A ORIGEM DA VIDA NA TERRA DISCIPLINA: BIOLOGIA

A ORIGEM DA VIDA NA TERRA DISCIPLINA: BIOLOGIA

1. A FORMAÇÃO DA TERRA - A terra se formou a aproximadamente 4,6 bilhões de anos; - Aglomeração de poeira, rochas e gases calor fusão dos materiais rochosos mais internos erupções vulcânicas. De onde veio a poeira, as rochas e os gases? -Teoria do Big Bang: Einstein, Slipher e Hubble observaram que o universo esta em expansão, portanto em um período anterior suas partes deveriam estar mais próximas e até unidas em um corpo inicial que explodiu fornecendo uma força que permitiu que os fragmentos da explosão estivessem se afastando como Einstein observou inicialmente.

- Quanto mais distante do ponto inicial da explosão, menor a freqüência de choques entre os fragmentos da explosão, assim, a terra em formação passa a dissipar seu calor. - Diminuição da temperatura na superfície terrestre permite a aproximação dos núcleos atômicos, até então espalhados pela atmosfera primeiros elementos químicos; - Fusão nuclear permite a formação dos primeiros átomos H, He, N, C, O; - O continuo resfriamento da superfície terrestre permite a aproximação e união dos primeiros átomos formação das primeiras moléculas.

2. ABIOGÊNESE versus BIOGÊNESE - Conhecendo como surgiu a terra, a questão agora se baseava na tentativa de descobrir como surgiu a vida; - Duas TEORIAS INICIAIS: - Abiogênese ou teoria da geração espontânea Aristóteles; - RECEITA PARA PRODUZIR RATOS (Helmont): [...] colocam-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas sujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo e o resultado será que, em vinte e um dias, surgirão ratos [...] - Biogênese Redi, Spallanzani e Pasteur; [...] seres vivos surgem somente pela reprodução de seres de sua própria espécie [...]

A) EXPERIMENTO DE REDI - Médico italiano; - Crença: seres vermiformes surgem de cadáveres de pessoas e animais; - Experimento:

B) POLÊMICA SOBRE A ORIGEM DOS MICRÓBIOS - Leeuwennhoek usa um microscópio de fabricação própria e observa a existência de microrganismos invisíveis a olho nu XVII; - Não era possível acreditar que seres tão simples pudessem se reproduzir. EXPERIMENTO DE JOBLOT - Caldo nutritivo a base de carne; - Duas séries de frascos: abertos e fechados; - Análise ao microscópio; - Microrganismos surgem de sementes provenientes do ar e não pela transformação da matéria.

NEEDHAM versus SPALLANZANI - 1745: Needham colocou caldos nutritivos em diversos frascos, aqueceu-os por 30 minutos e vedou-os depois de alguns dias os caldos estavam repletos de seres microscópicos; - Spallanzani repetiu o experimento de Needham, porém dos 8 frascos, 4 ele fechou hermeticamente e ferveu todos por um longo tempo após alguns dias não encontrou microrganismos nos frascos fechados hermeticamente.

INDÚSTRIA DE ENLATADOS - No final do século XVIII, Appert utiliza os experimentos de Spallanzani para desenvolver a tecnologia dos produtos enlatados.

C) PASTEUR E A DERRUBADA DA ABIOGÊNESE

PASTEURIZAÇÃO Processo de eliminação seletiva de microrganismos por aquecimento brando. - 57 C (Elimina microrganismos do vinho); - 62 C (Elimina bactérias do leite): Mycobacterium tuberculosis

3. TEORIAS MODERNAS SOBRE A ORIGEM DA VIDA A) PANSPERMIA E EVOLUÇÃO QUÍMICA - Panspermia: a vida teria vindo do espaço para a Terra, sob a forma de esporos resistentes provavelmente transportados por meteoritos (Thomson & Arrhenius). - Evolução química: a vida é resultado de um processo de evolução química em que compostos inorgânicos se combinaram dando origem aos primeiros seres vivos (Huxley, Haldane & Oparin).

B) AS CONDIÇÕES NA TERRA PRIMITIVA - Idéias de Oparin: 1) A composição da atmosfera primitiva foi provavelmente diferente da atual; não havia nela O 2 ou N 2 ; existia amônia (NH 3 ), metano (CH 4 ), vapor de água (H 2 O) e hidrogênio (H 2 ). 2) Ativo ciclo de chuvas. 3) Radiações ultravioleta e descargas elétricas das tempestades agiram sobre as moléculas da atmosfera primitiva. 4) Compostos orgânicos combinaram-se, formando moléculas maiores, como os proteinoides (ou substâncias similares a proteínas).

5) Temperatura inferior a 100 o C: mares estavam se formando 6) As moléculas orgânicas foram arrastadas para os mares. 7) Agregados moleculares maiores, os coacervados. Os coacervados ainda não são seres vivos; no entanto eles continuam se chocando e reagindo durante um tempo extremamente longo; algum coacervado pôde casualmente atingir a complexidade necessária (lembre-se de que a diferença entre vida e não vida é mera questão de organização). 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.

