HIPOTESES TERRESTRESAbiogênese

– Primeira Hipótese Terrestre: Geração Espontâneaou Abiogênese. (do grego a-bio-genesis, "origemnão biológica"), designa o estudo sobre a origemda vida a partir de matéria não viva.

– Autor: Aristóteles – (Grécia) - século IV a.C..– Aceita até cerca de dois séculos atrás, perdurando

por cerca de 2 000 anos.

ENUNCIADO – GERAÇÃO ESPONTANEA

Geração espontânea – Sec IV AC – na Grécia

Aristóteles – A vida resultaria da combinação espontânea dosquatro elementos que formam todo o universo –

Água, terra, fogo e ar + princípio vital.

SUPOSIÇÃO: organismos mais complexos, não se originavam apenas de seusprogenitores, mas de qualquer matéria inanimada.

Exemplos aristotélicos de origem da vida

FUNDAMENTO: observações sem base científica

ABIOGÊNESE OU GERAÇÃOESPONTÂNEA

1 - Van Helmont(1577-1644)

Propôs uma “receita”para originar ratos porgeração espontânea :

- camisas sujas

- grãos de trigos

- local sossegado

- pouco iluminado

Resultado: depois de 21dias, produziria “ratos”

Exemplos aristotélicos de origem da vida

CONFLITOS: ABIOGÊNESE & BIOGÊNESE

Século XVI surge a BIOGÊNESE, apartir do SENSO COMUM.

Negação da Abiogênese:“A Vida só viria de outra vida

pré-existente”

O conflito perdurará por cerca de 300 anos:• 100 anos no campo das idéias;

• 200 anos no campo experimental.

EXPERIMENTO DE REDI – em 1668• FRANCESCO REDI – Início da Fase experimental .

- Investigou a origem de vermes em corpos emdecomposição.

• Observou: moscas colocavam ovos nas carnesmortas, que originavam as larvas, que setransformaram em novas moscas adultas.

• Conclusão de Redi: Larvas não surgiamespontaneamente da decomposição de cadáveres.*Resultavam de ovos postos por moscas.

EXPERIMENTO DE REDI

DESCOBERTA DOS MICRÓBIOS – em 1676- Oito anos depois do Experimento de Redi

- Anton Van Leeuwenhoek, observouno microscópio que inventara,"pequenos seres” movendo-se comrapidez em uma infusão de capim –Chamou-os MICRÓBIOS

- Descreveu bactérias, protozoários eoutras novidades da microscopia.

- Por desconhecerem seu processode reprodução, eles passam a fazerparte dos argumentos favoráveis àabiogênese nas décadas seguintes.

A FAVOR DA ABIOGÊNESEou GERAÇÃO ESPONTÂNEA

2 – John Needham (1713 – 1781)

Colocou caldo nutritivoem diversos frascos,ferveu-os por 30minutos e vedou-oscom rolha de cortiça.

Depois de alguns dias,os caldos estavamrepletos de seresmicroscópios.

CONCLUSÃO: Apósa esterilização , osnovos microbiossurgiram porgeração espontânea.

EXPERIMENTO DE NEEDHAM - 1745

EXPERIMENTO DE SPALLANZANI• 1770 - Spallanzani repetiu os experimentos de

Needham, com modificações, e obteve resultadosdiferentes.

• Colocou caldos em balões de vidro, submetendo-os à fervura durante maior tempo.

• Resfriados os caldos, passados os dias, reabriu osfrascos. Nenhum organismo estava presente.

• Spallanzani alegou que Needham não fervera suasolução para completa esterilização.

• Needham defendeu-se: a fervura prolongada doscaldos destruía a “força vital”, fato desfavorávelao aparecimento da vida.

QUEDA DA ABIOGÊNESE – em 1862

• Louis Pasteur derrubou a Geraçãoespontânea, comprovando que osmicróbios originam-se nos caldos apartir de outros preexistentes.

• Esterilizou caldos em frasco abertos,com gargalo recurvado: “frasco com

pescoço de cisne”.

• Os micróbios contaminadores ficavamretidos no gargalo longo e recurvado.

• O caldo ficou meses sem micróbios,apesar do contato com o ar.*Removido o gargalo, os micróbios

proliferaram por contaminação

EXPERIMENTO DE LOUIS PASTEUR

HIPÓTESE DE OPARIN

• Trabalhando de formaindependente, o russoAleksander I. Oparin(1894-1980) e ocientista inglês JohnBurdon S. Haldane(1892 – 1964)propuseram na décadade 1920, hipótesessemelhantes - (1926)

ORIGEM DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS• IMPORTANTE: Surgiram antes dos seres

vivos, e de forma espontânea.

• ORIGEM: Gases da atmosfera primitiva e ascondições físicas iniciais da terra propiciaram aformação destes compostos orgânicos.

• FONTES DE ENERGIA: Ionização dos gases– ao calor irradiado pelo planeta.– aos raios decorrentes do ciclo hidrológico (chuvas)– às erupções vulcânicas.– às radiações solares.

ETAPAS DA HIPÓTESE DE OPARIN• FORMAÇÃO DOS COMPOSTOS ORGÂNICOS NA

ATMOSFERA – Provável composição:– gás hidrogênio (H2)– metano (CH4),– amônia (NH3)– vapor d’água (H2O)

• OBS: Não existe até hoje consenso sobre a composiçãoda atmosfera primitiva da terra.

