Um novo estudo publicado na revista Science Advances aponta para a existência de duas origens independentes da vida na Terra, rastreando reações químicas primitivas em organismos unicelulares. A pesquisa, divulgada em 5 de agosto de 2026, questiona a ideia tradicional de que toda a vida descende de uma única célula ancestral livre.
Em vez disso, os resultados sugerem que as duas principais linhagens microbianas, bactérias e arqueas, podem ter evoluído de forma separada a partir de um ancestral primordial que ainda não era considerado “vivo” em sua plenitude.
Entre os biólogos, o questionamento sobre como a vida se originou é um dos temas mais debatidos. A formação de organismos autossustentáveis, capazes de processar moléculas para gerar energia na Terra primitiva, permanece um grande mistério.
Antes mesmo do surgimento das primeiras células, cientistas levantam a hipótese de que reações químicas complexas ocorreram em ambientes extremos, como fontes hidrotermais em águas profundas. Nesses locais, o calor e a alta pressão impulsionariam reações químicas espontâneas, aceleradas pela presença de metais na crosta terrestre.
Os seres vivos dependem de uma complexa rede central de cerca de 400 reações metabólicas, que são catalisadas por proteínas conhecidas como enzimas. Esse “metabolismo central” é responsável por gerar energia e produzir componentes celulares essenciais, como ácidos nucleicos, aminoácidos e vitaminas.
Agora, uma equipe de pesquisadores conseguiu reconstruir os estágios de como essa rede metabólica crucial foi desenvolvida. Uma das descobertas mais surpreendentes da investigação é a de que a vida no planeta pode ter surgido não apenas uma, mas duas vezes distintas.
William Martin, biólogo evolucionista da Universidade de Düsseldorf, na Alemanha, e um dos autores principais do estudo, comentou que essa constatação “abre um leque enorme de questões” sobre o que é vida, o que é possível e o que pode ser encontrado em outros lugares.
Todos os organismos que existem hoje são descendentes do Último Ancestral Comum Universal (LUCA, na sigla em inglês), que provavelmente viveu nos oceanos primordiais. O novo estudo indica que esse ancestral misterioso ainda era dependente do ambiente para realizar seu metabolismo. Em vez de usar enzimas para suas reações de produção de energia, o LUCA contava com pequenas moléculas orgânicas e metais presentes no ambiente para cerca da metade de suas reações metabólicas essenciais, conforme descobriram os cientistas. Com o tempo, alguns desses metais foram progressivamente substituídos por enzimas mais específicas e eficientes, à medida que as proteínas evoluíam para assumir essas funções.
Martin acrescenta que o mais interessante dessa pesquisa é a exploração de uma fase da evolução em que novas atividades enzimáticas começavam a surgir, substituindo reações geoquímicas e resultando na união do metabolismo nos ancestrais das arqueas e bactérias.
As arqueas e as bactérias são dois dos três domínios da vida, e esses microrganismos apareceram no início da história da Terra. O terceiro domínio, os eucariotos – que incluem animais, plantas e todos os organismos com células que possuem núcleo – evoluiu mais tarde, a partir de uma combinação dos dois primeiros grupos.
Por muitos anos, os cientistas consideraram três possíveis cenários para a origem da vida: que as bactérias evoluíram das arqueas, que as arqueas evoluíram das bactérias, ou que ambas surgiram independentemente do LUCA. O novo estudo aponta que a última possibilidade é a mais provável, baseando-se em suas descobertas.
Arqueias e bactérias: diferenças e habitats extremos
Enquanto as bactérias podem ser encontradas em uma ampla variedade de ambientes, as arqueas são notáveis por prosperar em condições extremas, como altas temperaturas e acidez.
Para entender como as bactérias e arqueas surgiram, cientistas comparam o momento em que seus ancestrais desenvolveram certas características e quais delas podem ter sido herdadas do LUCA. Pesquisas anteriores sobre ribossomos, as estruturas celulares que produzem proteínas, mostraram que o LUCA possuía ribossomos primitivos com 33 proteínas. A partir do LUCA, a linhagem bacteriana desenvolveu 21 proteínas ribossômicas únicas, e a linhagem arqueana, 29, indicando um aprimoramento independente de suas funções.
Em sua investigação mais recente, focada na reconstrução do metabolismo, a equipe de Martin adotou uma abordagem similar. Desta vez, eles analisaram os genes das enzimas metabólicas em bactérias e arqueas modernas para reconstruir sua trajetória evolutiva. Natalia Mrnjavac, aluna de pós-graduação no laboratório de Martin e autora principal, observa que, assim como com os ribossomos, um padrão semelhante foi observado ao analisar os genes metabólicos.
Inicialmente, os pesquisadores se dedicaram a identificar quais enzimas o LUCA utilizava e quais de suas reações metabólicas dependiam de metais provenientes das fontes hidrotermais. A equipe concluiu que cada reação nesse metabolismo primitivo utilizava elementos disponíveis no ambiente ou gerados por outras reações no sistema. Ao longo do tempo, essas reações poderiam se basear nas anteriores, resultando em novas possibilidades bioquímicas e uma rede metabólica cada vez mais complexa. O desafio crucial era determinar a sequência das reações, identificando quais deveriam ocorrer primeiro e quais dependiam das subsequentes.
