2. BIG BANGBIG BANG
Explosão de matExplosão de matéériaria
HHáá aprox. 14 bilhões de anosaprox. 14 bilhões de anos
MatMatééria em expansão /ria em expansão / ““FRAGMENTOSFRAGMENTOS
DE UMA BOMBADE UMA BOMBA””
ForForçça Gravitacionala Gravitacional
AglomeraAglomeraçção de matão de matééria / Surgimento doria / Surgimento do
Sol, Terra...Sol, Terra...
3. SOLSOL
Estrela dentre vEstrela dentre vááriasrias
5 bilhões de anos5 bilhões de anos
AglomeraAglomeraçção dos fragmentos emão dos fragmentos em
expansãoexpansão
Calor do Sol: H + HCalor do Sol: H + H HeHe
4. TERRATERRA
AglomeraAglomeraçção da mesma matão da mesma matéériaria
4,5 bilhões de anos4,5 bilhões de anos
““Bola de FogoBola de Fogo””
Aumento de tamanho / RetenAumento de tamanho / Retençção deão de
gases / Atmosfera terrestre primitiva /gases / Atmosfera terrestre primitiva /
““HIDROGÊNIO e HHIDROGÊNIO e HÉÉLIOLIO””
5. Origem da VidaOrigem da Vida
Teoria da Abiogênese:Teoria da Abiogênese:
Criada por AristCriada por Aristóóteles (384teles (384--322 a. C) ;322 a. C) ;
Afirmava que as espAfirmava que as espéécies surgem porcies surgem por
gerageraçção espontânea;ão espontânea;
Os organismos podiam surgir a partir deOs organismos podiam surgir a partir de
uma massa inerte segundo um princuma massa inerte segundo um princíípio ativopio ativo
(nascimento de um rato atrav(nascimento de um rato atravéés das da
combinacombinaçção de uma camisa suja com umão de uma camisa suja com um
pouco de milho);pouco de milho);
6. Origem da vidaOrigem da vida
AtAtéé meados do smeados do sééc. XIX, acreditavac. XIX, acreditava--se quese que
seres podiam surgir espontaneamente daseres podiam surgir espontaneamente da
matmatééria nãoria não--viva.viva.
Hoje, sabeHoje, sabe--se que um ser vivo surgese que um ser vivo surge
somente atravsomente atravéés das da reprodureproduççãoão..
BiogêneseBiogênese versusversus abiogêneseabiogênese
7. Origem da vidaOrigem da vida
Defensores daDefensores da
abiogêneseabiogênese
HelmontHelmont
NeedhamNeedham
AristAristóótelesteles
Isaac NewtonIsaac Newton
RenRenéé DescartesDescartes
CrCrííticos daticos da
abiogêneseabiogênese
RediRedi
JoblotJoblot
SpallanzaniSpallanzani
Louis PasteurLouis Pasteur
8. Origem da vidaOrigem da vida
JanJan BaptistaBaptista vanvan HelmontHelmont(1577(1577--1644)1644)
““(...)coloca(...)coloca--se, num canto sossegado ese, num canto sossegado e
pouco iluminado, camisas sujas. Sobrepouco iluminado, camisas sujas. Sobre
elas espalhamelas espalham--se grãos de trigo, e ose grãos de trigo, e o
resultado serresultado seráá que, em 21 dias, surgirãoque, em 21 dias, surgirão
ratos.ratos.””
9. Origem da vidaOrigem da vida
FrancescoFrancesco RediRedi(1626(1626--1697)1697)
Um dos primeiros a empregar o mUm dos primeiros a empregar o méétodo experimentaltodo experimental
Uma das principais evidências da abiogênese era oUma das principais evidências da abiogênese era o
aparecimentoaparecimento ““espontâneoespontâneo”” dede ““vermesvermes”” em carne podreem carne podre
HipHipóótese detese de RediRedi:: ““Os seresOs seres vermiformesvermiformes que surgemque surgem
na carne em putrefana carne em putrefaçção sãoão são larvaslarvas, um est, um estáágio do ciclogio do ciclo
de vida das moscas. As larvas devem surgir de ovosde vida das moscas. As larvas devem surgir de ovos
colocados por moscas, e não por geracolocados por moscas, e não por geraçção espontânea aão espontânea a
partir da putrefapartir da putrefaçção da carneão da carne””
10.