• FORMAÇÃO DOS MARES - Em resfriamento, a terrapermitiu o acúmulo de água nas depressões, formandoos oceanos primitivos – berço da vida

EVOLUÇÃO MOLECULARDOS COMPOSTOS ORGÂNICOS

• Chuvas arrastaram estes compostos orgânicossimples para o solo - aminoácidos

• Os aminoácidos trazidos pelas chuvas sãodepositados sobre as rochas quentes.

• Tais aminoácidos, sob o estímulo do calor dosolo, combinaram-se por ligações peptídicas,originando moléculas maiores – as proteínas.

FORMAÇÃO DOS COACERVADOS

COACERVAÇÃO - Gotículas de coacervados obtidasartificialmente e fotografadas ao microscópio.IMPORTÂNCIA - Sugerem como se organizaram assubstâncias orgânicas nos mares primitivos antes doaparecimento das primeiras formas de vida.

PERFIL DO PRIMEIRO SER VIVO• MOLECULAR.

– Só mais tarde a vida se tornará celular

• ANAERÓBICO - Produzia energia de formasemelhante à fermentação– Posteriormente surgem os aeróbicos

• Nutrição: Duas hipóteses explicam a provávelfonte de obtenção de matéria orgânica– Heterótrofo (consumiu matéria orgânica existente)– Autótrofo (produziu seus compostos orgânicos)

COACERVADOS FORMAM SERES VIVOS• EVOLUÇÃO MOLECULAR: Coacervados acumulados

nos mares, recombinam-se, formando aglomeradosorgânicos mais complexos

• Agregaram-se aos coacervados novas moléculas:- ENZIMAS: proteínas catalizadoras

* síntese de novas substâncias- RNA e DNA: controlam e perpetuam estruturas

e reações.• Proteínas e lipídios se organizaram na periferia de

cada gotícula - primórdio de membrana lipoprotéica.

SEQUÊNCIA DA EVOLUÇÃO MOLECULAR DA VIDA

FASE EXPERIMENTALDA HIPÓTESE DE OPARIN

–Década de 50 - Experimentos• Experimento Stanley Miller• Experimento de Melvin Calvin• Experimento de Sidney Fox

– Década de 60 – Descobertas microscópicas• Estrutura Viral• Teoria Endossimbiótica

EXPERIMENTO DE MILLER e UREY - 1953

CONCLUSÕES DO EXPERIMENTO DE MILLER

• Obteve moléculas orgânicas simples,inclusive os aminoácidos glicina e alanina.

• Novas experiências (Melvin Calvin)– Repete o Experimento de S. Miller– Diferença básica do Experimento de Miller:

*Aumenta a intensidade das descargas elétricas– Obteve outros tipos de compostos de carbono

em condições similares – “oses”

EXPERIMENTO DE FOX - 1957• Sidney Fox - aqueceu, a seco, a

60ºC, uma mistura de aminoácidos.• Obteve pequenos polipeptídios.• Chamou-os de proteinóides – com

7 a 12 aminoácidos.• CONCLUSÃO: Era possível a união

de aminoácidos só com uma fontede energia (calor)e sem a presençade água e metabolismo.

• A síntese de moléculas orgânicasteria ocorrido na(s) superfície(s):– Das rochas quentes.– Da argila existente na Terra primitiva.

PROVÁVEL EVOLUÇÃO MOLECULAR

• Moléculas orgânicas trazidas para os maresdecantaram-se depositadas sobre a argila.

• A argila é rica em zinco e ferro, metais queatuariam como catalisadores minerais emreações químicas.

• RNAs produzidos na superfície de argilas, nopassado, atuariam como enzimas na síntesedos poli-peptídeos.

DÉCADA DE 60 – duas evidências

• Definição da estrutura viral• Algo semelhante a um vírus,

mas dotado de metabolismoseria o primeiro ser vivo

• Virus do mosaico do tabaco - 1935

• Teoria endossimbiótica– A transição entre vida molecular e vida celular

passou por estruturas similares a plastos emitocôndrias.

TEORIA ENDOSSIMBIÓTICA

A EVOLUÇÃO DO METABOLISMO

• Todo o ser vivo utiliza de “alimentos” para:• Liberação de energia.• síntese de outras substâncias orgânicas.

• A nutrição dos primeiros seres pode terocorrido de duas formas possíveis:

–Hipótese heterotrófica–Hipótese autotrófica.

HIPÓTESE HETEROTRÓFICA• Viviam no mar, rico em substâncias nutritivas.• Esse alimento teria sido utilizado como fonte

de energia e matéria-prima.

• CONCLUSÕES: Seriam organismos heterótrofos- Não sintetizariam compostos orgânicos a

partir de compostos inorgânicos.- Teriam que obtê-los “prontos “ do meio.

HIPÓTESE AUTOTRÓFICA• Os seres vivos não teriam surgido nas camadas

superficiais do planeta, pois a superfície terrestre,seria um ambiente muito instável.

– meteoros colidiriam intensamente com asuperfície da terra.

– Havia intensa atividade vulcânica.– Sem Ozônio protetor contra raios ultravioleta.

• CONCLUSÃO: A vida teria surgido em locaismais protegidos, como o assoalho dos maresprimitivos.

EVIDÊNCIAS DE ORIGEM AUTOTRÓFICA

• ACHADO IMPORTANTE: (1977)descobertas fontes termais submarinas, de ondeemanam gases quentes e sulfurosos.

• Ali existem bactérias autótrofas que realizamquimiossíntese, pois ali não há luz.

• A vida pode ter surgido nesse tipo de ambiente• A energia dos primeiros seres vivos viria de um

mecanismo autotrófico – a quimiossíntese.