O documento discute a origem da vida na Terra, abordando a teoria da abiogênese e biogênese, os experimentos de cientistas como Redi, Joblot, Spallanzani, Needham e Pasteur, e as teorias modernas como a panspermia e evolução química de Oparin. O documento também descreve as condições da Terra primitiva, o surgimento dos primeiros seres vivos e moléculas como DNA e RNA.
2. VOCÊ APRENDERÁ NA AULA DE HOJE:
• A Teoria da Geração Espontânea (Abiogênese) e a
Biogênese;
• Experimentos de diversos cientistas sobre a formação do
primeiro ser vivo;
• Panspermia e evolução química;
• As condições da Terra primitiva;
• O surgimento do primeiro ser vivo, hipótese heterotrófica
e autotrófica;
• Surgimento dos Ácidos Nucléicos: DNA e RNA.
3. FORMAÇÃO DA TERRA
Formado a partir
de nuvem cósmica
que originou o sol
O resto de nuvem cósmica
toma forma de disco
girando ao redor do sol
Aproximadamente
entre 4,5 e 5 bilhões
de anos
Condensação de poeira
cósmica e gases
4. ORIGEM DA VIDA
• Até meados do séc. XIX, acreditava-se que seres podiam
surgir espontaneamente da matéria não-viva.
• Hoje, sabe-se que um ser vivo surge somente através da
reprodução.
• Biogênese versus abiogênese.
5. BIOGÊNESE X ABIOGÊNESE
• Antes de
discutirmos como as primeiras
moléculas capazes de se reproduzir foram
formadas em um ambiente primitivo devemos
entender como foi demonstrado que apenas vida
gera vida, ou seja que não há surgimento de vida
a partir da matéria bruta, inanimada.
• Hoje esta idéia é amplamente aceita, mas nem
sempre foi assim, durante anos se acreditou que a
vida podia ser originada a partir “do nada”.
6. Hoje sabemos que a vida
surgiu em condições especiais
e únicas, em ambientes
altamente instáveis como os
lagos termais (foto ao lado), no
entanto nem sempre foi assim,
durante anos se acreditou na
idéia de geração espontânea
da vida.
7. DEFENSORES DA ABIOGÊNESE
Helmont;
Needham;
Aristóteles;
William Hárvey;
Isaac Newton;
René Descartes.
9. ABIOGÊNESE
Jan Baptista Van Helmont (1577-1644)
“(...)coloca-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas
sujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo, e o resultado será que,
em 21 dias, surgirão ratos.”
Francesco Redi(1626-1697)
Redi combateu uma das principais evidências da abiogênese: o
aparecimento “espontâneo” de “vermes” em carne podre.
Hipótese de Redi: “Os seres vermiformes que surgem na carne em
putrefação são larvas, um estágio do ciclo de vida das moscas. As
larvas devem surgir de ovos colocados por moscas, e não por geração
espontânea a partir da putrefação da carne”.
11. ORIGEM DA VIDA
• Meados do século XVII: descoberta dos
micróbios(Antonie van Leeuwenhoek).
• Reanimação
espontânea.
da
hipótese
da
geração
• Os abiogenistas achavam que seres tão
pequenos e simples como os micróbios não se
reproduziam, surgindo por geração espontânea.
12. Louis Joblot (1645-1723)
•Em 1711, ferveu um caldo nutritivo à base de
carne e repartiu-o entre duas séries de frascos:
uns abertos e outros tampados com pergaminho.
•Após alguns dias, os frascos abertos estavam
repletos de micróbios, enquanto os frascos
tampados continuavam inalterados.
•Conclusão de Joblot: Os micróbios surgiam de
“sementes” provenientes do ar, e não por geração
espontânea a partir do caldo.
13. John Needham(1713-1781)
•
Hipótese da geração espontânea ganha novo
impulso.
•
Colocou caldo nutritivo em diversos frascos,
fervendo-os por 30 minutos e tampou os frascos
com rolhas.
•
Depois de alguns dias, os caldos estavam
repletos de micróbios. Argumentou então que os
seres
presentes nos caldos surgiram por
geração espontânea.
14. Lazzaro Spallanzani(1729-1799)
•
Realizou experimentos semelhantes aos de
Needham, mas obteve resultados diferentes.
•
As infusões preparadas por Spallanzani, muito
bem fervidas e cuidadosamente arrolhadas,
continuaram livre de micróbios.
15. NEEDHAM X SPALLANZANI
• Após a descoberta dos microrganismos
discussões sobre a origem da vida são
novamente retomadas.
- Needham (1745) era defensor da abiogênese.
- Spallanzani (1770) era defensor da biogênese.
as
18. • Argumento de Spallanzani: Needham não ferveu o
caldo por tempo suficiente ou não vedou os frascos
de forma eficiente.
• Resposta de Needham: A fervura por tempo
prolongado destruía a “força vital” presente no
caldo.
• François Appert: Aproveitou as experiências de
Spallanzani e inventou a indústria de enlatados.
19. PASTEUR E A DERRUBADA DA ABIOGÊNESE
Louis Pasteur(1822-1895)
•
Experiência nos Alpes – Pasteur Levou frascos de vidro
fechados completamente contendo caldo nutritivo até as
altitudes dos Alpes.
•
Abriu os frascos para que os caldos ficassem expostos
ao ar das montanhas; depois, foram novamente
derretidos e fechados.
•
De volta ao laboratório, verificou que apenas um 1 dos
vinte frascos abertos nas montanhas havia se
contaminado.
20. • 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.
21. • Argumento de Pasteur: O ar das montanhas continha
muito menos “sementes” de organismos microscópicos do
que o ar da cidade, onde qualquer frasco aberto sempre se
contaminava.
