Vida e Educao em Cincias

A origem da vida na Terra3

Diversidade de ideias sobre um assunto intriganteRefletimos sobre o conceito de vida e sua complexidade nas aulas anteriores. Nesta

semana, vamos avanar ainda mais em nossas discusses. Agora, voltamos nossa ateno para outra questo tambm bastante complexa e, muitas vezes, polmica: como surgiu a vida em nosso planeta?

Antes de prosseguir, convidamos voc a responder a essa questo.

Diversidade de ideiasQue tipo de conhecimento voc utilizou para responder questo? Voc se baseou em

cincia, religio, algum outro tipo de tradio ou em uma mistura de todos esses conhe-cimentos? Certamente, ao abordar o tema da origem da vida em sala de aula, estaremos lidando com crenas muito importantes, tanto nossas quanto de nossos alunos. Tais cren-as devem ser respeitadas e valorizadas.

Veja interessantes verses da origem da vida em nosso planeta, segundo diferentes fontes.

Texto Online

Responda seguinte questo: como surgiu a vida em nosso planeta? Nesse momento, pedimoslhe que no recorra consulta de nenhum material sobre o

tema, seja livro ou internet etc. Apresente sua concepo espontaneamente.

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Vida e educao em cincias20

O Mito de PanguO cu e a terra levaram dezoito mil anos para se separar; o

yang, que era claro, foi se tornando o cu e o yin, que era escuro, foi se tornando a terra. E em meio a tudo isso, Pangu foi se transformando, alcanando a sabedoria do cu e a potncia da terra. Durante dezoito mil anos, o cu foi subin-do e a terra descendo, e Pangu crescia junto; e, quando eles alcanaram o mximo de sua separao, Pangu tambm atingiu o seu tamanho final.

Estando Pangu a ponto de morrer, todo o seu corpo se trans-formou; seu hlito se transformou no vento e nas nuvens; seu olho esquerdo, o sol e o direito, a lua; as quatro extremidades e os cinco membros, nas quatro direes e nos cinco cumes; o sangue, nos rios azul e amarelo; os tendes e as veias, nas principais vias de comunicao da terra; os msculos e a carne, nas terras pantanosas; o cabelo e os demais pelos do corpo, nos astros e planetas; a pele, nos prados e bosques; os dentes e ossos, nos minerais e nas pedras; o esperma e a coluna, nas perolas e jades;

a transpirao e o suor, na chuva e nos pntanos; e, por fim, as pulgas que havia em seu corpo se transformaram, despertadas pelo contato do vento, nas pessoas e nos povos.

O ndio e o TamanduOs primeiros ndios Kaingang saram do solo; por isso, tm cor de terra. Numa serra, no

sei bem onde, no sudeste do estado do Paran, dizem eles que ainda hoje podem ser vistos os buracos pelos quais subiram. Uma parte deles permaneceu subterrnea; essa parte se conserva l at hoje e a ela se vo reunir as almas dos que morrem aqui em cima. Eles saram em dois grupos chefia-dos por dois irmos, Kanyeru e Kam, sendo que Kanyeru saiu primeiro. Cada um j trouxe consigo um grupo de gen-

te. Dizem que Kanyeru e toda a sua gente tinham corpo delgado, ps pequenos, eram ligeiros tanto nos seus movimentos quanto nas suas resolues, cheios de ini-ciativa, mas de pouca persistncia. Kam e seus compa-nheiros, ao contrrio, eram de corpo grosso, ps grandes e vagarosos nos seus movimentos e resolues.

Como esses dois irmos com a sua gente foram os criadores das plantas e dos animais, e povoaram a Terra com os seus descendentes, tudo neste mundo pertence ou metade Kanyeru ou metade Kam, conhecendo-se a sua descendncia seja pelos traos fsicos, pelo temperamento ou pela pintura: tudo o que pertence a Kanyeru manchado, o que pertence a Kam riscado. Essas pinturas, o ndio v tanto na pele dos animais como nas cascas, nas folhas ou nas flores

Figura 3.1 O mito de Pangu

Narrao 1: O Mito de PanguClique aqui para ouvir a narrao.