11. Origem da vidaOrigem da vida
Meados do sMeados do sééculo XVII: descoberta dosculo XVII: descoberta dos
micrmicróóbios.bios.
ReanimaReanimaçção da hipão da hipóótese da geratese da geraççãoão
espontâneaespontânea
OsOs abiogenistasabiogenistas achavam que seres tãoachavam que seres tão
pequenos e simples como os micrpequenos e simples como os micróóbios não sebios não se
reproduziam, surgindo por gerareproduziam, surgindo por geraçção espontâneaão espontânea
12. Origem da vidaOrigem da vida
LouisLouis JoblotJoblot(1645(1645--1723)1723)
Em 1711, ferveu um caldo nutritivoEm 1711, ferveu um caldo nutritivo àà base de carne ebase de carne e
repartiurepartiu--o entre duas so entre duas sééries de frascos: uns abertos eries de frascos: uns abertos e
outros tampados com pergaminhooutros tampados com pergaminho
ApApóós alguns dias, os frascos abertos estavam repletoss alguns dias, os frascos abertos estavam repletos
de micrde micróóbios, enquanto os frascos tampadosbios, enquanto os frascos tampados
continuavam inalterados.continuavam inalterados.
Conclusão deConclusão de JoblotJoblot: Os micr: Os micróóbios surgiam debios surgiam de
““sementessementes”” provenientes do ar, e não por geraprovenientes do ar, e não por geraççãoão
espontânea a partir do caldoespontânea a partir do caldo
13. Origem da vidaOrigem da vida
JohnJohn NeedhamNeedham(1713(1713--1781)1781)
HipHipóótese da geratese da geraçção espontânea ganha novo impulsoão espontânea ganha novo impulso
Colocou caldo nutritivo em diversos frascos, fervendoColocou caldo nutritivo em diversos frascos, fervendo--osos
por 30 min e tampou os frascos com rolhaspor 30 min e tampou os frascos com rolhas
Depois de alguns dias, os caldos estavam repletos deDepois de alguns dias, os caldos estavam repletos de
micrmicróóbios. Argumentou então que os seres presentesbios. Argumentou então que os seres presentes
nos caldos surgiram por geranos caldos surgiram por geraçção espontânea.ão espontânea.
14. Origem da vidaOrigem da vida
LazzaroLazzaro SpallanzaniSpallanzani(1729(1729--1799)1799)
Realizou experimentos semelhantes aosRealizou experimentos semelhantes aos
dede NeedhamNeedham, mas obteve resultados, mas obteve resultados
diferentesdiferentes
As infusões preparadas porAs infusões preparadas por SpallanzaniSpallanzani,,
muito bem fervidas e cuidadosamentemuito bem fervidas e cuidadosamente
arrolhadas, continuaram livre de micrarrolhadas, continuaram livre de micróóbiosbios
15.
16. Origem da vidaOrigem da vida
NeedhamNeedham versusversus SpallanzaniSpallanzani
Argumento deArgumento de SpallanzaniSpallanzani:: NeedhamNeedham não ferveu o caldonão ferveu o caldo
por tempo suficiente ou não vedou os frascos de formapor tempo suficiente ou não vedou os frascos de forma
eficienteeficiente
Resposta deResposta de NeedhamNeedham: A fervura por tempo prolongado: A fervura por tempo prolongado
destrudestruíía aa a ““forforçça vitala vital”” presente no caldopresente no caldo
FranFranççoisois AppertAppert: Aproveitou as experiências de: Aproveitou as experiências de
SpallanzaniSpallanzani e inventou a inde inventou a indúústria de enlatadosstria de enlatados
17. Origem da vidaOrigem da vida
Final do sFinal do sééculo XVIII: descoberta do gculo XVIII: descoberta do gááss
oxigênio e seu papel essencialoxigênio e seu papel essencial àà vidavida
Novo ponto de apoio para osNovo ponto de apoio para os
abiogenistasabiogenistas, que argumentavam que o, que argumentavam que o
aquecimento prolongado e a vedaaquecimento prolongado e a vedaççãoão
hermherméética exclutica excluííam o oxigênio necessam o oxigênio necessááriorio
àà gerageraçção espontânea eão espontânea e àà sobrevivênciasobrevivência
dos seres.dos seres.
