Aula 2. do big bang à formação da terra

Biologia Ensino Médio
Instituto Federal do Sul de Minas - IF Sul de Minas
Campus Muzambinho
Prof. Evandro Sanguinetto
evandro.sanguinetto@muz.ifsuldeminas.edu.br

Origem do universo
Formação da terra
Início da vida
Instituto Federal do Sul de Minas - IF Sul de Minas
Campus Muzambinho
Prof. Evandro Sanguinetto
evandro.sanguinetto@muz.ifsuldeminas.edu.br

Trabalho em grupo
• Reúnam-se em grupos de 3 a 5 pessoas
• Utilizando objetos do cotidiano, busquem a origem material dos
mesmos
• Anotem os caminhos percorridos
• Compartilhem as descobertas com os outros grupos
• Qual o sentido do exercício?
• O que trouxe de possibilidades e entendimentos?
• Como relacionar o exercício com o cotidiano de ensino, pesquisa e extensão?
Evandro Sanguinetto-2013

Origem do universo
Big Bang, o início de tudo

Big Bang: A Origem do Universo – 4’40

Origens
• Big Bang
• 15 a 20 bilhões de anos
• Ponto infinitamente quente e denso
• Big Bang, a Grande explosão, dá origem ao universo
• Inflação
• Violenta expansão do espaço e início do tempo
• Expansão exponencial do universo
• O universo começa a esfriar

Origens (cont.)
• Primeiro segundo
• Toda energia, matéria e antimatéria são formadas
• “Época da Grande Unificação” – matéria, antimatéria e energia em equilíbrio
se transformam uma na outra
• Sopa de partículas e antipartículas altamente energéticas
• Quarks dão origem aos prótons e nêutrons
• Leptons originam elétrons e neutrinos
• Quatro forças fundamentais se separam
• Força nuclear forte - une nêutrons e prótons
• Força nuclear fraca – radioatividade
• Eletromagnética - luz, eletricidade e magnetismo
• Gravitacional - gravidade

Origens (cont.)
• Resfriamento
• Com o resfriamento as partículas se unem buscando estabilidade
• Os elementos leves são formados nos primeiros 100 segundos
• 300 mil anos
• O universo está escuro
• Fótons interagem com elétrons, prótons e núcleos atômicos
• O universo se resfria mais
• Fótons estão livres para viajar
• 1 bilhão de anos
• Surgem as primeiras galáxias
• 12 a 15 bilhões de anos
• Universo atual

THC - O Universo Episódio 01 - Além do Big Bang – 14’59

Formação do sistema solar

Sistema solar
• A formação e evolução do Sistema Solar iniciou-se a cerca de
4,5 bilhões de anos
• Colapso gravitacional de uma pequena parte de uma nuvem
molecular
• A maior parte da massa colapsada ficou no centro, formando o Sol
• O restante achatou, devido à força gravitacional, tornando-se
um disco protoplanetário
• Formação dos planetas, luas, asteroides e outros corpos menores do
sistema solar

THC - O Universo Episódio 07 - Vida e Morte de uma Estrela - 7'55

Formação e evolução da
Terra

Como a Terra se formou
• A explosão de uma imensa estrela forma uma supernova que dá origem ao
Sol
• 5 bilhões de anos, nasce o Sol, com poeira cósmica ao redor
• Por milhões de anos a gravidade atrai poeira formando blocos maiores até
o tamanho de planetas e demais corpos do sistema solar
• Com os fortes impactos de asteroides a Terra tem a temperatura elevada a
12.000ºC
• Compostos de ferro e níquel se fundem e formam o núcleo interno da
Terra, gerando um campo eletromagnético, que protege o planeta de fortes
partículas solares (vento solar), protegendo a incipiente atmosfera,
composta por carbono, nitrogênio e vapor de água
• A Terra está na zona habitável do sistema solar, nem perto demais, nem
longe demais do Sol

