Presentation on theme: "A Biologia foi definida como a ciência que estuda a vida"— Presentation transcript:
1 A Biologia foi definida como a ciência que estuda a vida
A Biologia foi definida como a ciência que estuda a vida. Já
foi discutida a dificuldade de definir a vida, e preferimos diferencias o mundo vivo na matéria inanimada pelas suas propriedades: constituição química, organização estrutural, metabolismo, excitabilidade, crescimento, reprodução, hereditariedade, evolução e adaptação. Mas outra dificuldade verificada pelos estudiosos da vida é discutir a origem dos seres vivos.
2 Teorias sobre a Origem da Vida
Criacionismo Geração Espontânea ou Abiogênese Biogênese Cosmogênese ou Panspermia Cósmica* Evolução química ou evolução molecular da vida* Teorias sobre a Origem da Vida Durante a história da humanidade várias teorias (hipóteses) foram propostas, entre elas: o criacionismo, a abiogênese
(geração espontânea), a panspermia (hipótese cosmozóica) e a evolução química (evolução molecular da vida).
3 Uma “teoria” com várias versões:
CRIACIONISMO Uma “teoria” com várias versões: Deus criou a vida Criacionismo
Uma das primeiras formas que foram propostas para explicar a origens dos seres vivos foi através da intervenção divina. Esta teoria é conhecida como criacionismo (teoria da criação divina).
4 CRIACIONISMO Egípcio DEUS ATUM
Divindade máxima egípcia que teria criado o
Universo, a Terra, e os seres vivos.
5 CRIACIONISMO Grego O mito de Prometeu
A mitologia grega explica a criação de muitos seres vivos pela intervenção de divindades. O primeiro homem, por exemplo, teria sido feito por um semideus, Prometeu, a partir de um molde de
barro e ganho o sopro da vida. Posteriormente, Prometeu concedeu a inteligência ao homem presenteando-o com o fogo (inteligência). A primeira mulher teria sido feita pelo semideus Epimeteu e ganhou o nome de Pandora. O mito de Prometeu
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CRIACIONISMO Cristão O homem e os seres vivos foram criados
intencionalmente por Deus. A tradição judaico-cristã prega a criação dos seres vivos, inclusive o homem, por Deus. Na bíblia, no livro do gênese é descrito o processo. O homem, por exemplo, teria sido moldada do barro, a imagem e semelhança de Deus e ganho o sopro da vida. O primeiro homem chamou-se Adão. Dê uma das costelas de Adão, Deus fez a primeira mulher, Eva.
7 Os seres vivos não se modificariam desde que foram criados por Deus
CRIACIONISMO É uma “teoria” fixista Tempo Uma idéia que normalmente acompanha estas teorias é a imutabilidade
da vida (fixismo ou teoria fixista). Portanto, o criacionismo não abre espaço para a ocorrência da evolução das espécies. Os seres vivos não se modificariam desde que foram criados por Deus
8 Teoria da geração espontânea ou
abiogênese
Matéria morta pode formar matéria viva. A teoria da geração espontânea ou abiogênese Na antiguidade acreditava-se que alguns organismos simples poderiam surgir a partir da matéria sem vida (inanimada) na presença de um principio organizador vital (força vital). Esta teoria ficou conhecida como, teoria da geração espontânea (abiogênese).
9 Receita para criar ratos
Abiogênese (Geração Espontânea) Receita para criar ratos Sementes de trigo + Camisa suada Canto escuro Ratos Oi Mamãe ! Van Helmont, no século XVII, descreveu um
protocolo para produzir ratos por geração espontânea. O método consistia e colocar em um canto escuro e tranquilo, camisetas suadas misturadas a trigo e esperar 21 dias para verificar o surgimento de ratos.
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Abiogênese (Geração Espontânea) Receita para criar Escorpiões
Tronco podre
11 Abiogênese (Geração Espontânea) Receita para criar Baratas
Lixo
12 Biogênese (Ser vivo Ser vivo) Ovo
A teoria Biogênica ou biogênese A teoria da biogênese postula que na natureza os seres vivos surgem
somente pela reprodução de seres de sua própria espécie, ou seja, um ser vivo só pode se originar de outro ser pré-existente.
