Manfred Eigen foi um biofísico alemão que ganhou o Prêmio Nobel de Química de 1967 por seu trabalho sobre reações químicas rápidas. Ele recebeu seu doutorado em 1951. Um de seus orientadores em Göttingen foi Werner Heisenberg .

Sua principal contribuição para a compreensão da origem da vida foi a ideia de um hiperciclo químico , a ligação cíclica de ciclos de reação como explicação para a autoorganização de sistemas pré-bióticos. Trata-se de uma generalização do ciclo do ácido cítrico, fundamental para a respiração humana e, em uma forma ligeiramente diferente, para todos os seres vivos. Hans Krebs recebeu o Prêmio Nobel em 1953 por sua descoberta deste e de outros ciclos relacionados (ciclo do glicoxilato e ciclo da ureia).

O ciclo do ácido cítrico fornece a energia para o metabolismo, que alguns acreditam ter sido o primeiro passo na abiogênese , a criação da vida a partir de substâncias químicas orgânicas não vivas. Cada etapa do ciclo envolve um catalisador (uma enzima) que a viabiliza. Ao final do ciclo, a molécula fundamental transportadora de energia, o ATP (adenosina trifosfato ou GTP, o equivalente da guanosina), é liberada, fornecendo a energia necessária para impulsionar toda a maquinaria biológica de uma célula.

O hiperciclo de Eigen é autocatalítico, um dos poucos requisitos citados como necessários para a abiogênese , a transição da não-vida para os seres vivos.

Em seu livro de 1987, Passos em Direção à Vida (edição em inglês de 1992), Eigen expôs suas ideias sobre a origem da vida. Elas são importantes porque Eigen explica por que nega a "apoteose do acaso " de Jacques Monod e, consequentemente, nega o papel do acaso na própria evolução darwiniana.

Ele também nos fala das incríveis ideias de Thomas Mann, que antecipou a biologia molecular em seu grande livro A Montanha Mágica ...

O título deste livro pode ser interpretado de duas maneiras. Primeiro, os passos aludidos podem ser os primeiros passos que a evolução deu — ou ascendeu — em direção ao nível mais básico da vida. Para os biólogos, esse primeiro nível é a célula, a menor unidade de vida autônoma e, portanto, precursora dos organismos unicelulares que existem hoje. Fósseis revelaram que esse primeiro estágio da vida já havia sido superado há três bilhões de anos. A fase pré-celular, que não pode ter durado mais do que os primeiros bilhões de anos da existência do nosso planeta, foi incrivelmente rica em invenções e inovações. Os últimos bilhões de anos não foram menos extravagantes: durante esse tempo, a Natureza derramou sobre a Terra uma riqueza aparentemente infinita de espécies, fruto da cornucópia da evolução. Assim, o fato de a evolução ser contínua não implica, de forma alguma, que ela ocorra a um ritmo constante. As mudanças são preparadas gradualmente e, então, repentinamente, irrompem e elevam o desenvolvimento a um novo patamar. A transformação ocorre às vezes em pequenos passos e às vezes em saltos que expressam uma adaptação bem-sucedida e, frequentemente, um princípio de funcionamento completamente novo.

Isso nos leva à segunda possível interpretação do nosso título: os passos que nós mesmos damos em direção à compreensão dos processos da vida. Nossa compreensão também se desenvolve em etapas, tanto em grande quanto em pequena escala. Esse aspecto é, na verdade, o principal objetivo deste livro: tornar os princípios da evolução claros e compreensíveis e incorporá-los a uma visão unificada do mundo físico. A biologia molecular, que surgiu em meados deste século a partir das disciplinas de bioquímica e determinação da estrutura molecular, ganhou um impulso inimaginável no início de sua curta história. É perfeitamente apropriado falar da "era da biologia molecular". Não faltam excelentes descrições desse campo moderno, com todas as suas descobertas e a compreensão que proporcionou sobre as estruturas e os mecanismos de reação na biologia. A única coisa que falta nesse novo conhecimento é a sua integração a uma compreensão geral da Natureza.

Até o momento, tal tentativa foi empreendida apenas uma vez, por Jacques Monod. Tratava-se de uma tentativa fascinante e ambiciosa, na qual Monod não hesitou em tirar conclusões filosóficas. Ela culminou em uma apoteose do acaso. Segundo Monod, a vida só pode ser compreendida existencialmente. Ela pode, naturalmente, ser reconciliada com as leis da Natureza, mas não pode ser deduzida delas. É uma criação pura a partir do nada do acaso, não a revelação de um plano incorporado na lei natural.

Aqui, Eigen deixa clara sua rejeição ao acaso ontológico .

Se realmente se comprovasse que existe apenas "puro acaso, absolutamente livre, mas cego, na própria raiz do estupendo edifício da evolução", então este livro seria supérfluo. Nossa única tarefa seria relatar fatos objetivos, datas, estruturas e mecanismos. Isso relegaria a biologia a um enclave existencial no edifício mundial da física.

Este livro retoma o tema de Monod, cuja linguagem simples colocou muitas questões em perspectiva clara. Mas não insistiremos em proclamar a onipotência do acaso, que reina sobre a física em nível microscópico desde Maxwell e Boltzmann.