Como a Terra se formou (cont.)
• Um jovem planeta, Téia, do tamanho de Marte, se choca contra a Terra e
forma a Lua, que orbita a Terra a apenas 22.000 km de distância
• O dia na Terra tem 6 horas 3,9 bilhões de anos, meteoros com sais minerais
e água bombardeiam a Terra em tal quantidade que a água cobre a
superfície do planeta, resfriando-o a 70ºC
• Vulcões expelem lava, gases e vapor de água na atmosfera
• Com o passar do tempo a Lua se afasta, as marés se acalmam e a Terra gira
mais vagarosamente
• As bases da Vida estão presentes
• 3,8 bilhões de anos meteoritos trazem minerais, carbono e proteínas
primitivas (aminoácidos) para o fundo dos oceanos
• Os fósseis mais antigos da Terra tem entre 3,7 e 3,9 bilhões de anos

NATGEO - Construindo o Planeta Terra - Documentário - 14'17

Resumo

Resumão: Do Big Bang à atualidade

Espaçonave Terra – O Sol e suas características

Os primeiros seres vivos
Biogênese e abiogênese
Criacionismo, Panspermia, Evolução Química
Conexão Cósmica
Metabolismo energético
Procariontes e eucariontes
Endossimbiose

Evolução histórica do
conhecimento sobre a
origem da Vida

Algumas questões
• A vida surge de outra vida ou pode surgir de coisas inanimadas?
• Se a vida surge da vida, como surgiu o primeiro ser vivo que originou
os demais?
• Como esse ser primitivo evoluiu até os humanos?

Biogênese x Abiogênese
Bio = vida; genesis = origem

Biogênese x Abiogênese
• Biogênese x Abiogênese
• Biogênese: geração a partir de outro ser vivo
• Abiogênese: geração espontânea (sapo da lama, mosca da carne, rato da
roupa suada).
• Evolução histórica do pensamento, conhecimento, Ciência
• Aristóteles – geração espontânea de ratos
• 1668, Francesco Redi – carne e moscas
• 1745, John T. Needham – “força vital”
• 1770, Lazzaro Spallanzani – fervura hermética
• 1860, Louis Pasteur – frasco “pescoço de cisne”

Aristóteles

Francesco Redi
• Francesco Redi (1668)
• Moscas atraídas por carne em decomposição onde colocam ovos
• Dos ovos surgem larvas que se transformam em moscas
• Conclusão: os vermes são resultado da eclosão de ovos postos pelas
moscas
• No entanto, Redi continuou acreditando que microrganismos surgiam de
seres ou coisas inanimadas, independente da presença de outro ser vivo

Experimento de Francesco Redi

Needham e Spallanzani
• Needham (1745), inglês
• Fervura de frascos contendo substâncias nutritivas
• Fechamento dos frascos com rolhas
• Repouso por uns dias
• Observação ao microscópio
• Presença de microrganismos
• Conclusão: geração espontânea por obra de uma “força vital”

• Spallanzani (1770), italiano
• Repetição dos experimentos de Needham
• Substâncias nutritivas em balões de vidro
• Fervura e selagem hermética dos recipientes
• Descanso por uns dias
• Observação ao microscópio
• Sem presença de microrganismos
• Conclusão: Needham não fervera a solução por tempo suficiente para
matar os microrganismos

• Needham retrucou:
• Ao ferver por muito tempo, Spallanzani destruíra a “força vital”
• O ar ficou desfavorável para o surgimento da vida
• A corrente predominante do pensamento na época aceitava a “força
vital” (Vitalismo) e por isso Needham saiu fortalecido da discussão

Pasteur
• Louis Pasteur, 1860, francês
• Líquido nutritivo dentro de balões com pescoço longo
• Alongamento do pescoço dos tubos (pescoço de cisne)
• Fervura prolongada, esterilizando a solução
• Um dos pescoços é quebrado
• Descanso por uns dias
• Análise ao microscópio
• Nos frascos “pescoço de cisne” inexistem microrganismos

Experimento de Pasteur

Pasteur
• Conclusão:
• Presença de microrganismos no ar contaminam a solução do frasco com o
pescoço quebrado, encontrando nutrientes para sua proliferação
• Não existe a “força vital”
• (Pasteurização)
• Derrubada a teoria da Abiogênese ou geração espontânea
• A vida surge de outra vida preexistente

Internet
• Acesse o link abaixo e refaça os experimentos descritos de modo a
reforçar o aprendizado:
• http://rived.mec.gov.br/atividades/biologia/experimentos_de_redi
_spallanzan_pasteur/

Permanece uma questão
• Se a vida tem origem em uma vida pré-existente, como surgiu o
primeiro ser vivo?

