Quem surgiu primeiro? O DNA OU A PROTEÍNA ?.

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1 Quem surgiu primeiro? O DNA OU A PROTEÍNA ?

2 Teoria do Replicador Primordial
A vida teria iniciado a partir do momento em que uma molécula adquiriu a capacidade de se autoduplicar.

3 O Mundo Do RNA RNA catalítico ou Ribozima: Ex: Evidências : Evolução :
Molécula de RNA capaz de funcionar como enzima. Ex: Ribossomos e viroides. Evidências : • O RNA liga-se frequentemente a aminoácidos • A produção da desoxirribose é catalisada por uma enzima proteica. Evolução : A seleção natural teria favorecido posteriormente a versatilidade das proteínas e a estabilidade do DNA.

4 Teoria do Metabolismo Primordial
Acredita que o contato entre substâncias químicas simples poderia gerar uma sequência de reações, levando à formação de um metabolismo primitivo (= protobionte). Os processos de organização resultantes de interações descentralizadas entre os componentes do próprio sistema, e não por meio de forças externas ao sistema, são o que se denomina auto-organização. Os processos de organização dos sistemas ecológicos e sociais são, essencialmente, processos de auto-organização. Os ecossistemas e os sistemas sociais são, portanto, sistemas dissipativos auto-organizados que se mantêm longe do equilíbrio termodinâmico o que, é importante salientarmos, só é possível por meio de um suprimento constante de energia do exterior. Um esquema elaborado para ilustrar a dinâmica dos sistemas dissipativos longe do equilíbrio é mostrado na Figura 1. Pela observação da Figura 1 pode-se perceber que, como salienta Prigogine (1993, p. 37), sem entropia a auto-organização do sistema não seria possível. Segundo este autor, é por meio da geração de entropia que ocorrem os processos irreversíveis que são responsáveis pela irreversibilidade do tempo, isto é, pelo fato do passado e do futuro serem distintos e irredutíveis um ao outro (PRIGOGINE; STENGERS, 1986, p. 52)2. Por este motivo, a entropia desempenha um papel central nos processos evolutivos, o que implica ir além da interpretação corrente que a identifica simplesmente como uma medida do grau de desordem de um sistema (PRIGOGINE, 1993, p. 37; PRIGOGINE, 1997, p. 26; PRIGOGINE; STENGERS, 1992, p. 49). Usando definições termodinâmicas, podemos considerar viva uma região que decresce em entropia por meio de ciclos movidos por um fluxo de energia. Como exige a segunda lei da termodinâmica, o Universo se move em uma direção na qual a entropia aumenta. Porém, em uma área limitada a entropia pode diminuir, desde que um aumento maior ocorra fora da área limitada. Quando células crescem e se multiplicam, converte energia química ou radiação em calor, a liberação de calor aumenta a entropia fora da área limitada, compensando a diminuição da entropia na área limitada. Uma rede de compostos químicos deve então ser formada, aumentando a complexidade, para possibilitar a adaptação e a evolução. Imagine, por exemplo, que a reação de transferência de elétrons de um mineral, promova a conversão de um composto orgânico A, em outra B (chamada de reação propulsora), dentro de uma área limitada. Se B se reconverter em A, ou escapar da área limitada, nós não estaríamos no caminho que leva a maior organização. Porém, se um caminho químico transforma B em C, que é convertido em D, que é reconvertido em A. Então os passos neste ciclo seriam favoráveis a uma operação continua porque reabasteceria a disponibilidade de A, permitindo a utilização continua da liberação de energia da reação de transferência de elétrons do mineral. Provavelmente essa rota primordial irá ganhar complexidade, e adquirir varias ramificações, exemplos de rotas metabólicas cíclicas são encontrados em todas as células atuais. Por fim, essa rede deve crescer e se reproduzir. A difusão de materiais da rede para fora da área limitada é favorecida pela entropia e ocorrerá em certo grau, se estes processos ultrapassarem a taxa com que a rede ganha material, então ela será extinta. O esgotamento do combustível externo teria o mesmo efeito. Um sistema de reprodução precisa se desenvolver. Se a rede estiver abrigada dentro de uma membrana de lipídios (como as atuais) então forças físicas poderão dividi-la após ter crescido o bastante. Assim que unidades independentes forem estabelecidas, elas podem se desenvolver de formas diferentes e competir umas com as outras por matérias-primas; Acabamos de ver a transição da vida que emerge de uma matéria não viva, pela ação de uma fonte disponível de energia, para a vida que se adapta ao seu ambiente segundo a evolução darwiniana. Esses sistemas descritos acima, que são denominados de “metabolismo primordial”, ou seja, eles não possuem um mecanismo para hereditariedade. Em outras palavras, eles não contem uma molécula ou estrutura óbvia que permite que a informação seja armazenada (sua hereditariedade) para ser duplicada e transmitida aos descendentes. Mas uma coleção dispersa de pequenos itens guarda a mesma informação de uma lista que os descreve, chamada de genoma compositivo, a hereditariedade é armazenada em moléculas pequenas, que constituem o sistema, em vez de armazenadas numa lista, como o DNA ou RNA o faz. Postado por Alves e Figueira 

