Origem da vida

1. Origem da vida Prof. Regis Romero

2. Origem dos seres vivos Desde a Antiguidade o problema da origem da vida e dos seres vivos preocupa o ser humano. Antigas doutrinas da Índia, da Babilônia e do Egito ensinavam que rãs, cobras e crocodilos eram gerados pelo lodo dos rios. Esses seres, que apareciam inexplicavelmente no lodo, eram encarados como manifestações da vontade dos deuses e gerados espontaneamente. A Terra formou-se +- 4,5 bilhões de anos. As primeiras evidências de seres vivos em eras geológicas passadas datam 3,5 bilhões de anos. 1 bilhão de anos teriam se passado desde a origem do nosso planeta. Durante esse período, ocorreram modificações para o aparecimento de vida.

3. O Conceito Assim como explicar "o que é a vida" é ainda obscuro para a Ciência, explicar "como surgiu a vida" também é. Existem várias teorias que buscam esclarecer como isso ocorreu. Algumas delas convivem atualmente e não há como comprová-las ou refutá-las. Outras teorias, como a da Geração Espontânea tiveram grande valor e impacto na época em que foram divulgadas, mas hoje já foi provado que partem de premissas equivocadas. Veja as teorias mais importantes e interessantes: GERAÇÃO ESPONTÂNEA OU ABIOGÊNESE E BIOGÊNESE

4. 1. Teoria da Geração Espontânea (abiogênese) Foi formulada por Aristóteles (384-322 a.C.) , na Grécia antiga e dizia que os seres vivos surgem da matéria bruta, espontaneamente. De acordo com essa teoria, existiriam dois princípios, um passivo, que é a matéria, e outro ativo, que é a forma. No momento em que as condições fossem favoráveis, esses princípios se conjugariam, originando vida. Aristóteles, por exemplo, chegou a afirmar que os crocodilos do Rio Nilo surgiam da lama. Outros cientistas, seguindo o raciocínio de Aristóteles descreveram processos de Geração Espontânea: Paracelso explicou como gerar sapos, tartarugas e ratos a partir do ar, água, palha, madeira em decomposição, entre outros materiais; Van Helmont explicou como gerar camundongos a partir de uma camisa suada em contato com gérmen de trigo (nesse caso o suor humano seria o 'princípio ativo'). A teoria da Geração Espontânea é contestada no século XVII, o cientista Francisco Redi (1626-1698) realizou experiências controladas para provar que a Geração Espontânea era equivocada.

5. Teoria da abiogênese x Teoria da biogênese Aristóteles (384 a322 a. C.) acreditava no “princípio ativo” ou “vital” teria a capacidade de transformar a matéria bruta em um ser vivo. Teoria da geração espontânea ou Teoria da abiogênese a=negação; bio=vida; gênese= origem, formação Todos os seres vivos originam-se espontaneamente da matéria bruta. Jan Baptist van Helmont – “receita” para produzir seres vivos- camiseta suada e suja com grãos de trigo em local protegido = ratos. Pela geração espontânea se explicava o surgimento, na espécie humana, de vermes intestinais, como lombriga, ou o aparecimento de “vermes” no lixo, na carne e dos frutos, seriam dotados de um “princípio ativo”. Algumas pessoas acreditam quecaruncho ou gorgulho do milho surge espontaneamente.

6. Biogênese x abiogênese Em meados do séc. XVII- Francesco Redi (1626-1697) elaborou uma experiência que, na época abalaram a teoria da geração espontânea. Francesco Redi tentou combater a idéia de Aristóteles fazendo experiências com pedaços de carne e frascos de vidro (metade abertos e outra metade coberto com gazes). Após alguns dias pode-se notar que os "vermes"(larvas de mosca) apareciam apenas nos frascos abertos. Foi provado que os insetos eram atraídos pela carne em decomposição. Foi fortalecida a teoria da biogênese.

