Como surgiu a vida na Terra?

1. Como surgiu a vida na Terra? Biologia 1ª Série do Ensino Médio

2. Quais eram as condições da Terra primitiva? Big Bang (13,7 bilhões de anos) Via Láctea em formação (10 bilhões de anos) Sistema Solar (entre 5 e 4,5 bilhões de anos) • Surgiu a partir da aglomeração de partículas de poeira, rochas e gases, devido a alta pressão e calor. • Durante os 1ºs 700 milhões de anos a Terra foi bombardeada por asteroides, os quais trouxeram água e átomos de carbono (C). • A água evaporava e precipitava. • Com 1 bilhão de idade a Terra já possuía uma crosta sólida e acumulava água as depressões (oceanos primitivos). Planeta Terra (4,6 bilhões de anos)

3. TEORIAS PARA EXPLICAR A ORIGEM DOS ORGANISMOS Abiogênese (geração espontânea) Seres vivos originam-se espontaneamente da matéria bruta. Biogênese Seres vivos originam-se de outros seres vivos já existentes.

4. TEORIAS e seus principais defençores Abiogênese • Helmont (1577) - Ratos a partir de camisa suada, com trigo e queijo. • Leeuwenhoek (1674) – Com o surgimento do microscópio, identificou micro-organismos na água, partes do corpo, no solo etc. • Needham (1745) – Analisou caldos nutritivos de carne aquecidos e fechados e encontrou diversos micro-organismos. Biogênese • Redi (1626) - Usou larvas de mosca, pedaços de carne, gaze e frascos de vidro para contestar a abiogênese. • Spallanzani (1770) - Contestou Needham repedindo o seu experimento, porém ao invés de aquecer ele ferveu os caldos de carne tornando-os estéreis. • Pasteur (1862) – empregou a técnica da pasteurização para provara biogênese.

5. Redi (1626) O experimento de Francesco Redi (século XVII) Colocou animais mortos em frascos de boca larga, vedou alguns com gazes muito finas e deixou outros abertos. Os frascos que ficaram abertos permitiam que as moscas entrassem e saíssem livremente, logo, surgiram os “vermes” (larvas). Já nos frascos vedados por gazes, não apareceu nenhum “verme”. Dedução: larvas surgem porque são colocadas por moscas e não pela transformação espontânea da carne em putrefação.

6. Needham versus Spallanzani • Needham (1745) • Defendia, ainda, a hipótese da geração espontânea. • Distribuiu um caldo nutritivo em diversos frascos, ferveu brevemente, fechou os frascos com rolhas de cortiça e depois de alguns dias, os caldos estavam repletos de seres microscópicos. • Spallanzani (1770) • Refez o experimento de Needham explicando o porque do surgimento dos microorganismos nos frascos. • Erro de Needham foi não ter fervido por tempo suficiente os frascos. Entretanto, a comunidade cientifica não ficou satisfeita com os argumentos de Spallanzani.

7. Pauster e a derrubada da abiogênese Louis Pauster, em seu experimento (1862), preparou frascos de vidro com caldos nutritivos, amoleceu seus gargalos no fogo, esticando-os e curvando-os em forma de um pescoço de cisne. Ferveu os frascos e deixou que esfriassem. O objetivo de Pauster, ao curvar os gargalos, era permitir a entrada do ar, mas fazer com que as partículas do ar ficassem retidas na curva do gargalo, mantendo assim o líquido estéril. Na sequência do seu experimento, Pauster quebrou alguns dos gargalos e deixou o líquido entrar em contato com o ar e verificou, em poucos dias, seus caldos ficaram repletos de micro-organismos. Este experimento provou que os micro-organismos que surgiam no caldo nutritivo eram provenientes da contaminação por germes do ambiente externo e não por geração espontânea.

8. Pasteur e a derrubada da abiogênese Pasteur (1862)

9. Como Surgiram os primeiros seres vivos? Evolução Molecular Criação Divina “A vida é resultado da combinação de compostos inorgânicos dando origem a complexos orgânicos com ordem de complexidade crescente, até formar proteínas, lipídios, ácidos nucleicos e etc”. Estas substâncias ao adquirir a capacidade de autoduplicação e metabolismo, são considerados os primeiros seres vivos.” Panspermia “Onde quer que a vida tenha surgido ela deve ter ocorrido por evolução molecular”.