13 Abiogênese X Biogênese
Experiência de Redi Observações de Leeuwenhoek Experiência de
Joblot Experiência de Needhan Experiências de Spalanzani Experiência de Pasteur A crença na teoria da geração espontânea foi colocada a partir do século XVII em prova por vários cientistas, entre eles destacam-se Redi, Spalanzani e Pasteur. Mediante os resultados obtidos a teoria da geração espontânea foi negada e substituída pela teoria da biogênese.
14 Abiogênese X Biogênese
Experiência de Redi O experimento de Redi Até o século XVII era comum a idéia de que moscas eram geradas espontaneamente a partir de cadáveres em putrefação. O médico italiano Francesco Redi não aceitava esta idéia e postulou que as moscas eram originárias de
ovos colocados nos cadáveres por outras moscas. Seguindo os procedimentos da ciência moderna, Redi postulou duas hipóteses: as moscas são geradas de cadáveres (hipótese abiogênica) e as moscas são geradas de outras moscas (hipótese biogênica). Para testa suas hipóteses, Redi colocou cadáveres de animais em frascos de vidro. Alguns vidros permaneceram abertos e outros foram fechados com um tecido tipo gaze. Nos vidros que foram mantidos abertos, moscas podiam entrar e neles, depois
de alguns dias surgiram vermes (larvas) que posteriormente se transformaram em moscas. Nos vidros mantidos fechados com gaze as moscas não conseguiam entrar e não apareceu sobre os cadáveres de animais vermes (larvas) e moscas. A interpretação do resultado dos experimentos permitiu a Redi concluir que as moscas surgiram nos cadáveres somente quando outras moscas depositaram ali seus ovos. A hipótese biogênica foi confirmada. Embora a experiência de Redi tenha confirmado a hipótese
que os seres vivos têm origem a partir de outros seres vivos (processo de indução), a crença na geração espontânea ainda resistiu. Especialmente, devido à má interpretação de alguns trabalhos de expoentes cientistas da época. O resultado validou a hipótese biogênica.
15 Abiogênese X
Biogênese
Observações de Leeuwenhoek Acreditava-se no século XVII que os microrganismos eram seres tão simples , variados e presentes em todos os lugares que não poderiam ser formados por reprodução. Esta crença favoreceu a hipótese abiogênica. Observações de Leeuwenhoek No século XVII, o naturalista holandês Antonie van Leeuwenhoek descobriu com o uso de um microscópio os microrganismos e afirmou que era difícil imaginar como seres tão
simples, variados, e presentes em todos os lugares, pudesse surgir por reprodução. A teoria da geração espontânea parecia adequada para explicar a geração dos microrganismos.
16 Abiogênese X Biogênese
Experiência de Joblot Alguns frascos permaneceram abertos
Alguns frascos foram fechados com pergaminhos Caldo nutritivo a base de carne e vegetais Alguns dias depois Aquecimento prolongado A experiência de Joblot No século XVIII,em 1711, o Frances Louis Joblot colocou em frascos cuidadosamente limpos, um caldo nutritivo a base de carnes e vegetais, previamente fervido de forma duradoura, com o objetivo de matar todos os prováveis microrganismos presentes na solução
nutritiva. Alguns dos frascos foram mantidos abertos enquanto outros foram fechados com um pergaminho (couro animal). Após alguns dias, Joblot visualizou amostras dos frascos ao microscópio e observou a presença de microrganismos em amostras obtidas dos frascos abertos. As amostras retiradas dos frascos fechados não apresentavam microrganismos. Os resultados obtidos por Joblot permitiram ele concluir que os microrganismos que apareceram nos fracos que permaceram abertos estavam no ar. A hipótese
biogênica para a origem dos microorganismos foi confirmada. O resultado validou a hipótese biogênica. Visualizou-se microrganismos Não visualizou-se microrganismos
17 Abiogênese X Biogênese
Experiência de Needhan Frascos permaneceram
fechados com rolhas de cortiça Caldo nutritivo a base de carne Alguns dias depois A experiência de Needhan Apesar de a experiência de Joblot ter sido bem executada alguns cientistas que defendiam a geração espontânea apontavam um erro experimental: a fervura do caldo nutritivo teria destruído a força vital necessária ao surgimento da vida, no caso os microrganismos. No século XVIII, em 1745, o inglês John Needhan preparou um caldo
nutritivo e o distribuiu em vários frascos que sofreram uma breve fervura (30 minutos) e logo em seguida foram fechados com rolhas. Após alguns dias, Needhan visualizou amostras dos frascos e observou a presença de microrganismos. Os resultados obtidos por Needhan permitam a ele concluir que quando o caldo nutritivo era aquecido brevemente, o principio vital que gerava os microrganismos a partir do caldo nutritivo era preservado. Needhan validou a hipótese abiogênica para os
