Abiogénese & Biogênese

A Origem da Vida

Abiogénese

• Até ao século XIX considerava-se que todos os seres vivos existentes se apresentavam como sempre tinham sido.

• Toda a Vida era obra de uma entidade toda poderosa, facto que servia para mascarar o facto de não existirem conhecimentos suficientes para se criar uma explicação racional.

• Esta explicação, o Criacionismo, no entanto, já no tempo da Grécia antiga não era satisfatória.

• De modo a contornar a necessidade de intervenção divina na criação das espécies, surgem várias teorias alternativas, baseadas na observação de fenômenos naturais, tanto quanto os conhecimentos da época o permitiam.

• Aristóteles elaborou uma dessas teorias, cuja aceitação se manteve durante séculos, com a ajuda da Igreja Católica, que a adoptou.

• Esta teoria considerava que a Vida era o resultado da acção de um princípio activo sobre a matéria inanimada, a qual se tornava, então, animada.

• Deste modo, não haveria intervenção sobrenatural no surgimento dos organismos vivos, apenas um fenómeno natural, a geração espontânea.

• Estas idéias perduraram até á era moderna, pois Van Helmont (1577 – 1644) ainda considerava que os “cheiros dos pântanos geravam rãs e que a roupa suja gerava ratos, adultos e completamente formados”.

• Também era considerado acertado pelos naturalistas que os intestinos produzissem espontaneamente vermes e que a carne putrefacta gerasse moscas.

Todas estas teorias consideravam possível o surgimento de Vida a

partir de matéria inanimada, fosse qual fosse o agente

catalisador dessa transformação, daí o estarem englobadas na

designação geral de Abiogénese.

Biogénese

• No século XVII Francisco Redi, naturalista e poeta, pôs em causa as ideias de Aristóteles, negando a existência do princípio activo e defendendo que todos os organismos vivos surgiam a partir de inseminação por ovos e nunca por geração espontânea.

• Para demonstrar a veracidade da sua teoria, Redi realizou uma experiência que se tornou célebre pelo facto de ser a primeira, registada, a utilizar um controlo. Colocou carne em 8 frascos.

• Selou 4 deles e deixou os restantes 4 abertos, em contacto com o ar.

• Em poucos dias verificou que os frascos abertos estavam cheios de moscas e de outros vermes, enquanto que os frascos selados se encontravam livres de contaminação.

• Esta experiência parecia negar, inequivocamente a abiogénese de organismos macroscópicos, tendo sido aceite pelos naturalistas da época.

• No entanto, a descoberta do microscópio veio levantar a questão novamente.

• A teoria da abiogénese foi parcialmente reabilitada pois parecia a única capaz de explicar o desenvolvimento de microrganismos visíveis apenas ao microscópio.

• Esta situação manteve-se até ao final do século XVIII, quando o assunto foi novamente debatido por dois famosos cientistas da época, Needham e Spallanzani.

• Needham utilizou várias infusões, que colocou em frascos. Esses frascos foram aquecidos e deixados ao ar durante alguns dias.

• Observou que as infusões rapidamente eram invadidas por uma multitude de microrganismos. Interpretou estes resultados pela geração espontânea de microrganismos, por acção do princípio activo de Aristóteles.

• Spallanzani usou nas suas experiências 16 frascos. Ferveu durante uma hora diversas infusões e colocou-as em frascos.

• Dos 16 frascos, 4 foram selados, 4 fortemente rolhados, 4 tapados com algodão e 4 deixados abertos ao ar.

• Verificou que a proliferação de microrganismos era proporcional ao contacto com o ar.

• Interpretou estes resultados com o fato de o ar conter ovos desses organismos, logo toda a Vida proviria de outra, pré-existente.

• No entanto, Needham não aceitou estes resultados, alegando que a excessiva fervura teria destruído o principio activo presente nas infusões.

• A polémica manteve-se até 1862, quando o francês Louis Pasteur, pôs definitivamente termo á ideia de geração espontânea com uma série de experiências conservadas para a posteridade pelos museus franceses.

• Pasteur colocou diversas infusões em balões de vidro, em contacto com o ar. Alongou os pescoços dos balões á chama, de modo a que fizessem várias curvas.

