Origem e evolução da vida. A biologia como ciência: história,

métodos, técnicas e experimentação. Hipóteses sobre a origem do Universo, da Terra e

dos seres vivos.

Biogênese x Abiogênese

• Como a vida tem origem???

• Um ser se origina de outro ser por reprodução ou um ser pode nascer por um “princípio ativo”, uma “força vital”?

Hipótese da Biogênese

• Francesco Redi: experimento demonstra ausência de geração espontânea (séc 17)

Hipótese da Abiogênese

• John Deedham: micróbios por geração espontânea (séc 18)

E agora: biogênese ou abiogênese???

• Observe que no sec 17 havia sido dada uma explicação para biogênese (Francesco Redi), e depois, já no séc 18, levanta-se novamente a idéia da abiogênese (John Deedham)!!

E agora?

• Qual a melhor hipótese?

Biogênese ou Abiogênese?

Solução

• Solução proposta por Luis Pasteur (séc 19)

Aplicação das idéias de Pasteur

• Lavar as mãos e materiais utilizados em curativos sempre limpos

• Técnica de esterilização de alimentos: leite

• Se um ser nasce do outro, como tudo começou?

ATENÇÃO

• Observe esta pergunta novamente:

“Se um ser nasce do outro, como tudo começou?”

Hipóteses sobre a origem do Universo, da

Terra e dos seres vivos

Origem do Universo

• Big Bang

• 14,5 bilhões de anos

• Com o passar do tempo, as partículas iam-se criando e se destruindo

• Surgiram o hidrogênio, nitrogênio, carbono…

Origem da Terra

• 4,6 bilhões de anos de idade

• A atmosfera era diferente, níveis insignificativos de oxigênio (ambiente redutor)

• Vida surge há 3,5 bilhões de anos

Mas como surgiu a vida?

• 3 hipóteses para a origem da vida:

1) Teoria religiosa e/ou Mitológica

2) Teoria da Panspermia Cósmica

3) Teoria da Evolução Química

Teoria religiosa e/ou Mitológica

• É possível provar por meio científico?• Não é amplamente aceito

Teoria da Panspermia Cósmica

• Vida veio na calda de um meteoro, do espaço

• Mas de onde e como veio, caso tenha vindo do espaço?

Teoria da Evolução Química

• Ligações químicas complexas que se ligaram de tal forma a permitir a replicação

• Levou muito tempo (1 bilhão de anos para começar a surgir)

Qual é a hipótese mais aceita?

• Evolução química proposta por Thomas Huxley e testado por Oparin

• A mais aceita é a Evolução Química, pois pode ser provado

• Hipótese do “Coacervado”

O primeiro traço da vida: coacervados

Primeiras bactérias

Primeiros fósseis

Hipótese de Oparin (testado por Stanley Miller)

Resumo do cenário da Terra primitiva

• Muitos gases, vapor d’água, e muitos raios poderia formar vida.

• Ambiente redutor. (Um ambiente redutor é aquele em que há baixa disponibilidade de O2, ou alta de H2, necessário para que haja a formação de ligações C–H).

• Deve ter havido o acúmulo de compostos orgânicos nos oceanos primitivos, formando uma espécie de “sopa pré-biótica” (“sopa orgânica antes da vida ter surgido”).

A partir daqui:

Parte adicionada pelo Prof. Felipe

E como era esse 1º ser vivo?• Era um ser unicelular, simples se comparados aos de hoje.

• Era provavelmente heterótrofo, ou seja, buscava energia se alimentando de outros seres vivos e de matéria orgânica, pois era incapaz de produzir energia sozinho (através da fotossíntese).

• Acredita-se que este ser vivo era heterótrofo porque este tipo de organismo é menos complexo que os autótrofos ( que produzem seu próprio alimento), e seria mais facilmente originado pela evolução química.

• Para processar seus alimentos e retirar deles a energia na forma de ATP, (lembre-se, é como se fosse “dinheiro” para as células) ele realizava o processo de fermentação, que não necessita de oxigênio para ser realizado.

Fermentação:

Corrigindo o que eu disse na aula, existem alguns tipos de fermentação. Acredita-se que o 1º ser vivo realizava a fermentação alcoólica:

C6H12O6   →  2C2H5OH  +  2CO2 + energia

(Glicose = alimento) (Álcool etílico) (Gás Carbônico)

Fermentação láctica

• A fermentação lática ocorre nos músculos quando há intensa atividade física e a célula tenta liberar energia extra, mesmo quando não há oxigênio disponível.

Obs: Nesse processo não CO2

como produto.

Sendo assim, toda vez que estes primeiros seres vivos se alimentavam e depois respiravam ou ”processava” esse alimentos eles jogavam gás carbônico (CO2) no ar.

Mas há um ditado que diz “Lixo de uns, tesouro de outros”. E assim, com todo os gás carbônico jogado na atmosfera, criou-se uma condição perfeita para os autótrofos se desenvolverem.

Era como se fosse um banquete para eles, que realizavam a fotossíntese para produzir seu próprio alimento:

Obs: Gás carbônico é igual a Dióxido de carbono

• Uma prova dessa sequência,

1º Heterótrofos (fermentação) 2º Autótrofos

é o fato de que os heterótrofos se alimentavam de matéria orgânica, e esse alimento um dia chegaria ao fim. Se não acontecesse o surgimento do autótrofos, no qual estes serviriam de alimento para outros, a vida acabaria.

Sendo assim, estes seres autótrofos faziam o papel das plantas e os heterótrofos das vacas, capivaras,e elefantes ou de qual quer outro ser herbívoro.

Surgem os heterótrofos respiradores

• Como pode-se ver na figura que explica a fotossíntese, esse processo se utiliza de CO2, Água e luz solar para depois ter como resultado Glicose (alimento) e O2 (Oxigênio).

E mais uma vez o que era resíduo de um tipo de organismo permitiu o surgimento de outro, um ser vivo que se utilizava do Oxigênio para processar seu alimento, realizando a respiração.

Respiração

• Glicose + oxigênio CO2 + H2O + energia

• Comparada a fermentação, a respiração é bem mais eficiente.

• Permitiu aos seres vivos extraírem mais energia de seus alimentos.

• A maioria dos seres vivos realiza este processo atualmente, inclusive as plantas, seres humanos, etc.

Sequência de evolução

1º tipo de ser vivo : Heterótrofo (fazia fermentação, liberava CO2)

2º tipo de ser vivo : Autótrofo ( fazia fotossíntese, liberava O2)

3º tipo de ser vivo: Heterótrofo (fazia respiração, liberava CO2)

Observação:

• Não é necessário entender completamente as fórmulas químicas de fermentação, respiração, etc. O ponto chave dessa aula é entender a evolução dos organismos e a influência que os processos químicos realizados por um permitiam o surgimento do outro. É entender a sequência de evolução.

Gráficos • O gráfico abaixo representa a evolução da quantidade de oxigênio na atmosfera no curso dos

tempos geológicos. O número 100 sugere a quantidade atual de oxigênio na atmosfera, e os demais valores indicam diferentes porcentagens dessa quantidade.

•  As áreas numeradas no gráfico mostram a composição em volume, aproximada, dos gases na atmosfera terrestre, desde a sua formação até os dias atuais.