Aulas Multimídias – Santa Cecília Profa. Renata Coelho

Evolução do Metabolismo Energético

* Hipótese Heterotrófica * Hipótese Autotrófica COMO OS PRIMEIROS SERES VIVOS OBTINHAM MATÉRIA E ENERGIA PARA A SOBREVIVÊNCIA E REPRODUÇÃO? * Hipótese Heterotrófica * Hipótese Autotrófica

HIPÓTESE HETEROTRÓFICA Primeiros organismos estruturalmente muito simples Hábitat: ambiente aquático rico em substâncias nutritivas. Ausência de O2. Possivelmente Heterótrofos: utilizavam o alimento disponível no ambiente como fonte de energia e de matéria orgânica. Metabolismo energético possivelmente fermentação: Via metabólica mais simples; Não utiliza O2. C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + ENERGIA (glicose) (etanol) Fermentação: Conjunto de reações químicas controladas enzimaticamente, em que uma molécula orgânica (glicose) é degradada em compostos mais simples, liberando energia. “Sopas Orgânicas”: constituição e alimento dos seres.

HIPÓTESE HETEROTRÓFICA Redução da síntese da matéria orgânica: Escassez de alimento dissolvido no meio; Competição e morte de muitos organismos heterótrofos Surgimento dos seres vivos autótrofos (fotossintetizantes): Introduziram o O2 no ar: O2 possibilitou o surgimento dos seres aeróbios realizavam respiração: 6 CO2 + 12 H2O C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energia

HIPÓTESE AUTOTRÓFICA Primeiros seres vivos não teriam surgido nos mares rasos e quentes como proposto por Oparin e Haldane: Ambiente muito instável Quedas frequentes de meteoritos e cometas; A vida teria surgido em locais mais protegidos Fontes termais no assoalho dos mares primitivos (descoberta em 1977) Possivelmente seriam bactérias autotróficas quimiossintetizantes: Obtinham energia para a síntese de seus compostos orgânicos a partir da oxidação de substâncias inorgânicas. FeS + H2S FeS2 + H2 + energia Quimiossíntese: é a produção de matéria orgânica através da oxidação de substâncias minerais, sem recorrer à luz solar. Pirita, um mineral comum Sulfeto ferroso Gás sulfídrico

A hipótese autotrófica vem ganhando força cada vez maior, apesar de a hipótese heterotrófica ter sido a mais aceita.

Os primeiros seres vivos Acredita-se que eram: Unicelulares Células procarióticas Aprox. 3,5 bilhões de anos atrás. Estromatólitos (strôma = cama; líthos = rocha) Fósseis que foram originados por cianobactérias que, ao captarem os carbonatos existentes nos meios onde viviam, e ao metabolizá-los, os depositavam nas suas membranas celulares e, assim, foram-se desenvolvendo em camadas sucessivas.

O surgimentos das células mais complexas: as eucarióticas Organismos eucariontes: aprox. 2,5 bilhões de anos. Os primeiros eucariontes eram anaeróbios. Englobavam bactérias aeróbias como alimento = respiração = liberação de energia Admite que as primeiras células eucarióticas teriam surgido a partir de organismos procariontes por invaginações sucessivas de zonas de membrana plasmática, seguidas de especialização - origem das organelas citoplasmáticas e carioteca.

Teoria Endossimbiótica Origem das Mitocôndrias e cloroplastos (Endossimbiose ou simbiogênese) Células eucarióticas surgiram por associação entre células procarióticas, que passaram a viver em seu interior. Simbiose: Célula eucarionte: as Bactérias realizavam a respiração = liberação de energia. Bactérias: recebia proteção e nutrientes dos eucariontes. ORIGEM DAS MITOCÔNDRIAS Simbiose: Célula eucarionte: as Cianobactérias realizavam a fotossíntese. Cionanobactérias: recebiam proteção e matéria prima dos eucariontes. ORIGEM DOS CLOROPLASTOS Heterótrofos Origem das Mitocôndrias e cloroplastos (bactéria) Autótrofos Mitocôndrias e cloroplastos: Material genético próprio. RNA e DNA (cianobactéria)

MODELO ENDOSSIMBIÓTICO Endossímbiose: Nesta situação o organismo que habita no interior do outro beneficia de proteção e das condições estáveis. (bactéria aeróbia heterotrófica e cianobactéria) Já o organismo que abriga o outro beneficiará de algum produto sintetizado pelo outro. (célula eucariótica)

multicelulares eucariontes Surgimento dos seres multicelulares eucariontes Origem a partir de seres unicelulares (entre 1 milhão e 670 milhões de anos). Suposição Células resultantes da divisão celular não se separaram e passaram a apresentar divisão de trabalho e cooperação.

terrestre e da atmosfera Terra Primitiva Mudança da superfície terrestre e da atmosfera Aminoácidos formam proteínas que, ao longo dos anos, formam COACERVATOS Surgem os seres unicelulares pluricelulares A terra sofria constantes erupções vulcânicas e sua atmosfera não tinha oxigênio O vapor de água eliminado dos vulcões forma a chuva que resfria a terra Na água surgem moléculas orgânicas Os coacervatos são moléculas de proteína revestidas por água, no interior delas forma-se o DNA. Os coacervatos dão origem a seres unicelulares heterótrofos. Com a diminuição do alimento esses seres se tornam autótrofos Ao longo de bilhões de anos os seres unicelulares dão origem aos pluricelulares Surgem os oceanos, rios e lagos