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A origem da vida (PRÉ)

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A origem da vida (PRÉ)

  • 1. Como surgiu a vida e o aparecimento das primeiras células Quitéria Paravidino
  • 3. MATÉRIA BRUTA SERES VIVOSPrincípio ativo
  • 4.  Nem toda matéria bruta poderia gerar vida.  Princípio ativo: capacidade ou potencialidade.  Principais defensores: Aristóteles, Virgílio, Padre Anastácio Kircher, Jan Baptiste Van Helmont,...
  • 5.  No séc. XVII, começaram a surgir sábios com novas idéias, que não aceitavam a ABIOGÊNESE e procuravam desmascará-la, com experiências baseadas no Método Científico.  Os seres vivos originam-se de outros seres vivos.  Teoria da Biogênese SERES VIVOS SERES VIVOSReprodução
  • 10.  Needhan não havia esterilizado corretamente as infusões.  Muitos micróbios resistem ao aquecimento.  Needham não havia vedado hermeticamente os frascos.
  • 11.  Spallanzani torturou as infusões.  Aquecimento prolongado havia enfraquecido ou destruído a força vegetativa.  A força vegetativa, mesmo que presente, não poderia se manifestar em um ar “deteriorado” pela fervura.
  • 13.  Para Needham, a força vegetativa tinha se restabelecido com a entrada de ar fresco.  A controvérsia não chegou a ser resolvida, pois Spallanzani não conseguiu elaborar um experimento que descartasse essa possibilidade.
  • 14. A POLÊMICA EM TORNO DO OXIGÊNIO  Em fins do séc. XVIII descobriu-se o oxigênio e seu papel essencial à vida.  Para os abiogenistas o aquecimento prolongado e a vedação hermética excluíam o oxigênio.  A presença de ar fresco era fundamental para a geração espontânea de vida.  Para os biogenistas o ar fresco era fonte de contaminação dos caldos.
  • 16. Se os seres vivos não surgem, em nenhum caso, a partir da matéria inanimada, como teriam surgido na Terra pela primeira vez?
  • 17.  Criacionismo: não pode ser testada ou refutada pelos métodos usados pela ciência.  Panspermia cósmica (Hipótese dos cosmozoários): proposta por Arrheniusem 1908.  Através de meteoritos, seres microscópicos poderiam ter chegado à Terra e iniciado sua colonização.  OBJEÇÃO: grandes diferenças de temperatura no espaço cósmico e meteoritos incendeiam ao atravessar a atmosfera terrestre.  Então, como a vida surgiu fora da Terra?
  • 18.  Teoria da evolução química:  A vida é resultado de um processo de evolução química em que compostos inorgânicos se combinaram, originando moléculas simples( aminoácidos, bases nitrogenadas, ácidos graxos,...).  Estas, por sua vez se combinaram produzindo moléculas mais complexas (proteínas, lipídios, ácidos nucleicos, ...),  que, finalmente, deram origem a estruturas com capacidade de autoduplicação e metabolismo, que seriam os primeiros seres vivos.
  • 19.  Os mesmos elementos químicos que predominam nos seres vivos (C, H, O e N) também existem fora deles.  A diferença básica entre matéria viva e matéria bruta estaria no nível de organização.  Substâncias orgânicas como a ureia podem ser formadas em laboratório a partir de substâncias orgânicas.  Em todos os seres vivos há açúcares simples, 20 tipos de aminoácidos, os nucleotídeos básicos do DNA e RNA, e os lipídios.
  • 20.  A idade aproximada da Terra é de 4,5 bilhões de anos, tendo a crosta se solidificado há uns 2,5 bilhões de anos.  A composição da atmosfera primitiva foi provavelmente diferente da atual; não havia nela O2 ou N2; existia amônia (NH3), metano (CH4), vapor de água (H2O) e hidrogênio (H2).  O vapor d’água se condensou à medida que a temperatura da crosta diminui.  Chuva sobre rochas quentes – evaporação – ciclo de chuvas.
  • 21.  Radiação UV e descargas elétricas agiram sobre as moléculas da atmosfera primitiva – ligações químicas – novos compostos na atmosfera.  Aminoácidos e outros compostos orgânicos foram arrastados pela água até a crosta ainda quente – compostos orgânicos combinados – moléculas maiores (proteinoides).  Temperatura inferior a 100ºC – água líquida – mais reações – surgimento dos coacervados.  Coacervados se chocando e reagindo durante um tempo extremamente longo.