• Ferveu os líquidos até que o vapor saísse livremente das extremidades estreitas dos balões.

• Verificou que, após o arrefecimento dos líquidos, estes permaneciam inalterados , tanto em odor como em sabor.

• No entanto, não se apresentavam contaminados por microrganismos.

• Para eliminar o argumento de Needham, quebrou alguns pescoços de balões, verificando que imediatamente os líquidos ficavam infestados de organismos.

• Concluiu, assim, que todos os microrganismos se formavam a partir de um qualquer tipo de partícula sólida, transportada pelo ar.

• Nos balões intactos, a entrada lenta do ar pelos pescoços estreitos e encurvados provocava a deposição dessas partículas, impedindo a contaminação das infusões.

• Ficou definitivamente provado que, nas condições atuais, a Vida surge sempre de outra Vida, pré-existente

• Mas, como surgiu a Vida pela primeira vez ?

O QUE É VIDA?

• É realmente muito curioso que em séculos de Biologia e milênios de Filosofia e Teologias da Natureza, jamais tenha surgido uma definição realmente precisa de Vida.

• De fato, é uma idéia muito difícil de ser resumida em uma só palavra, ou pior, talvez seja uma idéia, por si só, de dificílima compreensão.

• Na antiguidade, especialmente por meio de Aristóteles, era comum definir como Vivo qualquer Ser capaz de MOVIMENTO próprio, incluindo os vegetais, que também se movem ainda que muito lentamente, principalmente devido ao crescimento, além do que apresentam constantes variações, com trocas de folhas, produção de frutos e etc.

• Dessa forma, movimento era entendido como qualquer tipo de ação independente promovida pelo organismo.

• Vale lembrar que o termo ANIMAL, que se relaciona à expressão ANIMA, está impregnado não só de uma idéia de movimento, mas sim de um tipo de movimento mais amplo.

• A Anima era uma espécie de "essência" que permitia ao Animal ações mais livres e independentes.

• Enquanto os vegetais possuíam apenas um "Princípio Vegetativo", uma essência vital, os animais possuíam além disso um "Princípio Animado", enquanto só o Ser Humano gozava de um"Princípio Racional".

• Pode-se considerar também que um Ser Vivo seria qualquer entidade capaz de se Auto-Gerenciar com certo grau de independência.

• Enquanto os objetos não-vivos são totalmente passivos, os seres vivos apresentam um movimento ordenado, com propósito à manutenção de sua existência.

• Já na antiguidade essa definição tinha alguns problemas.

• Um deles era que sugeria a idéia de que o Astros e seus movimentos celestes fossem seres vivos, bem como outras coisas que apresentassem algum tipo de ação pouco comum, como os Magnetos, ou o próprio Fogo, compartilhassem de características dos seres vivos.

• Mas na atualidade sustentar tal definição é muitíssimo mais problemático, pois somos capazes de produzir uma série de objetos que apresentam movimentos próprios e relativamente independentes, capazes mesmo de se auto gestar.

• Se ainda considerássemos tal definição, teríamos que considerar muitos dos engenhos que fazemos como vivos, o que traria uma série de problemas éticos e conceituais.

• Poderíamos no entanto considerar como vivos apenas os seres auto gerenciáveis que encontramos na natureza, e não os que nós mesmos produzimos, mas além de termos os mesmos problemas da antiguidade, teríamos um dilema toda vez que produzíssemos formas de vida "artificiais", como espécies transgênicas, além do que eliminaríamos por definição qualquer possibilidade de um dia produzir Vida em laboratórios.

• A solução poderia ser que só considerássemos como vivos, além dos seres naturais, aqueles que produzimos baseados em princípios "biológicos".

• Ou seja, um robô não seria vivo por possuir estrutura de materiais inorgânicos, mas os seres transgênicos, ou espécies produzidas por uma futura engenharia genética, seriam sim vivas.

• O problema com essa solução, apesar de apresentar um bom potencial, é que ela é um tanto circular. Consideraremos Vivo tudo aquilo que for naturalmente Vivo ou produzido a partir de estruturas Vivas.