5 Protobiontes foram os precursores evolutivos das primeiras células procariotas. Protobiontes originado pela convergência e microesfera conjugação de proteínas, carboidratos, lipídios e outras substâncias orgânicas fechados por membranas lipídicas. A água foi mais significativa para a configuração do factor protobiontes endoplasma. As microesferas foram agrupados dentro de envoltórios membranosos montar organelas dedicados a funções especializadas. Por exemplo, as microsferas de enzimas, incluindo uma membrana formada dentro dos lisossomos. Aos poucos, diversos setores da membrana exterior se invaginaram para o endoplasma, formando o retículo endoplasmático, o complexo de Golgi, o lisossomos, peroxisomes, vacúolos e outras estruturas de membrana, integrando os primeiros protobiontes. Protobiontes careciam de uma membrana nuclear (envelope nuclear). Mitocôndrias e cloroplastos eram protobiontes especializada para obtenção de energia do meio ambiente. As mitocôndrias foram protobiontes membranosos heterotróficos (com o seu próprio DNA) que obtinham sua energia a partir de moléculas orgânicas dissolvidas em grandes quantidades em seu ambiente imediato (quimiosmóticos). Algumas mitocôndrias foram engolidas por outros protobiontes mais complexos. Geralmente, as primeiras mitocôndrias eram usadas ​​como alimento para outros protobiontes, mas algumas delas não eram processadas ​​como alimento, mas persistiu como simbiontes dentro dos protobiontes complexos. Aos poucos, a relação funcional foi mais essencial tanto as mitocôndrias quanto para os protobiontes, até que eles não poderiam viver um sem o outro. Esta é a teoria sobre a origem dos primeiros protocariotos heterotróficas (por exemplo, Archaea e bactérias não autotróficas). A mesma coisa aconteceu com os cloroplastos, que eram protobiontes quimioautótrofos. Os organismos quimioautótrofos foram capazes de obter energia a partir de matérias orgânicas a partir de seu ambiente (quimiosmótico), bem como para transformar a energia luminosa em alimentos através da ação da clorofila (autotrófico). Alguns protobiontes obtiveram seus cloroplastos incorporando alimentos endoplasma. Mas através de algum mecanismo de auto-defesa, os cloroplastos persistiram no endoplasma de protobiontes mais complexos. Como as mitocôndrias, os cloroplastos se tornou uma parte essencial da protobiontes, dentro do qual se manteve como quimiosimbiontes. Tais protobiontes não poderia sobreviver sem cloroplastos e cloroplastos não poderia persistir fora dos seus anfitriões. Assim, se originaram os primeiros unicelulares autotróficos (por exemplo, cianobactérias e bactérias sulfurosas). Os primeiros seres vivos são chamados arqueobiontes ou progenotos. Desde o final do século passado muitos biólogos foram considerando que o ácido ribonucleico (RNA) foi o primeiro protobiontes de ácidos nucleicos em vez de DNA, porque quando o tempo estava muito quente, enzimas para a síntese de DNA não poderia funcionar corretamente e o DNA é instável a altas temperaturas. Pensa-se que a Terra era extremamente quente quando protobiontes se juntou espontaneamente. Os biólogos acreditam que o RNA era o ácido nucleico dos primeiros protobiontes a supor que quando as condições do ambiente tornaram-se mais favoráveis, as moléculas de RNA poderam construir moléculas de DNA. Eles pensam que ácido ribonucleico era competente para produzir proteínas autocatalíticas e não autocatalíticas e que algumas proteínas autocatalíticas e ajudariam a autossíntese de moléculas de RNA. No entanto, com base no conhecimento atual sobre as propriedades físico-químicas dos ácidos nucleicos, pensamos que a hipótese de síntese espontânea de DNA e / ou ARN é irrealista, não só na composição dos primeiros protobiontes, mas em toda a faixa compostos orgânicos sintetizado espontaneamente na Terra. Evidências sugerem que tudo dependia da síntese de proteínas autocatalíticas, reproduzida como faz atualmente príons, sem envolver ácidos nucleicos. Tradução: Prof. Anderson Moreira

