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Evandro Sanguinetto-2013
EVANDRO SANGUINETTOBIOLOGIA 3º ANO DO ENSINO MÉDIO
Evandro Sanguinetto-2013
Evolução histórica do conhecimento sobre a
origem da Vida
Algumas questões
A vida surge de outra vida ou pode surgir de coisas inanimadas?
Se a vida surge da vida, como surgiu o primeiro ser vivo que originou os demais?
Como esse ser primitivo evoluiu até os humanos?
Evandro Sanguinetto-2013
Trabalho em grupo
Reúnam-se em grupos
Assistam às apresentações com atenção
Durante a semana façam novas pesquisas sobre a aula e postem no Face:
◦ https://www.facebook.com/groups/ensinomedio3.pedralva2013/
Evandro Sanguinetto-2013
Referências e fontes de pesquisa
Sonia Lopes e Sérgio Rosso. Bio. Vol. 01. Ensino Médio, Cap. 07.
Sonia Lopes e Sérgio Rosso. Biologia. Volume único. Cap. 01.
Algumas fontes para pesquisas e aprofundamento: ◦ http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=43991
◦ http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao.php
◦ http://www.brasilescola.com/biologia/origem-vida.htm
◦ http://rived.mec.gov.br/atividades/biologia/experimentos_de_redi_spallanzan_pasteur/
◦ http://www.mundoeducacao.com.br/biologia/experimentos-redi.htm
◦ http://www.superdocumentarios.com/2011/09/como-funciona-o-universo.html
Palavras-chave: origem da vida, surgimento da vida, evolução química, panspermia, criacionismo, design inteligente, evolução, formação da Terra, Redi, Spallanzani, Needham, Pasteur
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Biogênese x Abiogênese
Bio = vida; genesis = origem
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Biogênese x Abiogênese
Biogênese x Abiogênese◦ Biogênese: geração a partir de outro ser vivo
◦ Abiogênese: geração espontânea (sapo da lama, mosca da carne, rato da roupa suada).
Evolução histórica do pensamento, conhecimento, Ciência◦ Aristóteles – geração espontânea de ratos
◦ 1668, Francesco Redi – carne e moscas
◦ 1745, John T. Needham – “força vital”
◦ 1770, Lazzaro Spallanzani – fervura hermética
◦ 1860, Louis Pasteur – frasco “pescoço de cisne”
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AristótelesEvandro Sanguinetto-2013
Francesco Redi
Francesco Redi (1668)◦ Moscas atraídas por carne em decomposição onde colocam ovos
◦ Dos ovos surgem larvas que se transformam em moscas
Conclusão: os vermes são resultado da eclosão de ovos postos pelas moscas◦ No entanto, Redi continuou acreditando que microrganismos surgiam de seres ou coisas inanimadas, independente da presença de outro ser vivo
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Experimento de Francesco Redi
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Needham e Spallanzani
Needham (1745), inglês◦ Fervura de frascos contendo substâncias nutritivas
◦ Fechamento dos frascos com rolhas
◦ Repouso por uns dias
◦ Observação ao microscópio
◦ Presença de microrganismos
Conclusão: geração espontânea por obra de uma “força vital”
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Needham e Spallanzani
Spallanzani (1770), italiano◦ Repetição dos experimentos de Needham
◦ Substâncias nutritivas em balões de vidro
◦ Fervura e selagem hermética dos recipientes
◦ Descanso por uns dias
◦ Observação ao microscópio
◦ Sem presença de microrganismos
Conclusão: Needham não fervera a solução por tempo suficiente para matar os microrganismos
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Needham e Spallanzani
Needham retrucou:◦ Ao ferver por muito tempo, Spallanzanidestruíra a “força vital”
◦ O ar ficou desfavorável para o surgimento da vida
A corrente predominante do pensamento na época aceitava a “força vital” (Vitalismo) e por isso Needham saiu fortalecido da discussão
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Pasteur
Louis Pasteur, 1860, francês◦ Líquido nutritivo dentro de balões com pescoço longo
◦ Alongamento do pescoço dos tubos (pescoço de cisne)
◦ Fervura prolongada, esterilizando a solução
◦ Um dos pescoços é quebrado
◦ Descanso por uns dias
◦ Análise ao microscópio
◦ Nos frascos “pescoço de cisne” inexistem microrganismos
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Experimento de PasteurEvandro Sanguinetto-2013
Pasteur
Conclusão: ◦ Presença de microrganismos no ar contaminam a solução do frasco com o pescoço quebrado, encontrando nutrientes para sua proliferação
◦ Não existe a “força vital”
Derrubada a teoria da Abiogênese ou geração espontânea
(Pasteurização)
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Internet
Acesse o link abaixo e refaça os experimentos descritos de modo a reforçar o aprendizado:
http://rived.mec.gov.br/atividades/biologia/experimentos_de_redi_spallanzan_pasteur/
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Novos questionamentos
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Novas questões
Se a vida tem origem em uma vida pré-existente, como surgiu o primeiro ser vivo?