microrganismos. Breve aquecimento O resultado validou a hipótese abiogênica. Visualizou-se microrganismos
18 Abiogênese X Biogênese
Experiências de Spalanzani Alguns frascos permaneceram fechados com rolhas de cortiça Alguns
frascos permaneceram fechados com o derretimento do gargalo do vidro Caldo nutritivo a base de carne Breve aquecimento Aquecimento prolongado Alguns dias depois Alguns dias depois Alguns frascos que permaneceram fechados com o derretimento do gargalo do vidro foram abertos O resultado validou a hipótese biogênica. A experiência de Spalanzani No século XVIII, o padre e pesquisador
Lazzaro Spalanzani discordou do procedimento de Needhan e refez de uma forma modificada seu experimento. Spalanzani colocou em vários frascos previamente limpos um caldo nutritivo a base de carne. Alguns foram mantidos fechados com rolhas de cortiça e fervidos brevemente exatamente da mesma forma feita anteriormente por Needhan, e outros foram fechados com o derretimento dos gargalos dos vidros e fervidos longamente. Spalanzani obteve com o procedimento experimental a observação de
microrganismos nos frascos tampados com a rolha e não os observou dos frascos hermeticamente fechados com o derretimento dos gargalos dos vidros e concluiu: a rolha não vedou hermeticamente os frascos, permitindo a entradas de microrganismos presentes no ar. Spalanzani confirmou a hipótese biogênica para a origem dos microrganismos Needhan refutou os dados de Spalanzani afirmando que o aquecimento prolongado destruiu o principio vital organizador da vida. Então Spalanzani abriu
alguns dos vidros que permaneciam hermeticamente fechados nos fracos com gargalo derretido e após alguns dias verificou a presença de microrganismos. Spalanzani confirmou novamente a hipótese biogênica para a origem dos microrganismos. Mas o persistente Needhan contra-argumentou que ao entrar em contato com o ar o principio vital foi restabelecido e caldo nutritivo pode novamente ter condições de gerar abiogenicamente microrganismos. Como Spalanzani não conseguiu
elaborar um experimento para negar os argumentos de Needhan, a questão da origem dos microrganismos não foi resolvida. Visualizou-se microrganismos Não visualizou-se microrganismos Visualizou-se microrganismos
19 Abiogênese X Biogênese
Experiência de
Pasteur O resultado validou a hipótese biogênica. A experiência de Pasteur No século XIX, em 1860, a polêmica da origem dos microrganismos ainda existia e a Academia Francesa de Ciências ofereceu um grande prêmio em dinheiro para que realizasse um experimento conclusivo para explicar a origem dos microrganismos. O desafio foi vencido pelo Frances Louis Pasteur. Em seu experimento, Pasteur colocou em frascos de vidro previamente limpos caldos
nutritivos e amoleceu seus gargalos no fogo, moldando os gargalos na forma de um pescoço de cisne. O gargalo deformado permaneceu aberto em contato com o ar. Em seguida submeteu os frascos a um longo aquecimento até a produção de vapor. Reservou os frascos e após alguns dias observou amostras do caldo ao microscópio e percebeu que não existiam microrganismos na solução nutritiva. Os resultados obtidos permitiram a Pasteur dizer que os frascos não desenvolveram microorganismos, pois estes ficavam
retidos na curvatura do gargalo em forma de pescoço de cisne, mas o ar estéril (sem microrganismos) entrava em contato com a solução. Pasteur validou, portanto a hipótese biogênica da origem dos microrganismos. Ganhou o prêmio e entrou para a história como o sepultador da abiogênese. Depois de Pasteur a ciência pode se preocupar com outras questões importantes sobre a vida. Como surgiram os primeiros seres vivos. Visualizou-se microrganismos Não
visualizou-se microrganismos
20 Abiogênese X Biogênese
Questões para o estudo Abiogênese X Biogênese 1. O que dizia a teoria da geração espontânea ou abiogênese? 2. O que diz a biogênese? 3. Explique o experimento de Redi, cite as
hipóteses testadas, descreva os resultados obtidos e apresente a colusão do experimento? 4. Por que a descoberta dos microrganismos reforçou a crença na abiogênese? 5. Qual foi o resultado obtido no experimento de Needhan que reforçou a crença da abiogênese? Você concorda com a interpretação de Needhan? 6. Com que tipo de experimento Spalanzani contestou os resultados de Needhan? 7 Qual foi a crítica de Needhan ao experimento de Spalanzani, que
este não conseguiu refutar? 8. Como Pasteur chegou a um conclusão definitiva da origem dos microorganismos?