  • 22.  Coacervados mais complexos – propriedade de duplicação – vida extremamente primitiva.
  • 23. EXPERIÊNCIA DE STANLEY MILLER (1953)
  • 24. EXPERIÊNCIA DE SIDNEY FOX (1957)  Aqueceu uma mistura seca de aminoácidos e verificando que entre muitos deles acontecem ligações peptídicas, formando-se moléculas semelhantes a proteínas.  Os resultados de Fox reforçam a seguinte ideia: se, de fato, aminoácidos caíram sobre as rochas quentes, trazidos pela água da chuva, eles poderiam ter sofrido combinações formando moléculas maiores, os proteinoides, que acabariam sendo carregadas aos mares em formação.  Percebe-se que Fox tenta testar parte das ideias de Oparin, e seu ponto de partida foi, sem dúvida, a experiência de Miller.
  • 26.  Num intervalo de tempo suficientemente logo, o impossível se torna possível, o possível provável, e o provável, virtualmente certo. Basta esperar: o tempo, por si só, realiza milagres.
  • 27.  Atmosfera primitiva: CO, CO2, H2, N2 e vapor d’água.  Leslie Orgel, do Salk Institute – Califórnia, descobriu uma molécula semelhante ao DNA (com 50 nucleotídeos) que se formava espontaneamente a partir de compostos mais simples de carbono e sais de chumbo.  Carl Segan, Ruth Mariner e Cyril Ponnamperuma produziram ATP numa mistura de gases contendo fósforo.
  • 28. Precursores de RNA Moldes de RNA Aminoácidos Proteínas RNA catalisador (ribozimas) Moldes de RNA Aminoácidos Proteínas RNA catalisador (ribozimas) Nucleotídeos de DNA DNA
  • 29. C6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2 + Energia C6H12O6 6CO2 + 6H2O + Energia6O2+ 6CO2 6H2O+ Luz C6H12O6 +6O2 FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA RESPIRAÇÃO AERÓBIA FOTOSSÍNTESE
  • 30. HIPÓTESE HETEROTRÓFICA  Os primeiros seres vivos seriam heterotroficos: simplicidade metabólica, grande oferta de substâncias orgânicas nos mares primitivos.  Para obter energia realizavam a fermentação, que ocorre na ausência de oxigênio.
  • 31.  CO2 foi lançado na atmosfera, modificando a sua composição.  À medida que a evolução avançou, a competição pelos parcos e limitados recursos tornou-se mais intensa.  Os organismos que apresentavam sistemas enzimáticos para fabricar moléculas orgânicas úteis, mais eficientes em processos inovativos, tiveram uma forte vantagem seletiva.
  • 32. A FOTOSSÍNTESE  A presença de CO2, H2O, luz, novos sistemas enzimáticos e clorofila permitiram a ocorrência da fotossíntese.
  • 33.  O oxigênio é lançado no ambiente, onde não existia.  O O2 liberado, inicialmente, reagia com Fe++ originando FeO. Por isso, somente quando houve o esgotamento de Fe++ é que o O2 começou a se acumular na atmosfera (~1,5 bilhão de anos).  O O2 é extremamente reativo com várias substâncias citoplasmáticas e possivelmente foi tóxico para muitos organismos.  O O2 que acumulou-se nas altas camadas da atmosfera originou o O3, que formou um escudo contra os raios UV, permitindo que a vida prosperasse.
  • 34.  Possibilidade de obter maior quantidade de energia do alimento.  Mais vantajosa que a fermentação.
  • 36. HIPÓTESE AUTOTRÓFICA  Os primeiros seres vivos seriam autotróficos, realizando a quimiossíntese.  A principal evidência a favor foi a descoberta de bactérias em ambientes inóspitos tais como fontes de água quente, chaminés e vulcões submarinos.  Essas bactérias (chamadas de quimiolitoautotró- ficas) produzem seu próprio alimento a partir de substâncias simples e de reações químicas inorgânicas (H2S, S, NH3, NO2 - , H2, Fe++ )