• Mas afinal o que é VIDA?!

• Além disso, ainda temos o problema de que certos engenhos que empregam partes de fato vivas, poderiam ser considerados vivos.

• Cyborgues por exemplo, ou Bio Robôs, que já em breve serão, se já não são, uma realidade.

• Temos também a possibilidade de criar toda uma série de dispositivos que empregam estruturas vivas.

• E nem sequer foi preciso tocar na idéia dos misteriosos Vírus e Príons.

• É claro que isso não impede que tenhamos um noção bastante clara do que é vida, que podemos utilizar, e temos utilizado, satisfatoriamente.

• Uma delas é que podemos com segurança admitir que todos os seres vivos possuem uma estrutura molecular fundamental vulgarmente conhecida por DNA.

• Mas essa noção tende a falhar quando nos deparamos com os limiares da Investigação.

• É perfeitamente plausível que existam formas de vida que se baseiem em outras estruturas que não o DNA que conhecemos.

• É possível que existam seres que sequer se baseiem em Carbono.

• Sendo assim, é evidente que a idéia de vida tem que ser mais elástica do que isso.

• Outrora foi muito comum consideramos que havia uma FORÇA VITAL, que estaria presente em todos os seres vivos, de tal forma que o caracterizaria a vida seria a presença dessa essência, ou "Elán".

• Mas essa idéia falhou a todas as tentativas de verificação, e hoje em dia consideramos que um Ser Vivo é diferenciado de um Não Vivo pelo seu nível de complexidade orgânica intrínseca, o que nos leva a uma série de outras questões sobre o limiar que separaria um nível de complexidade de outro.

• Por fim, costumamos usar um conceito bastante consensual, que é a capacidade de Auto-Reprodução da Vida.

• Todos os seres vivos são, normalmente, capazes de se reproduzir. Mas apenas enquanto espécies, o que é um conceito que também tem uma série de problemas.

• Há muitos indivíduos estéreis, e não negamos a estes a característica de Ser Vivo.

• É verdade porém que mesmo esses apresentam reprodução celular, ou seja, um tipo de "movimento" intrínseco, mas isso nos leva de volta ao velho problema da questão de definir como vivo qualquer objeto auto-gerenciável.

• Sem falar nos vírus digitais, e que é bem provável que em breve sejamos capazes de produzir robôs que possam produzir cópias de si mesmos.

• Além disso, não podemos negar a possibilidade de existir um Ser sem qualquer capacidade de reprodução, mas com diversas características dos seres vivos.

• Poderíamos criar um autômato super avançado capaz até mesmo de chegar ao limiar da Auto-Consciência, ou mesmo ultrapassá-la, plenamente capaz de se auto gerir.

• Isto poderia ser considerado vida?

E somente para trazer a tona uma questão teológica:

• Se houver Deus, ou Anjos, ou Deuses.

• Eles seriam seres vivos?

O MILAGRE DA VIDA

• Ninguém parece negar o fato de que a origem da vida é um evento incomparável.

• Ou a vida sempre existiu, o que é difícil sustentar com nossos conhecimento atuais, ou ela passou a existir quer na Terra ou em qualquer outro local do Universo.

• Se considerarmos que houve Biogênese, resta saber se ela tem origem Natural ou Sobrenatural.

• Vida criada por extra-terrestres não divinos não responde a questão, uma vez que estes ETs teriam que ter tido uma origem também.

• Considerar que a Vida tem origem Sobrenatural satisfaz os Criacionistas e alguns Evolucionistas, mas apenas afirmar que a vida foi criada por Deus não é explicação.

• Pois nada nos diz sobre os processos criativos, além de nos levar a questionar de onde veio Deus, ou nos conformar com o conceito de existência perpétua e inexplicável, o que aniquila qualquer pretensão investigativa, e põe fim a Ciência.

• Se continuássemos a investigação, teríamos que admitir então que Deus é um Ser Vivo, e então a questão permaneceria ou cairíamos na irracionalidade.

• Poderíamos até admitir tal criação no caso da vida terrestre, e talvez afastar a biogênese para outros domínios do Universo, onde talvez as possibilidade sejam muitos mais facilitadas pelo ambiente do que na Terra.