18. Origem da vidaOrigem da vida
Nova disputa travada entreNova disputa travada entre biogenistasbiogenistas ee abiogenistasabiogenistas
AbiogenistasAbiogenistas: A presen: A presençça de ar fresco era fundamentala de ar fresco era fundamental
para a gerapara a geraçção espontânea da vidaão espontânea da vida
BiogenistasBiogenistas: O ar era a fonte de contamina: O ar era a fonte de contaminaçção dosão dos
caldoscaldos
Academia Francesa de Ciências: prêmio para quemAcademia Francesa de Ciências: prêmio para quem
apresentasse um experimento definitivo sobre essaapresentasse um experimento definitivo sobre essa
questãoquestão
19. Origem da vidaOrigem da vida
Louis Pasteur(1822Louis Pasteur(1822--1895)1895)
Experiência nos AlpesExperiência nos Alpes –– Pasteur Levou frascos de vidroPasteur Levou frascos de vidro
fechados completamente contendo caldo nutritivo atfechados completamente contendo caldo nutritivo atéé asas
altitudes dos Alpesaltitudes dos Alpes
Abriu os frascos para que os caldos ficassem expostosAbriu os frascos para que os caldos ficassem expostos
ao ar das montanhas; depois, foram novamenteao ar das montanhas; depois, foram novamente
derretidos e fechadosderretidos e fechados
De volta ao laboratDe volta ao laboratóório, verificou que apenas um 1 dosrio, verificou que apenas um 1 dos
vinte frascos abertos nas montanhas havia sevinte frascos abertos nas montanhas havia se
contaminadocontaminado
20. Origem da vidaOrigem da vida
Argumento de Pasteur: O ar das montanhasArgumento de Pasteur: O ar das montanhas
continha muito menoscontinha muito menos ““sementessementes”” dede
organismos microscorganismos microscóópicos do que o ar dapicos do que o ar da
cidade, onde qualquer frasco aberto sempre secidade, onde qualquer frasco aberto sempre se
contaminavacontaminava
Na presenNa presençça de membros da academia,a de membros da academia,
quebrou o gargalo de alguns frascos, expondoquebrou o gargalo de alguns frascos, expondo
os caldos ao ar da cidade; 3 dias depois, todosos caldos ao ar da cidade; 3 dias depois, todos
os frascos haviam sido contaminadosos frascos haviam sido contaminados
Comissão julgadora solicitou mais provasComissão julgadora solicitou mais provas
21. Origem da vidaOrigem da vida
Os frascos com pescoOs frascos com pescoçço de cisne: novo experimentoo de cisne: novo experimento
Pasteur amoleceu os gargalos no fogo, esticandoPasteur amoleceu os gargalos no fogo, esticando--os eos e
curvandocurvando--os em forma de pescoos em forma de pescoçço de cisne; em seguidao de cisne; em seguida
ferveu os caldos atferveu os caldos atéé que saque saíísse vapor pela extremidadesse vapor pela extremidade
dos gargalosdos gargalos
ÀÀ medida que esfriava, o ar penetrava pelo gargalo, masmedida que esfriava, o ar penetrava pelo gargalo, mas
as partas partíículas do ar ficavam retidas nas paredes doculas do ar ficavam retidas nas paredes do
gargalo em forma de pescogargalo em forma de pescoçço; Nenhum frasco seo; Nenhum frasco se
contaminoucontaminou
Derrubada definitiva da hipDerrubada definitiva da hipóótese da geratese da geraçção espontâneaão espontânea
22.
23. BIOGÊNESEBIOGÊNESE
Pasteur comprovou
TODO SER VIVO SE
ORIGINA DE OUTRO -
reprodução
Mas e o primeiro serMas e o primeiro ser
vivo?????vivo?????
COMO SABER SUACOMO SABER SUA
ORIGEM???ORIGEM???