Figura 3.2 O ndio e o Tamandu. / Fonte: Cepa

Narrao 2: O ndio e o TamanduClique aqui para ouvir a narrao.

http://midia.atp.usp.br/video/redefor/Redefor-Mod4-Narracao1_1.mp3http://midia.atp.usp.br/video/redefor/Redefor-Mod4-Narracao2_1.mp3

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21Semana 3 A origem da vida na Terra

das plantas; e, para objetivos mgicos e religiosos, cada metade emprega material tirado de preferncia de animais e vegetais da mesma pintura.

Kanyeru fez cobras, Kam, onas. Este fez primeiro uma ona e a pintou, depois Kanye-ru fez um veado. Kam disse ona: Come o veado, mas no nos coma! Depois ele fez uma anta, ordenando-lhe que comesse gente e bichos. A anta, porm, no compreendeu a ordem. Kam repetiu-lhe ainda duas vezes em vo; depois lhe disse, zangado: Vai comer folhas de urtiga! No prestas para nada! Kanyeru fez cobras e mandou que elas mordessem homens e animais. Queimou um espinho chamado sodn e esfregou a cinza nos dentes da cobra a fim de torn-los venenosos. Kam quis ento fazer um animal muito feroz, e comeou a fazer o tamandu. Eles estavam trabalhando durante a noite e, quando o dia comeou a romper, o tamandu ainda no estava pronto: j tinha unhas enormes, mas a boca ainda estava por fazer. Ento Kam arrancou um cip e meteu-o como lngua na boca do estranho animal, que ficou mal acabado.

Narrao 3: Criao de AdoNo princpio, criou Deus os cus e a terra. A terra era sem forma e vazia; e havia trevas sobre a face do abismo, mas o Esprito de

Deus pairava sobre a face das guas. Disse Deus: Haja luz. E houve luz. Viu Deus que a luz era boa; e fez separao entre a luz e as trevas. E Deus chamou luz dia, e s trevas noite. E foi a tarde e a manh, o dia primeiro. E disse Deusa Haja um firmamento no meio das

guas, e haja separao entre guas e guas. Fez, pois, Deus o firmamento, e separou as

guas que estavam debaixo do firmamento das que estavam por cima do firmamento. E assim foi.

Chamou Deus ao firmamento cu. E foi a tarde e a manh, o dia segundo.

E disse Deus: Ajuntem-se num s lugar as guas que esto debaixo do cu, e aparea o elemento seco. E assim foi.

Chamou Deus ao elemento seco terra, e ao ajuntamento das guas mares. E viu Deus que isso era bom.

E disse Deus: Produza a terra relva, ervas que deem semente, e rvores frutferas que, segun-do as suas espcies, deem fruto que tenha em si a sua semente sobre a terra. E assim foi.

A terra, pois, produziu relva, ervas que davam semente segundo as suas espcies, e rvores que davam fruto que tinha em si a sua semente, segundo as suas espcies. E viu Deus que isso era bom.

E foi a tarde e a manh, o dia terceiro. E disse Deus: Haja luminares no firmamento do cu, para fazer separao entre o dia e

a noite; sejam eles para sinais e para estaes, e para dias e anos; e sirvam de luminares no firmamento do cu, para alumiar a terra. E assim foi.

Deus, pois, fez os dois grandes luminares: o luminar maior para governar o dia, e o luminar menor para gover-nar a noite; fez tambm as estrelas.

Figura 3.3 Criao de Ado (Teto da Capela Sistina)

Narrao 3: Criao de AdoClique aqui para ouvir a narrao.

http://midia.atp.usp.br/video/redefor/Redefor-Mod4-Narracao3_1.mp3

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Vida e educao em cincias22

E Deus os ps no firmamento do cu para alumiar a terra, para governar o dia e a noite, e para fazer separao entre a luz e as trevas. E viu Deus que isso era bom.