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Hipóteses
Três grandes hipóteses
Criacionismo – origem por criação divina
Panspermia – origem extraterrestre
Evolução química – hipótese de Oparin e Haldane
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Criacionismo
Mitologia Grega
Epimeteu gerou o Homem repleto de imperfeições, sem vitalidade, a partir de um modelo de barro
Seu irmão Prometeu, com o sacrifício próprio, roubou o fogo dos deuses para trazer à Humanidade a vida tão desejada
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Cristianismo
O Gênesis, primeiro livro do Antigo Testamento, narra a origem do mundo e do Homem com metáforas e símbolos muito parecidos com os das narrativas mesopotâmicas.
Deus criou o céu, a terra e toda a vida.
A Humanidade foi modelada no barro, que ganha a vida através do sopro divino, exalado em suas narinas.
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Criacionismo
Atualmente o Criacionismo está mais conectado à crença do protestantismo norte-americano◦ Esforços para introduzir nas aulas de Ciências a teoria criacionista
◦ “Análise crítica da evolução”
Design Inteligente◦ http://pt.wikipedia.org/wiki/Design_inteligente
◦ http://www.youtube.com/watch?feature=player_profilepage&v=BKMFVg_VqC0
◦ http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=3Y3LGLuIErk
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Panspermia
Panspermia
Anaxágoras, 5 sec. aC
Vários cientistas modernos◦ Berzelius (1834), Kelvin (1871), Arrhenius (1903)
Terra inseminada por microrganismos, chegando ao planeta por meio de poeira cósmica ou meteoritos◦ Presença de matéria orgânica em meteoritos
encontrados na Terra
◦ Porém tais moléculas podem se arranjar de maneira natural no ambiente, sem ter, para isso, qualquer influência biológica
http://en.wikipedia.org/wiki/Panspermia (inglês)
http://www.infoescola.com/biologia/panspermia/
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Panspermia
Nova Panspermia◦ Cientistas Fred Hoyle e ChandraWickramasinghe
◦ Vida disseminada não só pela Terra, mas por todo o Universo
◦ Vírus como organismos vindos do espaço, de outros planetas
◦ Poeira interestelar: polímeros orgânicos semelhantes à celulose
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Panspermia
Panspermia Dirigida◦ Cientistas Francas Circo e Lesei Orle
◦ Seres de outras galáxias, dotados de inteligência superior, teriam colonizado a Terra e vários outros planetas, deixando em cada uma dessas colônias, determinadas moléculas orgânicas e elementos como o molibdênio, raro na Terra e de grande importância para o bom funcionamento das enzimas essenciais ao metabolismo dos seres vivos.
◦ http://www.youtube.com/watch?v=Zju0HRuZUWI
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Evandro Sanguinetto-2013 Evolução química
Haldane e Oparin
Cientista russo Aleksander Oparin(1894-1980) e o cientista inglês John Burdon S. Haldane (1892 – 1964)◦ Trabalhos independentes, década de 1920
◦ Primeiros seres vivos surgiram a partir de moléculas orgânicas que teriam se formado na atmosfera primitiva e depois nos oceanos, a partir de substâncias inorgânicas
◦ Atmosfera terrestre primitiva: metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor d’água (H2O)
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Haldane e Oparin
Descargas elétricas e radiações fornecem energia para a síntese de moléculas mais complexas
A chuva carreia essas moléculas para mares rasos e quentes
O acúmulo dessas moléculas forma a “sopa primordial” ou sopa pré-biótica
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Haldane e OparinEvandro Sanguinetto-2013
Haldane e Oparin
Interações químicas espontâneas são facilitadas pela proximidade das moléculas formando coacervados
Isoladas do meio por membrana simples, as reações se intensificam e há trocas com o meio
Os coacervados se nutrem de compostos absorvidos do meio, crescem e se dividem
Evandro Sanguinetto-2013
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Experimento de Miller e Urey
Proposto para testar a hipótese de Haldane e Oparin
Universidade de Chicago, 1953
Experiência clássica sobre a origem da vida
Sistema fechado simulando as condições da Terra primitiva
Síntese de compostos orgânicos e aminoácidos como alanina e glicina
Evandro Sanguinetto-2013
Evandro Sanguinetto-2013
Mas será que foi assim mesmo?
Atualmente acredita-se que na atmosfera primitiva não havia metano ou amônia pois seriam logo degradados pelos raios ultravioleta do Sol, já que não havia ainda a camada atmosférica protetora do ozônio
A atmosfera então seria rica em gás carbônico, vapor d’água e nitrogênio gasoso (N2)
Experimentos semelhantes aos de Miller resultam em compostos orgânicos sem a presença de amônia e metano
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Mas será que foi assim mesmo?