24. Oparin, (1894 - 1980)
TEORIA DA “SOPA PRIMORDIAL”
Ou NATURALISTA
possuía conhecimentos em geologia, biologia,
astronomia e bioquímica.
Publicou o livro A Origem da Vida.
Por volta de 1930 - cientista russo
25. Atmosfera primitiva: metano (CH4), amônia (NH3), hidrogênio (H2) e vapor de
água (H2O).
TEORIA DA “SOPA PRIMORDIAL”
27. O coacervado
Oparin obteve coacervados ao misturar ácido a uma solução de
proteínas em água.
O coacervado que tivesse aprisionado proteínas enzimáticas e
uma molécula de ácido de nucléico seria considerado o primeiro
ser vivo. Ele seria capaz de realizar metabolismo, de reproduzir-
se, de apresentar hereditariedade e evoluir
28. Origem da VidaOrigem da Vida
Numa experiência pioneira, no inNuma experiência pioneira, no iníício doscio dos
anos 50, o cientista americano Stanleyanos 50, o cientista americano Stanley
Miller recriou a provMiller recriou a prováável atmosferavel atmosfera
primitiva.primitiva.
Misturou num recipienteMisturou num recipiente
hermeticamente fechado hidrogêniohermeticamente fechado hidrogênio
(H(H22), vapor), vapor d'd'áágua (Hgua (H22O), amônia (NHO), amônia (NH33) e) e
metano (CHmetano (CH44).).
29. Origem da VidaOrigem da Vida
Fez passar atravFez passar atravéés dessa mistura fortess dessa mistura fortes
descargas eldescargas eléétricas para simular os raios dastricas para simular os raios das
tempestades ocorridas continuamente natempestades ocorridas continuamente na
éépoca e obteve então aminopoca e obteve então aminoáácidoscidos -- "tijolos""tijolos"
bbáásicos das protesicos das proteíínas.nas.
Outras experiências testaram os efeitos doOutras experiências testaram os efeitos do
calor, dos raios ultravioleta e das radiacalor, dos raios ultravioleta e das radiaççõesões
ionizantes sobre misturas semelhantesionizantes sobre misturas semelhantes àà dede
MillerMiller -- todas simulando a atmosferatodas simulando a atmosfera
primitiva.primitiva.
31. Origem da VidaOrigem da Vida
Os aglomerados protOs aglomerados protééicos formadas naicos formadas na
primitividade da Terra foram organizados eprimitividade da Terra foram organizados e
envoltos por uma pelenvoltos por uma pelíícula de molcula de molééculas deculas de ááguagua
chamados dechamados de CoacervadosCoacervados ouou CoacervatosCoacervatos..
A partir destas estruturasA partir destas estruturas éé que surgiramque surgiram
todos os seres vivos da Terra.todos os seres vivos da Terra.
““Segundo a proposta evolucionista!Segundo a proposta evolucionista!””
32. Origem da VidaOrigem da Vida
Teorias Modernas sobre a origem da vida:Teorias Modernas sobre a origem da vida:
Teoria da EvoluTeoria da Evoluçção Quão Quíímica ou Molecular:mica ou Molecular:
Proposta por cientistas como Oparin (1894Proposta por cientistas como Oparin (1894--1980);1980);
AdmiteAdmite--se que a vida seja resultado de umse que a vida seja resultado de um
processo de evoluprocesso de evoluçção quão quíímica em que compostosmica em que compostos
inorgânicos se combinaram, originando molinorgânicos se combinaram, originando molééculasculas
orgânicas simples (a.a., aorgânicas simples (a.a., açúçúcares, basescares, bases
nitrogenadas etc.);nitrogenadas etc.);
Estas, por sua vez, combinaramEstas, por sua vez, combinaram--se produzindose produzindo
molmolééculas mais complexas (proteculas mais complexas (proteíínas, lipnas, lipíídios,dios,
áácidos nuclcidos nuclééicos etc.) com capacidade deicos etc.) com capacidade de
autoduplicaautoduplicaçção e metabolismo.ão e metabolismo.