Hipóteses
Três grandes hipóteses
• Criacionismo – origem por criação divina
• Panspermia – origem extraterrestre
• Evolução química – hipótese de Oparin e Haldane

Criacionismo

Mitologia Grega
• Epimeteu gerou o Homem repleto de imperfeições, sem vitalidade, a
partir de um modelo de barro
• Seu irmão Prometeu, com o sacrifício próprio, roubou o fogo dos
deuses para trazer à Humanidade a vida tão desejada

Cristianismo
• O Gênesis, primeiro livro do Antigo Testamento, narra a origem do
mundo e do Homem com metáforas e símbolos muito parecidos com
os das narrativas mesopotâmicas.
• Deus criou o céu, a terra e toda a vida.
• A Humanidade foi modelada no barro, que ganha vida através do
sopro divino, exalado em suas narinas.

Criacionismo
• Atualmente o Criacionismo está mais conectado à crença do
protestantismo norte-americano
• Esforços para introduzir nas aulas de Ciências a teoria criacionista
• “Análise crítica da evolução”
• Design Inteligente
• http://pt.wikipedia.org/wiki/Design_inteligente
• http://www.youtube.com/watch?feature=player_profilepage&v=BKMFVg_VqC0
• http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=3Y3LGLuIErk

Panspermia

Panspermia
• Anaxágoras, 5 sec. aC
• Vários cientistas modernos
• Berzelius (1834), Kelvin (1871), Arrhenius (1903)
• Terra inseminada por microrganismos, chegando ao planeta por meio de poeira
cósmica ou meteoritos
• Presença de matéria orgânica em meteoritos encontrados na Terra
• Porém tais moléculas podem se arranjar de maneira natural no ambiente, sem ter, para isso,
qualquer influência biológica
• http://en.wikipedia.org/wiki/Panspermia (inglês)
• http://www.infoescola.com/biologia/panspermia/

Panspermia
• Nova Panspermia
• Cientistas Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe
• Vida disseminada não só pela Terra, mas por todo o Universo
• Vírus como organismos vindos do espaço, de outros planetas
• Poeira interestelar: polímeros orgânicos semelhantes à celulose

Panspermia
• Panspermia Dirigida
• Cientistas Francas Circo e Lesei Orle
• Seres de outras galáxias, dotados de inteligência superior, teriam colonizado a
Terra e vários outros planetas, deixando em cada uma dessas colônias,
determinadas moléculas orgânicas e elementos como o molibdênio, raro na
Terra e de grande importância para o bom funcionamento das enzimas
essenciais ao metabolismo dos seres vivos.
• http://www.youtube.com/watch?v=Zju0HRuZUWI

Evolução química

Haldane e Oparin
• Cientista russo Aleksander Oparin (1894-1980) e o cientista inglês
John Burdon S. Haldane (1892 – 1964)
• Trabalhos independentes, década de 1920
• Primeiros seres vivos surgiram a partir de moléculas orgânicas que teriam se
formado na atmosfera primitiva e depois nos oceanos, a partir de substâncias
inorgânicas
• Atmosfera terrestre primitiva: metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio
(H2) e vapor d’água (H2O)

Haldane e Oparin
• Descargas elétricas e radiações fornecem energia para a síntese de
moléculas mais complexas
• A chuva carreia essas moléculas para mares rasos e quentes
• O acúmulo dessas moléculas forma a “sopa primordial” ou sopa pré-
biótica

