A ORIGEM DA VIDA. Hipótese autotrófica e heterotrófica

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1 A ORIGEM DA VIDA Hipótese autotrófica e heterotrófica

2 HIPÓTESE AUTOTRÓFICA Necessidade de alimento Seres autotróficos: capazes de produzir o alimento necessário plantas clorofiladas e algumas bactérias Energia solar: maioria Energia de reações químicas: algumas bactérias Produção do próprio alimento: complexo sistema de síntese Teoria da Evolução: organismos mais complexos resultado de varias modificações em um grande espaço de tempo

3 HIPÓTESE HETEROTRÓFICA Seres heterotróficos: Incapazes de fabricar o próprio alimento Alimento: fonte externa Animais, maioria das bactérias e outros protistas Forma mais primitiva de vida: desenvolvida a partir de substâncias inanimadas (matéria bruta) a bilhões de anos Obtenção de alimento sem os autotróficos? Miller e Oparin

4 TERRA PRIMITIVA Terra: 4,5 a 5 bilhões de anos Origem do Sistema Solar: Em uma nuvem de poeira cósmica Aumento da massa da Terra: Consequência da atração gravitacional de novas partículas Força de atração gravitacional gradual da Temperatura: temperaturas altíssimas

5 TERRA PRIMITIVA Resfriamento da Terra: milhões de anos Formação da crosta e núcleo terrestres Predominância de altíssimas temperaturas Expulsão de inúmeros compostos químicos com as erupções vulcânicas Gases retidos pela força gravitacional Atmosfera Primitiva (vapor d água, hidrogênio, metano e amônia)

6 TERRA PRIMITIVA Água: Vapor d água desprendido nas erupções vulcânicas Papel decisivo no resfriamento da superfície terrestre Condensação dos vapores e sua precipitação: chuvas torrenciais acompanhadas de inúmeras descargas elétricas Superfície da Terra primitiva: Rochas Numerosos vulcões em erupção contínua Mares revoltos agitados por sucessivas tempestades

7 COMPOSTOS ORGÂNICOS Substâncias orgânicas: contém carbono (C) e hidrogênio (H) em sua molécula Wohler (1878): síntese de uréia a partir de substâncias inorgânicas Oparin: Compostos orgânicos a partir de metano (CH 4 ), hidrogênio (H 2 ), amônia (NH 3 ) e vapor d água

8 COMPOSTOS ORGÂNICOS Stanley Miller (1953) semana de funcionamento: água turva de coloração vermelha carregada Mistura complexa de aminoácido (moléculas complexas análogas às produzidas pelos seres vivos)

9 COMPOSTOS ORGÂNICOS Aminoácidos: podem reagir entre si para formar proteínas: Ligação Peptídica ( reação de desidratação) 2 aminoácidos: dipeptídeo mais de 2 aminoácidos: polipeptídeo 20 tipos diferentes: compõem as proteínas conhecidas Sidney Fox (1957): aquecimento de certos aminoácidos Proteinóides

10 HIPÓTESES APRESENTADAS Atmosfera primitiva: gases simples, principalmente CH 4, H 2, NH 3 e vapor d água Gases, sob a ação de descargas elétricas, do calor e dos raios UV, formaram moléculas orgânicas (aminoácidos) Moléculas orgânicas, acumuladas em milhões de anos nos oceanos, reagiram quimicamente formando moléculas maiores e mais complexas (Proteínas) Oceanos primitivos: caldo quente e diluído de compostos orgânicos

11 COMPOSTOS ORGÂNICOS Moléculas de proteína dos oceanos primitivos = Primeiros seres vivos? NÃO Surgimento dos primeiros seres vivos: conceito de vida Primeiras moléculas vivas: Capacidade de incorporar substâncias do meio externo á sua própria estrutura (nutrição) Crescimento a ponto de se fragmentar (reprodução) Rápida proliferação (erros)

12 COMPOSTOS ORGÂNICOS Oparin: Proteínas dissolvidas em água ionização de parte de suas moléculas Moléculas ionizadas: atraem moléculas de água Aumento do tamanho: maior complexidade Resultado: Oceano = caldo quente contendo moléculas orgânicas

13 PRIMEIROS SERES VIVOS Coacervados: estáveis: início de organização molecular Mantém as propriedades de nutrir-se e reproduzir-se Manutenção e Desenvolvimento de um sistema de coacervados: Necessário fonte de energia constante e controlável para: Produzir moléculas maiores e mais complexas Organizar essas moléculas em padrões estruturais Manter sua organização

14 PRIMEIROS SERES VIVOS Energia Disponível: calor, radiação ultravioleta e descargas elétricas (incontroláveis) Nova fonte: energia das ligações químicas das moléculas orgânicas Calvin: produção de moléculas de açúcar no caldo oceânico existência de estoque de energia química no oceano

15 PRIMEIROS SERES VIVOS Mecanismo para liberação da energia química: Catalisadores: diminuem energia de ativação aproximando as moléculas maior parte são proteínas Obtenção de energia: Fermentação da glicose Heterótrofos anaeróbicos ATP (trifosfato de adenosina): armazenamento de energia Origem de novo elemento: CO 2

16 PRIMEIROS SERES VIVOS Aumento do tamanho do indivíduo: problemas na difusão do alimento Necessidade de divisão: Heterótrofos portadores de ácidos nucléicos: duplicação com exatidão Intensa atividade dos heterótrofos: Diminuição maciça do teor nutritivo do caldo primitivo Acúmulo de CO 2

17 PRIMEIROS SERES VIVOS Barreira às radiações ultravioletas (UV): Água fracionada pelas radiações UV liberando Oxigênio Camada de ozona Redução da energia disponível para síntese de novos compostos orgânicos Novo habitat: hostil aos heterótrofos existentes Mutações no DNA: Primeiros autótrofos: síntese de matéria orgânica a partir de energia luminosa e CO 2 (Fotossíntese)

18 PRIMEIROS SERES VIVOS Fotossíntese Respiração celular Acúmulo de O 2 Mutação: organismos capazes de combinar O 2 com suas moléculas energéticas Respiração: maior rendimento energético Disseminação dos organismos