Teorias de Origem da Vida. Profa. MSc. Monyke Lucena

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1 Teorias de Origem da Vida Profa. MSc. Monyke Lucena

2 Origem da vida Até meados do séc. XIX, acreditava-se que seres podiam surgir espontaneamente da matéria não-viva. Hoje, sabe-se que um ser vivo surge somente através da reprodução. Biogênese versus abiogênese

3 Origem da vida Defensores da abiogênese Geração Espontânea Helmont Needham Aristóteles William Harvey Isaac Newton René Descartes Críticos da abiogênese Redi Joblot Spallanzani Louis Pasteur

4 Origem da vida Jan Baptista van Helmont ( ) Séc. XVII Receitas de como se obter um ser vivo Princípio da Força Vital ou Princípio Ativo (...)coloca-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas sujas. Sobre elas espalhamse grãos de trigo, e o resultado será que, em 21 dias, surgirão ratos.

5 Origem da vida Francesco Redi( ) Séc. XVII Um dos primeiros a empregar o método experimental Uma das principais evidências da abiogênese era o aparecimento espontâneo de vermes em carne podre Hipótese de Redi: Os seres vermiformes que surgem na carne em putrefação são larvas, um estágio do ciclo de vida das moscas. As larvas devem surgir de ovos colocados por moscas, e não por geração espontânea a partir da putrefação da carne

6 O primeiro jarro (A) ficou aberto. Logo, observou as moscas pousando na carne e depositando seus ovos. Em pouco tempo, a carne estava cheia de vermes. O segundo jarro (B) foi bem fechado. Como na experiência anterior, o jarro não atraiu as moscas e não surgiram vermes na carne. O terceiro jarro (C) foi coberto com um pano, que permitia a passagem do ar. As moscas foram atraídas pelo cheiro da carne. Como não conseguiram penetrar no jarro, depositaram seus ovos no pano. Em pouco tempo, havia vermes movendo-se sobre o pano, mas nenhum chegou a ter contato com a carne. Embora bem elaborada e convincente, a experiência de Redi não acabou com as dúvidas sobre a possibilidade da geração espontânea. No entanto, foi a base para a construção de despensas para estocagem de alimentos, onde telas impedem a entrada de insetos.

7 Origem da vida Meados do século XVII: descoberta dos micróbios descobeta do microscópio óptico (Antonie van Leeuwenhoek). Reanimação da hipótese da geração espontânea. Os abiogenistas achavam que seres tão pequenos e simples como os micróbios não se reproduziam, surgindo por geração espontânea.

8 Origem da vida Louis Joblot ( ) Em 1711, ferveu um caldo nutritivo à base de carne e repartiu-o entre duas séries de frascos: uns abertos e outros tampados com pergaminho. Após alguns dias, os frascos abertos estavam repletos de micróbios, enquanto os frascos tampados continuavam inalterados. Conclusão de Joblot: Os micróbios surgiam de sementes provenientes do ar, e não por geração espontânea a partir do caldo.

9 Origem da vida John Needham ( ) Hipótese da geração espontânea ganha novo impulso Colocou caldo nutritivo em diversos frascos, fervendo-os por 30 min. e tampou os frascos com rolhas Depois de alguns dias, os caldos estavam repletos de micróbios. Argumentou então que os seres presentes nos caldos surgiram por geração espontânea. Ação de Força Vital.

10 Origem da vida Lazzaro Spallanzani ( ) Realizou experimentos semelhantes aos de Needham, mas obteve resultados diferentes As infusões preparadas por Spallanzani, muito bem fervidas e cuidadosamente arrolhadas, continuaram livre de micróbios.

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12 Origem da vida Needham versus Spallanzani Argumento de Spallanzani: Needham não ferveu o caldo por tempo suficiente ou não vedou os frascos de forma eficiente Resposta de Needham: A fervura por tempo prolongado destruía a força vital presente no caldo François Appert: Aproveitou as experiências de Spallanzani e inventou a indústria de enlatados.

13 Origem da vida Em fins do século XVIII: descoberta do gás oxigênio e seu papel essencial à vida Novo ponto de apoio para os abiogenistas, que argumentavam que o aquecimento prolongado e a vedação hermética excluíam o oxigênio necessário à geração espontânea e à sobrevivência dos seres.

14 Origem da vida Nova disputa travada entre biogenistas e abiogenistas Abiogenistas: A presença de ar fresco era fundamental para a geração espontânea da vida Biogenistas: O ar era a fonte de contaminação dos caldos Academia Francesa de Ciências: prêmio para quem apresentasse um experimento definitivo sobre essa questão

15 Origem da vida Louis Pasteur( ) Experiência nos Alpes Pasteur Levou frascos de vidro fechados completamente contendo caldo nutritivo até as altitudes dos Alpes Abriu os frascos para que os caldos ficassem expostos ao ar das montanhas; depois, foram novamente derretidos e fechados De volta ao laboratório, verificou que apenas um 1 dos vinte frascos abertos nas montanhas havia se contaminado

16 Origem da vida Argumento de Pasteur: O ar das montanhas continha muito menos sementes de organismos microscópicos do que o ar da cidade, onde qualquer frasco aberto sempre se contaminava Na presença de membros da academia, quebrou o gargalo de alguns frascos, expondo os caldos ao ar da cidade; 3 dias depois, todos os frascos haviam sido contaminados Comissão julgadora solicitou mais provas

17 Origem da vida Os frascos com pescoço de cisne: novo experimento Pasteur amoleceu os gargalos no fogo, esticando-os e curvando-os em forma de pescoço de cisne; em seguida ferveu os caldos até que saísse vapor pela extremidade dos gargalos À medida que esfriava, o ar penetrava pelo gargalo, mas as partículas do ar ficavam retidas nas paredes do gargalo em forma de pescoço; Nenhum frasco se contaminou Derrubada definitiva da hipótese da geração espontânea

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19 Características que permitem a existência de vida em um planeta: Distância ao Sol Temperatura Existência de Atmosfera Água Líquida Aparecimento e manutenção de vida

20 Uma pequena história... O Big Bang foi quem deu origem a expansão do universo a partir de seu estado inicial de alta compressão, numa explosão repentina, o resultado foi uma violentíssima explosão que deu origem aos planetas, estrelas e etc.