33. Origem da VidaOrigem da Vida
Teorias Modernas sobre a origem da vida:Teorias Modernas sobre a origem da vida:
PanspermiaPanspermia ouou cosmozcosmozóóicaica ::
A idA idééia surgiu no final do sia surgiu no final do sééculo XIX e inculo XIX e inííciocio
do sdo sééculo XX por Arrhenius (1859culo XX por Arrhenius (1859--1927)1927) ––
entre outros;entre outros;
A vida teria surgido de seres vivos ou deA vida teria surgido de seres vivos ou de
substâncias precursoras da vidasubstâncias precursoras da vida
provenientes de outros locais do cosmos;provenientes de outros locais do cosmos;
34. TEORIA DA PANSPERMIA
Estudos realizados sobre
o meteorito de nome
EETA79001 (de origem
provável de Marte), está
ainda longe de nos dar
resultados conclusivos
Já foi comprovada a
existência de moléculas
orgânicas no espaço.
"Panspermia", que é a hipótese segundo a qual as
“sementes de vida” são prevalentes em todo o
Universo e que a vida na Terra começou quando
uma dessas sementes aqui
35. TEORIA DA PANSPERMIA
Em agosto de 1996 foi encontrado o meteorito marciano ALH84001 (nome:
meteorito número 001, coletado em 1984, na região chamada Allan Hills, na
Antártica). Este meteorito é um dos 30 meteoritos já coletados na Terra que
acredita-se foram arrancados de Marte por colisões de asteroides.
Ele mostra traços de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e depósitos
minerais parecidos com os causados por bactérias na Terra
1,9 kg
cristalizou-se
no magma de
Marte há 4,5
bilhões de anos
caiu na
Antárctica 13
mil anos atrás
37. O RNA é hoje uma espécie de intermediário entre o DNA e a síntese de
proteínas, mas os cientistas acreditam que nem sempre ele teve esse papel
secundário
RNA tem uma estrutura semelhante ao DNA, por isso também é capaz de
guardar informação genética. Na verdade ele é quem "lê" a informação
do DNA e a transporta para sintetizar proteínas.
Além disso, ele é capaz de atuar como alguns tipos de enzimas,
proteínas que controlam reações químicas da célula
Bioquímico Leslie Orgel, do Instituto Salk (Califórnia) - fim da década de 60:
“caso uma enzima de RNA fosse capaz de se auto-replicar, poderia ao
mesmo tempo guardar informação genética e sustentar o metabolismo de
um ser vivo - tudo isso sem precisar do DNA e da polimerase. “
Orgel previa um mundo de micróbios de RNA, que só foram desbancados
pela seleção natural após surgir o primeiro ser vivo com DNA, molécula
muito mais eficaz na tarefa de guardar informação genética
No inNo iníício era DNA ou RNA??cio era DNA ou RNA??
38.
39. Em 1999, Stanley Miller (na Universidade da
Califórnia em San Diego) realizou em um
experimento semelhante ao de 1953 (mas com
ingredientes diferentes) gerando uma molécula
batizada de "PNA" (sigla de ácido nucléico peptídico,
em inglês).
Outra molécula candidata a precursora do RNA
também foi criada artificialmente na Califórnia,
pelo Instituto Scripps. Ela se encaixa no RNA, mas
é bem mais estável
40. EvoluEvoluçção dos processoão dos processo
energenergééticosticos
HipHipóótese heterotrtese heterotróófica:fica: a fonte de alimentoa fonte de alimento
desses seres seria constitudesses seres seria constituíída de molda de molééculas que seculas que se
acumulavam nos mares e lagos primitivos.acumulavam nos mares e lagos primitivos.
HipHipóótese autotrtese autotróófica (fica (QuimiolitoautotrQuimiolitoautotróóficosficos):):
produziam seu alimento a partir da energiaproduziam seu alimento a partir da energia
liberada por realiberada por reaçções quões quíímicas (ferro emicas (ferro e
enxofre) da crosta terrestre.enxofre) da crosta terrestre.
Idéia reforçada pela descoberta de microrganismos que vivem
atualmente em locais inóspitos como vulcões e fontes de água
quente.