• Mas, mais uma vez, isso mantém a questão.

Teoria de Lamarck

• Também conhecido como Chevalier de Lamarck, o naturalista francês que ainda estudou medicina, física e meteorologia, publicou a teoria que hoje chamamos de “lamarckismo” no seu livro “Philosophie Zoologigue” (1809).

A teoria de Lamarck baseou-se em dois princípios básicos:

• O conceito de que é uma característica intrínseca dos seres vivos evoluírem para um nível de complexidade e perfeição cada vez maiores, motivo pelo qual Lamarck acreditava que os seres haviam evoluído de microorganismos simples originados de matéria não viva (teoria da geração espontânea, bastante popular na época de Lamarck), para organismos mais complexos.

• O segundo princípio foi o do “uso e desuso”, que o foi o ponto crucial da teoria de Lamarck e dizia, basicamente, que o que não é usado atrofia e o que é usado se desenvolve sendo passado para as gerações futuras.

• Ou seja, órgãos, membros e outras características dos seres vivos que fossem usadas acabariam se desenvolvendo e passando de geração para geração. Ocorrendo a transmissão hereditária das características adquiridas.

• Entretanto a publicação em 1859 de “A origem das espécies” , de Charles Darwin, abalou o fundamento principal da teoria de Lamarck afirmando que a evolução das espécies se daria pelo processo de seleção natural e não pelo uso e desuso.

• Segundo a teoria de Darwin algumas pequenas variações nos organismos surgiriam ao acaso e, caso essas variações os tornassem mais aptos que os outros organismos estes sobreviveriam transmitindo suas características aos seus descendentes.

• Ou seja, na teoria de Lamarck o uso acarretaria a evolução, já na teoria de Darwin a evolução se daria pelo acaso aliado a seleção natural.

Para simplificar, vamos usar um exemplo bastante comum para explicar a teoria de Lamarck:

• Imagine que as girafas, antigamente, tinham pescoços bem menores que o das girafas atuais e que, por isso, elas tivessem que esticar seus pescoços repetidamente para alcançar as copas das árvores e se alimentar.

• Esse movimento constante de estiramento do pescoço (uso) teria causado um alongamento no pescoço das primeiras girafas e, por isso, seus descendentes teriam nascido com pescoços mais longos que seus pais e assim sucessivamente até originar as girafas de pescoço longo que vemos atualmente.

Já Darwin explicaria de outra forma:

• Segundo sua teoria entre as girafas de antigamente com pescoços pequenos teriam nascido, aleatoriamente, alguns indivíduos com pescoço mais longo o que faria com que conseguissem alcançar a comida na copa das árvores.

• Já as girafas que nasceram com pescoço pequeno não conseguiriam alcançar a comida e morreriam de fome ou simplesmente ficariam em desvantagem na hora de acasalar.

• Assim, apenas as girafas de pescoço longo conseguiriam procriar transmitindo suas características para seus descendentes e estes para as próximas gerações.

• Aqui, ambas as teorias concordam que as características seriam transmitidas para as gerações posteriores e gradativamente sendo aperfeiçoadas. Ou seja, Lamarck não estava completamente errado, mas seu erro foi crucial para que sua teoria caísse por terra.

• O fato é que a teoria de Lamarck caiu em descrédito e a teoria da evolução de Darwin, hoje chamada de “Teoria da Evolução Sintética” é que foi aceita como verdadeira pelos cientistas.

Quem foi Charles Darwin?

• O tão conhecido naturalista nasceu na Inglaterra em 1809 e foi o responsável, juntamente com Alfred Wallace, pela publicação da Teoria da Evolução.

• Um dos marcos mais importantes da sua história foi a viagem a bordo no navio Beagle entre 1831 e 1836, na qual visitou diversas regiões do globo terrestre e teve condições de perceber uma interessante relação entre fósseis e espécies viventes na época e mecanismos de adaptação de espécies relacionados ao ambiente e modo de vida destes.

• Um exemplo destas observações foi entre emas e avestruzes, espécies que, apesar da semelhança, ocupam regiões geográficas distintas.