21 Panspermia e Evolução Química A queda definitiva da teoria da geração espontânea levou a uma nova questão: Como surgiram os seres vivos na Terra? A ciência admite 2 hipóteses: - Panspermia - Evolução Química

22 TEORIAS MODERNAS SOBRE A ORIGEM DA VIDA 1. Panspermia A vida na Terra teve origem a partir de compostos precursores da vida, provenientes de outros locais do cosmos.

23 2. Teoria da Evolução Química ou Molecular A vida é resultado de um processo em que as substâncias inorgânicas deram origem a substâncias orgânicas simples. Aminoácidos - Açucares - Bases Nitrogenadas - Ácidos Graxos Proteínas Carboidratos Ácidos Nucléicos Lipídios

24 Evolução Química Retomada e apoiada em 1920 por: Oparin e Haldane Oparin e Haldane A vida é resultado de um processo de evolução química. Compostos inorgânicos Moléculas orgânicas simples (ex: aas) Moléculas orgânicas complexas (ex: PTNs) Estrtuturas com capacidade de autoduplicação e metabolismo

25 Condições da Terra Primitiva Temperatura altíssima (fusão de rochas) Bombardeamento de asteróides (mais calor e massa na Terra; descobertas recentes sugerem que água e C também chegaram assim)

26 Condições da Terra Primitiva Tempestades torrenciais (descargas elétricas) Muita radiação Ausência de Oxigênio. Metano, amônia, vapor de água, hidrogênio e CO2. Resfriamento e acumulo da água liquida na crosta (oceanos primitivos).

27 Como surgiu o 1 ser vivo? A vida surge há cerca de 3,5 bilhões de anos quando o planeta tem uma composição e atmosfera bem diferentes das atuais. A atmosfera do planeta não continha oxigênio livre. Era contudo rica em metano (CH4), amônia (NH3), hidroênio (H2) e vapor de água (H2O). A temperatura ambiente era muito alta e a atmosfera seria constantemente cortada por raios ultravioleta e por centelhas elétricas. Estas condições especiais, teriam provocados alterações nos gases da atmosfera. Estas moléculas se combinaram originando compostos orgânicos de estrutura mais complexa, como os aminoácidos.

28 Os aminoácidos reagiram entre eles e teriam formado as primeiras proteínas, que se acumularam nos mares primitivos. As primeiras formas de vida surgem nesta "sopa" de proteínas resultante de complexas reações químicas e de radiação de raios ultra-violetas. As moléculas protéicas existentes na água se agregam na forma de coacervados (complexos de aminoacidos, lipídeos e carboidratos estrutura orgânica). Essas estruturas, apesar de não serem vivas, têm propriedades que podem se unir ao RNA disponível no oceano primitivo e formar o PROBIONTE (célula primitiva), formando assim o 1º ser vivo da Terra. Remember: As proteínas se acumularam nos mares primitivos, por isso, existia alimento em abundância. Não existia oxigênio na atmosfera primitiva e, sim metano (CH4), amônia (NH3), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O). Intensa incidência de radiação solar falta da camada de ozônio (O3).

29 Hipótese Heterotrófica ARGUMENTOS: Moléculas orgânicas acumuladas eram fonte de alimento. Eram simples e incapazes de produzir o próprio alimento. O Probionte começou a comer e a fazer a digestão por fermentação- liberação de CO2. Divisão e surgimento de indivíduos diferentes um desses começou a fazer fotossíntese. Surgindo então O2 na Terra.

30 Os primeiros seres vivos eram heterótrofos O Oxigênio O 2 Formou o Ozônio O 3 (Que retém as radiações) O que permitiu com o oxigênio... Aos seres marinhos colonizarem e evoluírem em ambiente terrestre devido a proteção da camada de ozônio. A camada de ozônio filtra os raios UV, logo não destroem as células.

31 O experimento de Miller Em 1953 Miller e Urey construíram um aparelho tentando recriar as condições da Terra primitiva. Após uma semana, testes revelaram a presença de: aminoácidos, ácidos graxos, uréia, e gases (CO, CO2 e N2).

32 Evolução e diversificação da vida Origem da célula eucariótica Os primeiros seres deviam ser muitos simples, semelhantes às arqueas ( procariota).

33 Hipótese endossimbiótica. Origem das mitocôndrias e dos cloroplastos Evidências:. Dupla membrana;. DNA próprio;

34 Origem da multicelularidade. Células resultantes da multiplicação de uma célula inicial passam a viver juntas e dividir as tarefas de sobrevivência, constituindo tecidos e órgãos.

35 VIDA E AS CARACTERÍSTICAS DOS SERES VIVOS 1. O que é vida? A vida caracteriza-se pela auto replicação, mobilidade e troca de matéria e energia com o meio ambiente

36 2. Características dos Seres Vivos Composição química definida ÁTOMOS - BIOMOLÉCULAS C, H, O, N, P e S Proteínas, Glicídios, Lipídios, Ácidos Nucléicos Organização Células Procariontes Eucarióticas Unicelulares Pluricelulares

37 Metabolismo Próprio Reação e Movimento Crescimento Aumento celular Aumento Número de Células Reprodução Assexuada Sexuada Autofecundação Fecundação cruzada

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