6 Compartimentalização
Hidrofílica Hidrofóbica Lipossomo

7 Definindo a Vida Os processos de organização resultantes de interações descentralizadas entre os componentes do próprio sistema, e não por meio de forças externas ao sistema, são o que se denomina auto-organização. Os processos de organização dos sistemas ecológicos e sociais são, essencialmente, processos de auto-organização. Os ecossistemas e os sistemas sociais são, portanto, sistemas dissipativos auto-organizados que se mantêm longe do equilíbrio termodinâmico o que, é importante salientarmos, só é possível por meio de um suprimento constante de energia do exterior. Um esquema elaborado para ilustrar a dinâmica dos sistemas dissipativos longe do equilíbrio é mostrado na Figura 1. Pela observação da Figura 1 pode-se perceber que, como salienta Prigogine (1993, p. 37), sem entropia a auto-organização do sistema não seria possível. Segundo este autor, é por meio da geração de entropia que ocorrem os processos irreversíveis que são responsáveis pela irreversibilidade do tempo, isto é, pelo fato do passado e do futuro serem distintos e irredutíveis um ao outro (PRIGOGINE; STENGERS, 1986, p. 52)2. Por este motivo, a entropia desempenha um papel central nos processos evolutivos, o que implica ir além da interpretação corrente que a identifica simplesmente como uma medida do grau de desordem de um sistema (PRIGOGINE, 1993, p. 37; PRIGOGINE, 1997, p. 26; PRIGOGINE; STENGERS, 1992, p. 49). Usando definições termodinâmicas, podemos considerar viva uma região que decresce em entropia por meio de ciclos movidos por um fluxo de energia. Como exige a segunda lei da termodinâmica, o Universo se move em uma direção na qual a entropia aumenta. Porém, em uma área limitada a entropia pode diminuir, desde que um aumento maior ocorra fora da área limitada. Quando células crescem e se multiplicam, converte energia química ou radiação em calor, a liberação de calor aumenta a entropia fora da área limitada, compensando a diminuição da entropia na área limitada. Uma rede de compostos químicos deve então ser formada, aumentando a complexidade, para possibilitar a adaptação e a evolução. Imagine, por exemplo, que a reação de transferência de elétrons de um mineral, promova a conversão de um composto orgânico A, em outra B (chamada de reação propulsora), dentro de uma área limitada. Se B se reconverter em A, ou escapar da área limitada, nós não estaríamos no caminho que leva a maior organização. Porém, se um caminho químico transforma B em C, que é convertido em D, que é reconvertido em A. Então os passos neste ciclo seriam favoráveis a uma operação continua porque reabasteceria a disponibilidade de A, permitindo a utilização continua da liberação de energia da reação de transferência de elétrons do mineral. Provavelmente essa rota primordial irá ganhar complexidade, e adquirir varias ramificações, exemplos de rotas metabólicas cíclicas são encontrados em todas as células atuais. Por fim, essa rede deve crescer e se reproduzir. A difusão de materiais da rede para fora da área limitada é favorecida pela entropia e ocorrerá em certo grau, se estes processos ultrapassarem a taxa com que a rede ganha material, então ela será extinta. O esgotamento do combustível externo teria o mesmo efeito. Um sistema de reprodução precisa se desenvolver. Se a rede estiver abrigada dentro de uma membrana de lipídios (como as atuais) então forças físicas poderão dividi-la após ter crescido o bastante. Assim que unidades independentes forem estabelecidas, elas podem se desenvolver de formas diferentes e competir umas com as outras por matérias-primas; Acabamos de ver a transição da vida que emerge de uma matéria não viva, pela ação de uma fonte disponível de energia, para a vida que se adapta ao seu ambiente segundo a evolução darwiniana. Esses sistemas descritos acima, que são denominados de “metabolismo primordial”, ou seja, eles não possuem um mecanismo para hereditariedade. Em outras palavras, eles não contem uma molécula ou estrutura óbvia que permite que a informação seja armazenada (sua hereditariedade) para ser duplicada e transmitida aos descendentes. Mas uma coleção dispersa de pequenos itens guarda a mesma informação de uma lista que os descreve, chamada de genoma compositivo, a hereditariedade é armazenada em moléculas pequenas, que constituem o sistema, em vez de armazenadas numa lista, como o DNA ou RNA o faz. Postado por Alves e Figueira 

8 Teoria da Seleção de Replicadores
Procura explicar a evolução biológica através de uma perspectiva gênica, remontando à origem da vida e mostrando como replicadores evoluíram e formaram as primeiras células. Os processos de organização resultantes de interações descentralizadas entre os componentes do próprio sistema, e não por meio de forças externas ao sistema, são o que se denomina auto-organização. Os processos de organização dos sistemas ecológicos e sociais são, essencialmente, processos de auto-organização. Os ecossistemas e os sistemas sociais são, portanto, sistemas dissipativos auto-organizados que se mantêm longe do equilíbrio termodinâmico o que, é importante salientarmos, só é possível por meio de um suprimento constante de energia do exterior. Um esquema elaborado para ilustrar a dinâmica dos sistemas dissipativos longe do equilíbrio é mostrado na Figura 1. Pela observação da Figura 1 pode-se perceber que, como salienta Prigogine (1993, p. 37), sem entropia a auto-organização do sistema não seria possível. Segundo este autor, é por meio da geração de entropia que ocorrem os processos irreversíveis que são responsáveis pela irreversibilidade do tempo, isto é, pelo fato do passado e do futuro serem distintos e irredutíveis um ao outro (PRIGOGINE; STENGERS, 1986, p. 52)2. Por este motivo, a entropia desempenha um papel central nos processos evolutivos, o que implica ir além da interpretação corrente que a identifica simplesmente como uma medida do grau de desordem de um sistema (PRIGOGINE, 1993, p. 37; PRIGOGINE, 1997, p. 26; PRIGOGINE; STENGERS, 1992, p. 49). Usando definições termodinâmicas, podemos considerar viva uma região que decresce em entropia por meio de ciclos movidos por um fluxo de energia. Como exige a segunda lei da termodinâmica, o Universo se move em uma direção na qual a entropia aumenta. Porém, em uma área limitada a entropia pode diminuir, desde que um aumento maior ocorra fora da área limitada. Quando células crescem e se multiplicam, converte energia química ou radiação em calor, a liberação de calor aumenta a entropia fora da área limitada, compensando a diminuição da entropia na área limitada. Uma rede de compostos químicos deve então ser formada, aumentando a complexidade, para possibilitar a adaptação e a evolução. Imagine, por exemplo, que a reação de transferência de elétrons de um mineral, promova a conversão de um composto orgânico A, em outra B (chamada de reação propulsora), dentro de uma área limitada. Se B se reconverter em A, ou escapar da área limitada, nós não estaríamos no caminho que leva a maior organização. Porém, se um caminho químico transforma B em C, que é convertido em D, que é reconvertido em A. Então os passos neste ciclo seriam favoráveis a uma operação continua porque reabasteceria a disponibilidade de A, permitindo a utilização continua da liberação de energia da reação de transferência de elétrons do mineral. Provavelmente essa rota primordial irá ganhar complexidade, e adquirir varias ramificações, exemplos de rotas metabólicas cíclicas são encontrados em todas as células atuais. Por fim, essa rede deve crescer e se reproduzir. A difusão de materiais da rede para fora da área limitada é favorecida pela entropia e ocorrerá em certo grau, se estes processos ultrapassarem a taxa com que a rede ganha material, então ela será extinta. O esgotamento do combustível externo teria o mesmo efeito. Um sistema de reprodução precisa se desenvolver. Se a rede estiver abrigada dentro de uma membrana de lipídios (como as atuais) então forças físicas poderão dividi-la após ter crescido o bastante. Assim que unidades independentes forem estabelecidas, elas podem se desenvolver de formas diferentes e competir umas com as outras por matérias-primas; Acabamos de ver a transição da vida que emerge de uma matéria não viva, pela ação de uma fonte disponível de energia, para a vida que se adapta ao seu ambiente segundo a evolução darwiniana. Esses sistemas descritos acima, que são denominados de “metabolismo primordial”, ou seja, eles não possuem um mecanismo para hereditariedade. Em outras palavras, eles não contem uma molécula ou estrutura óbvia que permite que a informação seja armazenada (sua hereditariedade) para ser duplicada e transmitida aos descendentes. Mas uma coleção dispersa de pequenos itens guarda a mesma informação de uma lista que os descreve, chamada de genoma compositivo, a hereditariedade é armazenada em moléculas pequenas, que constituem o sistema, em vez de armazenadas numa lista, como o DNA ou RNA o faz. Postado por Alves e Figueira 

