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O dia em que a Terra enferrujou. Todinha.

Foi calculada uma nova data para a invenção da fotossíntese: 3,5 bilhões de anos atrás. Graças a ela, a Terra foi inundada por oxigênio. E se tornou o que é hoje.

Por Bruno Vaiano - 28 nov 2018, 19h51

Há 2,5 bilhões de anos, a Terra enferrujou. No sentido mais literal possível: boa parte do ferro que estava diluído nos oceanos do planeta oxidou em uma tacada só. As rochas que se formaram nessa era geológica – chamada “neo-arqueano” –, contém faixas marrom-alaranjadas até hoje. Dá uma olhada.

Para o ferro oxidar, é claro, foi preciso fornecer oxigênio a ele (é daí que vem o nome). E acontece que o gás, hoje tão abundante, antes era raro. Quando a Terra se formou, havia pouquíssimo dele na atmosfera. Os seres vivos mais primitivos – nossos avós mais antigos – eram bactérias minimalistas, com metabolismo adaptado para lidar com moléculas nada simpáticas, como metano, amônia ou ácido sulfúrico.

A situação só mudou quando microorganismos azul-esverdeados chamados cianobactérias, graças à seleção natural, desenvolveram um método de produção de energia inédito – chamado fotossíntese. Elas eram capazes extrair energia do Sol, a fonte mais abundante que há nas redondezas. Como resto desse truque químico engenhoso, elas liberavam oxigênio.

Dava tão certo que as cianobactérias se multiplicaram feito coelhos, e o oxigênio tomou conta do mar e da atmosfera. Ele não só atingiu em cheio o ferro do neo-arqueano como também foi um veneno para os demais micróbios da época. O ramo da árvore da vida que levou à espécie humana só chegou até aqui porque aprendeu a usar o oxigênio a seu favor, respirando o dito cujo. Mas ele ainda danifica nossas células sem dó, e nós tentamos combater seus efeitos indo ao nutricionista – é por isso que “antioxidante”, hoje em dia, virou sinônimo de “saudável”.

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Os cientistas chamam esse momento épico da história da Terra de “grande evento de oxigenação”. Ele aconteceu há muito, muito tempo: 2,5 bilhões de anos. É dez vezes mais do que 250 milhões anos atrás – que foi quando os dinossauros dominaram a Terra. E é dez mil vezes mais do que 250 mil anos atrás – que foi quando o ser humano surgiu. Em resumo: é mais antigo que Dumbledore e Gandalf juntos. É um passado ridiculamente longínquo.

Agora, um grupo de pesquisadores do Imperial College de Londres quer reescrever essa história: eles argumentam que o grande evento de oxigenação não foi essa novidade toda – e que já há indícios da produção do gás na Terra há 3,5 bilhões de anos, 1 bilhão de anos antes do que supõe a hipótese narrada acima.

3,5 bilhões pode parecer pouco diferente de 2,5 bilhões quando estamos em uma escala de magnitude tão absurda. Só que, se esta nova teoria estiver certa, a produção de oxigênio teria começado menos de 1 bilhão de anos depois da origem da própria vida na Terra. O que significaria que o processo de geração de energia por fotossíntese, apesar da sofisticação, não exigiu tanto tempo para evoluir.

É difícil encontrar rochas de 3,5 bilhões de anos que contenham qualquer coisa parecida com resquícios de vida microscópica. Muito menos com resquícios de que tipo de coisa essa vida respirava e excretava. Por isso, para estudar a atmosfera terrestre dessa época, é preciso buscar evidências em outro lugar: nas proteínas que auxiliam na fotossíntese nas plantas de hoje em dia. Sim, as plantas que você conhece.

As proteínas escolhidas para a análise participam da fotossíntese tanto em plantas multicelulares – como pinheiros – quanto em cianobactérias contemporâneas. Isso significa que elas são uma relíquia evolutiva. Foram inventadas há muito tempo, e são compartilhadas por muitos seres vivos. Justamente por existirem há muito tempo, elas sofreram muitas modificações em suas sequências de aminoácidos (os tijolos constituintes das proteínas).  

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Por exemplo: duas dessas proteínas, chamadas D1 e D2, têm a mesma origem. Hoje, porém, 30% de seus aminoácidos são diferentes. Como as instruções para construir uma proteína ficam armazenadas no DNA, isso significa que 30% do gene responsável por produzir D2 é diferente do gene responsável por D1.

Cada uma das diferenças que perfazem esses 30% corresponde a uma mutação genética, e mutações genéticas se acumulam em um ritmo previsível, a intervalos regulares. Quando você sabe o ritmo em que as mutações se acumulam em um gene, você tem em mãos algo chamado relógio molecular: a capacidade de estimar a época em que um determinado evento evolutivo ocorreu com base no número de mutações que se acumularam desde então.

A conclusão foi que o relógio molecular dessas proteínas é lento. Muito lento. O que significa – após muita matemática e experimentos, que fique bem claro – que a fotossíntese já estava por aí 1 bilhão de anos antes do previsto. Antes mesmo das cianobactérias, que costumam ser creditadas como suas inventoras.

Tanai Cardona, biólogo do Imperial College de Londres e líder do estudo, explicou: “Normalmente, a aparição da fotossíntese e a aparição das primeiras cianobactérias são consideradas a mesma coisa. Então, para os pesquisadores, descobrir quando o oxigênio foi produzido pela primeira vez e quando as primeiras cianobactérias evoluíram dá essencialmente na mesma.”

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“Nosso estudo vai no sentido oposto, e mostra que a fotossíntese e a produção de oxigênio começaram muito antes do ancestral mais antigo das cianobactérias. Isso está de acordo com informações geológicas, que sugerem que já havia acúmulos pontuais de oxigênio há 3 bilhões de anos.”

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