A ORIGEM DA VIDAA ORIGEM DA VIDA

BIOLOGIA A (Profª Lara)Livro Texto 2 Capítulo 21

Apostila Caderno 4 (pág. 270 a 275)Aulas 37 e 38

ORIGEM DA VIDA: Primeiras ideias• Abiogênese ou Geração Espontânea.Abiogênese ou Geração Espontânea.• Aristóteles (384 a 322 a.C.) acreditava que

um princípio ativoprincípio ativo ou vitalvital teria a capacidade de transformar a matéria bruta em um ser vivo.

“Todos os seres vivos originam-se espontaneamente da matéria bruta.”

• A vida poderia aparecer da matéria não viva, desde que a matéria bruta entrasse em contato com um princípio

ativo:Ex.: o calor, a umidade e o lodo poderiam constituir-se em

elementos fundamentais para a “ativação” da matéria bruta, imprimindo-lhe a dinâmica da vida.

GERAÇÃO ESPONTÂNEA(ABIOGÊNESE)

• Jan Baptiste Van Helmont (1577-1644) receita para produzir seres vivos:– misturar uma roupa suada e suja

com germe de trigo em um local protegido e esperar vinte e um dias para se obter ratos.

• O que se sabe hojeO que se sabe hoje os ratos aparecem por atração a essa mistura e não a partir dela.

BIOGÊNESE

• Por meio de experimentos, a teoria da abiogênese foi contestada por vários cientistas Objetivo provar que:

um ser vivo só se origina de outro ser vivo por reprodução

TEORIA DA BIOGÊNESETEORIA DA BIOGÊNESE

www.bioloja.com

O EXPERIMENTO DE FRANCESCO REDI (1626-1697)

• Questionou a teoria da abiogênese:– surgimento espontâneo de

vermes na carne em decomposição.

• Hipótese formulada e testada por Hipótese formulada e testada por RediRedi vermes surgiam de ovos colocados por moscas atraídas pela carne podre:– vermes seriam larvas que surgem

no ciclo de vida das moscas.

• A descoberta dos microrganismos, denominados germes ou micróbios reativou a ideia da Abiogênese. Acreditava-se que os germes surgiam pela ação de um princípio ativo que existia no ar e em todas as coisas.

• Em 1745, o cientista inglês John T. Needham (1713-1781) realizou vários experimentos em que submetia à fervura frascos fechados contendo substâncias nutritivas. Após a fervura por alguns minutos, os fracos esfriavam e eram abertos em seguida. A análise de seu conteúdo mostrou a presença de microrganismos.

EXPLICAÇÃO : os microrganismos teriam surgido por geração espontânea. A solução nutritiva continha uma “força vital” responsável pelo surgimento das forças vivas.

Microrganismos

Microrganismos

• O pesquisador italiano, Lazzaro Spallanzani (1729-1799), repetiu os experimentos de Needham, com algumas modificações, e obteve resultados diferentes.

• Colocou substâncias nutritivas em balões de vidro, fechando-os hermeticamente (B). Esses balões foram colocados em caldeirões com água e submetidos à fervura por mais tempo. Deixava resfriar e então ele abria os frascos e observava o líquido ao microscópio. Nenhum organismo estava presente.

EXPLICAÇÃO: Spallanzani alegou que Needham não havia fervido sua solução nutritiva por tempo suficientemente longo para matar todos os microrganismos existentes nela e, assim, esterilizá-la. Também afirmou que a rolha usada por Needham não vedava completamente o frasco.

Microrganismos

Semmicrorganismos

• Por volta de 1860, cientista francês Louis Pasteur, conseguiu provar definitivamente que os seres vivos só se originam de outros preexistentes.

• Aperfeiçoamento dos experimentos de Spallanzani.

CONCLUSÕES DE PASTEUR• A ausência de microrganismos nos

frascos do tipo “pescoço de cisne” mantidos intactos mostraram que o ar contém microrganismos e que estes, ao entrarem em contato com o líquido nutritivo, proliferam.

• No balão intacto, os microrganismos do ar não conseguiram chegar até o líquido nutritivo e estéril: microrganismos ficaram retidos pelas gotículas de água

condensada durante o resfriamento o gargalo do frasco funcionou como um filtro.

• Quando o pescoço dos frascos foi quebrado, os microrganismos do ar conseguiram penetrar e entraram em contato com o líquido nutritivo proliferação.

• A hipótese da biogênese passou, a partir de então, a ser aceita universalmente pelos cientistas.