9 Teoria da Autopoiese Um ser vivo é caracterizado como uma rede fechada de processos moleculares em que as moléculas produzidas geram, com suas interações, a mesma rede de moléculas que as produziu. Os processos de organização resultantes de interações descentralizadas entre os componentes do próprio sistema, e não por meio de forças externas ao sistema, são o que se denomina auto-organização. Os processos de organização dos sistemas ecológicos e sociais são, essencialmente, processos de auto-organização. Os ecossistemas e os sistemas sociais são, portanto, sistemas dissipativos auto-organizados que se mantêm longe do equilíbrio termodinâmico o que, é importante salientarmos, só é possível por meio de um suprimento constante de energia do exterior. Um esquema elaborado para ilustrar a dinâmica dos sistemas dissipativos longe do equilíbrio é mostrado na Figura 1. Pela observação da Figura 1 pode-se perceber que, como salienta Prigogine (1993, p. 37), sem entropia a auto-organização do sistema não seria possível. Segundo este autor, é por meio da geração de entropia que ocorrem os processos irreversíveis que são responsáveis pela irreversibilidade do tempo, isto é, pelo fato do passado e do futuro serem distintos e irredutíveis um ao outro (PRIGOGINE; STENGERS, 1986, p. 52)2. Por este motivo, a entropia desempenha um papel central nos processos evolutivos, o que implica ir além da interpretação corrente que a identifica simplesmente como uma medida do grau de desordem de um sistema (PRIGOGINE, 1993, p. 37; PRIGOGINE, 1997, p. 26; PRIGOGINE; STENGERS, 1992, p. 49). Usando definições termodinâmicas, podemos considerar viva uma região que decresce em entropia por meio de ciclos movidos por um fluxo de energia. Como exige a segunda lei da termodinâmica, o Universo se move em uma direção na qual a entropia aumenta. Porém, em uma área limitada a entropia pode diminuir, desde que um aumento maior ocorra fora da área limitada. Quando células crescem e se multiplicam, converte energia química ou radiação em calor, a liberação de calor aumenta a entropia fora da área limitada, compensando a diminuição da entropia na área limitada. Uma rede de compostos químicos deve então ser formada, aumentando a complexidade, para possibilitar a adaptação e a evolução. Imagine, por exemplo, que a reação de transferência de elétrons de um mineral, promova a conversão de um composto orgânico A, em outra B (chamada de reação propulsora), dentro de uma área limitada. Se B se reconverter em A, ou escapar da área limitada, nós não estaríamos no caminho que leva a maior organização. Porém, se um caminho químico transforma B em C, que é convertido em D, que é reconvertido em A. Então os passos neste ciclo seriam favoráveis a uma operação continua porque reabasteceria a disponibilidade de A, permitindo a utilização continua da liberação de energia da reação de transferência de elétrons do mineral. Provavelmente essa rota primordial irá ganhar complexidade, e adquirir varias ramificações, exemplos de rotas metabólicas cíclicas são encontrados em todas as células atuais. Por fim, essa rede deve crescer e se reproduzir. A difusão de materiais da rede para fora da área limitada é favorecida pela entropia e ocorrerá em certo grau, se estes processos ultrapassarem a taxa com que a rede ganha material, então ela será extinta. O esgotamento do combustível externo teria o mesmo efeito. Um sistema de reprodução precisa se desenvolver. Se a rede estiver abrigada dentro de uma membrana de lipídios (como as atuais) então forças físicas poderão dividi-la após ter crescido o bastante. Assim que unidades independentes forem estabelecidas, elas podem se desenvolver de formas diferentes e competir umas com as outras por matérias-primas; Acabamos de ver a transição da vida que emerge de uma matéria não viva, pela ação de uma fonte disponível de energia, para a vida que se adapta ao seu ambiente segundo a evolução darwiniana. Esses sistemas descritos acima, que são denominados de “metabolismo primordial”, ou seja, eles não possuem um mecanismo para hereditariedade. Em outras palavras, eles não contem uma molécula ou estrutura óbvia que permite que a informação seja armazenada (sua hereditariedade) para ser duplicada e transmitida aos descendentes. Mas uma coleção dispersa de pequenos itens guarda a mesma informação de uma lista que os descreve, chamada de genoma compositivo, a hereditariedade é armazenada em moléculas pequenas, que constituem o sistema, em vez de armazenadas numa lista, como o DNA ou RNA o faz. Postado por Alves e Figueira 

