vida dependem de
transformações químicas. Essas modificações sucedem quando grupos de átomos (moléculas)
ganham, perdem ou rearranjam seus elementos. Uma classe de proteínas, as
enzimas, unem moléculas específicas e facilitam suas transformações químicas.
Na Escherichia coli, ou bacilo coliforme, há cerca de 3.000 diferentes tipos de
enzimas, os quais facilitam 3.000 mudanças químicas diferentes.
As enzimas aceleram intensamente as reações. Isso
poderia ser um problema grave porque, quando uma reação é completada, seu ponto
final, conhecido como equilíbrio, é alcançado, e não ocorrem outras mudanças
químicas posteriores. Uma vez que a vida depende de mudanças químicas, quando
todas as reações atingem seus pontos finais, a célula morre.
É impressionante que na matéria viva nenhuma das
reações jamais atinge o equilíbrio. A razão é que as mudanças químicas estão
interligadas, de modo que o produto de uma modificação química forma a
substância básica para a seguinte. Se as moléculas biológicas fossem representadas
pelas letras maiúsculas do alfabeto, uma sequência típica de conversões
químicas apareceria.
Tal seguimento, ou “trilha bioquímica”, parece-se
como uma linha de montagem industrial. O produto final deste traçado
particular, a substância F, é utilizado pela célula e, portanto, não se
acumula. Na matéria viva ou orgânica, cada um dos milhões de moléculas é
mantido em seu rumo. Qualquer deficiência ou excesso resulta imediatamente em
ajustes nas taxas de transformações químicas.
Numa célula viva a matéria é organizada em
hierarquias sucessivamente mais complexas. As flechas representam traçados
bioquímicos que vão desde substâncias simples até as complexas. A dependência
recíproca entre os componentes celulares na direção vertical, é comparada às
relações lógicas entre letras, palavras e sentenças da linguagem escrita, até o
nível de um livro.
Contudo, o grau de tolerância a erros é muito menor
em biologia. Palavras mal soletradas, sentenças confusas ou parágrafos
faltantes podem inutilizar um documento. Mas por causa da estreita
interdependência funcional de seus componentes, as células estariam em grande
dificuldade se suas partes não fossem completadas integralmente.
Há também uma complementação horizontal entre os
componentes celulares. Por exemplo, as proteínas não podem ser manufaturadas
sem a assistência dos ácidos nucléicos; e ácidos nucléicos não podem ser
sintetizados sem as proteínas. De uma perspectiva química evolucionista, esse
problema se parece com o enigma clássico da “galinha e do ovo”.
Toda senda Biosintética conduz a níveis
sucessivamente mais complexos de organização da matéria. Toda vereda é regulada
de modo que seu produto seja apropriado para as necessidades da célula. A vida
da célula depende da operação harmoniosa e quase simultânea de seus vários
componentes. Durante um crescimento equilibrado existe um estado constante;
isto é, há apenas perturbações mínimas no fluxo de matéria através de suas
trilhas. Como não é permitido a nenhuma das reações atingir seu ponto final,
cada uma das milhares de reações químicas interligadas se encontra num estado
de desequilíbrio constante.
Tentativas
químicas evolucionistas
Se há forças naturais que produzem vida, devíamos
buscar diligentemente descobri-las e usá-las. Se a abiogênese fosse possível,
poderia ser aproveitada para restaurar a vida das células, órgãos e mesmo
organismos mortos. Quem argumentaria que a criação de matéria viva, ou a
reversão da morte, não seria a descoberta mais significativa para a humanidade?
Contudo, a história de bioquímica sugere que isso é
improvável. Na década de 1920, quando Oparim e Haldane primeiramente propuseram
que a vida se originou espontaneamente numa Terra primitiva, a bioquímica
estava em sua infância. Mesmo esse conceito era uma elaboração da ideia de Darwin,
de que a vida surgiu num lago morno.(5)
O primeiro curso metabólico só foi descrito na
década de 1930. A estrutura e a função do material genético começaram a ser
compreendidas na década de 1950. A primeira sequência dos aminoácidos de uma
proteína, a insulina, foi traçada em 1955, e a primeira sequência de
nucleotídeos do cromossomo de um organismo vivo foi publicada em 1995.