Em sua aula inaugural na Universidade de Zurique, em dezembro de 1922, Erwin Schrödinger declarou: "A pesquisa física demonstrou, de forma clara e inequívoca, que, para pelo menos a vasta maioria dos processos físicos, cuja regularidade e reprodutibilidade levaram ao postulado da causalidade geral, a raiz comum de seu comportamento estrito, semelhante a leis, é o acaso." Esses foram os anos anteriores ao Princípio da Incerteza da mecânica quântica estabelecer o acaso como um dos fundamentos da física. Na biologia, o acaso se reflete até mesmo em nível macroscópico: a "seleção" implica que eventos únicos e elementares, determinados pelo acaso, são amplificados autocataliticamente até números visíveis. Não obstante, princípios semelhantes a leis também estão em ação, e estes se refletem tanto nos fenômenos considerados tipicamente biológicos quanto naqueles associados à física clássica.

Os argumentos aqui apresentados baseiam-se em modelos matemáticos exatos e em estudos experimentais de material biológico. Este livro tem como objetivo comunicar novas descobertas. A razão para sua escrita é semelhante à que motivou a escrita de A Origem das Espécies , de Charles Darwin . A visão de Darwin é aceita, assim como o papel do acaso. No entanto, esse papel será interpretado de uma maneira bastante diferente daquela vigente na biologia.

O ponto de partida para nossa discussão será a descoberta histórica feita em 1953 por Francis H. Crick e James D. Watson, que inaugurou a era da biologia molecular. Não se tratava tanto da primeira descrição da estrutura do ácido desoxirribonucleico (DNA), baseada em análise de raios X, mas sim do reconhecimento de que o DNA é a molécula da hereditariedade e que sua estrutura detém a chave para a compreensão do mecanismo molecular da hereditariedade. A tão almejada transição da química para a biologia havia sido finalmente alcançada. O DNA é, em si, uma substância química, mas é mais do que apenas uma grande molécula. Em virtude de sua natureza química, o DNA é um repositório de informações. Essa propriedade, que transcende a mera química, é a força determinante para tudo o mais na biologia. Discutiremos isso em detalhes, embora este livro não se pretenda uma introdução à biologia molecular. Tampouco pretende descrever toda a evolução. Nossa apresentação mostrará apenas um ato desse grande espetáculo, o ato que abrange o período desde as primeiras moléculas de ácido nucleico até a primeira célula, o período durante o qual ocorreu a transformação da matéria inanimada em matéria viva. Dez capítulos são dedicados a esse "dia da criação", um dia que durou cerca de quinhentos milhões de anos. Cada capítulo é precedido por uma citação do romance A Montanha Mágica , de Thomas Mann. A Montanha Mágica foi publicado em 1924, quando a biologia molecular era algo desconhecido. Qual a relevância dessas citações, então?

Esta coletânea, selecionada e condensada, transmitirá a impressão — talvez com mais força do que o capítulo "Pesquisa" em A Montanha Mágica — de que Thomas Mann se dedicou profundamente à questão central deste livro: a transformação da "natureza, que nem sequer merecia ser chamada de morta, por ser inorgânica", no "organismo vivo mais simples". O leitor perceberá que as reflexões de Thomas Mann sobre a vida representam mais do que um contraponto estético ou literário ao teor da obra. Na figura de Hans Castorp, que disseca o organismo vivo em partes cada vez menores, Mann busca as menores entidades vivas abaixo do nível da célula. "Esses eram os genes". Mas, ele questiona, será possível estabelecer sua "natureza elementar" Como eles se apresentam "após o surgimento de mais luz sobre o assunto" Mann chega à conclusão de que os genes não podem ser estruturas elementares no sentido químico, mas devem, por sua vez, ter sido sintetizados. À maneira da dialética hegeliana, ele estabelece uma contradição, com a tese de que as partículas elementares da vida, os genes, "se determinam a ordem da vida, [...] devem ser organizadas", contrapondo-a à antítese de que "se fossem organizadas, não poderiam ser elementares, já que a vida dependia da organização". Ele então resolve a contradição com a síntese: "por mais impossivelmente pequenas que fossem, elas próprias deviam ser construídas, organicamente construídas, com a ordem da vida". Ele chega a dizer do que eram feitas: "grupos moleculares, que representavam a transição entre a organização vitalizada e a mera química".

Tudo isso foi escrito por Thomas Mann, como mostram seus diários, em 1920. Desde 1953, sabemos como os genes são construídos e como, dentro deles, ocorre a transição da matéria inanimada para o "projeto da vida". As subunidades dos genes são grupos moleculares "elementares" no sentido químico, unidades químicas. Somente quando são ligadas na molécula de DNA é que surge uma nova qualidade específica da vida: a informação. De fato, o DNA é dotado das propriedades mais notáveis da vida. Ele tem memória, pode se reproduzir, pode sofrer mutações durante a reprodução e, assim, se adaptar pela evolução, e, em virtude do metabolismo da célula, é impedido de entrar em um estado de equilíbrio químico, o que excluiria a possibilidade da vida. Essa pequena unidade de vida, diz Mann, "muito abaixo do tamanho microscópico", pode crescer espontaneamente "de acordo com a lei de que cada um só pode gerar um semelhante ao seu", e possui "a propriedade de assimilação" (adaptação) — todas essas "características da vida". Qualquer uma dessas citações seria adequada para a página de rosto de um livro didático moderno de biologia molecular.

Passos em direção à vida , pp. v-viii

Em seu capítulo " Como surge a informação" , Eigen estabelece uma conexão clara entre Normal | Professor | Pesquisador