10 (Não se sabe a reação – todos reagem por sentido)
Teoria da Autopoiese SISTEMA MÁQUINAS TRIVIAIS (Você sabe a reação) (Não se sabe a reação – todos reagem por sentido) AUTOPIÉTICO (células do corpo) ORGÂNICO (pensamento) PSÍQUICO SISTEMA SOCIAL (comunicação) Os processos de organização resultantes de interações descentralizadas entre os componentes do próprio sistema, e não por meio de forças externas ao sistema, são o que se denomina auto-organização. Os processos de organização dos sistemas ecológicos e sociais são, essencialmente, processos de auto-organização. Os ecossistemas e os sistemas sociais são, portanto, sistemas dissipativos auto-organizados que se mantêm longe do equilíbrio termodinâmico o que, é importante salientarmos, só é possível por meio de um suprimento constante de energia do exterior. Um esquema elaborado para ilustrar a dinâmica dos sistemas dissipativos longe do equilíbrio é mostrado na Figura 1. Pela observação da Figura 1 pode-se perceber que, como salienta Prigogine (1993, p. 37), sem entropia a auto-organização do sistema não seria possível. Segundo este autor, é por meio da geração de entropia que ocorrem os processos irreversíveis que são responsáveis pela irreversibilidade do tempo, isto é, pelo fato do passado e do futuro serem distintos e irredutíveis um ao outro (PRIGOGINE; STENGERS, 1986, p. 52)2. Por este motivo, a entropia desempenha um papel central nos processos evolutivos, o que implica ir além da interpretação corrente que a identifica simplesmente como uma medida do grau de desordem de um sistema (PRIGOGINE, 1993, p. 37; PRIGOGINE, 1997, p. 26; PRIGOGINE; STENGERS, 1992, p. 49). Usando definições termodinâmicas, podemos considerar viva uma região que decresce em entropia por meio de ciclos movidos por um fluxo de energia. Como exige a segunda lei da termodinâmica, o Universo se move em uma direção na qual a entropia aumenta. Porém, em uma área limitada a entropia pode diminuir, desde que um aumento maior ocorra fora da área limitada. Quando células crescem e se multiplicam, converte energia química ou radiação em calor, a liberação de calor aumenta a entropia fora da área limitada, compensando a diminuição da entropia na área limitada. Uma rede de compostos químicos deve então ser formada, aumentando a complexidade, para possibilitar a adaptação e a evolução. Imagine, por exemplo, que a reação de transferência de elétrons de um mineral, promova a conversão de um composto orgânico A, em outra B (chamada de reação propulsora), dentro de uma área limitada. Se B se reconverter em A, ou escapar da área limitada, nós não estaríamos no caminho que leva a maior organização. Porém, se um caminho químico transforma B em C, que é convertido em D, que é reconvertido em A. Então os passos neste ciclo seriam favoráveis a uma operação continua porque reabasteceria a disponibilidade de A, permitindo a utilização continua da liberação de energia da reação de transferência de elétrons do mineral. Provavelmente essa rota primordial irá ganhar complexidade, e adquirir varias ramificações, exemplos de rotas metabólicas cíclicas são encontrados em todas as células atuais. Por fim, essa rede deve crescer e se reproduzir. A difusão de materiais da rede para fora da área limitada é favorecida pela entropia e ocorrerá em certo grau, se estes processos ultrapassarem a taxa com que a rede ganha material, então ela será extinta. O esgotamento do combustível externo teria o mesmo efeito. Um sistema de reprodução precisa se desenvolver. Se a rede estiver abrigada dentro de uma membrana de lipídios (como as atuais) então forças físicas poderão dividi-la após ter crescido o bastante. Assim que unidades independentes forem estabelecidas, elas podem se desenvolver de formas diferentes e competir umas com as outras por matérias-primas; Acabamos de ver a transição da vida que emerge de uma matéria não viva, pela ação de uma fonte disponível de energia, para a vida que se adapta ao seu ambiente segundo a evolução darwiniana. Esses sistemas descritos acima, que são denominados de “metabolismo primordial”, ou seja, eles não possuem um mecanismo para hereditariedade. Em outras palavras, eles não contem uma molécula ou estrutura óbvia que permite que a informação seja armazenada (sua hereditariedade) para ser duplicada e transmitida aos descendentes. Mas uma coleção dispersa de pequenos itens guarda a mesma informação de uma lista que os descreve, chamada de genoma compositivo, a hereditariedade é armazenada em moléculas pequenas, que constituem o sistema, em vez de armazenadas numa lista, como o DNA ou RNA o faz. Postado por Alves e Figueira 

11 Primeiro Tipo de Metabolismo
Hipótese Autotrófica Afirma que os primeiros seres vivos do planeta eram autótrofos. Ex: Bactérias quimiossintetizantes. Hipótese Heterotrófica Afirma que os primeiros seres vivos eram heterótrofos. Os organismos primitivos utilizavam as substâncias disponíveis no meio.