À medida que a base química da vida começou a ser
mais bem compreendida, ela se mostrou mais complexa do que originalmente imaginada,
e as primeiras sugestões abiogenéticas deveriam ter sido reconsideradas. Em vez
disso, a ciência embarcou numa longa viagem de meio século para demonstrar
experimentalmente a plausibilidade da abiogênese.
Os primeiros experimentos sugerindo a razoabilidade
da evolução química foram feitos por Stanley Miller, que em 1953 publicou a
síntese de aminoácidos e de outras substâncias orgânicas sob condições
primitivas simuladas.(6)
Subsequentemente, surgiu uma subdisciplina que
fornecia evidências laboratoriais da produção de 19 dos 20 aminoácidos, e de
quatro ou cinco bases nitrogenadas necessárias para síntese de ácido nucléico,
de monossacarídeos e ácidos graxos, tudo sob hipotéticas condições primitivas variáveis.
(7)
Todas essas substâncias são componentes dos quais
os grandes biopolímeros são feitos, projetando a possibilidade da produção
primária de biopolímeros.
Contudo, a demonstração da ligação de blocos de
células em cadeias de polímeros não pôde ser realizada. Todo o elo entre os
blocos de substâncias típicas requer a remoção da água. Isso é praticamente
impossível no ambiente hídrico dos pressupostos oceanos primitivos. Ademais, as
sequências nas quais os aminoácidos se unem para transformar as proteínas ou
nucleotídeos em ácidos nucléicos, são as que determinam a função desses
biopolímeros. Além da matéria viva, não há mecanismos conhecidos que garantam sequências
significativas e reproduzíveis em proteínas ou ácidos nucléicos.
Sob condições primitivas simuladas, material
semelhante à proteína tem sido produzido com o aquecimento de amostras de
aminoácidos a altas temperaturas. Contudo, esses “proteinóides” eram
aminoácidos ligados aleatoriamente por elos não naturais, os quais apresentam
pouca semelhança com as proteínas reais.(8)
Os nucleotídeos, blocos formadores dos ácidos
nucléicos, ainda não foram sintetizados sob condições primitivas simuladas.
Essa é uma tarefa formidável e que requer a ligação de uma base de purina ou
pirimidina a um açúcar, e desse a um fosfato. O desafio aqui não é somente a
remoção da água, mas o fato de que esses três componentes podem ser ligados por
dezenas de modos diferentes. Todas as combinações, exceto uma, não têm valor
biológico. É desnecessário dizer que os ácidos nucléicos ainda não foram
sintetizados.
Mas isso não impediu que muitos cientistas
postulassem que as células vivas mais primitivas continham inicialmente ácidos
ribonucléicos. Essa hipótese de um “Mundo ARN” ganhou popularidade depois que
se descobriu que certas moléculas de ARN tinham atividades catalíticas. Até
então, acreditava-se que a catálise fosse área exclusiva de proteínas.
Embora não seja possível fabricar biopolímeros
biologicamente úteis sob condições primitivas simuladas, podemos obtê-los a
partir de células anteriormente vivas. Misturando esses biopolímeros isolados,
é possível abreviar a evolução química tornando possível verificar se a vida se
originará em tal mistura. Mas em tal experimento, tudo está em equilíbrio. Uma
vez que a vida ocorre somente quando todos os eventos químicos dentro da célula
se acham em estado de desequilíbrio, o máximo que se pode conseguir através
desse método é uma coleção de células mortas.
Como
produzir matéria viva
Sabemos exatamente como produzir matéria viva:
Primeiro, projete e sintetize alguns milhares de
diferentes aparelhos moleculares capazes de converter substâncias simples,
comumente disponíveis no meio ambiente, em biopolímeros complexos.
Segundo, certifique-se de que tais dispositivos
sejam capazes de auto reprodução precisa.
Terceiro, certifique-se de que essas unidades
possam sentir seu meio ambiente e se ajustar a quaisquer mudanças que nele
ocorram.
Então, é simplesmente uma questão de dar início
simultâneo a centenas de rotas bioquímicas, mantendo o estado de desequilíbrio
de cada conversão química, garantindo a disponibilidade de contínuo suprimento
de matéria-prima, e provendo a remoção eficiente de refugos.