C) COMPROVAÇÃO EXPERIMENTAL - MILLER - Após 7 dias o experimento de Miller comprova a teoria de Oparin: o experimento baseado nas idéias de Oparin produziu aminoácidos (aa) e moléculas orgânicas; - Sabemos hoje que as previsões feitas por Oparin não são verdadeiras; - Terra primitiva: 80% (CO 2 ), 10% (CH 4 ), 5% (CO) e 5% (N 2 ).

D) INGREDIENTES DA VIDA, VINDOS DO ESPAÇO [...] praticamente todas as substâncias químicas fundamentais dos seres vivos já foram detectadas em corpos celestes ou produzidas em condições laboratoriais [...] E) APARECIMENTO DE SISTEMAS ISOLADOS - Sopas orgânicas lagos cecos moléculas orgânicas altamente concentradas calor e radiação moléculas reagiram (proteínas e ácidos nucléicos) chuva moléculas orgânicas agregadas coacervados. Coacervado: aglomerados de proteínas que se formam espontaneamente em soluções aquosas com certo grau de acidez e salinidade.

F) SURGE O RNA - RNA pode surgir em condições abióticas e tem capacidade de se multiplicar originando moléculas semelhantes; - Cech (1980) descobriu que o RNA pode controlar inúmeras reações importantes que ocorrem na célula; - Surgimento da vida na terra. Como o RNA se transformou em DNA?

G) EVOLUÇÃO DOS PROCESSOS ENERGÉTICOS Em seu interior, reações químicas ordenadas e controladas pelas informações genéticas transformavam moléculas energéticas de alimento em componentes do seu próprio corpo. - Funções do ALIMENTO: - Fornecer energia para os processos vitais; - Fornecer matéria-prima para os corpo. De que se alimentavam os primeiros seres vivos? - Duas maneiras de obter alimento: - AUTÓTROFOS X HETERÓTROFOS

HIPÓTESE HETEROTRÓFICA - Idéia dominante até alguma décadas atrás; - Alimento: moléculas orgânicas produzidas de modo abiogênico; [...] os primeiros seres vivos, por serem muito simples, ainda não teriam desenvolvido a capacidade de produzir substâncias alimentares [...] - FERMENTAÇÃO: moléculas orgânicas são quebradas, originando compostos orgânicos mais simples e energia; - FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA: 1C 6 H 12 O 6 2C 2 H 5 OH + 2CO 2 + ENERGIA

Fonte de alimento escassa (aumento da população) Variáveis autotróficas Primeiros seres autotróficos

HIPÓTESE AUTOTRÓFICA - Na Terra primitiva não havia moléculas orgânicas em quantidade suficiente para sustentar a multiplicação dos primeiros seres vivos; - QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS: produzem seu alimento a partir da energia liberada em reações químicas entre componentes inorgânicos na crosta terrestre; - Arqueas: FeS + H 2 S FeS 2 + H 2 + ENERGIA

Quimiolitoautotróficos Fermentação Fotossintetizantes Aeróbicos

ORIGEM DA FOTOSSÍNTESE - SULFOBACTÉRIAS: 6CO 2 + 12H 2 S + ENERGIA C 6 H 12 O 6 + 6S 2 +6H 2 0 LUMINOSA - CIANOBACTÉRIAS (em menos de 3 bilhões de anos): 6CO 2 + 12H 2 O + ENERGIA C 6 H 12 O 6 + 6O 2 +6H 2 0 LUMINOSA - Gás oxigênio liberado alterou profundamente a composição da atmosfera terrestre.

ORIGEM DA RESPIRAÇÃO AERÓBIA - Sistemas químicos antioxidantes; - Utilização do poder oxidante do O 2 para quebrar moléculas orgânicas produzidas na fotossíntese; - Oxidação controlada respiração aeróbia; C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O + ENERGIA - Equilíbrio dinâmico entre a fotossíntese e respiração aeróbia.

4. EVOLUÇÃO E DIVERSIFICAÇÃO DA VIDA Os primeiros seres vivos deviam ser muito simples, constituídos por uma única célula com organização procariótica. A célula procariótica não apresenta membranas internas e seu material genético fica mergulhado no líquido citoplasmático. - Arqueas seres mais semelhantes aos primeiros seres vivos que surgiram.

A) ORIGEM DA CÉLULA EUCARIÓTICA - 2 bilhões de anos atrás; - Célula eucariótica: material genético dentro do núcleo, bolsas membranosas dividem o citoplasma e citoesqueleto. ORIGEM DOS COMPARTIMENTOS INTRACELULARES - Invaginação progressiva da membrana plasmática duas funções: - Saída de substâncias potencialmente tóxicas; - Entrada de nutrientes; - Diferenciação dos compartimentos membranosos passando a realizar funções específicas.

HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA OU SIMBIOGÊNICA - 2 e 1,9 bilhão de anos atrás; - Mitocôndrias: respiração celular; - Plastos: fotossíntese; - Simbiose: viver juntos. DNA próprio; Sintetizam algumas proteínas; Capazes de se autoduplicar.

B) ORIGEM DA MULTICELULARIDADE - 1 bilhão de anos atrás; - Multiplicação do zigoto células passam a viver juntas e dividir tarefas para sobreviver; - Zigoto Tecidos Órgãos.

PRODUÇÃO: DANUTA WERNER GABRIEL Licenciatura Plena em Ciências Biológicas Especialista em Docências do Ensino Superior Mestranda em Desenvolvimento e Meio Ambiente