12 Diversidade Metabólica
As bactérias formam um grupo heterogêneo de procariotos com alta diversidade metabólica. Metabolismo Fonte de energia Fonte de carbono Fotoautotrófico Luz solar. CO2. Ex: cianobactérias, sulfobactérias verdes e púrpuras. Quimiolitoautotrófico Oxidação de compostos inorgânicos. CO2. Ex: ferrobactérias, sulfobactéterias, nitrobactérias. Quimioheterotrófico Oxidação de compostos orgânicos. Moléculas orgânicas. Ex. Maioria das bactérias. Fotoheterotrófico Moléculas orgânicas. Ex: bactérias verdes e púrpuras não sulfurosas. Fotoautotróficos: são organismos que usam a luz como fonte de energia e o carbono inorgânico (CO2) como fonte de carbono. São representados pelas bactérias fotossintetizantes (cianobactérias), bactérias sulfurosas púrpura (exemplo: Chromatium) e bactérias sulfurosas verdes (exemplo: Chlorobium), algas e plantas verdes. Existem cerca de 60 espécies de bactérias fotoautotróficas.  Fotoheterotróficos: usam luz como fonte de energia e compostos orgânicos (álcool, carboidratos, ácidos orgânicos, etc.) como fonte de carbono. São as bactérias verdes não sulfurosas (exemplo: Chloroflexus) e as bactérias púrpuras não sulfurosas (exemplo: Rhodopseudomonas ).  Os microrganismos que obtêm energia através da oxidação de compostos orgânicos ou inorgânicos podem ser classificados em:  Quimioautotróficos: usam os compostos químicos (gás sulfídrico (H2S), enxofre elementar (S), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2), nitrato (NO3-), nitrito (NO2-) e ferro (Fe2+) como fonte de energia e usam o CO2 como fonte de carbono.  Quimioheterotróficos: são organismos que usam compostos orgânicos como fonte de energia e de carbono. Este grupo inclui a maioria das bactérias, fungos e protozoários.

13 Evidências da Hipótese Autotrófica
A primeira via metabólica seria a quimiossíntese. Existência de bactérias sulfurosas quimiossintetizantes nas fumarolas abissais. Fumarolas abissais: verdadeiras chaminés vulcânicas localizadas no fundo do mar. Nelas há uma microbiota formada por bactérias primitivas, que vivem em temperaturas elevadas e capazes de realizar quimiossíntese a partir do sulfeto de hidrogênio (H2S) provenientes de atividades vulcânicas. Outra descoberta recente mostrou a origem de uma formação bizarra na Antártida, as “cachoeiras de sangue” (Blood Falls, no vale Taylor). Bactérias presentes em um lago salgado localizado debaixo de uma espessa geleira vivem sobre grande pressão e temperaturas baixíssimas. Elas realizam quimiossíntese a partir de compostos de enxofre e de ferro. Quando esses compostos atingem a superfície, são rapidamente oxidados, originando a cor característica de ferrugem.

14 Fumarola negra no oceano Atlântico
Fumarolas abissais: verdadeiras chaminés vulcânicas localizadas no fundo do mar. Nelas há uma microbiota formada por bactérias primitivas, que vivem em temperaturas elevadas e capazes de realizar quimiossíntese a partir do sulfeto de hidrogênio (H2S) provenientes de atividades vulcânicas. Arqueobactérias do gênero Sulfolobus que suportam temperaturas acima de 100ºC e alta acidez (pH = 0,9) Fumarola negra no oceano Atlântico

15 Comunidade de organismos associada a uma fonte hidrotermal.
Fumarolas abissais: verdadeiras chaminés vulcânicas localizadas no fundo do mar. Nelas há uma microbiota formada por bactérias primitivas, que vivem em temperaturas elevadas e capazes de realizar quimiossíntese a partir do sulfeto de hidrogênio (H2S) provenientes de atividades vulcânicas. Comunidade de organismos associada a uma fonte hidrotermal.

16 “Cachoeiras de sangue” (Blood Falls) na Antártida .
Outra descoberta recente mostrou a origem de uma formação bizarra na Antártida, as “cachoeiras de sangue” (Blood Falls, no vale Taylor). Bactérias presentes em um lago salgado localizado debaixo de uma espessa geleira vivem sobre grande pressão e temperaturas baixíssimas. Elas realizam quimiossíntese a partir de compostos de enxofre e de ferro. Quando esses compostos atingem a superfície, são rapidamente oxidados, originando a cor característica de ferrugem. “Cachoeiras de sangue” (Blood Falls) na Antártida .

17 Evidências da Hipótese Heterotrófica
A primeira via metabólica seria a fermentação. Metabolizar substâncias no meio exige menor complexidade bioquímica. Fumarolas abissais: verdadeiras chaminés vulcânicas localizadas no fundo do mar. Nelas há uma microbiota formada por bactérias primitivas, que vivem em temperaturas elevadas e capazes de realizar quimiossíntese a partir do sulfeto de hidrogênio (H2S) provenientes de atividades vulcânicas. Outra descoberta recente mostrou a origem de uma formação bizarra na Antártida, as “cachoeiras de sangue” (Blood Falls, no vale Taylor). Bactérias presentes em um lago salgado localizado debaixo de uma espessa geleira vivem sobre grande pressão e temperaturas baixíssimas. Elas realizam quimiossíntese a partir de compostos de enxofre e de ferro. Quando esses compostos atingem a superfície, são rapidamente oxidados, originando a cor característica de ferrugem.

18 Origem das moléculas orgânicas
As substâncias orgânicas se originaram espontaneamente ou foram trazidas do espaço por meteoritos e cometas. Estabelecimento da vida na Terra após ~700 milhões de anos de idade, quando findou a chuva meteorítica esterilizante. Hipótese Heterotrófica: Afirma que os primeiros seres vivos eram heterótrofos. Os organismos primitivos utilizavam as substâncias disponíveis no meio. A energia contida nas substâncias orgânicas seria utiizada em reações químicas parecidas com a fermentação, considerada a primeira via metabólica a surgir de acordo com esta hipótese. As substâncias orgânicas poderiam ter sido origiginadas espontâneamente ou trazidas do espaço por metoritos e cometas. Estabelecimento da vida na Terra após ~700 milhões de anos de idade, quando findou a chuva meteorítica esterilizante.