E foi a tarde e a manh, o dia quarto. E disse Deus: Produzam as guas cardumes de seres viventes; e voem as aves acima da

terra no firmamento do cu. Criou, pois, Deus os monstros marinhos, e todos os seres viventes que se arrastavam,

os quais as guas produziram abundantemente segundo as suas espcies; e toda ave que voa, segundo a sua espcie. E viu Deus que isso era bom.

Ento Deus os abenoou, dizendo: Frutificai e multiplicai-vos, e enchei as guas dos mares; e multipliquem-se as ves sobre a terra.

E foi a tarde e a manh, o dia quinto. E disse Deus: Produza a terra seres viventes segundo as suas espcies: animais domsti-

cos, rpteis, e animais selvagens segundo as suas espcies. E assim foi.Deus fez, pois, os animais selvagens segundo as suas espcies, e os animais domsticos

segundo as suas espcies, e todos os rpteis da terra segundo as suas espcies. E viu Deus que isso era bom.

E disse Deus: Faamos o homem nossa imagem, conforme a nossa semelhana; domi-ne ele sobre os peixes do mar, sobre as aves do cu, sobre os animais domsticos, e sobre toda a terra, e sobre todo rptil que se arrasta sobre a terra.

Criou, pois, Deus o homem sua imagem; imagem de Deus o criou; homem e mulher os criou.

Ento Deus os abenoou e lhes disse: Frutificai e multiplicai-vos; enchei a terra e sujei-tai-a; dominai sobre os peixes do mar, sobre as aves do cu e sobre todos os animais que se arrastam sobre a terra.

Disse-lhes mais: Eis que vos tenho dado todas as ervas que produzem semente, as quais se acham sobre a face de toda a terra, bem como todas as rvores em que h fruto que d semente; ser-vos-o para mantimento.

E a todos os animais da terra, a todas as aves do cu e a todo ser vivente que se arrasta sobre a terra, tenho dado todas as ervas verdes como mantimento. E assim foi.

E viu Deus tudo quanto fizera, e eis que era muito bom. E foi a tarde e a manh, o dia sexto.

Os primeiros embates no campo do conhecimento cientficoAs narraes que vimos so bons exemplos de como podemos explicar o mundo

nossa volta de maneiras muito diferentes. O local onde nascemos, as ideias e as crenas de nossos familiares e amigos, as concepes expressas nos meios de comunicao, os conhecimentos vistos na escola, entre tantos outros elementos, nos ajudam a construir a maneira como vemos o mundo. Como vimos, uma criana Kaingang explica a origem da vida de forma distinta de uma criana protestante.

Mas o que h de semelhante entre essas concepes de origem da vida? Em todas elas, h um elemento sobrenatural (fora da natureza) que explica como a vida surgiu no nosso planeta. Por esse motivo, dizemos que essas trs verses no fazem parte do escopo do conhecimento cientfico. Como j discutimos na abertura de nossa disciplina,

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23Semana 3 A origem da vida na Terra

importante identificarmos quais as nossas crenas pessoais e qual a nossa posio como professores ao abordar um determinado tema cientfico.

A partir deste ponto de nossa aula, voltamos o foco para as discusses cientficas sobre a origem da vida em nosso planeta. No pretendemos, com isso, reforar a ideia de que basta apresentar distintas narrativas sobre origem da vida, de diferentes culturas, que estaremos trabalhando com nfase no multiculturalismo. Para isso, necessrio um trabalho mais profundo e integrado a outras disciplinas. Por uma necessidade de recorte, enfocaremos as ideias cientficas. Vale ressalter que, mesmo transitando apenas no campo cientfico, a questo polmica e muitas hipteses foram e ainda so postuladas, aceitas e rejeitadas ao longo da histria. Vamos fazer um breve apanhado de hipteses importantes a fim de contextualizarmos aquela que a mais aceita, atualmente, pela comunidade cientfica.