• A biogênese permite a manutenção da vida na Terra.

• No entanto, não explica como a vida surgiu pela primeira vez no planeta.

• Existem diferentes hipóteses de como a vida surgiu no planeta.

• A vida teria sido trazida à Terra, vinda do espaço (outros planetas).

• Foram trazidos para cá por meio de esporos bacterianos aderidos a meteoros que caíram no planeta.• Argumentos a favor: nos meteoros que caem atualmente na superfície terrestre, têm sido encontradas algumas moléculas orgânicas:

PANSPERMIA CÓSMICA

-mais comum do que se imaginava;- tijolos necessários à construção da vida;-indício de vida em outros planetas.

• Argumentos contra: nenhum organismo pode viver no espaço, sujeito a baixíssimas temperaturas, aos raios cósmicos e às radiações ultravioleta; meteoritos tornam-se incandescentes devido ao atrito com o ar e pulverizam-se.

Hipótese Autotrófica A vida começou a partir de seres quimiossintetizantes,

semelhantes às arqueobactérias atuais.

Críticas à Hipótese Autotrófica

A produção de substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas é um processo complexo, que requer vários sistemas enzimáticos diferentes e um conjunto de informações genéticas compatíveis.

A existência de reações metabólicas complexas nas condições da Terra primitiva é muito pouco provável.

Hipótese Heterotrófica Formulada de forma independente na década de 1920 pelo

bioquímico Aleksander Ivanovich Oparin (1894-1980) e pelo biólogo John Burdon Sanderson Haldane (1892-1964).

O primeiro ser vivo obtinha alimento do meio (heterótrofo), e tenha se originado por evolução química, a partir de reações na Terra primitiva.

Aleksander Oparin John Burdon Haldane

EVOLUÇÃO QUÍMICA

• “Como surgiu o 1º ser vivo?”

• Condições da Terra Primitiva

• Compostos inorgânicos

Moléculas orgânicas simples

Moléculas orgânicas complexas

EVOLUÇÃO QUÍMICA

• C, H, O e N, elementos que fazem parte da composição dos seres vivos, também existem fora deles, na natureza inanimada.• Seres vivos: proteínas, carboidratos, lipídios, ácidos nucleicos.• Diferença entre a matéria viva e a matéria bruta está no grau de organização desses quatro elementos combinados.• Formação de substâncias orgânicas complexas nos seres vivos.• Na natureza, eles constituem substâncias inorgânicas, predominantemente.•Ambiente: H2O, CO2, N2

As ideias precursoras de Oparin• Atmosfera Primitiva: metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2), amônia ((NH3), vapor de água (H2O) e hidrogênio (H2).

• Ativo ciclo de chuvas: condensação do vapor de água à medida que a temperatura da crosta diminuía chuvas sobre as rochas quentes evaporação condensação ...

• Radiações ultravioletas + descargas elétricas (tempestades) + moléculas da atmosfera primitiva = rompimento/surgimento de ligações químicas.

• Formação de novos compostos na atmosfera (ex.: aminoácidos, açúcares simples).

As ideias precursoras de Oparin• Lançados nos mares primitivos, esses compostos orgânicos simples reagiriam entre si para produzir compostos mais complexos.

• Sopa orgânica primordial aparecimento das primeiras células.

• Compostos complexos, como proteínas, poderiam formar aglomerados envolvidos por películas de água, denominados coacervados.• Ponto de partida para a formação de protocélulas, que usariam os compostos da sopa orgânica como fonte de energia e de materiais para possibilitar o desenvolvimento dos processos metabólicos que permitem a vida.

Origem por Evolução Química

Hipótese de Oparin

A experiência de Miller

• Bioquímico norte americano que tentou, em 1953, reproduzir em laboratório algumas condições previstas por Oparin.

• Construção de um aparelho (sistema fechado), no qual fez circular uma mistura de gases (metano, amônia, hidrogênio e vapor de água).

• Reservatório de água quente (temp. ebulição) formação de mais vapor de água circulação dos gases.

• A mistura de gases era submetida a descargas elétricas constantes (simulação das condições da Terra primitiva).

• Resfriamento e condensação.

• A água que acumulava no reservatório final revelava a presença de muitas moléculas orgânicas, entre as quais, alguns aminoácidos.

• Miller comprovou que a síntese de aminoácidos é perfeitamente possível, sob as condições que Oparin já descrevia e defendia.

