Evoluções e Combinatória I

Evolução Nuclear, Evolução Química, Evolução dos Seres Vivos

Como anda na moda criacionistas (ou, como os chamamos carinhosamente no ORKUT, "CRIAS") apresentarem argumentações (e até artigos "científicos") pela "vertente" das probabilidades e combinatória, tomado de um tanto de coragem e saturado até os olhos de ler tanta bobagem, "tomei-me de fúria" e como sempre torno-me pessoa meio, senão muito, insuportável, e a respeito de determinados pontos, "depois que viro os chifres, sou meio como determinadas raças de touro: SÓ MATANDO!".

(Tenho de observar que este texto e suas continuações já vem sendo escrito há mais de ano, e só agora com recentes acréscimos achei por bem trazê-lo a tona.)

Lembrando aos mais perversos críticos que não será de modo algum um artigo que se aproxime do que se possa chamar de científico, apenas de divulgação científica, pois na verdade, a Biologia, a Bioquímica, a Química, e mais que todas estas ciências a Física, simplesmente SE LIXAM para a opinião e ainda mais o ESPERNEIO dos CRIAS e seus "autores".

Infelizmente, pularei a ordem inicialmente planejada para a publicação de determinadas blogagens, mas o assunto a meu ver ganhou uma certa urgência.

Portanto, avancemos pelos CTRL C-CTRL V e pelos "meus dedinhos aos trabalho"...

1.Os átomos

Primeiramente, tratemos de escolher, e o temos de fazer, ELEMENTOS QUÍMICOS que produzam moléculas "bioquímicas" (adiante veremos porque das aspas) e para tal, nada mais simples que tomarmos exatamente os átomos que hoje situam-se entre os mais abundantes entre as formas de vida conhecidas, que são:

H - Hidrogênio
C - Carbono
N - Nitrogênio
O - Oxigênio

Desprezaremos, pelo menos por enquanto, elementos tais como o enxofre e o ferro, que embora, especialmente o primeiro, tenham importante papel na formação primária de moléculas tanto "orgânicas" quanto "bioquímicas" (notemos novamente as aspas), e o segundo tenha papel fundamental no metabolismo dos mais simples entre os microorganismos, como as bactérias "ARCHAEAS" (sem falar de nossa respiração), não serão necessários em nossos primeiros passos.

Observemos que coloquei os elementos em questão nesta ordem, por organizá-los por número atômico, que em termos de reações químicas, não é uma variável tão importante (muito mais importante é a distribuição mais externa dos seus elétrons, e a "classificação" entre as famílias, nas nossas tabelas periódicas, assim como eletronegatividades e diâmetros, fundamentais para as geometrias moleculares).

Temos que estes átomos têm os respectivos números atômicos: H=1, C=6, N=7, O=8.

Notemos que tais átomos, são de números atômicos pequenos (o próprio abundante na crosta terrestre silício, já entra na faixa de 14, e o ferro, como 26).

O hidrogênio, sendo simplesmente, para seu isótopo mais abundante, resultado da associação de um próton com um elétron (desprezando seus isótopos mais pesados) é simplesmente formado pelo "encontro" de tais partículas, mesmo quando estas são resultantes no espaço do decaimento dos nêutrons, resultante da decomposição e emissão de outros elementos:

n → p + e

Ou graficamente:

Aqui abro argumentação sobre uma questão:

O hidrogênio, entre os "seguidores" do MODELO FLRW-MODELO Lambda-CDM, ou, popularmente "BIG BANG", é afirmado como sendo um elemento foi formado na "nucleossíntese primordial" deste "possível" ciclo de nosso universo.

Os defensores, que são raros, mas são significativos nesta nossa argumentação, da CEQE, que é um MODELO CÍCLICO não conservativo, consideram que os prótons e os elétrons são produzidos, ou no vácuo interestelar, ou em maior fluxo em estrelas de um tipo especial, que são os correspondentes inversos do que sejam os buracos negros para o MODELO PADRÃO em Cosmologia e Astrofísica.

Isto explica, em ambas as teorizações, a enorme quantidade de tal elemento no Universo.

A partir daqui, a teorização torna-se HOMOGÊNEA, e especialmente, amparada na sólida Física Nuclear aplicada aos processos estelares, na corroboração pelas observações astronômicas e pela sua espectrometria e mais que tudo, pela colossal sustentação matemática de um dos mais aclamados artigos científicos de todos os tempos, o "Artigo B²FH" , especialmente de HOYLE.

A partir daqui, recomendaria consultas à WIKI sobre os temas, pois teoricamente a questão não só é complexa, mas vasta, o que tornaria onde quero chegar não só enfadonho, mas uma massa de leitura difícil.

