Origem da vida

BIG BANG – A grande explosão. Formação do Universo BIG BANG – A grande explosão. Argumenta sobre a expansão de um átomo primordial (todas as galáxias reunidas) e ocorreu a cerca 13,5 bilhões de anos atrás. Acredita-se que a temperatura era tão alta que impossibilitava a existência de elementos químicos. Albert Einstein(1879-1955) Edwin Hubble (1889-1953) Lemaitre (1894-1966) Gamow. (1904-1968)

A expansão do universo

A formação da Terra Há evidências científicas de que nosso planeta surgiu há cerca de 4,6 bilhões de anos atrás, a partir da aglomeração de poeira, rochas e gases. Durante sua formação gerou tanto calor que os materiais rochosos mais internos se fundiram e escaparam para a superfície em erupções vulcânicas violentíssimas.

No esforço para compreender a realidade, somos um homem que tenta compreender o mecanismo de um relógio fechado. Ele vê o mostrador e os ponteiros, escuta o tique taque, mas não tem como abrir a caixa. Sendo habilidoso, poderá imaginar o mecanismo responsável pelo que ele observa, mas nunca poderá estar completamente seguro de que a sua explicação é, realmente, a única possível. Albert Einstein

Geração espontânea ou abiogênese Os seres vivos surgem a partir da matéria bruta. Adeptos: Aristóteles, René Descartes, Isaac Newton, Von Helmont, entre outros. Biogênese Os seres vivos surgem de outra vida pre-existente. Francesco Redi, Lázaro Spallanzani, Louis Pasteur, entre outros.

Geração espontânea ou abiogênese Surgimento dos gansos Surgimento dos sapos

Francesco Redi (1627-1697) Cientista que demonstrou que os vermes da carne em putrefação eram originados de ovos deixados por moscas e não da transformação da carne. Experimento de Redi

Antoni van Leeuwenhoek (1632-1723) Comerciante de tecidos holandês, tinha como passatempo de polir lentes e construir microscópios. A partir de 1674 começou a observar bactérias, protozoários e leveduras que isolava da água da chuva, de lagos, poços, de tecidos da boca, dentes, saliva e de vinagre.

John Needham (1713-1781) Pesquisador que colocou caldo nutritivo em diversos frascos, ferveu-os por 30 minutos e, imediatamente, vedou-os com rolhas de cortiça. Depois de alguns dias os caldos estavam repletos de seres microscópicos. A fervura matou todos os seres vivos do caldo e nenhum ser vivo penetrou através da rolha, os microrganismos surgiram por geração espontânea.

Lázaro Spallanzani (1729-1799) Padre e cientista que refez os experimentos de Needham e demonstrou que o aquecimento de frascos até a fervura (esterilização), se mantidos hermeticamente fechados, evitava o aparecimento de micróbios. Portanto, o experimento de Needham estava refutado.

A indústria de enlatados No final do séc. XVIII, ao tomar conhecimento das pesquisas sobre o origem dos microrganismos, o confeiteiro francês Nicholas Appert (1749-1841) passou a ferver os alimentos e guardá-los sob vedação hermética, como fez Spallanzani. Appert acabou desenvolvendo a tecnologia para produzir alimentos enlatados, hoje largamente utilizada em todo o mundo.

Louis Pasteur Cientista que demonstrou que germes microscópicos estão no ar e com experiências com frascos tipo "pescoço de cisne demonstrou que uma solução nutritiva, previamente esterilizada, mantém-se estéril indefinidamente, mesmo na presença do ar (pausterização).

Teorias modernas sobre a origem da vida A queda definitiva da teoria da geração espontânea levou a uma nova questão: se os seres vivos não vêm da matéria inanimada, como surgiram na Terra? A ciência moderna admite três hipóteses para a origem da vida em nosso planeta: A Criação Divina; A panspermia; A evolução química.

Criação Divina Relaciona-se aos mitos da “criação”, que afirmam que a vida foi criada por uma força suprema ou ser superior; essa hipótese, evidentemente, foge ao campo de ação do raciocínio científico, não podendo ser testada e nem refutada pelos métodos usados pela ciência. Está descrita no livro do Gênesis.

Panspermia Se refere à possibilidade de a vida ter se originado fora do planeta Terra e ter sido “semeada” por pedaços de rochas, como meteoritos, que teriam trazido “esporos” ou outras formas de vida alienígena. Esses teriam evoluído nas condições favoráveis da Terra, até originar a diversidade de seres vivos que conhecemos. Um dado interessante: chegam todos os anos, à superfície da Terra, ao redor de mil toneladas de meteoritos. Em algumas dessas rochas, foram encontradas substâncias orgânicas, como aminoácidos e bases nitrogenadas.