Moléculas orgânicas complexas podem ter-se formado sobre rochas e argila e depois carreadas para os oceanos
Há poucas décadas foram descobertas formas de vida complexas no fundo dos oceanos, junto a falhas tectônicas, sem a presença de luz, obtendo energia de compostos de enxofre
Extremófilos são seres que conseguem viver em ambientes extremos de temperatura, pH, etc
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Questões de referência
Trabalho em grupo◦ Resumo e apresentação multimídia
Video: NATGEO O Inicio da Vida◦ Panspermia◦ Moléculas orgânicas em cometas◦ Estromatólitos ◦ Extremófilos◦ Experimentos de Miller ◦ Meteorito de Murchison, Austrália
aromas e membranas semelhantes a células
◦ Chaminés hidrotérmicas no fundo oceânico aromas e membranas semelhantes a células
◦ Metabolismo ◦ Bioengenharia ◦ Construção de sistema vivo – transição da química para a vida
NATGEO – O início da Vida
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Evolução do metabolismo energético
Imagem: Extremófilos do Rio Tinto, Espanha
Matéria e energia
Todo ser vivo necessita de um fluxo constante de matéria e energia para manter suas funções vitais como metabolismo, locomoção, reprodução
Dado que as condições planetárias primitivas eram muito diferente das atuais, como os primeiros seres vivos obtinham matéria e energia para suas funções vitais?
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Hipótese heterotróficaAlimentação à partir do meio externo ao organismo
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Heterótrofos
Primeiros seres vivos◦ Organismos simples
◦ Metabolismo simples
◦ Meio aquoso rico em substâncias nutritivas
Com disponibilidade de alimento, esses seres retiravam do meio os nutrientes que precisavam
Eram portanto heterótrofos◦ Não produzem seu próprio alimento
◦ Necessitam de fonte externa de alimento
Ingerido o alimento, faz-se necessário sua degradação
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Fermentação
Sem a presença de oxigênio no meio, os organismos estavam sob condições anaeróbias
Para degradar os alimentos ingeridos, o caminho mais simples é a fermentação◦ Açúcares como a glicose são degradados em álcool etílico (etanol) e gás carbônico liberando energia para as funções metabólicas
C6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2 + energia
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Fotossíntese
Com o passar do tempo e aumento das populações microbianas, os compostos pré-bióticos ficaram escassos, ampliando a competição pelos mesmos
Nova via metabólica, a fotossínteseutilizou pigmentos como a clorofila na presença de luz para a síntese de alimentos (açúcares)
Os autótrofos fotossintetizantes não precisavam competir por alimentos e se desenvolveram rapidamente
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Fotossíntese
Na fotossíntese, o O2 é produzido como resíduo e começou a “poluir” a atmosfera
Bactérias fotossintetizantes são até hoje, as responsáveis por 21% de O2 na atmosfera
Na presença de clorofila e luz:
6 CO2 + 12 H20 C6H12O6 + 6 O2 + 6 H20
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Respiração
Sendo altamente reativo, o O2 virou uma ameaça para seres anaeróbios
Novo salto evolutivo aconteceu, com o surgimento de seres aeróbios, capazes de utilizar o O2 em seus processos metabólicos
Respiração: açúcares como a glicose (sintetizados na fotossíntese) são degradados por heterótrofos
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H20 + energia
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Resumindo
Ainda hoje estão presentes na Terra, seres que utilizam essas três vias para o metabolismo energético
Fermentação Fotossíntese Respiração
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Hipótese autotróficaProdução do próprio alimento
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Quimiossíntese
Ambiente primitivo muito instável
Bombardeamento constante da superfície por cometas e meteoritos
Dificuldades para a vida se manter, como proposto por Haldane e Oparin
Alguns cientistas propõem o fundo dos mares como local de surgimento da vida
As fontes termais reúnem as condições para um mecanismo autotróficochamado quimiossíntese
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Quimiossíntese
Extremófilos◦ Bactérias autotróficas
◦ Vivem em fontes termais
◦ Temperaturas entre 60 ºC e 105 ºC
◦ Evidências de gás sulfídrico (H2S, sulfeto de hidrogênio) e compostos de ferro na Terra primitiva
◦ Obtenção de energia envolvendo esses compostos para a síntese de carboidratos
FeS + H2S FeS2 + H2 + energia Sulfeto ferroso + gás sufídrico pirita + gás hidrgênio
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Resumindo
Ainda não se sabe ao certo a via metabólica inicial
Os debates continuam
A hipótese autotrófica vem ganhando força
Quimiossíntese Fermentação
Fotossíntese Respiração
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Para saber mais
The History Channel: A Origem da Vida (9 partes)◦ http://www.youtube.com/watch?v=PGyarFWOetw
◦ O vídeo está dividido em partes de mais ou menos 10 minutos, totalizando uma hora de documentário e traz um bom resumo para estudo
Lista de exercícios do ENEM◦ BA.26 Hipóteses sobre a origem da vida
http://www.biologianoenem.com.br/contate-nos/
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Contatos
Gaia Terranova◦ www.gaiaterranova.com.br
◦ https://www.facebook.com/gaiaterranova2017
Evandro Sanguinetto◦ evandro@gaiaterranova.com.br
◦ Cel: (35) 9191-1017
Grupo 3os anos no Facebook: ◦ https://www.facebook.com/groups/ensinomedio3.pedralva2013/
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