19 3,8 B.a : SURGIMENTO DAS PRIMEIRAS CÉLULAS QUIMIOHETEROTRÓFICAS.
Evolução da células procarióticas 3,8 B.a : SURGIMENTO DAS PRIMEIRAS CÉLULAS QUIMIOHETEROTRÓFICAS. Procarióticas. Heterotróficas. Realizavam fermentação. Eram anaeróbicas. Ácido nucleico Citoplasma Membrana plasmática

20 Evolução da células procarióticas
• Desenvolvimento de pigmentos e fotossistemas. Fotossíntese liberava compostos com enxofre. Surgimento dos ancestrais das cianobactérias, com quebra da água e liberação de oxigênio. Os estromatólitos são colônias de cianobactérias e seus fósseis mais antigos foram encontrados em rochas de 3 bilhões de anos. Estromatólito: (do grego stroma=cama, camada e lithos=rocha). São estruturas laminadas construídas principalmente por cianobactérias, erroneamente também chamadas de algas azuis. Estas bactérias formam uma rede filamentosa, recoberta por bainhas mucilaginosas, que fixam o carbonato de cálcio do meio circundante, construindo, pouco a pouco, uma estrutura laminar que se desenvolve através da agregação de grãos detríticos, cimentados pelo carbonato de cálcio. Estas estruturas laminares podem assumir a forma de esteiras microbianas, camadas, domos, colunas e oncólitos.

21 O Holocausto do Oxigênio
Há 1,5 B.a. o oxigênio atuou como fator seletivo, eliminando a maioria dos organismos anaeróbicos existentes.

22 Hipótese Autogênica para Origem do Núcleo
Evolução da células eucarióticas Hipótese Autogênica para Origem do Núcleo Células primitivas • Eram Heterotróficas por absorção • Viviam em colônias mistas • Perderam parede celular • Adquiriram mais DNA • Necessitaram de Crescimento

23 Teoria da Endossimbiose Serial
Evolução da células eucarióticas Teoria da Endossimbiose Serial Células primitivas • Eram Heterotróficas por absorção • Viviam em colônias mistas • Perderam parede celular • Adquiriram mais DNA • Necessitaram de Crescimento

24 Evolução da células eucarióticas
Evidências: • Presença de DNA e maquinaria de síntese proteica. • Semelhança dos ribossomos com os de bactérias. • Dupla membrana. • Sequência de DNA. • Divisão por fissão.

25 Teoria da Endossimbiose Serial

26 Comparando as hipóteses...

27 Hipótese Endossimbiótica para Origem do Núcleo
Aprofundamento! Hipótese Endossimbiótica para Origem do Núcleo

28 A Evolução da Multicelularidade
Parte dos eucariotos formaram colônias cada vez complexas através do refinamento dos mecanismos de comunicação celular, aumentando a eficiência dos processos metabólicos e as chances de sobrevivência. Origem da multicelularidade Com a evolução para a estrutura eucariótica, as células aumentaram de tamanho e também as suas potencialidades metabólicas. Contudo, verifica-se que à medida que o tamanho aumenta, a relação entre a área e o volume diminui, isto é, a área aumenta menos do que o volume. . Por isso, apesar do aumento de volume, o aumento de superfície correspondente continuava a ser insuficiente para as células conseguirem realizar com eficácia as trocas com o meio. Alguns seres unicelulares adaptaram a sua forma de maneira a optimizar a superfície de contacto com o meio exterior, como a alga Acetabularia. A Acetabularia é uma alga unicelular. Contudo, a sua forma permite-lhe ter uma elevada área de contacto com o meio extracelular, optimizando as trocas. Mas as células não podem aumentar indefinidamente de tamanho. Há duas soluções para este problema: 1) Reduzir o metabolismo celular (menos metabolismo implica menor necessidade de fazer trocas com o meio), ou 2) Multicelularidade. Aumentando o número de células, mesmo que ocupem o mesmo volume, a área de contacto das células com o exterior aumenta exponencialmente, garantindo as trocas com eficiência. A multicelularidade implica que as várias células que constituem o ser apresentam uma especialização morfológica e funcional, e uma interdependência de tal ordem que não é possível a uma célula a sua sobrevivência isolada do organismo. Conhecem-se hoje organismos que apresentam uma estrutura que parece, de certo modo, a “meio caminho” entre a unicelularidade e a multicelularidade – seres coloniais, como é o caso do Volvox. O Volvox é uma alga colonial constituída por uma esfera oca de pequenas células biflageladas unidas por uma matriz gelatinosa. Os flagelos estão virados para o exterior da colónia e permitem a sua deslocação. As células mantêm a sua independência, apesar de existirem ligações plasmáticas entre elas. Algumas células de maiores dimensões estão especializadas na reprodução. Os seres vivos unicelulares ter-se-ão agrupado em estruturas cada vez maiores e mais complexas – as colónias – nas quais grupos de células se especializam em determinadas funções, aumentando a sua eficiência e possibilidade de sobrevivência. Admite-se que os primeiros seres multicelulares tenham surgido devido ao aumento da especialização celular e complexificação da colónia, a par da cada vez maior interdependência dos seus constituintes. Nas associações coloniais mais complexas, verifica-se que entre todas as células existe comunicação entre as células, coordenação das actividades celulares e divisão de tarefas. A especialização e a cooperação permite que as células se combinem num organismo que como todo possui mais capacidades que o  simples somatório das partes que o constituem. No entanto os primeiros seres vivos multicelulares eram constituídos por células com um reduzido grau de diferenciação, como é o caso da esponja do mar. Só com o tempo (muito tempo) as células foram adquirindo um grau de especialização muito maior. Vantagens da multicelularidade: - Utilização da energia mais eficaz. A diferenciação celular e consequente especialização de funções permitiu a redução do metabolismo celular. - Aumento de tamanho – favorável para a competição pelo território e pelo alimento. – Maior diversidade de formas como resultado da especialização e diversificação celular, o que permite uma melhor adaptação a diferentes ambientes. – Maior complexidade e interacção entre os sistemas de órgão permite uma maior independência do organismo face ao meio externo, pois a interacção facilita a regulação do meio interno. Alguns problemas… Nem tudo são rosas. Apesar de a multicelularidade ser extremamente vantajosa para os organismos, estes passaram a debater-se com outros problemas que até aqui não se colocavam. As células mais internas passaram a ter muito mais dificuldade em ter acesso a alimento e em eliminar as suas excreções pois deixaram de ter contacto com o meio externo. A solução foi o desenvolvimento de sistemas de transporte e sistema nervoso. Os sistemas de transporte ajudam as células internas a ter contacto com o meio externo (ainda que indirecto) e o sistema nervoso ajuda à coordenação do organismo. - See more at:

