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10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Biodiversidade e Ambiente I
Capt II - A Origem da Vida
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Aspectos chave do capt I
• O que são plantas e qual o domínio da biologia vegetal• Cinco reinos e 3 domínios da vida• Papel da evolução tecnológica na classificação• Unidade sistemática• Classificações taxonómicas• Árvores filogenéticas• Biodiversidade. Seu significado e importância no sec XXI
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Capítulo II - A origem da Vida• A origem da vida e a evolução das
condições abióticas• Os registos e métodos de reconstrução dos
eventos geológicos e biológicos• O tempo geológico• Métodos de datação• O método científico indutivo e/ou dedutivo
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
0.01
Pleistocénico 1.8
5.3
23.8
33.7
54.8
65
144
206
248
290
354
Paleozóico 417
443
490
543
PreCâmbrico ~ 3500Arrefecimento do planeta. Massa
continental (Gondwana) equatorial. Baixa concentração de O2
Origem dos eucariotas. Cianobacterias. Origem da vida
Vida AnimalÉpoca
Miocénico
Pliocénico
Recente
Milhões de anos
Eventos climáticos e físicos Vida Vegetal /Tipo de paisagem
Quaternário
Cenozóico
Era Período
Flutuações climáticas frias a amenas. Quatro eventos glaciais
Origem da agricultura e melhoramento genético
Idade do Homem
Clima frio. Glaciação no Hemisfério N. Junção da América do N e do S
por elevação do PanamáFormação dos desertos
Grandes carnívoros. Hominídeos
Iniciam-se glaciações extensas no Hemisfério Sul
Grandes extensões de pastagens e redução das florestas
Herbívoros
OligocénicoSeparação da Amérca do Sul e
Antártida. Formação dos Alpes e Himalaias. Arrefecimento do clima
Especiação das AngiospérmicasPrimatas semelhantes a
macacos
Primeiros mamíferos insectívoros. Primatas.
EocénicoClima ameno a sub-tropical. Separação da Austrália e
Antártida. India colide com a Ásia.
Diversificação nas Angiospérmicas. Formam-se manchas de pastagens
Radiação dos mamíferos e aves.
Mesozóico
PaleocénicoClima ameno a frio.
Desaparecimento de mares continentais
Derivação nas Angiospérmicas. Polinização especializada.
Terciário
CretácicoClima húmido e quente. Nível do
mar alto. Separação da América e África
Primeiras Angiospérmicas. Gimnospérmicas
Extinção dos dinossáurios. Terceira radiação dos
insectos: especialização e diversificação
JurássicoClima quente. Deriva Atlântica. Mares anóxicos. Gondwana e
LaurasiaGimnospérmicas. Cicadáceas Idade dos dinossáurios.
Primeiros mamíferos e aves
Plantas com sementes. Progimnospérmicas
Idade dos répteis. Declínio dos anfíbios. Segunda radiação dos insectos
(metamorfoses)
Triássico
Arrefecimento do clima. Zonas acentuadamente áridas e montanhosas. Pangea no
Hemisfério Norte
Progimnospérmicas. Bennettitales Primeiros dinossáurios
Devónico
Câmbrico
Idade dos anfíbios. Primeiros réteis. Primeira radiação dos insectos (formação das asas).
Primeiras sementes. Primeiras folhas. Fetos arbóreos. Zonas
pantanosas.
Clima subtropical. Nível do mar alto. Formação de depósitos de
carvão.Início da fusão dos continentes.
Carbónico
Rhyniophyta. Grupos modernos de algas e fungos
Invasão dos primeiros artrópodes
Clima quente e seco. Continentes com alguma orogenia.
Diversificação das plantas vasculares sem sementes
Idade dos peixes, primeiros anfíbios e insectos
Ordovício
SilúricoAquecimento. Continentes sem
relevo. Fragmentação da Gondwana. CO2 baixo
PérmicoGlaciação extensa no Hemisfério
Sul. Continente no Hemisfério Sul. Orogenia dos apalacianos
Arrefecimento. Glaciação. Mares cobrindo os continentes. Nìvel do mar baixo. Concentração de O2
mais elevada. Diminuição de CO2
Invasão da Terra pelas plantas Diversificação dos moluscos
Clima quente e seco, CO2 elevadoDiversificação das algas. Primeiros
fungosDiversificação dos
invertebrados
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
O que é Vida ?