21 Ou Teoria da panspermia (Teoria cosmozóica) Vida na Terra
1os seres vivos formaram-se no
Cosmos (universo) Cometas Vida na Terra Meteoros Ou A teoria da panspermia (teoria cosmozóica) A teoria da panspermia (teoria cosmozóica) prega que a matéria prima que forma a estrutura dos seres vivos que ocorrem na Terra ou mesmo os próprios organismos teria sido formados fora do planeta e trazidos para cá por meteoros e cometas e aqui evoluído em toda a diversidade atual. A teoria da
panspermia foi proposta no século XIX por Thompson, o Lord Kelvin e teve em Arrhenius no inicio do século XX um dos seus maiores defensores. A teoria da panspermia não recebeu a princípio grande apoio da comunidade científica. Muitos cientistas achavam especulativo supor que no universo ocorressem condições para a formação de matéria orgânica e vida. Caso a vida existisse em outros planetas, a sobrevivência dos seres vivos pelo cosmos seria pouco provável, visto a existência de
variações extremas de temperatura. Caso as formas de vida sobrevivessem à viagem pelo cosmos, os veículos de transporte, cometas e meteoros, incendiaram a entrar em atrito com a atmosfera terrestre, destruindo os compostos orgânicos e as formas de vida. Mas atualmente, a teoria da panspermia recebe grandes investimentos investigativos. O aumento do conhecimento do universo revelou a presença de compostos orgânicos em nebulosas dos cosmos, amostras de cometas foram coletadas por
sondas e sua analise revelou a presença de compostos orgânicos e água. E foram descobertos meteoritos na Terra que possuíam em seu interior compostos orgânicos. Embora a teoria da panspermia cósmica seja considerada uma possibilidade relevante para explicar onde a vida de formou, ela não explica a grande questão, como surgiu os primeiros seres vivos. Na Terra ocorreu um processo de evolução química Matéria dos seres vivos formou-se no
cosmos (universo) Cometas 1os seres vivos Meteoros Evolução química
22 Teoria da evolução química da vida (evolução
molecular)
Compostos inorgânicos (C H O N) Moléculas orgânicas simples Moléculas orgânicas complexas Coacervados Protocélulas A teoria da panspermia e da evolução química não são antagônicas, pois este processo poderia ter ocorrido na Terra ou fora dela. A teoria da evolução química (teoria da evolução molecular da vida) A teoria da evolução química
(teoria da evolução molecular da vida) preconiza que a vida é a resultante de um processo de evolução química em que compostos inorgânicos se combinam, originando moléculas orgânicas simples, como aminoácidos, monossacarídeos (açúcares), bases nitrogenadas, ácidos graxos, entre outros compostos. Da reação dos compostos orgânicos simples formam-se compostos orgânicos mais complexos e estáveis, como polissacarídeos, proteínas, lipídios e ácidos nucléicos. Finalmente estas estruturas originam
estruturas com capacidade metabólica e autoduplicação, formando os seres vivos primordiais. A teoria da evolução química da vida foi proposta no final do século XIX pelo biólogo inglês Thomas Huxley e retomada no início do século XX pelo biólogo inglês Haldane e pelo bioquímico russo Oparin. As teorias da panspermia e evolução química da vida são teoria complementares que pregam que em qualquer lugar, onde as condições fossem propícias, na Terra ou fora dela, a vida
poderia surgir por evolução química. As condições necessárias para a evolução química da vida seriam: fontes abundantes dos elementos carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio (CHON), um meio rico em água para favorecer a ocorrência de reações químicas, um meio com fontes de energia abundantes para estimular as reações, um ambiente relativamente estável e muito tempo, talvez bilhões de anos, para que ao acaso se produzisse as primeiras formas de vida.
