Origem da vida evolução histórica

Evandro Sanguinetto-2013
EVANDRO SANGUINETTO
BIOLOGIA 3º ANO DO ENSINO MÉDIO

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?

Trabalho em grupo
 Reúnam-se em grupos
 Assistam às apresentações com atenção
 Durante a semana façam novas pesquisas
sobre a aula e postem no Face:
◦ https://www.facebook.com/groups/ensin
omedio3.pedralva2013/

Referências e fontes de pesquisa
 Sonia Lopes e Sérgio Rosso. Bio. Vol. 01. Ensino Médio,
Cap. 07.
 Sonia Lopes e Sérgio Rosso. Biologia. Volume único.
Cap. 01.
 Algumas fontes para pesquisas e aprofundamento:
◦ http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichaTecnicaAula.html?aula=43991
◦ http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao.php
◦ http://www.brasilescola.com/biologia/origem-vida.htm
◦ http://rived.mec.gov.br/atividades/biologia/experimentos_de_redi_spal
lanzan_pasteur/
◦ http://www.mundoeducacao.com.br/biologia/experimentos-redi.htm
◦ http://www.superdocumentarios.com/2011/09/como-funciona-o-
universo.html
 Palavras-chave: origem da vida, surgimento da vida, evolução química,
panspermia, criacionismo, design inteligente, evolução, formação da Terra, Redi,
Spallanzani, Needham, Pasteur

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”
 Derrubada a teoria da Abiogênese ou
geração espontânea
 (Pasteurização)

Internet
 Acesse o link abaixo e refaça os
experimentos descritos de modo a
reforçar o aprendizado:
 http://rived.mec.gov.br/atividades/b
iologia/experimentos_de_redi_spalla
nzan_pasteur/

Novos
questionamentos

Novas questões
 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 a 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=Zju0HRuZU
WI

Evandro Sanguinetto-2013Evolução 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

Mas será que foi assim mesmo?
 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

Questões de referência
 Trabalho em grupo
◦ Resumo e apresentação multimídia
 Video: NATGEO O Inicio da Vida
◦ Panspermia
◦ Moléculas orgânicas em cometas
◦ Estromatólitos
◦ Extremófilos
◦ Experimentos de Miller
◦ Meteorito de Murchison, Austrália
 aromas e membranas semelhantes a células
◦ Chaminés hidrotérmicas no fundo oceânico
 aromas e membranas semelhantes a células
◦ Metabolismo
◦ Bioengenharia
◦ Construção de sistema vivo – transição da química para a vida

Evolução do
metabolismo energético
Imagem: Extremófilos do Rio Tinto, Espanha

Matéria e energia
 Todo ser vivo necessita de um fluxo
constante de matéria e energia para
manter suas funções vitais como
metabolismo, locomoção, reprodução
 Dado que as condições planetárias
primitivas eram muito diferente das
atuais, como os primeiros seres vivos
obtinham matéria e energia para suas
funções vitais?

Hipótese heterotrófica
Alimentação à partir do meio externo ao organismo

Heterótrofos
 Primeiros seres vivos
◦ Organismos simples
◦ Metabolismo simples
◦ Meio aquoso rico em substâncias nutritivas
 Com disponibilidade de alimento, esses seres
retiravam do meio os nutrientes que precisavam
 Eram portanto heterótrofos
◦ Não produzem seu próprio alimento
◦ Necessitam de fonte externa de alimento
 Ingerido o alimento, faz-se necessário sua
degradação

Fermentação
 Sem a presença de oxigênio no
meio, os organismos estavam sob
condições anaeróbias
 Para degradar os alimentos ingeridos, o
caminho mais simples é a fermentação
◦ Açúcares como a glicose são degradados em
álcool etílico (etanol) e gás carbônico liberando
energia para as funções metabólicas
C6H12O6  2 C2H5OH + 2CO2 + energia

Fotossíntese
 Com o passar do tempo e aumento
das populações microbianas, os
compostos pré-bióticos ficaram escassos,
ampliando a competição pelos mesmos
 Nova via metabólica, a fotossíntese
utilizou pigmentos como a clorofila na
presença de luz para a síntese de
alimentos (açúcares)
 Os autótrofos fotossintetizantes não
precisavam competir por alimentos e se
desenvolveram rapidamente

Fotossíntese
 Na fotossíntese, o O2 é produzido
como resíduo e começou a “poluir”
a atmosfera
 Bactérias fotossintetizantes são até hoje,
as responsáveis por 21% de O2 na
atmosfera
 Na presença de clorofila e luz:
6 CO2 + 12 H20  C6H12O6 + 6 O2 + 6 H20

Respiração
 Sendo altamente reativo, o O2 virou
uma ameaça para seres anaeróbios
 Novo salto evolutivo aconteceu, com o
surgimento de seres aeróbios, capazes
de utilizar o O2 em seus processos
metabólicos
 Respiração: açúcares como a glicose
(sintetizados na fotossíntese) são
degradados por heterótrofos
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H20 + energia

Resumindo
 Ainda hoje estão presentes na Terra,
seres que utilizam essas três vias para o
metabolismo energético
Fermentação  Fotossíntese  Respiração

Hipótese autotrófica
Produção do próprio alimento

Quimiossíntese
 Ambiente primitivo muito instável
 Bombardeamento constante da
superfície por cometas e meteoritos
 Dificuldades para a vida se manter, como
proposto por Haldane e Oparin
 Alguns cientistas propõem o fundo dos
mares como local de surgimento da vida
 As fontes termais reúnem as condições
para um mecanismo autotrófico
chamado quimiossíntese

Quimiossíntese
 Extremófilos
◦ Bactérias autotróficas
◦ Vivem em fontes termais
◦ Temperaturas entre 60 ºC e 105 ºC
◦ Evidências de gás sulfídrico (H2S, sulfeto de
hidrogênio) e compostos de ferro na Terra
primitiva
◦ Obtenção de energia envolvendo esses
compostos para a síntese de carboidratos
FeS + H2S  FeS2 + H2 + energia
 Sulfeto ferroso + gás sufídrico  pirita + gás hidrgênio

Resumindo
 Ainda não se sabe ao certo a via
metabólica inicial
 Os debates continuam
 A hipótese autotrófica vem ganhando
força
Quimiossíntese  Fermentação 
 Fotossíntese  Respiração

Para saber mais
 The History Channel: A Origem da
Vida (9 partes)
◦ http://www.youtube.com/watch?v=PGyarFWOe
tw
◦ O vídeo está dividido em partes de mais ou
menos 10 minutos, totalizando uma hora de
documentário e traz um bom resumo para
estudo
 Lista de exercícios do ENEM
◦ BA.26 Hipóteses sobre a origem da vida
 http://www.biologianoenem.com.br/contate-nos/

Contatos
 Gaia Terranova
◦ www.gaiaterranova.com.br
◦ https://www.facebook.com/gaiaterranova2017
 Evandro Sanguinetto
◦ evandro@gaiaterranova.com.br
◦ Cel: (35) 9191-1017
 Grupo 3os anos no Facebook:
◦ https://www.facebook.com/groups/ensinomedi
o3.pedralva2013/

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