• Os tentilhões de Galápagos, com bicos adaptados aos tipos alimentícios - e tartarugas gigantes do mesmo arquipélago, com detalhes no casco característicos para indivíduos de cada ilha - também foram exemplos clássicos quando nos referimos a Darwin.

Assim, Darwin teve condições de, por mais de 20 anos, relacionar esses fatos e publicar a teoria.

• Esta demora se refere, principalmente, ao fato de que suas descobertas contrariavam o que acreditava-se na época: que espécies eram fixas, ou seja: todas as espécies que Deus criou no início do mundo são as espécies que existem, sem nenhuma a mais ou a menos.

• Como quando chegou de viagem já era bastante conhecido, Wallace pediu a ele para que lesse seus manuscritos acerca de uma descoberta que teve.

• Surpreendentemente, Wallace havia escrito justamente o que Darwin estava há décadas escondendo consigo e, como solução, publicou a teoria em seu nome e de Wallace.

Wallace não achou ruim?

• Não, para ele foi uma honra, visto que era um mero trabalhador inglês que admirava a ciência – e Darwin.

• E cinco teorias sustentam Darwin até os dias atuais

EVOLUÇÃO

• O mundo vivo não foi criado nem se recicla perpetuamente. Os organismos estão em um lento mas constante processo de mutação.

O ANCESTRAL COMUM

• Todo grupo de organismos descende de um ancestral comum. Os homens e os macacos atuais, por exemplo, divergiram de um mesmo ancestral, há cerca de 4 milhões de anos. Todos os seres vivos, em última instância, descendem de uma simples e primitiva forma de vida – a chamada "ameba original".

MULTIPLICAÇÃO DAS ESPÉCIES

• As espécies vivas tendem a se diferenciar com a passagem das eras. Darwin desenhou a primeira "árvore da vida" em que espécies "tronco" vão dando origem a outras que saem do veio principal como "galhos".

GRADUALISMO

• As populações se diferenciam gradualmente, de geração em geração, até que as espécies que seguiram por um "galho" da árvore da vida não mais pertençam à mesma espécie do "tronco" e de outros "galhos".

Seleção Natural

• O mecanismo de Seleção Natural, proposta por Charles Darwin, tem como princípio a adequação de uma característica sugestiva ao meio ambiente. A prevalência da característica torna-se favorável, à medida que, hereditariamente, são transmitidas para as gerações seguintes. 

• Enquanto a sucessividade da característica benéfica se consolida na população como caráter padrão, transmitido de geração em geração, as características desfavoráveis de um organismo, cada vez menos frequente, não se perpetuam reprodutivamente. 

• Atuando diretamente sobre o fenótipo, a Seleção Natural permite mais ênfase aos aspectos favoráveis, resultando em adaptação do mesmo.

• Assim, as variações bem sucedidas intensificam a sobrevivência do organismo portador, tornando-o mais apto reprodutivamente, podendo ocasionar o surgimento evolutivo de uma nova espécie. 

Um exemplo clássico que evidencia os efeitos da Seleção Natural é o aumento da população de mariposas (Biston betularia) com

pigmentação melândrica (escura), após a metade do século XIX. 

• Anterior a esse período, não era comum encontrar formas melândricas, as mariposas com pigmento branco acinzentado prevaleciam.

• No entanto, com o crescente desenvolvimento industrial, emissão de poluentes na atmosfera e impregnação de fuligem na vegetação, as mariposas escuras, quando no troco das árvores, passaram a ser menos observáveis pelos pássaros (predador natural das mariposas). 

• Consequentemente, a situação se inverteu, as mariposas escuras passaram a predominar na população, escondendo-se melhor dos predadores, garantindo sobrevivência e reprodução. 

• Sendo a cor das mariposas um fator hereditário dependente de um par de gene codificador de dois tipos fenotípicos: claro e escuro, atuou a Seleção Natural sobre a frequência da variedade sujeita às condições ambientais. 

• Nesse caso, pode-se concluir que o processo de Seleção Natural, não necessariamente potencializa sua atuação de forma deletária, produzindo mudança genética, excluindo ou mantendo uma característica.

• Mas pode limitar uma variação fenotípica conforme a interferência do meio.