23 O origem do universo A origem do universo
A cerca de 18 bilhões anos um grande acúmulo de matéria em um ponto único deu origem a uma grande explosão, o Big Bang, formando o incandescente universo em expansão. Alguns bilhões de anos se passaram e o universo esfriou-se e se formou as
galáxias, com suas estrelas, planetas, cometas e meteoros.
24 A Terra primitiva A Terra primitiva
Evidências científicas sugerem que a Terra foi formada a cerca de 4,5 bilhões de anos, a partir do agrupamento de matéria que girava em torno do sol. Em seu
início o planeta era incandescente (muito quente), mas logo iniciou um processo de perda de calor para o espaço, ocorrendo um resfriamento. A “infância do planeta” (primeiros 700 milhões de anos) foi muito tumultuada. O planeta foi intensamente bombardeado por meteoros e cometas, recebendo toneladas de matéria do espaço, especialmente água. Mas como a temperatura era ainda muito elevada, a água permanecia em estado de vapor.
25 A atmosfera da terra primitiva
N2 H2O H2 Relâmpagos NH3 Raios U.V CH4 CO2 Oceanos e atmosfera da Terra primitiva Com o resfriamento do planeta, formou-se a crosta terrestre, uma superfície
rochosa sólida, e a água passou também a ocorrer na forma líquida e se acumular na superfície do planeta, formando os primeiros rios e oceanos. Em seus primórdios a terra era um planeta com muita energia livre na atmosfera. Energia térmica liberada do centro da Terra por vulcões, descargas elétrica decorrentes de intensas tempestades e grande quantidade de radiação ultravioleta, devido à ausência de uma camada de ozônio na atmosfera primitiva. A constituição gasosa da
atmosfera da terra primitiva é objeto de muita discussão no meio científico. No começo do século XX, postulava-se que a atmosfera seria muito diferente da atual. Uma mistura rica em gases metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor de água (H2Ovapor). Já os gases oxigênio e ozônio seriam ausentes. Calor
26 Hipótese de Oparin e Haldane
H2O H2 NH3 CH4 CO2 Hipótese de Oparin e Haldane: hipótese da evolução gradual dos sistemas químicos O bioquímico russo Oparin e o biólogo inglês Haldane propuseram no inicio do século XX a hipótese da evolução gradual dos sistemas químicos. Os principais passos dessa teoria seriam: Os gases presentes na atmosfera primitiva da
Terra (CH4, NH3, H2 e H2Ovapor) sob influencia da radiação U.V (ultravioleta) e descargas elétricas dos relâmpagos formaram moléculas orgânicas simples. As moléculas orgânicas simples formadas na atmosfera foram carregadas pela chuva e se acumularam em depressões rochosas na superfície quente da crosta terrestre (oceanos primitivos). Nos quentes oceanos primitivos reações converteram as moléculas orgânicas simples em moléculas orgânicas complexas (polissacarídeos,
lipídios e proteínas e ácidos nucléicos). No oceano primitivo, sob condições salinas e de pH propícias as proteínas formaram aglomerados protéicos com metabolismo independente do meio (coacervados). Várias reações químicas ocorreram no interior dos aglomerados protéicos (coacervados) formando um sistema de autoduplicação que permitiu a formação de outros aglomerados semelhantes (reprodução). Neste caso, os aglomerados protéicos (coacervados) foram considerados
proto-celulas. Um ponto importante na teoria de Haldane e Oparin era que na atmosfera primitiva não existiam gás oxigênio (O2), que fruto do metabolismo fotossintético de alguns seres vivos, e o gás ozônio (O3), decorrente da modificação do gás oxigênio. A carência de gás oxigênio permitia uma maior estabilidade dos compostos orgânicos formados, pois não seriam oxidados pelo gás oxigênio. A inexistência de uma camada de gás ozônio na atmosfera permitia a grande incidência de
radiação ultravioleta (U.V) para estimular energeticamente reações. A hipótese de Oparin e Haldane nunca foi encarada como uma verdade absoluta, pois foi montada baseada em evidências científicas da formação do planeta e de uma composição química da atmosfera primitiva específica, não confirmada pela ciência. Compostos orgânicos simples Compostos orgânicos complexos protocélulas coacervados
27 Resumo da hipótese de Oparin e Haldane:
evolução gradual dos sistemas químicos CH4 NH3 H2O H2 Atmosfera São formados compostos orgânicos simples Origem das protocélulas (seres unicelulares, heterótrofos e
anaeróbicos) Oceanos e atmosfera da Terra primitiva Com o resfriamento do planeta, formou-se a crosta terrestre, uma superfície rochosa sólida, e a água passou também a ocorrer na forma líquida e se acumular na superfície do planeta, formando os primeiros rios e oceanos. Em seus primórdios a terra era um planeta com muita energia livre na atmosfera. Energia térmica liberada do centro da Terra por vulcões, descargas elétrica decorrentes de intensas