Iniciamos nossa jornada na Antiguidade, quando a teoria aceita por grandes estudiosos era a Abiognese (do grego: a, negao; bio, vida; gnesis, origem) ou Teoria da gerao espontnea. Acreditava-se que os seres vivos poderiam surgir de matria inanimada. O prprio Aristteles estudou a reproduo sexuada de vrios animais, mas tambm utilizava a abiognese para explicar o surgimento de alguns seres cuja reproduo ele desconhecia. Apenas no final do Sculo sculo XIX, uma nova teoria iria se consolidar: a Biognese, segundo a qual um ser vivo s surge a partir de outro ser pr-existente. Vrios pesquisado-res e seus experimentos hoje considerados clssicos contriburam para a consolidao da nova teoria. A seguir, apresentaremos resumidamente tais investigaes.

Experimentos do Sculo sculo XIX e a consolidao da Biognese

1668 O italiano Francesco Redi realizou um experimento para testar a hiptese da abiog-nese. A figura 3.4 representa esse experimento. Redi colocou pedaos de carne em recipientes, mantendo alguns abertos (recipientes 1 e 2) e outros fechados com um tecido fino (recipientes 3 e 4). Depois de alguns dias, observou que moscas entravam e saiam dos recipientes abertos e que somente nesses havia o desenvolvimento de larvas. Aps algum tempo, as larvas se tornavam tor-naram moscas idnticas s que haviam pousado sobre a carne. No surgiram moscas nos frascos fechados. Os resultados refutavam a teoria da abiognese nesse caso especfico. No entanto, o prprio Redi continuou acre-ditando na hiptese da abiognese para explicar outros casos, como o surgimento de vermes intestinais.

1745 O Ingls John T. Needham realizou uma srie de experimentos que, basicamente, consistiam em ferver substncias nutritivas dentro de frascos que, posteriormente, eram fechados com rolhas. Aps alguns dias, o pesquisador observou microrganismos na substncia nutritiva. Ele postulou que existia uma fora vital na substncia que dava origem aos orga-nismos, ou seja, corroborou a teoria da abiognese. Figura 3.4 Experimento de Redi. / Fonte: Cepa

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1770 O italiano Lazzaro Spallanzani realizou experimentolhantes aos de Needham, porm promovendo, porm, algumas alteraes na metodologia, como aumentar o tempo de fervura e fechar os frascos hermeticamente, antes que ocorresse contaminao. Aps alguns dias, o pesquisador no observou microrganismos na substncia nutri-tiva. Needham argumentou que a longa fervura prejudicava a fora vital. Nesse embate de ideias, Needham levou a melhor, ou seja, a maioria da comunidade cientfica da poca apoiou a sua interpretao, que reforava a teoria da abiog-nese. O confronto entre ideias de pensadores que defendem diferentes pontos de vista um processo muito comum na construo do conhecimento cientfico. O episdio descrito um bom exemplo desse processo!

1860 O francs Louis Pasteur realizou experimentos que contriburam para reforar de for-ma significativa a teoria da Biognese, embora muitos pesquisadores continuassem adeptos da abiognese Abiognese mesmo aps tais experimentos (apresentados no esquema a seguir):

Os primeiros seres vivos da TerraApesar de a teoria da Biognese ser amplamente aceita, sabendo-se que um ser sempre deriva

de outro ser pr-existente, uma pergunta ainda persistia: mas qual foi o primeiro ser no planeta? Esse ser o progenota, que o ltimo ancestral comum de todos os seres vivos. Logo de incio, uma questo bsica emerge sobre o metabolismo energtico de tal ser: ele seria auttrofo ou hetertrofo? Atualmente, a hiptese mais amplamente aceita a de que o progenota seria hete-rtrofo, dada a complexibilidade metablica envolvida nos processos de foto e quimiossntese.

