Origem e evolução da vida. A
biologia como ciência: história,
métodos, técnicas e
experimentação. Hipóteses
sobre a origem do Universo, da
Terra e dos seres vivos.
Biogênese x Abiogênese
• Como a vida tem origem???
• Um ser se origina de outro ser por
reprodução ou um ser pode nascer por um
“princípio ativo”, uma “força vital”?
Hipótese da Biogênese
• Francesco Redi: experimento demonstra
ausência de geração espontânea (séc 17)
Hipótese da Abiogênese
• John Deedham: micróbios por geração
espontânea (séc 18)
E agora: biogênese ou
abiogênese???
• Observe que no sec 17 havia sido dada
uma explicação para biogênese
(Francesco Redi), e depois, já no séc 18,
levanta-se novamente a idéia da
abiogênese (John Deedham)!!
E agora?
• Qual a melhor hipótese?
Biogênese ou Abiogênese?
Solução
• Solução proposta por Luis Pasteur (séc
19)
Aplicação das idéias de Pasteur
•
Lavar as mãos e materiais utilizados em
curativos sempre limpos
•
Técnica de esterilização de alimentos:
leite
•
Se um ser nasce do outro, como tudo
começou?
ATENÇÃO
•
Observe esta pergunta novamente:
“Se um ser nasce do outro, como
tudo começou?”
Hipóteses sobre a origem do Universo, da
Terra e dos seres vivos
Origem do Universo
• Big Bang
• 14,5 bilhões de anos
• Com o passar do tempo, as partículas iam-se
criando e se destruindo
• Surgiram o hidrogênio, nitrogênio, carbono…
Origem da Terra
• 4,6 bilhões de anos de idade
• A atmosfera era diferente, níveis
insignificativos de oxigênio (ambiente
redutor)
• Vida surge há 3,5 bilhões de anos
Mas como surgiu a vida?
•
3 hipóteses para a origem da vida:
1) Teoria religiosa e/ou Mitológica
2) Teoria da Panspermia Cósmica
3) Teoria da Evolução Química
Teoria religiosa e/ou Mitológica
• É possível provar por meio científico?
• Não é amplamente aceito
Teoria da Panspermia Cósmica
• Vida veio na calda de um meteoro, do
espaço
• Mas de onde e como veio, caso tenha
vindo do espaço?
Teoria da Evolução Química
• Ligações químicas complexas que se
ligaram de tal forma a permitir a replicação
• Levou muito tempo (1 bilhão de anos para
começar a surgir)
Qual é a hipótese mais aceita?
• Evolução química proposta por Thomas
Huxley e testado por Oparin
• A mais aceita é a Evolução Química, pois
pode ser provado
• Hipótese do “Coacervado”
O primeiro traço da vida:
coacervados
Primeiras bactérias
Primeiros fósseis
Hipótese de Oparin (testado por
Stanley Miller)
Resumo do cenário da Terra
primitiva
• Muitos gases, vapor d’água, e muitos raios poderia
formar vida.
• Ambiente redutor. (Um ambiente redutor é aquele em
que há baixa disponibilidade de O2, ou alta de H2,
necessário para que haja a formação de ligações C–H).
• Deve ter havido o acúmulo de compostos orgânicos nos
oceanos primitivos, formando uma espécie de “sopa prébiótica” (“sopa orgânica antes da vida ter surgido”).
A partir daqui:
Parte adicionada
pelo Prof. Felipe
E como era esse 1º ser vivo?
•
Era um ser unicelular, simples se comparados aos de hoje.
•
Era provavelmente heterótrofo, ou seja, buscava energia se alimentando
de outros seres vivos e de matéria orgânica, pois era incapaz de produzir
energia sozinho (através da fotossíntese).
•
Acredita-se que este ser vivo era heterótrofo porque este tipo de organismo
é menos complexo que os autótrofos ( que produzem seu próprio
alimento), e seria mais facilmente originado pela evolução química.
Para processar seus alimentos e retirar deles a energia na forma de ATP,
(lembre-se, é como se fosse “dinheiro” para as células) ele realizava o
processo de fermentação, que não necessita de oxigênio para ser
realizado.
•
Fermentação:
Corrigindo o que eu disse na aula, existem
alguns tipos de fermentação. Acredita-se
que o 1º ser vivo realizava a fermentação
alcoólica:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + energia
(Glicose = alimento)
(Álcool etílico)
(Gás Carbônico)
Fermentação láctica
• A fermentação lática ocorre nos músculos quando há
intensa atividade física e a célula tenta liberar energia
extra, mesmo quando não há oxigênio disponível.
Obs: Nesse
processo não CO2
como produto.
Sendo assim, toda vez que estes primeiros seres vivos se alimentavam e depois
respiravam ou ”processava” esse alimentos eles jogavam gás carbônico (CO2) no
ar.
Mas há um ditado que diz “Lixo de uns, tesouro de outros”. E assim, com todo
os gás carbônico jogado na atmosfera, criou-se uma condição perfeita para os
autótrofos se desenvolverem.
Era como se fosse um banquete para eles, que realizavam a fotossíntese para
produzir seu próprio alimento:
Obs: Gás
carbônico é igual
a Dióxido de
carbono
• Uma prova dessa sequência,
1º Heterótrofos (fermentação)
2º Autótrofos
é o fato de que os heterótrofos se alimentavam de
matéria orgânica, e esse alimento um dia chegaria ao
fim. Se não acontecesse o surgimento do autótrofos, no
qual estes serviriam de alimento para outros, a vida
acabaria.
Sendo assim, estes seres autótrofos faziam o papel
das plantas e os heterótrofos das vacas, capivaras,e
elefantes ou de qual quer outro ser herbívoro.
Surgem os heterótrofos
respiradores
•
Como pode-se ver na figura que explica a
fotossíntese, esse processo se utiliza de CO2, Água e
luz solar para depois ter como resultado Glicose
(alimento) e O2 (Oxigênio).
E mais uma vez o que era resíduo de um tipo de
organismo permitiu o surgimento de outro, um ser vivo
que se utilizava do Oxigênio para processar seu
alimento, realizando a respiração.
Respiração
• Glicose + oxigênio
CO2 + H2O + energia
• Comparada a fermentação, a respiração é bem
mais eficiente.
• Permitiu aos seres vivos extraírem mais energia
de seus alimentos.
• A maioria dos seres vivos realiza este processo
atualmente, inclusive as plantas, seres
humanos, etc.
Sequência de evolução
1º tipo de ser vivo : Heterótrofo (fazia
fermentação, liberava CO2)
2º tipo de ser vivo : Autótrofo ( fazia
fotossíntese, liberava O2)
3º tipo de ser vivo: Heterótrofo (fazia
respiração, liberava CO2)
Observação:
• Não é necessário entender
completamente as fórmulas químicas de
fermentação, respiração, etc. O ponto
chave dessa aula é entender a evolução
dos organismos e a influência que os
processos químicos realizados por um
permitiam o surgimento do outro. É
entender a sequência de evolução.
Gráficos
•
O gráfico abaixo representa a evolução da quantidade de oxigênio na atmosfera no curso dos
tempos geológicos. O número 100 sugere a quantidade atual de oxigênio na atmosfera, e os
demais valores indicam diferentes porcentagens dessa quantidade.
•
As áreas numeradas no gráfico mostram a composição em volume,
aproximada, dos gases na atmosfera terrestre, desde a sua formação até
os dias atuais.