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A ORIGEM DA VIDA NA TERRA DISCIPLINA: BIOLOGIA http://danutaw.webnode.com.br

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A ORIGEM DA VIDA NA TERRADISCIPLINA: BIOLOGIA

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1. A FORMAÇÃO DA TERRA

- A terra se formou a aproximadamente 4,6 bilhões de anos;

- Aglomeração de poeira, rochas e gases → calor → fusão dos materiais

rochosos mais internos → erupções vulcânicas.

De onde veio a poeira, as rochas e os gases?

-Teoria do Big Bang: Einstein, Slipher e Hubble observaram que o

universo esta em expansão, portanto em um período anterior suas partes

deveriam estar mais próximas e até unidas em um corpo inicial que

explodiu fornecendo uma força que permitiu que os fragmentos da

explosão estivessem se afastando como Einstein observou inicialmente.

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- Quanto mais distante do ponto inicial da explosão, menor a freqüência

de choques entre os fragmentos da explosão, assim, a terra em formação

passa a dissipar seu calor.

- Diminuição da temperatura na superfície terrestre permite a

aproximação dos núcleos atômicos, até então espalhados pela atmosfera

→ primeiros elementos químicos;

- Fusão nuclear permite a formação dos primeiros átomos → H, He, N, C,

O;

- O continuo resfriamento da superfície terrestre permite a aproximação

e união dos primeiros átomos → formação das primeiras moléculas.

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2. ABIOGÊNESE versus BIOGÊNESE

- Conhecendo como surgiu a terra, a questão agora se baseava na

tentativa de descobrir como surgiu a vida;

- Duas TEORIAS INICIAIS:

- Abiogênese ou teoria da geração espontânea → Aristóteles;

- RECEITA PARA PRODUZIR RATOS (Helmont):

“[...] colocam-se, num canto sossegado e poucoiluminado, camisas sujas. Sobre elas espalham-se grãosde trigo e o resultado será que, em vinte e um dias,surgirão ratos [...]”

- Biogênese → Redi, Spallanzani e Pasteur;

“[...] seres vivos surgem somente pela reprodução deseres de sua própria espécie [...]”

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A) EXPERIMENTO DE REDI

- Médico italiano;

- Crença: seres vermiformes surgem de cadáveres de pessoas e

animais;

- Experimento:

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B) POLÊMICA SOBRE A ORIGEM DOS MICRÓBIOS

- Leeuwennhoek usa um microscópio de fabricação própria e

observa a existência de microrganismos invisíveis a olho nu → XVII;

- Não era possível acreditar que seres tão simples pudessem se

reproduzir.

EXPERIMENTO DE JOBLOT

- Caldo nutritivo a base de carne;

- Duas séries de frascos: abertos e fechados;

- Análise ao microscópio;

- Microrganismos surgem de “sementes” provenientes do ar e não

pela transformação da matéria.

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NEEDHAM versus SPALLANZANI

- 1745: Needham colocou caldos nutritivos em diversos frascos,

aqueceu-os por 30 minutos e vedou-os → depois de alguns dias os

caldos estavam repletos de seres microscópicos;

- Spallanzani repetiu o experimento de Needham, porém dos 8

frascos, 4 ele fechou hermeticamente e ferveu todos por um longo

tempo → após alguns dias não encontrou microrganismos nos

frascos fechados hermeticamente.

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INDÚSTRIA DE ENLATADOS

- No final do século XVIII, Appert utiliza os experimentos de

Spallanzani para desenvolver a tecnologia dos produtos enlatados.

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C) PASTEUR E A DERRUBADA DA ABIOGÊNESE

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PASTEURIZAÇÃO

“Processo de eliminação seletiva de microrganismos por

aquecimento brando.”

- 57°C (Elimina microrganismos do vinho);

- 62°C (Elimina bactérias do leite): Mycobacterium tuberculosis

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3. TEORIAS MODERNAS SOBRE A ORIGEM DA VIDA

A) PANSPERMIA E EVOLUÇÃO QUÍMICA

- Panspermia: a vida teria vindo do espaço para a Terra, sob a forma

de esporos resistentes provavelmente transportados por

meteoritos (Thomson & Arrhenius).

- Evolução química: a vida é resultado de um processo de evolução

química em que compostos inorgânicos se combinaram dando

origem aos primeiros seres vivos (Huxley, Haldane & Oparin).

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B) AS CONDIÇÕES NA TERRA PRIMITIVA

- Idéias de Oparin:

1) A composição da atmosfera primitiva foi provavelmente diferente da

atual; não havia nela O2 ou N2; existia amônia (NH3), metano (CH4),

vapor de água (H2O) e hidrogênio (H2).

2) Ativo ciclo de chuvas.

3) Radiações ultravioleta e descargas elétricas das tempestades agiram

sobre as moléculas da atmosfera primitiva.

4) Compostos orgânicos combinaram-se, formando moléculas maiores,

como os “proteinoides” (ou substâncias similares a proteínas).

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5) Temperatura inferior a 100oC: mares estavam se formando

6) As moléculas orgânicas foram arrastadas para os mares.

7) Agregados moleculares maiores, os coacervados.

“Os coacervados ainda não são seres vivos; no entanto elescontinuam se chocando e reagindo durante um tempoextremamente longo; algum coacervado pôde casualmenteatingir a complexidade necessária (lembre-se de que a diferençaentre vida e não vida é mera questão de organização). Daí emdiante, se tal coacervado teve a propriedade de duplicar-se,pode-se admitir que surgiu a vida, mesmo que sob uma formaextremamente primitiva. “

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C) COMPROVAÇÃO EXPERIMENTAL - MILLER

- Após 7 dias o experimento de Miller comprova a teoria de Oparin: o

experimento baseado nas idéias de Oparin produziu aminoácidos (aa) e

moléculas orgânicas;

- Sabemos hoje que as previsões feitas por Oparin não são verdadeiras;

- Terra primitiva: 80% (CO2), 10% (CH4), 5% (CO) e 5% (N2).