• Na presença de membros da academia, quebrou o
gargalo de alguns frascos, expondo os caldos ao ar da
cidade; 3 dias depois, todos os frascos haviam sido
contaminados.
• Comissão julgadora solicitou mais provas.
26. 2) (UFBA) - Essa idéia de geração espontânea é
igual à defendida pelos seguidores da
abiogênese?
27. RESPOSTA:
Não. A abiogênese defendia que até hoje certos
seres surgiam a partir da matéria inanimada
graças ao princípio vital nela contida. A geração
espontânea aconteceu unicamente na Terra
primitiva – há 3,4 bilhões de anos – para formar os
primeiros seres e a partir de então cada ser surge
de outro pré-existente.
28. TEORIAS MODERNAS SOBRE A ORIGEM DA
VIDA
• PANSPERMIA: baseada no surgimento da vida em outro planeta,
sendo que os cosmozoários teriam alcançado a Terra através de
meteoritos.
• CRIACIONISMO: Os seres vivos teriam sidos criados por ato.
Divino e não sofreriam modificações ao longo do tempo (Fixismo).
• EVOLUÇÃO MOLECULAR: a vida é resultado de um processo
químico em que compostos orgânicos se combinam formando
moléculas dando origem a estruturas com capacidade de
autoduplicar.
29. TEORIA DA EVOLUÇÃO QUÍMICA OU
MOLECULAR
Aleksandr I Oparin (1894-1980)
•
Admite-se que a vida seja resultado de um processo de
evolução química em que compostos inorgânicos se
combinaram, originando moléculas orgânicas simples
(a.a., açúcares, bases nitrogenadas etc.).
•
Estas, por sua vez, combinaram-se produzindo
moléculas mais complexas (proteínas, lipídios, ácidos
nucléicos etc.) com capacidade de autoduplicação e
metabolismo.
30. - Atmosfera primitiva – CH4 (Metano), NH3 (Amônia), H2
(Hidrogênio) e H2O (vapor d’água).
- Descargas elétricas e radiação ultravioleta.
- Reações químicas ao acaso com formação de compostos
orgânicos (aminoácidos).
- Chuvas (carregamento dos aminoácidos para a superfície).
- Reação entre os aminoácidos na superfície de rochas
quentes (formação de proteínas)
31. - Carregamento das proteínas para os mares primitivos
(sopa orgânica).
- Formação de coacervados protéicos.
- Capacidade de autoduplicação (primeiros seres vivos).
33. COACERVADOS
• Moléculas orgânicas complexas.
• Agregação das moléculas orgânicas.
“AGLOMRADOS DE PROTEÍNAS QUE
FORMAM ESPONTANEAMENTE EM
SOLUÇÕES AQUOSAS”.
SE
34. • Metabolismo energético dos primeiros seres vivos
(teoria heterotrófica).
•
Segundo Oparin os primeiros seres vivos eram
obtinham nutrientes do próprio ambiente, sendo
heterótrofos fermentadores.
•
A atividade fermentadora produziu e aumentou a
concentração de CO2 na atmosfera, criando
condições para o surgimento dos primeiros
organismos autótrofos fotossintetizantes
35. • A atividade fotossintética produziu e acumulou
O2 na atmosfera, criando condições para o
surgimento dos primeiros organismos aeróbicos
além da formação da camada de ozônio.
36. EXPERIMENTO DE MILLER
Stanley Miller (1953)
•
•
•
•
•
•
Simulou as condições da terra primitiva.
Obteve aminoácidos: alanina, glicina e outras moléculas
orgânicas simples.
Comprovou a Teoria de Oparin.
Misturou CH4, NH3 , H2 e H2O.
Submetidas com descargas elétricas (simulando raios)
durante uma semana.
Encontrou aminoácidos no líquido.
37. • Em 1953, Stanley Miller 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.
38.
39. PRIMEIRO SER VIVO
Hipótese Heterotrófica
• Primeiros seres vivos não eram capazes de
sintetizar seu próprio alimento.
• Acredita-se que, com escassez do alimento
passaram a sintetizar seu próprio alimento.
•Surgimento
autotróficos.
dos
primeiros
seres
vivos
40. Hipótese Autotrófica
• Mais aceita atualmente.
• Sintetizavam seu próprio alimento através de
substâncias orgânicas(arqueobactérias).
41. QUEM VEIO PRIMEIRO RNA OU DNA?
• O experimento de Miller deu mais clarividência a como a
atmosfera primitiva gerou as primeiras moléculas que hoje
sabemos estar envolvidas com a hereditariedade: DNA,
RNA e proteínas.
• Sabemos hoje como estas moléculas se relacionam na
maioria dos organismos onde o DNA se replica originando
mais DNA ou é transcrito originando RNA que depois será
traduzido originando proteínas.
• No entanto a pergunta que fica é: Quem eram os
primeiros replícons, as primeiras moléculas capazes de se
reproduzir? Como eles se replicavam?
42. • A descoberta dos retrovírus na década de 70 trouxe luz a
esta discussão, pois a maioria dos pesquisadores não
sabiam explicar quando surgira o RNA, o interlocutor entre
DNA e proteína.
• Hoje acredita-se que as primeiras moléculas replicadoras
são semelhantes aos RNAs dos retrovírus e que foram
capazes de originar moléculas de DNA, além de se
replicar.
• Assim a proposta é que a vida se origina tendo o RNA
como molécula principal no mundo de pre - RNAs e RNAs
e só depois que as moléculas de DNA e proteínas
assumem o protagonismo.
43. Para finalizar a aula responda as
seguintes questões:
1) (UFGO) - Qual foi o acontecimento que marcou
o surgimento da primeira célula?
44. RESPOSTA:
A combinação de coacervados – aglomerados
protéicos – Isso possibilitou o surgimento da
reprodução que caracteriza a VIDA.