tempestades e grande quantidade de radiação ultravioleta, devido à ausência de uma camada de ozônio na atmosfera primitiva. A constituição gasosa da atmosfera da terra primitiva é objeto de muita discussão no meio científico. No começo do século XX, postulava-se que a atmosfera seria muito diferente da atual. Uma mistura rica em gases metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor de água (H2Ovapor). Já os gases oxigênio e ozônio seriam ausentes. Compostos
orgânicos complexos Solo Oceanos Acumulação de compostos orgânicos no fundo dos oceanos (“sopa nutritiva”) Formação dos coacervado (aglomerados de proteínas) Oceanos
28 Experimento de Urey & Miller
(Experimento de
Miller): Simulação da Terra Primitiva Descarga elétricas estimulando reações (“relâmpagos”) Circulação de água fria por fora do sistema provoca condensação (“chuvas”) Mistura de gases CH4, NH3, H2 e H2O é introduzida no sistema (“atmosfera”) Circulação (“Ciclo da água”) O experimento de Urey & Miller (experimento de Miller) Em 1953, os americanos Urey e Miller demonstraram
experimentalmente a síntese de moléculas orgânicas em condições semelhantes a da terra primitiva. O experimento ocorreu em um sistema de vidros, isolado da atmosfera, que simulava as condições da Terra primitiva. O sistema era formado por um frasco de água em ebulição, representando calor nos oceanos primitivos, conectado a um grande vaso esférico contendo uma mistura de gases como, amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2Ovapor) que simulava a atmosfera
primitiva. No vaso esférico, dois eletrodos permitiam a ocorrência de descargas elétricas em alta voltagem, simulando os relâmpagos das tempestades da atmosfera primitiva. Ao sair do vaso esférico, os gases passavam por uma superfície fria, um condensador, tornando-se líquida, simulando as chuvas. O líquido era então conduzido para um depósito conectado ao frasco em ebulição (oceanos primitivos). Dessa forma, a mistura de gases e líquidos circulava em um sistema fechado (isolado da atmosfera
atual), representando o ciclo hidrológico da Terra primitiva. Depois de o aparelho funcionar durante uma semana uma amostra do depósito que simulava o oceano primitivo foi coletada e analisada. O líquido encontrava-se escuro e quimicamente, mostrou além da água aminoácidos simples, ácidos graxos e uréia, entre outras substâncias. Os gases no vaso esférico também foram analisados e mostrou a presença de gás monóxido de carbono (CO), gás dióxido de carbono (CO2) e gás nitrogênio
(N2). Mas tome cuidado com a interpretação dos resultados obtidos neste experimento. Urey e Miller provaram que se a condição da Terra primitiva fosse as simuladas em seu aparelho, ela poderia levar a formação de compostos orgânicos, como os aminoácidos. Após o experimento pioneiro de Urey e Miller novas combinações de gases foram propostas e também levaram a síntese de muitos outros compostos orgânicos, inclusive precursores do ácido nucléico RNA. O conhecimento atual da atmosfera
primitiva da Terra sugere a escassa presença de gás hidrogênio. A ausência de uma atmosfera redutora dificulta em muito a formação de compostos orgânicos. Água acumulada em um depósito com compostos orgânicos: ácido ciânico, purinas, pirimidinas e aminoácidos (“oceano primitivo”) Calor aquecendo a água (“calor”)
29 Aglomerado protéico: microesferas
Experimento de Fox: A formação de microesferas protéicas (“coacervados”) Aminoácidos + água + sais Aglomerado protéico: microesferas (“coacervados”) Microesferas (“coacervados”) Chapa (“rocha quente”) Aquecimento (“Calor”) O experimento
de Fox Em 1953, o cientista americano, Sidney Fox que contribuiu para aumentar a credibilidade na hipótese da evolução gradual dos sistemas químicos (hipótese de Haldane e Oparin). Fox aqueceu aminoácidos em uma superfície seca, simulando rochas quentes, em seguida adicionou água levemente salgada. Ao analisar a solução ao microscópio, observou a presença de pequenas esferas protéicas. Fox chamou a esferas protéicas de microesferas. A formação das microesferas no
procedimento descrito acima foi comparada a formação dos coacervados teorizados por Oparin em sua teoria. Mas cuidado, as microesferas de Fox não podem ser consideradas uma forma de célula primitiva, pois não apresentavam metabolismo próprio e capacidade de autoduplicação. Microesferas (“coacervados”)
30 Material genético dos 1os seres vivos
Hipótese do RNA como material genético primordial (“mundo de RNA”) Hipótese muito investigada atualmente e com uma série de evidencias a seu favor. Hipótese do DNA como material genético
primordial DNA RNA m RNA t Proteína RNA polimerase (enzima)
31 Evidências a favor do “mundo de RNA”
Moléculas de RNA já foram produzidas em condições abióticas (em laboratório).