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D) INGREDIENTES DA VIDA, VINDOS DO ESPAÇO

“[...] praticamente todas as substâncias químicasfundamentais dos seres vivos já foram detectadas emcorpos celestes ou produzidas em condiçõeslaboratoriais [...]”

E) APARECIMENTO DE SISTEMAS ISOLADOS

- Sopas orgânicas → lagos cecos → moléculas orgânicas altamente

concentradas → calor e radiação → moléculas reagiram (proteínas e

ácidos nucléicos) → chuva → moléculas orgânicas agregadas →

coacervados.

Coacervado: aglomerados de proteínas que se formam

espontaneamente em soluções aquosas com certo grau de acidez e

salinidade.http://danutaw.webnode.com.br

F) SURGE O RNA

- RNA pode surgir em condições abióticas e tem capacidade de se

multiplicar originando moléculas semelhantes;

- Cech (1980) descobriu que o RNA pode controlar inúmeras reações

importantes que ocorrem na célula;

- Surgimento da vida na terra.

“Como o RNA se transformou em DNA?”

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G) EVOLUÇÃO DOS PROCESSOS ENERGÉTICOS

“Em seu interior, reações químicas ordenadas econtroladas pelas informações genéticas transformavammoléculas energéticas de alimento em componentes doseu próprio corpo.”

- Funções do ALIMENTO:

- Fornecer energia para os processos vitais;

- Fornecer matéria-prima para os corpo.

“De que se alimentavam os primeiros seres vivos?”

- Duas maneiras de obter alimento:

- AUTÓTROFOS X HETERÓTROFOS

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HIPÓTESE HETEROTRÓFICA

- Idéia dominante até alguma décadas atrás;

- Alimento: moléculas orgânicas produzidas de modo abiogênico;

“[...] os primeiros seres vivos, por serem muito simples,

ainda não teriam desenvolvido a capacidade de produzir

substâncias alimentares [...]”

- FERMENTAÇÃO: moléculas orgânicas são quebradas, originando

compostos orgânicos mais simples e energia;

- FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA:

1C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + ENERGIA

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Fonte de alimento escassa (aumento da população)

Variáveis autotróficas

Primeiros seres autotróficos

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HIPÓTESE AUTOTRÓFICA

- Na Terra primitiva não havia moléculas orgânicas em quantidade

suficiente para sustentar a multiplicação dos primeiros seres vivos;

- QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS: produzem seu alimento a partir da

energia liberada em reações químicas entre componentes inorgânicos na

crosta terrestre;

- Arqueas:

FeS + H2S → FeS2 + H2 + ENERGIA

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Quimiolitoautotróficos

Fermentação

Fotossintetizantes

Aeróbicos

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ORIGEM DA FOTOSSÍNTESE

- SULFOBACTÉRIAS:

- CIANOBACTÉRIAS (em menos de 3 bilhões de anos):

- Gás oxigênio liberado alterou profundamente a composição da

atmosfera terrestre.

6CO2 + 12H2S + ENERGIA → C6H12O6 + 6S2 +6H20LUMINOSA

6CO2 + 12H2O + ENERGIA → C6H12O6 + 6O2 +6H20LUMINOSA

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ORIGEM DA RESPIRAÇÃO AERÓBIA

- Sistemas químicos antioxidantes;

- Utilização do poder oxidante do O2 para quebrar moléculas orgânicas

produzidas na fotossíntese;

- Oxidação controlada → respiração aeróbia;

- Equilíbrio dinâmico entre a fotossíntese e respiração aeróbia.

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + ENERGIA

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4. EVOLUÇÃO E DIVERSIFICAÇÃO DA VIDA

“Os primeiros seres vivos deviam ser muito simples,constituídos por uma única célula com organizaçãoprocariótica. A célula procariótica não apresentamembranas internas e seu material genético ficamergulhado no líquido citoplasmático.”

- Arqueas → seres mais semelhantes aos primeiros seres vivos quesurgiram.

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A) ORIGEM DA CÉLULA EUCARIÓTICA

- 2 bilhões de anos atrás;

- Célula eucariótica: material genético dentro do núcleo, bolsas

membranosas dividem o citoplasma e citoesqueleto.

ORIGEM DOS COMPARTIMENTOS INTRACELULARES

- Invaginação progressiva da membrana plasmática – duas funções:

- Saída de substâncias potencialmente tóxicas;

- Entrada de nutrientes;

- Diferenciação dos compartimentos membranosos passando a realizar

funções específicas.

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HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA OU SIMBIOGÊNICA

- 2 e 1,9 bilhão de anos atrás;

- Mitocôndrias: respiração celular;

- Plastos: fotossíntese;

- Simbiose: viver juntos.

DNA próprio;Sintetizam algumas proteínas;

Capazes de se autoduplicar.

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B) ORIGEM DA MULTICELULARIDADE

- 1 bilhão de anos atrás;

- Multiplicação do zigoto → células passam a viver juntas e dividir

tarefas para sobreviver;

- Zigoto → Tecidos → Órgãos.

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PRODUÇÃO:

DANUTA WERNER GABRIEL

Licenciatura Plena em Ciências Biológicas

Especialista em Docências do Ensino Superior

Mestranda em Desenvolvimento e Meio Ambiente