Aps a fervura, ocorre o resfriamento e a conden-sao de gua no tubo. Isso ajuda a reter partculas que poderiam contaminar a substnicia nutritiva. Mesmo depois de muito tempo, a substncia nutritiva continua estril.

Ao quebrar-se o tubo, verifica-se que, aps algum tempo, a substncia nutritiva contm microrganismos. Segundo Pasteur, isso ocorre devido falta do filtro de gua formado no tubo. Assim, os microrganismos j presentes no ar podem entrar no balo e contaminam a substncia nutritiva.

O pescoo do balo aqueci-do e alongado, formando um tubo fino e curvo.

Substncia nutritiva colocada no interior de um balo de vidro com pescoo longo.

O balo com a substncia nutritiva submetido fervura.

Figura 3.5 Experimentos de Pasteur. / Fonte: Cepa

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25Semana 3 A origem da vida na Terra

A interessante hiptese proposta, quase que simultaneamente e de forma independente, pelo russo Ivanovich Oparin e o ingls Sanderson Haldane est inserida nessa perspectiva. Essa hiptese postula que os aminocidos teriam sido produzidos a partir de molculas car-bonadas mais simples, num ambiente redutor. Outro cientista, Harold Urey, j havia sugerido que a atmosfera da Terra, em sua origem, era parecida com a dos planetas gasosos, ou seja, redutora, rica em amnia, hidrognio e metano. Um ilustre aluno de Urey, o norte-americano Stanley Miller, montou, em 1953, o clssico experimento simulando a atmosfera primitiva da Terra: gases de amnia, metano e hidrognio passavam por uma cmara com descargas eltricas. O gs resultante era, ento, condensado num recipiente de gua e evaporado nova-mente, num ciclo contnuo. Como resultado, formou-se um precipitado rico em aminocidos.

Podemos apontar dois entraves no experimento de Miller: Estudos da dcada de 70 apontam que a atmosfera da Terra nunca foi redutora; O experimento nunca produziu nada mas complexo do que aminocidos, e, portan-

to, est longe de ter produzido algum ser vivo.Se difcil encontrar um ambiente favorvel forma-

o de aminocidos na Terra primitiva, o experimento de Miller se mostra bastante aplicvel em ambientes fora de do nosso planeta. Certos tipos de meteoritos contm boa quantidade de aminocidos semelhantes aos produzidos no experimento de Miller. Os cometas so ricos em com-postos orgnicos e poderiam ter trazido aminocidos nas ltimas fases de formao da Terra. Os fragmentos peque-nos, especialmente a poeira cometria, no geram muito calor ao carem. Assim, os aminocidos teriam sobrevivido queda. Atualmente, cerca de 40 mil toneladas de poeira cometria caem na Terra por ano. Esse fluxo deve ter sido de cem a mil vezes mais elevado nos primrdios da Terra!!! , ainda hoje, uma quantidade muito grande, no ? Voc imaginava isso? Esses fatos reforam a hiptese conhecida como Panspermia (ou origem extraterrestre). A questo ainda difcil de responder se o aporte de aminocidos de fora da Terra teria sido suficiente para originar a vida por aqui.

At o presente, no existem evidncias de um ambiente, ou mesmo de um conjunto de condies, que pudessem contemplar a variedade de compostos orgnicos necessrios origem da vida. possvel que tenha havido a contribuio conjunta de diferentes processos ocorridos tanto em ambientes interplanetrios, quanto na atmosfera terrestre, ou mesmo em fontes hidrotermais. Embora essa questo continue em aberto, a origem abitica de compostos orgnicos essenciais para a vida, como os aminocidos, est bem embasada em pressupostos tericos e resultados experimentais.

Origem do cdigo genticoComo ocorreu a organizao de molculas menores em estruturas maiores e mais com-

plexas? Como surgiu a clula? Como a clula inicial foi capaz de transmitir informaes para as clulasfilhas? Aqui chegamos a alguns dos questionamentos mais intrigantes relacionados aos primrdios da vida em nosso planeta. A origem do cdigo gentico, provavelmente, o passo mais desafiador desse processo.

