A evolução na Química e na Geologia

Antoine Lavoisier, considerado o pai da química moderna, enunciou o princípio da conservação da matéria: “na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”, que pode ser compreendido como uma ideia de evolução dentro da química.

Cientistas famosos como Santo Alberto Magno (padroeiro dos cientistas), Isaac Newton, Robert Boyle, e muitos outros estudaram a chamada Alquimia, considerada a precursora da Química. Por meio de experimentos e estudo de símbolos eles procuravam receitas, práticas ou mágicas, para mudar um elemento em outro. Não havia um muro claro entre a magia e a ciência, porque o Método Científico é algo mais recente. O importante é que acreditavam ser possível explicar o universo a partir de transformações e transmutações de um elemento em outro. Ou seja, começavam a lançar luzes na direção de falar em evolução química.

A grande busca dos alquimistas era a Pedra Filosofal. Com ela seria possível transformar qualquer metal vulgar em ouro e também produzir o Elixir da Vida, uma substância capaz de nos tornar imortais. Naturalmente, nunca encontraram a tal Pedra Filosofal, mas os esforços não foram em vão, pois acumularam muito conhecimento sobre as substâncias e foram capazes de criar leis que descreviam o que acontecia quando se misturava uma substância com a outra.

Depois de muitos séculos de pesquisa, chegou-se a uma visão muito ampla sobre a composição química dos seres inanimados (rochas, gases, líquidos, etc.) e dos seres vivos. Com a transformação gradual da Alquimia na Química, foi sendo elaborada uma longa lista de reações químicas possíveis e seus produtos, bem como explicações importantes sobre como uma substância pode ser formar na natureza e qual o papel dela para o equilíbrio do planeta e para a vida.

Há uma relação muito íntima entre o que acontece quimicamente com nosso planeta e as condições para surgir e manter vida. A compreensão dos mecanismos da vida, surgimento e evolução, exige uma intersecção entre a Química, a Geologia e a Biologia. Vejamos isso contando de modo simplificado como o planeta Terra propiciou o surgimento e a evolução dos seres vivos.

Acredita-se que a vida apareceu na Terra por volta de 4 bilhões de anos atrás. Aparentemente, o surgimento foi bem limitado no tempo e no espaço, pois todas as formas de vida conhecidas compartilham de alguns elementos básicos comuns, como a composição química básica e a estrutura genética elementar. Nossos organismos são construídos e controlados em boa parte por elementos químicos chamados de proteínas. As proteínas, por sua vez, são constituídas pelos chamados aminoácidos. Foram identificados mais de 500 aminoácidos diferentes, entretanto, somente 23 fazem parte da constituição das proteínas dos organismos vivos.

O interessante sobre os aminoácidos é que eles podem se formar livremente na natureza e até se agruparem, formando proteínas. Provavelmente foi assim que surgiram os primeiros elementos complexos que seriam depois usados para formar os seres vivos. Mas essa formação só foi possível porque todo o oxigênio da Terra estava ligado nos minerais do solo, como o ferro e o silício. O oxigênio é um elemento muito reativo, e destroi facilmente os aminoácidos. Preso nos minerais, não podia destruir os frágeis aminoácidos que se formavam.

Portanto, sabemos que os primeiros seres vivos geravam energia por meio de fermentação, como os fungos do fermento biológico que usamos para fazer pão: eles se alimentam do açúcar da farinha, gerando gás carbônico como subproduto que faz aparecer as bolhas no meio da massa. Claro que não havia farinha há bilhões de anos atrás! Mas era possível realizar fermentação com outros mecanismos. Depois deles, surgiram seres que usavam a luz do Sol para fazer fotossíntese, como as plantas de hoje. Estes seres consumem o gás carbônico do ar (ou da água, se forem algas) e liberam oxigênio. A atmosfera e as águas tornaram-se ricas em oxigênio, que se não fosse pela ação dos seres fotosintetizadores, estaria ligado aos minerais, e não livre.

O fascinante dessa história é que em seguida surgiram outros seres vivos, que consumiam o oxigênio na sua respiração para usá-lo nas reações químicas que geram energia. Seres como nós, que respiram oxigênio e liberam gás carbônico. Estes seres são capazes de gerar muito mais energia, porque a reação com o gás oxigênio permite armazenar e liberar grandes quantidades de energia. Assim, como muita energia disponível, foi possível que os seres vivos se tornassem grandes, se locomovessem por longas distâncias e com velocidade.
Portanto, no início do nosso planeta, não havia oxigênio na atmosfera e nas águas, o que permitiu que as reações químicas delicadas com aminoácidos formassem os primeiros seres vivos. Passados milhares de anos, porém, a vida enriqueceu a atmosfera e as águas com oxigênio, permitindo o surgimento e a evolução dos grandes animais, até mesmo o homem.
Todos esses mecanismos parecem incrivelmente conectados e eles dependem de muitíssimas variáveis, como um planeta com atmosfera apropriada, água em abundância, temperatura estável e adequada, além de muitos outros fatores. Analisando tudo isso e relacionando com as várias eras geológicas do planeta, parece um milagre que tudo se encaixe tão perfeitamente. De fato, é ainda mais incrível se analisarmos o que houve com os outros planetas e luas do nosso Sistema Solar, onde o equilíbrio nunca foi atingido.

Na verdade, não é preciso achar que é um milagre, basta reconhecer que é absolutamente incrível. Tão incrível ao ponto de parecer ridículo acreditar que tudo isso aconteceu por pura sorte, por coincidência. Parece muito mais razoável, coerente com a razão e a lógica, ver nisso tudo a ação de uma Sabedoria providente que fez as coisas para que chegassem a um determinado fim.

Alexandre Zabot - Físico e doutor em Astrofísica – Professor da UFSC