7. BIOGÊNESE: JOBLOT • Com a descoberta dos micróbios voltou a abiogênese. • Joblot preparou frascos com caldos de carne e os ferveu. Tampou alguns com pergaminho e outros ficaram abertos. Só ficaram contaminados os abertos.

8. Needham x Spallanzani Em 1745 – John T. Needham (1713-1781) fez experimentos em que submetia à fervura frascos contendo substâncias nutritivas. Após a fervura, fechava os frascos com rolhas e deixava-os em repouso por alguns dias. Depois examinava ao micro e observava pequenos microrganismos. Ele disse que os microrganismos teriam surgido por geraçãoespontânea. A solução nutritiva continha uma “força vital”. Lazzaro Spallanzani (1729-1799) 25 anos mais tarde, um padre italiano, repetiu os experimentos de Needham, com algumas modificações, e obteve resultados diferentes. Needham não ferveu o suficiente para matar todos os microrganismos existentes nela, esterilizando-a. Needham respondeu que ao ferver por muito tempo a força vital era destruída. Spallanzani não consegui explicar direito, fortalecendo a abiogênese.

9. Louis Pasteur Por volta de 1860, Louis Pasteur (1822-1895) conseguiu provar definitivamente que os seres vivos originam-se de outros seres vivos. Ele realizou experimentos com balões do tipo “pescoço de cisne” como mostra na figura: 1 2 4 3 5

10. Experimento de Pasteur • Os frascos com pescoço de cisne: novo experimento • Pasteur amoleceu os gargalos no fogo, esticando-os e curvando-os em forma de pescoço de cisne; em seguida ferveu os caldos até que saísse vapor pela extremidade dos gargalos • À medida que esfriava, o ar penetrava pelo gargalo, mas as partículas do ar ficavam retidas nas paredes do gargalo em forma de pescoço; Nenhum frasco se contaminou • Derrubada definitiva da hipótese da geração espontânea

11. LOUIS PASTEUR (1822 – 1895)“RESOLVEU” A POLÊMICA DA ORIGEM DOS MICROORGANISMOS

13. Defendida por: Aristóteles (384-322 aC) Jan Baptist van Helmont (1577-1644) John T. Needham (1713-1781) Defendida por: Francesco Redi (1626-1697) Lázzaro Spallanzani (1729-1799) Louis Pasteur (1822-1895) Abiogênese xBiogênese

14. ATÉ SÉCULO XVII GERAÇÃO ESPONTÂNEA(ABIOGÊNESE) x CRIAÇÃO DIVINA (CRIACIONISMO) A PARTIR DO SÉCULO XVII SURGIRAM DÚVIDAS LOUIS PASTEUR CHARLES DARWIN

15. Hipóteses sobre a origem da vida • Há pelo menos 3 hipóteses propostas: • Origem por criação divina (criacionista) • Origem extraterrestre (panspermia cósmica) • Origem por evolução química

16. 1. Hipótese da Criação Divina (criacionismo- fixismo) O conceito Trata-se de uma das hipóteses mais antigas conhecidas. Propõe que Deus tenha criado o universo e a vida. Não é possível comprová-la, nem tampouco refutá-la. As idéias criacionistas originalmente surgiram junto com uma outra linha de raciocínio: o fixismo. O pensamento era: uma vez que Deus criou o universo e a vida, tudo é perfeito e está adequadamente pronto, não há evolução ou alteração na 'criação'. Atualmente o fixismo foi substituído pelo evolucionismo, dadas as evidências da ocorrência da evolução das espécies. Mas o criacionismo continua vivo.

17. 2-Panspermia Cósmica ou Hipótese extraterrena Esta teoria explica que a vida sempre existiu no Universo. Teria se originado em outros planetas e chegado a Terra através de uma possível pressão de radiação emitida por partículas luminosas. Admite-se que micróbios vindos em partículas de poeira ou em meteoritos de origem extraterrena foram a fonte da vida da Terra. Arrhenius denominou esta forma de vida de cosmozoários e Schultz de biógenos. Estas criaturas poderiam contaminar a superfície de qualquer planeta com condições básicas para a vida. Esta teoria tem pouca aceitação.