10. “Evolução Molecular” Hipóteses evolucionistas: transformações moleculares As condições da Terra antes do surgimento dos primeiros seres vivos eram muito diferentes das atuais. As erupções vulcânicas eram muito frequentes, liberando grande quantidade de gases e de partículas para a atmosfera. Esses gases e partículas ficaram retidos por ação da força da gravidade e passaram a compor a atmosfera primitiva.

11. Evolução Molecular • Provavelmente a atmosfera primitiva era formada por metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor d’água (H2O). • Não havia gás oxigênio (O2) ou ele estava presente em baixíssima concentração. • O processo de resfriamento do planeta permitiu o acúmulo de água nas depressões da sua crosta, formando os denominados mares primitivos. • Acredita-se que as primeiras moléculas orgânicas foram-se a partir de descargas elétricas oriundas das radiações presentes na atmosfera.

12. Evolução Molecular • A aproximadamente 3,5 bilhões de anos atrás não havia a camada de ozônio (O3) contra as radiações, especialmente a ultravioleta, as quais atingiam a Terra com grande intensidade. • As moléculas orgânicas (aminoácidos)acumulavam-se nos mares primitivos, que eram quentes e rasos (“sopas nutritivas”). • As moléculas orgânicas agregaram-se formando os coacervados (conjunto de moléculas orgânicas isolados do meio através de uma película de água) – Ideia proposta por Haldane em 1936, o qual aperfeiçoou as ideias de Oparin (1929). • Imagina-se que a primeira célula tenha surgido a partir dos coacervados, que juntamente com uma molécula de ácido nucleico, foram envoltos por uma membrana, constituída por lipídios e proteínas – sistema chamado de protocélulas – este foi o salto definitivo para a vida. A presença do ácido nucléico teria conferido a capacidade de reprodução e regulação das reações químicas internas (metabolismo).

13. Experimento de Miller (1953) • Miller desenvolveu um aparelho que tentava recriar as condições existentes da Terra primitiva. • Neste aparelho, a água é aquecida para reproduzir o calor reinante na crosta terrestre, formando o vapor d’água. • Uma mistura de gases é introduzida no sistema para simular a atmosfera primitiva da Terra. • O vapor d’água juntamente com a mistura gasosa são submetidos a fortes descargas elétricas, as quais imitavam os raios das fortes tempestades. • Uma circulação de água fria, refriava a mistura, que depositava-se na base do aparelho simulando os mares e lagos primitivos. • Após a análise do líquido acumulado da base do aparelho verificou-se a presença de aminoácidos, ácidos graxos, ureia etc. E na fase gasosa foram detectados monóxido de carbono, dióxido de carbono e nitrogênio.

14. Experimento de Miller (1953)

15. De que se alimentavam os primeiros seres vivos? Evolução dos processos energéticos • Hipótese heterotrófica – Os primeiros seres vivos eram incapazes de sintetizarem o seu próprio alimento, sendo assim, obtinham seus nutrientes de fontes externas. À medida que foram se multiplicando, houve competição e a partir daí novas formas de seres teriam surgido, os autotróficos. Obtinham energia a partir do processo de fermentação. • Hipótese autotrófica (atualmente a mais aceita) – Defende a ideia que as primeiras células formadas utilizavam a energia proveniente de substâncias inorgânicas para obterem os compostos orgânicos (nutrientes) - processo denomindado quimiossíntese. A partir destes organismo teriam surgido os outros tipos de seres, primeiro os que realizavam fermentação, depois os fotossíntetizantes e, por fim, os aeróbios.

16. Evolução dos Processos Nutritivos - Segundo a Hipótese Autotrófica - 1. Processo anaeróbico - Quimiossíntese Obtém energia a partir da decomposição de componentes inorgânicos da crosta terrestre. 2. Processo anaeróbico – Fermentação O açúcar, glicose, é degradado em álcool etílico (etanol) e gás carbônico, liberado energia para as várias etapas do metabolismo celular. 3. Fotossíntese Energia luminosa e molécula de clorofila, geram compostos orgânicos (glicose), a partir de água e gás carbônico. 4. Respiração aeróbica Produção de ATP (energia) a partir de matéria orgânica (glicose).