Haldane e Oparin

Haldane e Oparin
• Interações químicas espontâneas são facilitadas pela proximidade das
moléculas formando coacervados
• Isoladas do meio por membrana simples, as reações se intensificam e
há trocas com o meio
• Os coacervados se nutrem de compostos absorvidos do meio,
crescem e se dividem

Experimento de Miller e Urey
• Proposto para testar a hipótese de Haldane e Oparin
• Universidade de Chicago, 1953
• Experiência clássica sobre a origem da vida
• Sistema fechado simulando as condições da Terra primitiva
• Síntese de compostos orgânicos e aminoácidos como alanina e glicina

Mas será que foi assim mesmo?
• Atualmente acredita-se que na atmosfera primitiva não havia metano ou amônia pois
seriam logo degradados pelos raios ultravioleta do Sol, já que não havia ainda a camada
atmosférica protetora do ozônio
• A atmosfera então seria rica em gás carbônico, vapor d’água e nitrogênio gasoso (N2)
• Experimentos semelhantes aos de Miller resultam em compostos orgânicos sem a
presença de amônia e metano
• Moléculas orgânicas complexas podem ter-se formado sobre rochas e argila e depois
carreadas para os oceanos
• Há poucas décadas foram descobertas formas de vida complexas no fundo dos oceanos,
junto a falhas tectônicas, sem a presença de luz, obtendo energia de compostos de
enxofre
• Extremófilos são seres que conseguem viver em ambientes extremos de temperatura,
pH, etc.

O surgimento da Vida

O que é Vida?
Quais as bases para o
surgimento da Vida?
Qual o sentido da Vida?

Origem da Vida
• Carl Sagan, Cosmos – Origem da Vida (8’49)
• http://www.youtube.com/watch?v=ByJnOZNVioI
• David Campbell, The Cosmos, Origem da Vida (7’04)
• http://www.youtube.com/watch?v=at1kXpZNWKQ

History Channel - A Origem da Vida - 16'18

Trabalho em grupo
• Reúnam-se em grupos de 5 pessoas
• Conversem sobre três questões:
•O que é Vida?
•Como a Vida surgiu?
•Qual o sentido da Vida?

Resumo: Origem da Vida
• Haveria vida em outros planetas?
• Na Via Láctea a vida seria como a da Terra?
• Seres vivos como moléculas orgânicas, construídas com carbono
• Moléculas orgânicas estão em todo universo
• Todos temos uma química orgânica comum
• Como a vida surgiu? Como as moléculas orgânicas evoluíram? Como seres tão complexos como humanos
surgiram?
• No calendário cósmico proposto pelo vídeo, a vida surgiu em “25 de setembro” em lagos e oceanos da Terra
primitiva
• Raios e luz ultravioleta do Sol quebravam moléculas simples presentes na atmosfera, ricas em nitrogênio e
os fragmentos se recombinaram espontaneamente em moléculas cada vez mais complexas (Teoria da
Evolução Química)

Resumo: Origem da Vida
• A diluição dessas moléculas nos lagos e oceanos formou uma “sopa” química cuja combinação e
recombinação de elementos levou ao DNA
• O DNA é feito de nucleotídeos, passíveis de mutações gerando diversidade de seres e evolução dos mesmos
• Com a reprodução, mutação e seleção natural a evolução das moléculas vivas acontecia
• A proximidade química de diferentes moléculas levou à formação da primeira célula
• Microrganismos (algas) fotossintetizantes surgiram e formaram os primeiros seres multicelulares
• Em “novembro” os microrganismos desenvolveram o sexo (troca de informações genéticas)
• Logo a fotossíntese havia liberado grandes quantidades de oxigênio na atmosfera
• A vida tem grande impulso e em “15 de dezembro” surge grande diversidade, conhecida como “Explosão do
Cambriano”
• Registros fósseis indicam que a vida surgiu logo após a formação da Terra, sugerindo que a origem da vida
seja um processo químico inevitável no universo

Qual o sentido da Vida?