Uma exigência mínima para se criar tais mecanismos
biológicos complexos é a familiaridade absoluta com a matéria em nível atômico
e molecular.
Você também precisará de grandes ideias quanto ao
uso dessas complexas maquinarias vivas, alimentando uma esperança proporcional
ao esforço despendido em criá-las.
Fabricar células vivas requer controle absoluto de
cada molécula grande ou pequena. Essa é uma capacidade que a ciência não
possui. Os químicos podem transformar grandes números de moléculas de uma forma
em outra, mas não podem transportar moléculas selecionadas através de membranas
para inverter as condições de equilíbrio.
É por isso que não podemos reverter a morte.
Como se
originou a vida na Terra?
Este artigo mostrou a grande discrepância entre a
bioquímica da matéria viva e as pretensões daqueles que gostariam de poder
explicar sua origem por abiogênese.
Cinquenta anos de pesquisa bioquímica demonstraram
inequivocamente que, a despeito de quais sejam as condições, a abiogênese é uma
impossibilidade. É apenas uma questão de tempo antes que o edifício chamado
“evolução química” imploda sob o peso dos fatos.
Para o crente no relato bíblico da Criação, a
asserção de que somente o Criador pode criar a vida não é um argumento para o
“Deus das lacunas”. Temos uma boa ideia do que seja necessário para criar a
vida, somente não podemos fazê-lo. Essa é uma afirmação de que a vida não pode
existir sem Deus. Com efeito, a vida torna-se uma evidência a favor de um
Criador todo-sapiente, que decidiu criar a vida e partilhá-la conosco.
George T. Javor (Ph.D. pela Columbia University)
leciona bioquímica na Loma Linda University, Loma Linda, Califórnia, EUA.
Notas e
referências:
1. S. Lander e 253 outros, “Initial sequencing and
analysis of the human genome,” Nature 409 (2001):2001. Ver também J. C. Vent e
267 outros, “The sequence of the human genome,” Science: 291(2001):1304.
2. Uma tal análise da vida pode parecer bastante
materialista a muitos que acham que a Bíblia ensina um ponto de vista diferente
— o qual não insiste que a vida esteja associada à matéria. Conquanto possam
existir realidades mais amplas de vida inacessíveis a nós, tanto quanto
interesse à ciência, percebemos a vida na Terra somente em associação com a
matéria. A Bíblia apóia a noção de que a vida que conhecemos na Terra está
associada à matéria. Ver Gênesis 2:7: “E formou o Senhor Deus o homem do pó da
terra e soprou em seus narizes o fôlego da vida: E o homem foi feito alma
vivente”. Uma combinação do fôlego de vida e do pó do solo deu origem à pessoa
viva. Semelhantemente, uma pessoa morre quando lhe sai o fôlego e ela volta ao
pó. “Nesse mesmo dia perecem toldos os seus desígnios.” (Salmo 146:4.) O
“retorno à terra” marca o ponto final da existência humana. Embora seja
possível especular sobre o significado do “fôlego de vida” e do “fôlego” das
pessoas, é claro que a vida, como experimentada na Terra, não continua após a
morte. A Bíblia nada menciona sobre uma forma de vida desencarnada. Aceitar a
base material da vida sobre a Terra, portanto, não nos torna materialistas.
3. S. B. Prusiner, “Prion Diseases and the BSF
Crisis,” Science 278 (1997): 245.
4. O número de possíveis seqüências diferentes para
uma proteína de 100 aminoácidos é 1.2 x 100130 ou 12 seguido de 129 zeros!
5. F. Darwin, The Life and Letters of Charles
Darwin (New York: D. Appleton, 1887), II: 202. Carta escrita em 1871.
6. S. L. Miller, “A Production of Amino Acids Under
Possible Primitive Earth Conditions,” Science 117 (1953): 528.
7. C. B. Thaxton, W. L. Bradley, e R. L. Olsen, The
Mystery of Life’s Origins (New York: Philosophical Library, 1984), p. 38.
8. S. W. Fox e K. Dose, Molecular Evolution and the
Origins of Life (New York: Marcel Dekker Publishing Co., 1977), second edition.
Fonte:
http://www.filosofiadasorigens.com.br/