Thomas Scott - "Growth is life".A vida é desiquilíbrio………Vida é uma colecção de processos que usa aenergia para produzir e manter um sistemaorganizado, as células (Graham et al., 2003)
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Teorias sobre o aparecimentoda vida na terra
Teoria Química-Biológica - Oparin & Haldane, 1930S. Miller, 1950
Meteoritos de Marte - evidência de vida, 1996
Teoria Bombardeamento meteorítico - McKay et al., 1996Nisbet, 2001
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Condrites do CarbónicoC total 2%
Carbonato Compostos orgânicos
C totalC Organico
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Métodos de reconstrução
• Fósseis por compressão/impressão• Fósseis por mineralização• Fossilização de restos de plantas sem
alteração
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Tipos de mineralização mais comunsPartes de planta
Inundação/encharcamento
Infiltração do material por particulas minerais solúveis
CaCO3 Fe2O3.H2O FeSH2 Si
Calcites Limonites Pirites Silicatos
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Exemplo de fósseis
Plumas em dinossáurios
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Exemplo de fósseis
Tronco de Lepidondendron Primeiro procariota fossilizado 3500 MA
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Métodos de reconstrução
• Fósseis por compressão/impressão• Fósseis por mineralização• Fossilização de restos de plantas sem
alteração
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Métodos de datação
• Datação radiométrica• Polaridade geomagnética• Datação por luminescencia• Correlação biológica
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Datação radiométrica
40K
40Ar
238U
206Pb
1250 MA5.81 x 10-11 A
4470 MA1.55 x 10-10 A
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
4600 Formação da crusta sólida homogénea da terra por intrusão planetária
4300
Fusão da terra devido à radioactividade e calor gravitacional que levou à diferenciação de
estruturas interiores assim como à libertação sob a forma de gás de moléculas de H2O, CH3, NH3,
N2 e CO2
4300
Água atmosférica e fotodissociada por radiação ultravioleta para dar origem a moléculas de O2, incorporados numa camada de ozono, e de H2
que escapam para o espaço
4000Pára o bombardeamento da terra por partículas
planetárias.
3800 A crosta da terra solidifica - formação das rochas mais antigas encontradas na terra
3800 Condensação da H2O atmosférica e formação dos oceanos
3500-2800Desenvolvimento dos primeiros organismos
procariotas
3500-2800
Início da fotossíntese pelas cianobactérias Libertação de O2 para a atmosfera e aumento
consistente da camada de ozono da estratosfera que modifica completamente a atmosfera de
redutora para oxidante
Eventos planetários e físicos
Pre
P
recâ
mb
rico
EraMilhões de
anos
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5
Formação inicial do continente Ur
Formação inicial do continente Artica
Formação inicial do continente Baltica
Formação inicial do continente Atlantica
Formação do supercontinente RODINIA
E:GONDWANA
W.GONDWANA
LAURASIA
Idade (mil milhões de anos até ao presente)
ARTICA
BALTICA
ATLANTICA
UR
Desenvolvimento dos Continentes
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
E. G. NISBET* AND N. H. SLEEP (2001) Nature409, 1083 - 1091 (22 February 2001);doi:10.1038/35059210The habitat and nature of early life
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Formação de membranas
Secura dos pântanos
Rehidratação dos pântanos
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Formação de estromatólitos
Camada de bacterias nosedimento
Acumulação de sedimen-to e bacterias
Precipitação de CaCO3pelas bacterias
Subida direito à luz.Crescimento
Nova camada desedimento
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Estromatólitos na Austrália
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Evolução daatmosfera
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
234
32
What is an Isotope?
H11 1H 1H
He2He
• Same number ofprotons– Same element
• Different numberof neutrons
1p+, 0n, 1e- 1p+, 1n, 1e- 1p+, 2n, 1e-
2p+, 2n, 2e-2p+, 1n, 2e-
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
95.02
0.76 4.22 0.014
0
20
40
60
80
100
%
32 33 34 36
Mass
Sulphur
Stable Isotopes
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
Aspectos chave do capt II
• As eras geológicas• O que é a vida• As diferentes teorias da origem da vida. A vidaconfinada aos oceanos• Método científico indutivo e dedutivo•Tipos de mineralização. Formação de fósseis• Métodos de datação e reconstrução da vida na terra• A formação de estromatólitos. O seu significado.• A evolução da atmosfera
10-05Biodiversidade e Ambiente I 2005 - 2006
ReferênciasE. G. NISBET* AND N. H. SLEEP (2001)The habitat andnature of early life Nature 409, 1083 - 1091 (22 February 2001)
http://www.brembs.net/evolution/behav_ecol.html
http://www.prenhall.com/plantbio
http://www.ucmp.berkeley.edu/fosrec/Timescale.html
Mauseth. Botany - Capt. 2,18, 27Raven. Plant Biology - Capt. 1, 12, 21, 31
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