Material apresentado na disciplina Teoria da Complexidade no Mestrado Profissional em Ensino de Ciências Naturais da UFMT.

1. Teoria da Complexidade
Professor. Dr. Sérgio Roberto de Paulo e Profª Drª Iramaia Jorge C. de Paulo
Mestrandos: Daniela Raphanhin;
Leize. L. de Oliveira;
Monica É. P. Steinert;
Munir Kassen Fares;
Reicla L. J. S. Villela.

2. Cronologia da
endossimbiose

3. 1878 – Anton de Bary introduz o conceito de simbiose numa
comunicação intitulada “Ueber Simbiose” proferida no
Congresso dos Naturalistas e Médicos Alemães em Kassel
(Alemanha), como sendo “a vida conjunta de organismos
diferentes” e tendo como base os estudos sobre a natureza
estrutural dos líquenes e da associação Azolla-Anabaena
(CARRAPIÇO & RITA, 2009).
1883 - Andreas Schimper ao introduzir o
termo cloroplasto, defendeu que este
organismo celular proliferava através de
divisão, sugerindo igualmente a sua origem
simbiótica (CARRAPIÇO & RITA, 2009).

4. 1909 - Constantin Merezhkowsky introduz a
palavra simbiogênese, conceituando-a como
“a origem de organismos pela combinação
ou pela associação de dois ou vários seres
que entram em simbiose” ( CARRAPIÇO &
RITA, 2009).
Ele também “ defendeu que os
cloroplastos não tinham tido origem a
partir de mitocôndrias ou protoplasma,
mas sim de procariontes do tipo das
cianobactérias” (CARRAPIÇO & RITA,
2009).

5. • 1897 – Albert Schneider: redefine simbiose como uma associação
contígua de dois ou mais organismos morfologicamente distintos, não
do mesmo gênero, resultando na perda ou aquisição de substâncias
alimentares assimiladas.
1899 – Herbert Spencer: simbiose como divisão de trabalho.
1918 - Felix Portier: considerava a mitocôndria como sendo uma
bactéria simbiótica.
Félix D´Herelle: considerava simbiótica a associação entre vírus e
bactérias.

6. 1927 – Ivan Wallin: defende a importância dos
mecanismos simbióticos na evolução, com ênfase para a
origem simbiótica das mitocôndrias.
1967-1970 – Lynn Margulis : Usando dados de biologia
celular e molecular, consolida a hipótese da teoria
endossimbiótica sequencial para a explicação da origem
das células eucarióticas.

7. 2003 – Jan Sapp: introduz o conceito de
simbioma, para ele cada eucarionte é um
super organismo, um simbioma composto
pelos seus próprios genes existentes nos
cromossomas nucleares e em organitos
celulares, bem como a informação
genética de bactérias simbiontes e de
vírus que vivem no organismo. O
simbioma, o limite do organismo
multicelular, estende-se para além das
atividades das suas próprias células.

8. Christian de Duve (premiado com o prêmio Nobel de medicina, em 1974)
considera que os peroxissomos podem ter sido os primeiros endosimbiontes,
que permitiram às células adaptar-se à quantidade crescente de oxigênio
molecular na atmosfera da Terra. No entanto, como estas organelas também
não possuem DNA, esta teoria é considerada especulativa e sem bases sólidas
(PINTO, FERNANDEZ).

9. TIPOS DE CÉLULAS:
Células Procarióticas
Células Eucarióticas
(Célula Animal)

10. Quimiossíntese
Fermentação
Fotossíntese
Respiração
aeróbia
Evolução do
metabolismo
celular

11. A Terra primitiva:
• Intensa atividade vulcânica (Oparin,
Huxley e Haldane);
Passou por
Reações químicas
 Descargas elétricas (tempestades),
radiação UV, Calor (crosta Terrestre);
 Quebra de ligações químicas e
recombinação atômica;
 Síntese de monômeros (aácidos,
glicose, ácidos graxos, dentre outros.
Surge

13. HIPÓTESE AUTOGÊNICA
 As células eucarióticas teriam surgido a partir de células
procarióticas;
 As células desenvolveram sistemas endomembranares
resultantes de invaginações da membrana plasmática;
 A primeira organela a surgir dentro da célula seria o
invólucro nuclear;
 Em fases seguintes, teriam surgido outras organelas
membranares especializadas.
 No decurso da evolução, algumas porções do material
genético abandonaram o núcleo e evoluíram sozinhas no
interior de estruturas membranares, dando origem a
organelas, como as mitocôndrias e os cloroplastos;
É como se a célula tivesse se
auto gerado.

14. HIPÓTESE AUTOGÊNICA
Argumentos a favor:
 Continuidade física e semelhança estrutural entre as membranas celulares
internas e externa.
Argumentos contra:
 Não esclarece a especialização das membranas invaginadas, nomeadamente
as mitocôndrias e cloroplastos. Era de esperar que as mitocôndrias e os
cloroplastos que resultaram da invaginação tivessem o DNA semelhante ao DNA
do núcleo e isso não acontece.

15. HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA
Andreas Schimper (botânico)
Relações simbióticas
Propõe em 1905
Konstantin Mereschkowsky
(botânico) observou em 1883, que a
divisão dos cloroplastos
das plantas verdes era
semelhante à divisão das
cianobactérias de vida
livre, sugeriu que os
cloroplastos são
descendentes de
cianobactérias que foram
introduzidos dentro da
célula pelo processo de
fagocitose (Heldt & Heldt,
2005)
Baseado nos trabalhos de
Propos que: “chloroplasts
were at one time prokaryotes
that lived independently of
the eukaryotic cells.
Chloroplasts however
“married” into the eukaryotic
cells and they have been
inseparable ever since”
(Mereschowsky Tree of
Life,2001).

16. HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA
Em 1920, Ivan Wallin (1883-1969) sugere que as mitocôndrias tiveram uma
origem endossimbiótica.

17. HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA
A partir de 1922, ele publicou uma série de artigos
intitulados “Na natureza das mitocôndrias "no American
Journal of Anatomy, que se tornaram as bases experimentais
de suas reivindicações.
Ele foi a primeira pessoa a postular especificamente que
organelas originaram a partir de bactérias, e que a simbiose
é uma força importante na criação de novas espécies.
À época não foi possível apresentar provas que
sustentassem tal hipótese e ela foi ignorada.

18. Porém, mais
tarde…
• Já na década de 1960 com os avanços na
microscopia eletrônica e na genética molecular,
comparações ainda mais detalhadas entre as
cianobactérias e os cloroplastos e a descoberta
de que tanto as mitocôndrias quanto os
cloroplastos contêm o seu próprio DNA, fez
com que a hipótese fosse retomada.
Lynn Margulis
Teoria da Endossimbiose Sequencial (SET)

19. Teoria da Endossimbiose Sequencial
(SET)
A evolução das espécies obedece a
processos de auto-organização e
autorregulacão.
Enquanto Darwin vê na natureza o
adaptacionismo e a competição como
aspectos mais fundamentais no processo
evolutivo das espécies, Lynn Margulis
defende a cooperação. (PAULO, p. 36, 2012)
Lynn Margulis

20. Sendo
assim..
“Os seres vivos não ocupam o mundo pela força.....
.... mas por cooperação”

21. As células eucariontes que compõem todos os organismos pluricelulares,
parecem ser resultado da fusão de diversos organismos, algumas dessas fusões
ocorreram entre 1500 - 700 milhões de anos, quando um grande procarionte ou
quem sabe um primitivo eucarionte fagocitou um pequeno procarionte. O
organismo grande e o pequeno entraram em uma simbiose na qual ambos se
beneficiaram. (PAULO, p. 36, 2012)
Teoria da Endossimbiose Sequencial (TES)

24. EXEMPLO DE ENDOSSIMBIOSE E ACOPLAMENTO ESTRUTURAL:
FOTOS: Arthur Hauck, Alemanha.
 Associação simbiótica entre Convoluta roscoffensis e Tetraselmis
convolutae.
Poça de água do mar
na areia da praia.
À primeira vista a coloração verde
da água das poças parecem ser
causadas pelo massivo acúmulo
de algas. Entretanto, uma
observação mais próxima da
coloração demonstra que esta é
obviamente devido a milhões de
verdes e finos platelmintos (up to
15 mm in length) presentes na
água.
Uma inspeção microscópica
de um desses vermes
translúcidos revela que
células do intestino e do
parênquima são
preenchidos com simbiontes
fotossintéticos, microalgas
do gênero Tetraselmis
Detalhe visto
da região da
cabeça do
Convoluta
roscoffensis

25. Nessa associação simbiótica:
O Hospedeiro (verme) fornece :
Abrigo contra predadores;
Ambiente constante;
Ótimas condições para
fotossíntese (luz e CO2);
Nutrição N- componentes)
Simbionte (alga) fornece:
Açúcar e O2 – produtos de
fotossíntese;
Capacidade de adaptação em
condições ambientais diversas.

26. EVOLUÇÃO DA CLASSIFICAÇÃO EM REINOS

27. OS CINCO REINOS DE
MARGULIS

28. Argumentos contra:
Não explica a origem do núcleo e
das demais organelas membranares.

29.  Apresentam um ciclo de divisão independente da células;
 Contêm DNA circular tal como os procariontes;
 Algumas das proteínas da membrana dos cloroplastos e das
mitocôndrias estão codificadas nos genes do DNA da célula, o que
mostra a dependência entre ambos;
 Situações de endossimbiose entre eucariontes e procariontes são
ainda existentes atualmente.
Argumentos a favor:

30. Argumentos a favor:
 As mitocôndrias e os cloroplastos possuem ribossomos próprios
(semelhantes aos das células procarióticas) e são capazes de sintetizar as
suas próprias proteínas e de se dividir de forma independente do núcleo da
célula onde se encontram;
 O aminoácido inibidor da cadeia polipeptídica da mitocôndria e do
cloroplasto é o mesmo dos seres procariontes;
 Os cloroplastos possuem ribossomos com características semelhantes aos
procariontes.

31. Diante do exposto...
• A partir de relações simbióticas, formas de vida cada vez mais complexas
foram surgindo na Terra e por meio de suas necessidades de continuidade
foram estabelecendo diversas formas de relações. Por mais que os Seres vivos
interajam com o meio e com outros seres, é o processo da simbiose que
possibilita a inovação e a permanência de determinadas espécies de
indivíduos em detrimento de outras. Logo, a simbiogênese agrupa indivíduos
diferentes para formar seres maiores e mais complexos. (PAULO, p.36, 2012)

32. Referências:
CARRAPIÇO, F. & RITA, O. (2009). “Simbiogénese e Evolução”. In “Evolução. Conceitos
e Debates”, Levy, A., Carrapiço, F., Abreu, H. & Pina, M. (eds). Esfera do Caos, Lisboa,
pp.175-198.
DE JESUS, Wagner de Jesus Pinto et al. O Paradoxo da Vida Aeróbica. JOURNAL OF
AMAZON HEALTH SCIENCE, v. 1, n. 1, p. 11-35, 2015.
Células dentro de células: uma hipótese extraordinária com evidência
extraordinária.http://saberciencia.tecnico.ulisboa.pt/aulas/pdfs/endossimbiose.pdf>
Acesso em 24/10/15. (2012) The University of California Museum of Paleontology,
Berkeley, and the Regents of the University of California
•http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/history_24.