Modelos do tipo 'metabolismo primeiro' não podem evoluir

Imagem gerada por IA (acervo de Lexica)

por Fazale Rana

25 de fevereiro de 2010

'Metabolismo primeiro': Não é um novo plano de dieta. É como alguns cientistas acham que a vida se originou. Ao longo dos últimos anos, revelações sobre essa classe de modelos evolucionários indicam que há pouca evidência a seu favor. Um novo trabalho de cientistas da Hungria e da Espanha tornam essa evidência ainda mais escassa. [1]

Modelos evolucionários de origem da vida requerem a geração de autorreplicação e metabolismo, duas das características bioquímicas definidoras da vida. Consequentemente, existem duas abordagens fundamentalmente diferentes para a explicação evolucionária do início da vida: cenários 'replicador primeiro' e 'metabolismo primeiro'.

O metabolismo define todo o conjunto de vias químicas na célula. Em primeiro lugar estão as rotas que transformam quimicamente moléculas relativamente pequenas. As vias metabólicas (1) geram energia química por meio da quebra controlada de moléculas de combustível, como açúcares e gorduras; e (2) produzem, de forma gradual, os blocos de construção necessários para montar proteínas, DNA, RNA e componentes da membrana celular e da parede celular. As vias metabólicas da vida geralmente compartilham muitas moléculas. As moléculas compartilhadas servem como pontos de conexão, fazendo com que as rotas metabólicas da célula se interconectem e formem redes complexas e reticuladas de vias químicas.

Desde que pesquisadores da origem da vida reconheceram muitos problemas intratáveis com modelos 'replicador primeiro', cenários 'metabolismo primeiro' para o surgimento da vida ganharam popularidade. Para uma discussão detalhada dos problemas com explicações 'replicador primeiro', veja um artigo que escrevi para Today’s New Reason to Believe (Nova razão para crer hoje).

A maioria dos cenários de metabolismo em primeiro lugar sugere que, uma vez que os materiais prebióticos se formaram, essas moléculas relativamente pequenas se auto-organizaram para formar ciclos e redes de reações químicas que, ao longo do tempo, deram origem aos sistemas metabólicos da vida. Uma vez encapsulados ou sequestrados dentro de uma membrana, esses sistemas complexos de reações se tornaram os primeiros prebiontes.

De acordo com essa visão, os autorreplicadores moleculares surgiram mais tarde, junto com as enzimas que catalisam cada etapa dos ciclos e redes químicas.

Ainda assim, antes que os autorreplicadores ricos em informação surgissem, esses conjuntos de ciclos e redes teriam que possuir alguma capacidade de autorreplicação. Caso contrário, eles não poderiam ter evoluído para se tornar uma entidade viva. Alguns cientistas da origem da vida sugeriram que os sistemas protometabólicos podem ter funcionado inicialmente como replicadores de conjuntos. Esses sistemas poderiam ter "crescido" à medida que mais e mais compostos eram adicionados aos seus ciclos e redes. Ocasionalmente, esses sistemas teriam se tornado instáveis e fissurados, produzindo dois sistemas-filhos. Se a composição química e a constituição estrutural dos ciclos e redes nas "filhas" provassem ser as mesmas do sistema original, então, na verdade, eles teriam se replicado.

Para que os replicadores de conjunto evoluam para uma entidade viva, o processo de replicação deve ocorrer com um alto grau de fidelidade. Se não, então aqueles conjuntos que possuem maior aptidão não serão mantidos pela seleção; eles não serão preservados.

Os pesquisadores da Hungria e da Espanha avaliaram a fidelidade de replicação e a evolutividade desses replicadores. Com base em uma análise teórica, eles concluíram que os replicadores de conjunto se reproduzem de forma tão imprecisa que a seleção não consegue manter conjuntos mais aptos. Eles notaram que a ausência dessa restrição evolutiva crítica “adverte contra teorias de origem da vida do tipo ‘metabolismo primeiro’”. [2]

Assim como pessoas que fazem dieta e não conseguem perder peso não importa o que tentem, pesquisadores da origem da vida fracassam toda vez que tentam explicar o início da vida sem o envolvimento de um Criador.

Notas de Fim

1. Vera Vasas, Eörs Szathmáry e Mauro Santos, “Lack of Evolvability in Self-Sustaining Autocatalytic Networks Constraints Metabolism-First Scenarios for the Origin of Life”, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, antecipado on-line, doi: 10.1073/pnas.0912628107.
2. Ibid.

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Traduzido de Metabolism-First Models Can’t Evolve (RTB)

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química da vida - evolução química - evolucionismo - cenários para a origem da vida