Nucleotídeos RNA polimerase (enzima) RNA Alguns seres (vírus da gripe) possuem o RNA como material genético e conseguem duplicá-lo. Vírus de RNA Duplicação do RNA Novos vírus Descoberta de moléculas de RNA com ação catalítica (enzimática), as ribozimas, capazes de catalisar a produção de proteínas Aminoácidos Ribozimas (RNA
catalítico) Cadeia de aminoácidos (proteína)
32 Nutrição dos 1os seres vivos
Forma de nutrição Hipótese Autotrófica (hipótese mais aceita) Hipótese heterotrófica Quimiossíntese em arqueabactérias
FeS H2S FeS H2 + energia Dissulfeto de ferro Sulfeto de ferro Gás hidrogênio Sulfeto de hidrogênio CO H2S C6H O2 + H2O Glicose Fotossíntese em sulfobactérias ☼ Dióxido de carbono Gás oxigênio Fermentação (respiração anaeróbia) Fotossíntese (cianobactérias) Respiração aeróbia Água C6H C2H5OH + CO2 +
energia Glicose Álcool Dióxido de carbono Fermentação (respiração anaeróbia) CO2 + H2O C6H O2 Fotossíntese ☼ Gás oxigênio Respiração aeróbia Água C6H O2 CO H2O + energia
33 Nutrição das arqueabactérias
Uma evidência a favor da hipótese autotrófica Fumarolas negras no fundo do oceano Arqueabactérias Quimiossíntese em arqueabactérias FeS H2S FeS2 + H2 + energia Sulfeto de ferro
Sulfeto de hidrogênio Dissulfeto de ferro Gás Hidrogênio
34 Nutrição das arqueabactérias:
Uma evidência a favor da hipótese autotrófica Foto área de um lago de águas quentes: as cores verdes e amarelas no lago são devido a
grande quantidade de arqueabactérias termófilas sulforosas
35 Características celulares dos 1os seres vivos
Unicelulares procariontes Unicelulares eucariontes Multicelulares eucariontes
36 Origem dos eucariontes (endomembranas e endossimbiose)
Procarionte anaeróbico (bactéria primitiva) Procarionte sofre Invaginaçãos da membrana formando o núcleo (eucarionte) Formação das endomembranas formando as organelas
membranosas Eucarionte primitivo realiza endossimbiose com bactéria aeróbica (origem das mitocôndria) Eucarionte primitivo realiza endossimbiose com cianofícea (origem dos cloroplastos) I II III IV V
37 Panspermia e evolução química da vida
Questões para o estudo Panspermia e evolução química da vida Faça um resumo sobre a hipótese da panspermia. Faça um resumo sobre a hipótese da evolução química da vida. Faça um resumo sobre a teoria de Oparin e Haldane. Faça um resumo sobre o experimento de Stanley e Miller. O que são coacervados? Faça um resumo sobre o
experimento de Fox. O que significa na biologia a expressão “mundo de RNA”? Baseado em conhecimentos atuais da Biologia como deveriam ser os primeiros seres vivos quanto a nutrição? O surgimento da fotossíntese teve um impacto grande na vida na Terra. Explique. Faça um resumo sobre a evolução das células procarióticas em células eucarióticas.