Os gases introduzidos simulava a atmosfera

da Terra primitiva

O aquecimento do líquido representava a

temperatura da Terra primitiva

As descargas elétricas representava os raios

das chuvas torrenciais.

A circulação de água fria representava o

resfriamento dos gases nas grandes altitudes

A água acumulada na base do aparelho representava os grandes

mares e lagos primitivos.

Atmosfera PrimitivaComposição mais provável

• A maioria dos pesquisadores da área acredita que a composição da atmosfera primitiva era diferente da proposta por Oparin.

• Gases predominantes: CO2, N2 e vapor de água.

• Pequena quantidade de H2 e CH4.

• Simulações com essa composição atmosférica, usando equipamentos semelhantes aos de Miller, conseguiram obter aminoácidos e outras substâncias.

Experimento de Fox(Microesferas)

• Baseado na teoria de Oparin, que dizia que a água da Terra primitiva continha vários aminoácidos e era levada pelas chuvas para a superfície das rochas quentes, e esse calor provocava a união dessas moléculas, Fox realizou um experimento muito parecido em seu laboratório.• Preparou uma solução líquida contendo aminoácidos e colocou essa solução em uma superfície seca e aquecida. Em seguida, adicionou água salgada ao sistema, simulando a água do mar que molhava as rochas.• Após algum tempo, Fox analisou a solução no microscópio e observou a formação de umas pequenas esferas (microesferas proteinoides). Essas pequenas esferas tinham a propriedade de aumentar seu tamanho e se dividirem em esferas menores.

• Essas esferas eram formadas por proteínas em seu interior, resultantes das ligações entre os aminoácidos. Ao redor dessas esferas havia pequenas bolsas, provavelmente formadas por moléculas de água.

• Essas esferas eram muito semelhantes com células bacterianas simples.

As primeiras células• Provavelmente surgiram a partir de um sistema organizado como o dos coacervados.• Aquisição de uma membrana de fosfolipídios separação entre o meio interno e o meio externo maior estabilidade para a realização de reações.

O surgimento dos ácidos nucleicos

• Hipótese de Oparin: não há referência aos ácidos nucleicos e nem se sabia que eles constituem os genes.

• 1ª molécula informacional: RNA.

• Pedaços de RNA possuem atividade catalítica (permitem a produção de outras fitas de RNA, a partir de um RNA molde) = Ribozimas

• Isso permite explicar o eventual surgimento e a duplicação dos ácidos nucleicos na ausência das complexas polimerases que atuam hoje.

• DNA: estágio mais avançado na confecção de um material genético estável.

• Primeiros DNAs: teriam sido feitos a partir de um molde de RNA original. Esse mecanismo existe em alguns vírus (retrovírus), que possuem um mecanismo de transcrição reversa.

A ORIGEM DA CÉLULA• Provável que em determinado momento da história da vida na Terra

tenha surgido uma membrana protetora.– Seleção, ao longo da evolução, de uma membrana lipoproteica,

suficientemente resistente e com certo grau de elasticidade.

• Registro fóssil 1,7 bilhão de anos atrás:– supõe-se que tenham surgido um pouco antes.

– organismos parecidos com as bactérias atuais.

• Primeiras células eucarióticas teriam surgido de células procarióticas que passaram a desenvolver evaginações e invaginações da membrana plasmática procariótica.– tornaram-se maiores e mais complexas.

• Dobramentos da membrana origem de estruturas membranosas:– organelas citoplasmáticas delimitadas por membrana;– carioteca (membrana ou envelope nuclear)

A ORIGEM DAS MITOCÔNDRIAS E CLOROPLASTOS(Teoria Endossimbionte)

SURGIMENTO DOS SERES MULTICELULARES

• Origem a partir de seres unicelulares entre 1 milhão e 670 milhões de anos.

• Suposição células resultantes da divisão celular não se separaram e passaram a apresentar divisão de trabalho e cooperação:– não puderam mais viver de forma independente.

EXERCÍCIOS (Pág. 273)

A experiência de Redi demonstrou a falsidade da ideia da geração espontânea (abiogênese) para organismos pluricelulares. A experiência de Pasteur provou que os micróbios não eram formados por abiogênese e confirmou o conceito da biogênese.

EXERCÍCIOS (Pág. 274)

EXERCÍCIOS (Pág. 274)

EXERCÍCIOS (Pág. 274)

EXERCÍCIOS (Pág. 274)

EXERCÍCIOS (Pág. 274)

EXERCÍCIOS (Pág. 274)