41. HIPHIPÓÓTESE HETEROTRTESE HETEROTRÓÓFICAFICA
““Sopas OrgânicasSopas Orgânicas””
-- ConstituiConstituiçção dos seresão dos seres
-- Alimento dos seresAlimento dos seres
FermentaFermentaççãoão
CC66HH1212OO66 2 C2 C22HH55OH + 2 COOH + 2 CO22 + ENERGIA+ ENERGIA
43. HIPHIPÓÓTESE AUTOTRTESE AUTOTRÓÓFICAFICA
ÉÉ a mais aceita atualmentea mais aceita atualmente
““QUIMIOQUIMIOLITOLITOAUTOTRAUTOTRÓÓFICOSFICOS””
FeSFeS + H+ H22S FeSS FeS22 + H+ H22 + ENERGIA+ ENERGIA
““ArqueasArqueas ““
FeSFeS e He H22S foram substituS foram substituíídos pela Hdos pela H22O /O /
muito abundante na Terramuito abundante na Terra
44. HIPHIPÓÓTESE AUTOTRTESE AUTOTRÓÓFICAFICA
Não havia molNão havia molééculas orgânicas emculas orgânicas em
quantidade suficiente para sustentar aquantidade suficiente para sustentar a
multiplicamultiplicaçção dos 1ão dos 1ºº seres atseres atéé oo
aparecimento da fotossaparecimento da fotossííntese.ntese.
45. ORIGEM DA FOTOSSORIGEM DA FOTOSSÍÍNTESENTESE
SulfobactSulfobactéériasrias
Trocaram HTrocaram H22S por HS por H22O (abundância)O (abundância)
6 CO6 CO22 + 6+ 6 HH22O 1 CO 1 C66HH1212OO66 + 6 O+ 6 O22 + ENERGIA+ ENERGIA
ConseqConseqüüência :ência : OO22
Metais oxidados, mortes...Metais oxidados, mortes...
46. RESPIRARESPIRAÇÇÃO AERÃO AERÓÓBICABICA
Desenvolvimento de sistemaDesenvolvimento de sistema antioxidantesantioxidantes
Uso do alto poder de oxidaUso do alto poder de oxidaçção do Oão do O22
1 C1 C66HH1212OO66 + 6 O+ 6 O22 6 CO6 CO22 + 6+ 6 HH22OO + ENERGIA+ ENERGIA
EquilEquilííbrio na Terra:brio na Terra: ““reagentes e produtosreagentes e produtos””
Aparecimento da camada de OAparecimento da camada de O33
47. HIPHIPÓÓTESE ENDOSSIMBITESE ENDOSSIMBIÓÓTICATICA
CCéélula eucarilula eucarióótica primitivatica primitiva
EnglobamentoEnglobamento de cde céélulas procarilulas procarióóticasticas
Simbiose vantajosa: abrigo e alimento /Simbiose vantajosa: abrigo e alimento /
energiaenergia
RelaRelaçção bem sucedidaão bem sucedida
Aparecimento de organelas:Aparecimento de organelas:
MITOCÔNDRIA E CLOROPLASTOMITOCÔNDRIA E CLOROPLASTO
50. COMO SURGIRAM OS PRIMEIROS MULTICELULARES??
SIMBIÓTICA
Diferentes protistas se
agregam simbionticamente
COLONIAL
Após a divisão celular de um
protista, suas células
permanecem unidas
CELULARIZAÇÃO
Organismo unicelular
multinucleado desenvolve
membranas entre os núcleos
Simbiose e Celularização trouxeram benefícios....proteção contra predação
ou variações do meio ambiente e aumento da aderência ao substrato
51. Volvox – forma multicelular
esférica com 2000 células
somáticas flageladas e 16
células reprodutivas
Pandorina – forma
multicelular esférica com
16 células idênticas
Gonium – forma multicelular
achatada com 4 a 16 células
ciliadas idênticas
Pleodorina – forma
multicelular esférica com 64
ou 128 células, sendo 24 ou
48 somáticas flageladas
ALGAS VERDES UNICELULARES...
OS ANCESTRAIS DE FUNGOS E PLANTAS...
52. Em determinadas condições
ambientais, esses protistas se
agregam, formando colônias de
células idênticas
Eucariotos unicelulares
(protistas) aquáticos formados
por uma célula arredondada com
um único flagelo rodeado por
uma coroa de cílios