18. 3-A hipótese de Oparin e HaldaneEvolução Química Década de 1920- hipóteses semelhantes Oparin , A I (1894-1980 Haldane, J.B.S (1892-1964) Os primeiros seres vivos- Moléculas orgânicas Que teriam se formado na atmosfera primitiva e depois nos mares a partir de Substâncias inorgânicas. Metano CH4 Amônia NH3 Hidrogênio H2 Vapor de H2O Composição química da atmosfera primitiva

19. Terra Primitiva

20. ESQUEMA DA HIPÓTESE DE OPARIN E HALDANE

21. Esquema da Hipótese de Oparin e Haldane Atmosfera primitiva Mares primitivos coacervatos Primeiras células procarióticas

22. Formação do caldo nutritivo

23. Metano CH4 Amônia NH3 Nesse momento teriam surgido os primeiros seres vivos

24. COACERVATOS AGLOMERADOS DE PROTEÍNAS.

25. STANLEY MILLER RECRIOU PROVÁVEL ATMOSFERA DA TERRA PRIMITIVA (1953) (COMPROVOU A TEORIA DE OPARIN) MISTUROU CH4 , NH3 , H2 e H2O SUBMETIDAS COM DESCARGAS ELÉTRICAS (SIMULANDO RAIOS) DURANTE 1 SEMANA (ENCONTROU AMINOÁCIDOS NO LÍQUIDO)

26. O experimento de Miller Oparin não teve condições de provar sua hipótese. Mas, em 1953, Stanley Miller que na época trabalhava com Harold C. Urey na Universidade de Chicago, realizou em laboratório uma experiência. Colocou num balão de vidro: metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Submeteu-os a aquecimento prolongado. Uma centelha elétrica de alta tensão cortava continuamente o ambiente onde estavam contidos os gases. Ao fim de certo tempo, Miller comprovou o aparecimento de moléculas de aminoácido no interior do balão, que se acumulavam no tubo em U. Pouco tempo depois, em 1958, Sidney Fox (1912-1998) submeteu uma mistura de aminoácidos secos a aquecimento prolongado e demonstrou que eles reagiam entre si, formando cadeias peptídicas, com o aparecimento de moléculas protéicas pequenas. Essas proteínas, quando aquecidas em solução aquosa, unem-se espontaneamente, formando microsferas. Estas ficam separadas do meio por uma membrana, podem aumentar de tamanho em função do acúmulo de outras proteínas em seu interior e podem até mesmo se dividir. Não são seres vivos. As experiências de Miller e Fox comprovaram a veracidade da hipótese de Oparin.

27. O experimento de Miller Experimento de Miller-Urey =Construído um aparelho que simulava as condições da Terra primitiva e introduziu nele os componentes que provavelmente constituíam a atmosfera naquela época Metano CH4 Amônia NH3 Hidrogênio H2 Vapor de H2O

29. Onde apareceram as primeiras formas de vida? Em Ambientes Aquáticos

30. Que condições permitiram o aparecimento de vida? No início... • Mares primitivos Quentes • Continentes Vulcões (lavas e cinzas) • Atmosfera Hidrogênio + gases tóxicos R E S U L T O U da Amônia; Metano;Monóxido de Carbono Atividade vulcânica • Raios ultravioleta Queimavam a Terra

31. Características que permitem a existência de vida: Distância ao Sol Temperatura Água Líquida Existência de Atmosfera Aparecimento e manutenção de vida

32. Origem da Vida na Terra Ação dos Raios Ultra-violeta + Descargas eléctricas Primeiros compostos orgânicos Acumularam-se nos mares primitivos

33. O tempo geológico

34. Evolução por Metabolismo Hipótese heterotrófica -procarionte, heterótrofo, anaeróbico (fermentação) Hipótese autotrófica -procarionte, autótrofo, anaeróbico (fermentação)