Dos elementos acima do hidrogênio, como o hélio, é um gás nobre, portanto inútil para reações químicas; o lítio, é por demais reativo e fixante para produzir moléculas úteis bioquimicamente; o berílio, igualmente; o boro, poderia ser útil, mas não é tão abundante, e como fator pior, não forma cadeias tão facilmente quanto nosso próximo elemento, que é o carbono.

Notemos que o que seja a CADEIA PRÓTON-PRÓTON, o PROCESSO TRIPLO-ALFA, pasando pela COMBUSTÃO DO HÉLIO e de maneira mais peculiar, o CICLO CNO, produzirão nas estrelas a totalidade dos elementos que "necessitamos", mas termos a estrutura atômica, que construirá das menores bactérias às sequóias e as baleias azuis.

A cadeia próton-próton:

O processo triplo alfa:

O ciclo CNO
Dispondo agora, de processos estelares de uma geração (ou mais) anteriores à existência de nosso Sol e de sua "terceira rocha", dos átomos mais necessários à formação da vida, façamos uma análise sobre o mais importante destes elementos, que é o que permitirá, a partir de monômeros que apresentaremos as sínteses, passando pelos polímeros que construirão, chegar a variação de organizações destas moléculas complexas e longas em colaboração, que é o que define um ser vivo, e nada mais.

2.Carbono e sua combinatória

Observemos que o carbono produz entre seus átomos, e não caiamos em detalhes menores destas, uma variação de ligações: C-C , C=C e C≡C.

Assim, só entre átomos de carbono, podemos construir variações até de ligações, quanto mais de suas cadeias, que podem chegar, não só em número de átomos, que pode variar de alguns poucos a milhões, mas também em sua geometria.

Aqui tem-se de entender que moléculas não são ORGANIZAÇÕES ou DISPOSIÇÕES PLANAS e sim, tridimensionais. Uma conceituação que seria interessante, seria primeiro comparar com o conceito geométrico de POLIMINÓS (um dominó é um POLIMINÓ de dois componentes).

http://pt.wikipedia.org/wiki/Polimin%C3%B3

http://en.wikipedia.org/wiki/Polyomino

Por exemplo: o etano (C2H6) o eteno (C2H4) e o etino ou vulgarmente chamado acetileno (C2H2) seriam DOMINÓS de átomos de carbono (cuidado, pois haveriam as variações, ou DERIVADOS, como o etanol, etanal, etc).

Os pentaminós:

Notemos que entre os POLIMINÓS, os DOMINÓS só apresentam UMA VARIAÇÃO, enquanto os TRIMINÓS já apresentam 2. Só aqui, entre os "dominós de carbono", fora variações, e apenas com o hidrogênio, já temos 3 variações.

A questão é que o átomo de carbono, embora tenha quatro ligações possíveis, não é um quadrado num plano, e sim um átomo que se dispõe em variantes TETRAEDROS, e destes, apresentam-se inúmeras ligações possíveis com diversos outros átomos e em geometrias muito mais complexas que simplesmente um plano.

Daí, as combinações entre os átomos de carbono passam a ser, mesmo para números pequenos de átomos, ASTRONÔMICAS.

Agora...

Antes de PIORARMOS o problema e muito, já com a SOPA (lembrando com infame trocadilho a "sopa primordial") preparada com tanto tempero, despejemos nela um BALDE DE PIMENTA, para dizer o mínimo.

Os átomos de carbono não só formam cadeias HOMOGÊNEAS, mas também HETEROGÊNEAS, assim, em meio a cadeias curtas ou longas de carbono, podemos ter presença de átomos ou mesmo combinações deles, ou mesmo conjuntos deles, ou mesmo combinações de conjuntos deles, ou mesmo (SIM IREMOS CITAR ISSO!), combinações de conjuntos de combinações deles, como já no trivial exemplo do éter etílico:

CH3CH2-O-CH2CH3


Ou, num modelo "palitos e bolas":


Ou dos derivados azóicos:

R-N=N-R'

Ou dos compostos nitrosos:

R-NO-R'

Ou ainda dos peptídeos:

R-NH-OOC-R'

Logo, o exemplo geométrico dos POLIMINÓS é uma simplificação didática, mas RIDICULAMENTE SIMPLISTA do imenso problema combinatório que é a Química deste elemento, que chamamos, e aqui a minha opinião é definitiva, até ERRONEAMENTE, de "química orgânica".

Agora, e pretendo fazê-lo de maneira rápida e o máximo indolor possível, tratarei de mostrar que a formação de moléculas complexas destes elementos que estamos focando como BANAL no Universo, e em especial, INEXORÁVEL no espaço interplanetário de nossos sistema solar, em especial, pois próximo a nossa estrela.

No próximo texto, tratarei de apresentar como se formaram não os blocos de construção das moléculas, mas como se formaram as moléculas que são os blocos de construção das primeiras estruturas vivas.

Adiante...

3.Formação das moléculas "elementares" da síntese bioquímica