Mike Steel, matemático da Universidade de Canterbury, na Nova Zelândia, e coautor do estudo, explica que, apesar das centenas de reações, existe um algoritmo eficiente para determinar essa sequência.
A equipe então descobriu que bactérias e arqueas compartilhavam algumas enzimas com o LUCA, mas cada linhagem também possuía outras que não estavam presentes no ancestral comum. Em essência, as bactérias e arqueas desenvolveram, de forma independente, enzimas diferentes para substituir as mesmas reações que eram catalisadas por metais. “Isso demonstra que a reação é mais antiga do que as enzimas que a catalisam”, afirmou Joseph Moran, químico da Universidade de Ottawa e coautor da pesquisa.
Para Martin, essas soluções distintas para os mesmos problemas metabólicos servem como evidência de que as bactérias não poderiam ter se originado das arqueas, ou vice-versa. Ele considera que a interpretação mais simples é a de que houve “duas transições independentes” do LUCA para células de vida livre.
Nem todos os pesquisadores concordam totalmente com essa descrição do LUCA. Alguns propuseram que o LUCA era uma célula mais complexa, possivelmente com membranas simples, compostas por uma mistura de gorduras arqueanas e bacterianas, ou lipídios. Juan Fontecilla-Camps, cristalógrafo de proteínas e pesquisador da origem da vida no Instituto de Biologia Estrutural da França, que não esteve envolvido no novo estudo, explica que esse ancestral híbrido teria então se dividido nas linhagens arqueana e bacteriana em uma única origem da vida celular livre.
No entanto, Martin argumenta que essa complexidade é improvável: bactérias e arqueas utilizam métodos distintos para produzir os lipídios em suas membranas celulares, o que sugere que não herdaram esses mecanismos do LUCA. Sonja-Verena Albers, que pesquisa a biologia das arqueas na Universidade de Freiburg, na Alemanha, e também não participou deste trabalho, acrescenta que “são realmente totalmente diferentes”, exigindo um conjunto completamente distinto de genes ou enzimas para produzir os lipídios.
Com base também no seu metabolismo, Martin sustenta que o LUCA era um ancestral mais simples – algo que ainda não era completamente vivo. Ele reconhece que “não há dúvida de que células de vida livre estão vivas”, sendo capazes de crescer, dividir-se e sobreviver por conta própria. Contudo, o LUCA ainda dependia de pequenas moléculas orgânicas e metais da crosta terrestre para realizar seu metabolismo, o que, para Martin, não é suficiente para ser classificado como verdadeiramente vivo.
Martin defende há muito tempo a ideia de que os metais foram os catalisadores originais das reações metabólicas e que, com o tempo, foram substituídos por enzimas. Donato Giovannelli, microbiologista da Universidade de Nápoles Federico II, na Itália, que estuda a origem da vida, afirma que “há forte apoio à ideia de que a geoquímica teria levado à bioquímica da vida”.
Por exemplo, muitas enzimas possuem metais em seus sítios catalíticos, os locais onde as reações químicas ocorrem. Nos últimos anos, Martin, Moran, a bioquímica Martina Preiner e seus colegas demonstraram experimentalmente que muitas das reações usadas no metabolismo central atual podem, de fato, ocorrer quando as enzimas são substituídas por metais, sugerindo que poderiam ter sido catalisadas por metais antes mesmo da evolução dessas enzimas.
Uma das reações metabólicas mais vitais cria a molécula transportadora de energia das células, funcionando como uma pequena bateria que as alimenta. Atualmente, essa molécula é principalmente o ATP, mas os oceanos primitivos não possuíam ATP para o LUCA utilizar. A equipe de Martin desvendou como, no metabolismo primordial desse ancestral, essa reação fundamental poderia ter sido catalisada por metais: eles descobriram que o fosfito, uma forma de fósforo, podia reagir com moléculas orgânicas com a ajuda do paládio, um metal do grupo da platina. Essa reação permitia que o LUCA armazenasse energia como ADP, um precursor do ATP.
A capacidade de armazenar energia de forma transitória foi revolucionária, pois podia impulsionar muitas outras reações metabólicas que necessitam de um aporte energético. Isso inclui a formação de ligações peptídicas entre aminoácidos ou a atividade dos ribossomos durante a tradução de RNAs em proteínas. Essa reação abriu caminho para a transição das reações geoquímicas para as reações metabólicas e explica como o fósforo se tornou um elemento central em nossa própria bioquímica.
Giovannelli, que não participou do estudo, considera essa uma das principais descobertas do artigo.
Juan Fontecilla-Camps avalia que reconstruir as primeiras redes metabólicas, como a equipe fez no novo artigo, “é algo válido”. No entanto, ele pondera que “a questão é se foi realmente assim que aconteceu ou não. E isso é muito difícil de saber”.
Giovannelli conclui que a equipe produziu “um artigo sólido que apresenta uma linha de pensamento diferente e reúne elementos que não haviam sido conectados antes”. Ele sugere, contudo, que se considere a conclusão como um possível cenário para a origem da vida, e não como uma resposta definitiva: “Podemos reconstruir o quão plausíveis as coisas podem ser, mas será quase impossível saber exatamente como tudo aconteceu”.