O sentido da Vida
• 7 bilhões de Outros - Sentido da vida
• http://www.youtube.com/watch?v=w2vCFR_slWY

Trabalho em grupo
• Reúnam-se em grupos de 3 a 5 pessoas
• Conversem sobre duas questões:
•Qual o sentido da Vida?

Nossa origem cósmica

CONEXÃO CÓSMICA
Sobre a teia cósmica que
sustenta a vida e de como tudo
está conectado
Produzido por Evandro SanguinettoEvandro Sanguinetto-2013

Terra,
nossa
pátria
comum

Um pequeno passo para o
homem. Um grande salto
para a humanidade.

Terra e Lua fazem parte
de um mesmo sistema

E ambos gravitam em
torno do Sol

Estrela na periferia de um
dos braços da Via Láctea

Que dança com sua
irmã gêmea,
Andrômeda

Junto com
outras galáxias
menores

Todas pertencendo a
um grupo ainda
maior de galáxias

Que rodopiam no
espaço infinito

de imensa
diversidade

Num salão
cósmico de bailes

De um universo
repleto de
dançarinos

Em meio a estrelas e
galáxias, nuvens de
gás e poeira

compostas
principalmente de
hidrogênio e hélio

entram em
colapso, formando
berçários

de novas estrelas

num turbilhão de
criatividade e
beleza

No interior de
estrelas como
o nosso Sol,
por fusão
nuclear,
hidrogênio se
transforma
em hélio e
depois lítio,
boro,
carbono,
nitrogênio,
oxigênio...

No entanto,
elementos mais
pesados que o
ferro precisam
de muito mais
energia para
serem
produzidos

Energia
presente
nas
gigantes
vermelhas

Evandro Sanguinetto-2013Como essa na Via Láctea

ou em supernovas

fruto de
fantásticas
explosões

tão brilhantes quanto
100 milhões de sóis

liberando energia

e criando
matéria pesada

lançada
no espaço
ao redor

semeando novas
nuvens de
matéria,

novos
sistemas
solares

Mercúrio
e novos
planetas
como

Vênus

Terra

Marte

Júpiter

Saturno

Urano

Netuno

Ou ainda cometas

iluminando
céus
pontilhados
de estrelas

a nos visitar de
tempos em tempos

e
asteróides,
pequenos
pedaços de
rocha
vagando
pelo
espaço

ou meteoros
penetrando a
atmosfera terrestre

formando estrelas
cadentes

como se fossem
espermatozóides
fecundando a Terra

e nos
conectando
de forma
maravilhosa
a todo o
universo!

Toda matéria, todo
elemento químico,
formando plantas,
animais, rochas,
solos, rios, objetos
e pessoas, tem uma
mesma origem

Todos
viemos
de um
mesmo
lugar

Num
sentido
poético e
também
científico,
somos
todos
FILHOS
DAS
ESTRELAS

E em ocasiões muito especiais, de
um equilíbrio cósmico perfeito,

as condições para a vida como a
conhecemos se manifestam.

Nosso planeta é
um sistema vivo,
complexo,
dinâmico

onde a vida evolui e adquire
consciência de si mesma e de
seu lugar no cosmos.

De onde
vem a
energia
que
mantém o
planeta
vivo?

Mas... Como a Terra se
formou?

Como a vida surgiu?

Como se desenvolveu
e evoluiu?

Contatos
• Evandro Sanguinetto
• Institucional: evandro.sanguinetto@muz.ifsuldeminas.edu.br
• Site: www.gaiaterranova.com.br
• Facebook: https://www.facebook.com/evandrosanguinetto e
https://www.facebook.com/gaiaterranova2017
• Blog: http://www.gaiaterranova.blogspot.com.br/
• Email pessoal: evandro@gaiaterranova.com.br
• Cel: (35) 8815-0571
• Grupos
• 1º ano Ensino Médio: https://www.facebook.com/groups/IFSul.ensino.medio1.2014/
• 3º ano Ensino Médio: https://www.facebook.com/groups/IFSul.ensino.medio3.2014/
Evandro Sanguinetto - 2013 131

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