Figura 3.6 Panspermia

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O desenvolvimento e a reproduo dos organismos atuais baseiam-se no cdigo gen-tico contido nos cidos nucleicos, que contm as informaes sobre as sequncias de aminocidos que constituem as protenas. Os cidos nucleicos so a base da replicao e as protenas, a do metabolismo. Relembrando, de maneira muito simplificada o processo de sntese proteica: ele se baseia na transcrio das informaes do DNA para o RNA mensageiro, seguida da traduo em protenas. Tais protenas controlam a catlise e a replicao do DNA. Como se teria iniciado esse complexo processo? Eis aqui o verda-deiro paradoxo do ovo e da galinha - quem surgiu primeiro: o metabolismo ou o cdigo gentico? Existem defensores das duas hipteses.

O primeiro ponto de vista postula que possvel existir uma organizao considervel na prpria sequncia de reaes qumicas, sem que haja um cdigo gentico. Essa pers-pectiva, porm, apresenta poucas evidncias experimentais, pois no est demonstrado que polmeros longos e reaes complexas possam se organizar de forma autnoma.

A hiptese conhecida como o mundo de RNA enquadra-se na segunda e mais aceita alternativa: o cdigo gentico teria precedido o metabolismo. O RNA seria a primeira molcula ativa na origem da vida. Entretanto, o RNA tambm to complexo que j se acredita na existncia de um mundo pr-RNA. Ainda no claro que tipo de molcula pode ter formado o primeiro material gentico, e as etapas que podem ter levado a um mundo de RNA ainda suscitam dvidas. No entanto, em maio de 2009, o pesquisador ingls John Sutherland demonstrou que os nucleotdeos (constituintes do DNA e RNA) podem se formar a partir de reaes qumicas espontneas. Muito interessante, no ?

FrumA temtica abordada na presente semana possibilita a adoo da histria da cincia

como um importante dispositivo didtico. Clique aqui para ler um texto que aborda essa questo. Aps a leitura, participe do frum respondendo a seguinte questo:

Qual a importncia da histria da cincia e quais as possibilidades de utiliz-la como estratgia didtica?

Use elementos do texto em sua argumentao. Lembre-se de comentar a resposta de seus colegas.

Atividade geral Escolha dois materiais didticos ou de divulgao cientfica relacionados aos temas

trabalhados nas disciplinas Terra (na semana 1) e Vida (na semana de abertura). Os dois materiais escolhidos sero analisados por voc ao longo deste mdulo. Sua primeira tarefa ser, alm de selecion-los, enviar ao seu tutor as citaes no formato ABNT.

Para finalizar nossa jornada, acompanhe as animaes clicando nos cones abaixo (ou pelo ambiente virtual), que tenta simular o processo ocorrido na transformao de molculas orgnicas em organismos

primivos, os primeiros a habitarem a Terra.

Animao 1: Possibilidades para a origem da vidaAnimao 2: Reproduo assistida.

http://www.fisica.ufc.br/conviteafisica/cien_ens_arquivos/numero5/p18.pdfhttp://redefor.usp.br/cursos/mod/forum/view.php?id=15147

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27Semana 3 A origem da vida na Terra

Vale a pena consultarLinksEm portugus Banco internacional de objetos educacionais: Animao - linha do tempo que des-

taca pontos histricos importantes nos debates sobre a origem da vida; Banco internacional de objetos educacionais: Jogo abordando temtica relacionada

origem da vida; Banco internacional de objetos educacionais: udio sobre o trabalho desenvolvido

por Miller: Parte 1 e Parte 2.Em ingls Miller-Urey Experiment: Animao - simulao do experimento de Miller-Urey; Stromatolite explorer: Animao - explorando estromatlitos.

Font

e: C

EPA

http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/15081http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/14887http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/15002http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/handle/mec/15003http://www.ucsd.tv/miller-urey/http://microbes.arc.nasa.gov/movie/small-qt.html