Defensores: Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe: defendem a idéia de que material biológico, como vírus, poderia ter chegado do espaço. Contras: o aquecimento de qualquer corpo que entrasse na atmosfera terrestre seria de tal ordem, que destruiria qualquer forma de vida semelhante às que conhecemos hoje. Por outro lado, aceitar que a vida apareceu “fora” da Terra somente “empurraria” o problema para diante, já que não esclareceria como a vida teria surgido fora daqui.

Evolução química Aceita que a vida pode ter surgido espontaneamente sobre o planeta Terra, através da evolução química de substâncias não vivas. Essa terceira posição foi defendida pela primeira vez pelo biólogo Thomas Huxley (1825-1895) e retonada pelo cientista russo Oparin (1894-1980) e pelo biólogo Burdon Haldane (1892-1964). Oparin Haldane

As idéias de Oparin A idade aproximada da Terra é de 4,5 bilhões de anos, tendo a crosta se solidificado há uns 2,5 bilhões de anos. 2) A composição da atmosfera primitiva foi provavelmente diferente da atual; não havia nela O2 ou N2; existia amônia (NH3), metano (CH4), vapor de água (H2O) e hidrogênio (H2). 3) O vapor de água se condensou à medida que a temperatura da crosta diminuiu. Caíram chuvas sobre as rochas quentes, o que provou nova evaporação, nova condensação e assim por diante. Portanto, um ativo ciclo de chuvas.

4) Radiações ultravioleta e descargas elétricas das tempestades agiram sobre as moléculas da atmosfera primitiva: algumas ligações químicas foram desfeitas, outras surgiram; apareceram assim novos compostos na atmosfera, alguns dos quais orgânicos, como os aminoácidos, por exemplo. 5) Aminoácidos e outros compostos foram arrastados pela água até a crosta ainda quente. Compostos orgânicos combinaram-se entre si, formando moléculas maiores, como os “proteinóides”.

6) A temperatura das rochas tornou-se inferior a 100oC, os mares estavam se formando. As moléculas orgânicas foram arrastadas para os mares. Na água, as probabilidades de encontro e choques entre moléculas aumentaram muito; formaram-se agregados moleculares maiores, os coacervados. 7) Os coacervados ainda não são seres vivos; no entanto eles continuam se chocando e reagindo. O coacervado pôde casualmente atingir a complexidade necessária. Daí em diante, se tal coacervado teve a propriedade de duplicar-se, pode-se admitir que surgiu a vida, mesmo que sob uma forma extremamente primitiva.

A comprovação experimental Miller (1930 -) Fox (1912-1998)

Coacervados de Oparin Microsfera de Fox

Como apareceu o gene? ( O mundo do RNA ) Acredita-se hoje que a primeira molécula informacional tenha sido o RNA, e não o DNA. A descoberta de que certos “pedaços” de RNA têm uma atividade catalítica. A esses pedaços de RNA com atividade “enzimática”, os biólogos chamam de ribozimas. O DNA deve ter sido um estágio mais avançado na confecção de um material genético estável; evidentemente, os primeiros DNA teriam sido feitos a partir de um molde de RNA original. De qualquer forma, esses “genes nus”, isto é, envolvidos por nada, mas livres na argila ou na água, podem ter num período posterior “fixado residência” numa estrutura maior, como um coacervado ou uma microesfera...

Evolução dos processos energéticos Hipótese Heterotrófica: Prevê que os primeiros organismos se nutriam de material orgânico já pronto, que retiravam de seu meio. Argumento a favor: Primeiros seres vivos por serem muito simples, não teriam desenvolvido capacidade de produzir substâncias alimentares, utilizando as substâncias orgânicas disponíveis no meio. Pode-se caracterizar os primeiros seres vivos como: Simples, unicelulares, abiogenético, heterótrofos e fermentadores anaeróbicos.

Hipótese autotrófica Propõe que o primeiro ser vivo foi quimiolitoautotrófico, ou seja, capaz de sintetizar seu próprio alimento orgânico a partir da energia liberada por reações químicas entre os componentes inorgânicos da crosta terrestre. Argumento a favor: na Terra primitiva não havia quantidade suficiente de moléculas orgânicas para sustentar a multiplicação dos primeiros seres vivos até o aparecimento da fotossíntese; a descoberta das arqueobactérias, que vivem em ambientes inóspitos como fontes de água quente e vulcões submarinos, obtendo energia a partir de reações químicas entre componentes inorgânicos da crosta.

Hipótese endossimbiótica

Os tipos celulares atuais

Evolução e diversificação da vida