29 A Camada de Ozônio e a Colonização do Ambiente Terrestre
A liberação de oxigênio propiciou a formação da camada de ozônio. A filtração da radiação permitiu a colonização do ambiente terrestre.

30 A Evolução da Vida na Terra
Os fósseis mostram que a evolução transformou as características dos seres vivos ao longo do tempo, gerando diversidade biológica e permitindo que muitos nichos disponíveis na biosfera fossem ocupados. (Arte: Paulo Santiago)

31 Gráfico da Origem da Vida
Resumindo... Gráfico da Origem da Vida

32 Simbiose mutualística com cianobactéria
Evolução da célula e os reinos dos seres vivos Cianobactérias Bactérias Reino Monera Reino Protista Animais Reino Animalia Fungos Reino Fungi Algas Protozoários Plantas Reino Plantae Cloroplasto Simbiose mutualística com bactéria aeróbia Simbiose mutualística com cianobactéria Mitocôndrias Núcleo Ancestral eucarionte Surgimento de organelas membranosas e núcleo Surgimento do citoesqueleto Perda de parede celular Ancestral procarionte

33 Os três domínios de Carl Woese
Com base nos estudos das sequências de RNAr, o mundo vivo foi dividido em 3 grandes domínios: Bacteria, Archaea e Eukarya. O microbiologista Carl Woese, na década de 90, analisando as sequências de RNA ribossômico, concluiu que os procariontes não formavam um grupo de origem única do ponto de vista evolutivo. O mundo vivo então foi classificado em 3 grandes domínios: Eukarya – todos os eucariontes (protoctistas, fungos, plantas e animais). Archaebacteria - procariontes que vivem em ambientes extremos (bactérias extremofílicas), como as termófilas e acidófilas. Eubacteria - procariontes comuns, incluindo cianobactérias, mitocôndrias e cloroplastos. Archaeobacteria e Eubacteria são muito semelhantes do ponto de vista morfológico; porém, técnicas avançadas de análise molecular permitiram encontrar diferenças importantes entre elas. Uma dessas diferenças reside na constituição química da parede celular. Apesar de diversas arqueas não apresentarem parede celular, nas espécies onde ela existe ela é constituída por polissacarídeos e proteínas e nunca por peptideoglicanos, constituintes típicos da parede celular das bactérias. A diferença mais marcante entre arqueas e bactérias está na organização e funcionamento dos seus genes. Curiosamente, verificou-se maior semelhança entre determinadas sequências nucleotídicas encontradas em arqueas e organismos eucariotas, do que na informação genética das bactérias. Informações recentes mostram que as arqueas estão evolutivamente mais relacionadas com os organismos eucariontes do que com as bactérias. Isso significa que no início da vida na Terra um grupo de organismos primitivos dividiu-se em dois, um deles dando origem às bactérias atuais e, de seguida, o outro grupo também se diversificou em dois: um dando origem as arqueas e, o outro, aos eucariotas.

34 Aprofundamento! Origem Multifilética

35 Existe vida em outros planetas?

36 Espectro da Terra no infravermelho médio, tomado a partir do espaço, mostrando uma banda molecular do ozônio na atmosfera. Esse sinal é considerado inequívoco de atividade biológica (fotossíntese). (Projeto Darwin - ESA)

37 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS:
BIZZO, NÉLIO – Novas Bases da Biologia: Ensino Médio. São Paulo: Ática 2010. DAMINELI, AUGUSTO e DAMINELI, DANIEL SANTA CRUZ - Origens da vida. MENDONÇA, VIVIAN L. – Biologia. Vol. 1. Ed. FTD. 2ª Edição. 2013, SP. AMABIS, JOSÉ MARIANO; MARTHO, GILBERTO RODRIGUES. – Biologia em Contexto. Vol. 1.Ed. Moderna.   SITES E IMAGENS: Acesso em 18/01/2016. - Imagens de domínio público. Acesso em 18/01/2016. – Imagens de domínio público. Acesso em 18/01/2016. – domínio público. Acesso em 18/01/2016. Acesso em 18/01/2016. Acesso em 19/01/2016. Acesso em 19/01/2016. Acesso em 19/01/2016. Acesso em 19/01/2016.