um prodígio da Natureza?

Jorge CapeloClube Carnegiano, Lisboa 22.03.12

Como aconteceu?Que teorias são plausíveis?Que evidências científicas existem?

A Vida é um conceito que não é fácil definir.

1.Matéria inanimadaa) Está sujeita ao 2º Princípio da

Termodinâmica i.e., maioritariamente, os sistemas materiais tendem espontaneamente para o máximo de entropia, ou seja para o estado de máxima desordem e distribuição isotrópica da energia. Este é o seu estado mais provável.

2.Vidab) Sistemas anisotrópicos altamente

organizados que armazenam e usam energia útil na regeneração contínua , reprodução e aumento de complexidade da sua própria estrutura (ordem) . São aparentemente sistemas anti-entrópicos.

A Vida seria um estado altamente improvável da Matéria.

Como podemos (tentar) definir a Vida?Um organismo vivo, possui geralmente as seguintes características:

1.É separado do seu ambiente, i.e. tem uma fronteira por onde transitam selectivamente matéria, energia e informação.

2.Possui sistemas de hiper-ciclos químicos que garantem a reconstrução contínua e o crescimento do sistema (metabolismo). Usa para este processo a energia ou matéria retiradas do ambiente.

3.Possui a capacidade de registar internamente informação que usa para determinar os processos internos de auto-perpetuação (informação genética).

4.Faz cópias, mais ou menos modificadas, de si próprio, i.e. auto-reproduz-se e transmitindo ás cópias a informação referida em 3.

5.Tem a capacidade de receber informação acerca do ambiente, processá-la e reagir (c.f. comportamento).

6.Sofre transformações estruturais e funcionais no decurso das gerações conformando adaptações ao ambiente (i.e. evolui).

1. ‘Tem uma fronteira’: a pré-membrana celular; uma esfera de fosfolípidos.Funções de isolamento do ambiente selectivo do ambiente.

2. ‘Reconstrução contínua e o crescimento do sistema (metabolismo)’: hiper-ciclos auto-regulados por retro-alimentação que:a) Obtêm energia por oxidação lenta e controlada da matéria

orgânica.b) Que sintetizam matéria orgânica a partir de inorgânica e

usada para a) e re-construção e crescimento do organismo. Principais processos:

i.Respiração

ii.Fotossíntese

iii.Síntese de proteínas

i.Anabolismo.Exemplo: o Ciclo de Krebs, o ‘motor da respiração.

3. ‘Registar internamente informação que usa para determinar os processos internos de auto-perpetuação’: RNA, DNA.

Memória de computador

Principais funções:i.Armazenar instruções de produção de metabolitos e controlar processos metabólicos.ii.Transmitir as suas características á descendência

4. ‘Faz cópias, mais ou menos modificadas, de si próprio’

‘Quaisquer dois organismos vivos têm um antepassado comum’. Como era e como poderá ter surgido – a partir da matéria inanimada – o antepassado comum primordial?

?

Corte de um estromatólito proterozóico. (3.5. biliões de anos BP.)

Estromatólitos actuais (Shark Bay, Australia).

Cianobactéria, ou ‘alga-azul’.

Primeiras EVIDÊNCIAS fósseis de seres vivos.

ABIOGÉNESE é ‘AUTO-ORGANIZAÇÃO’ da matéria inanimada em estruturas que reconhecemos como vivas.

‘Apesar de o Universo globalmente seguir a ‘2ª Lei da Termodinâmica’ e por ser anisotrópico, fenómenos de auto-organização acontecem localmente em estruturas dissipativas (de energia) longe do equilíbrio termodinâmico’ (Ilya Prigogine & Isabel Stengers).

Qual terá sido o mecanismo plausível de complexificação e aumento gradual de eficiência das primeiras moléculas auto-reprodutoras?

R.– ‘AUTOPOIESE’ seguido de 1. 5 biliões de anos de SELECÇÃO NATURAL.

O que é Evolução por Selecção Natural ? (Darwinismo numa ‘casca-de-noz’…):

Os indivíduos possuindo caracteres que garantem maior sucesso reprodutivo têm mais descendentes. Assim, indivíduos possuindo esses caracteres tem maior frequência na geração seguinte.

P.S. Os caracteres em causa podem ser aqueles que são vantajosos para a sobrevivência até a idade reprodutiva.

Pode-se imaginar que as primeiras moléculas auto-reprodutoras mais eficientes seriam as que garantiram:

i. Transmissão com menos erros às cópias (descendentes).ii. Que se associaram , codificando-os, aos pré-hiperciclos

metabólicos mais eficientes.

Hipóteses de ABIOGÉNESE, i.e. de surgimento de VIDA a partir de matéria inorgânica.

Condições pré-bióticas:‘SOPA PRIMITIVA’:Blocos moleculares básicos, livres em meio

aquático.

Associação com esferas fosfolipídicas.

Protocélulas

Primeiras moléculas auto-reprodutoras: proto-RNA, DNA

Associação a hiperciclos metabólicos eficientes, co-evolução.

Hipóteses de ABIOGÉNESE, i.e. de surgimento de VIDA a partir de matéria inorgânica. Hipótese corrente ‘RNA world’.

Hipóteses Alternativas de ABIOGÉNESE.

Científicas1.Origem extraterrestre: cometas, panspermia, Fred Hoyle)*2.Mecanismo litotrófico auto-catalítico.3.Moléculas orgânicas associadas a argilas.4.Modelos de Evolução finalista ou teleológica.

(P. Teillard de Chardin)

Mitológicas, pré-racionais e pré-científicas1.Geração espontânea2.Criação especial (‘criacionismo’) *3.Vitalismo

* ‘biogénese’- vida a partir de vida.

Epílogo: esteja ou não ao alcance da Ciência o desvendar do mistério da sua origem última, certo é que estudá-lo é celebrar o Mundo vivo.

OBRIGADO PELA ATENÇÃO