1) O documento discute a origem do universo, da Terra e da vida, incluindo as primeiras teorias sobre a geração espontânea e a evolução química. 2) Experimentos pioneiros como os de Miller simularam condições primitivas da Terra e produziram moléculas orgânicas simples. 3) Acredita-se que as primeiras células tenham surgido a partir da combinação de moléculas orgânicas simples em coacervatos, e que as células eucarióticas evoluíram

1. Profa. Ângela Dauch
Módulos 1 e 2:
• ORIGEM DO UNIVERSO
• FORMAÇÃO DA TERRA
• ORIGEM DA VIDA NA TERRA
• EVOLUÇÃO QUÍMICA

2. Georges Lemaître
George Gamow

3. Há 13,7 bilhões
de anos:

5. A imagem ao
lado mostra
uma jovem
estrela se
formando a
partir de gases e
vapor
expandidos de
uma nebulosa
gigante.
Young stars, Hubble Space Telescope, NASA.

6. O telescópio
espacial Huble tem
nos revelado
muitos fenômenos
astronômicos. As
imagens ao lado
mostram
fragmentos de
matéria ao redor de
estrelas recém
formadas e que
poderiam originar
novos planetas.
Young stars, Hubble Space Telescope, NASA.

7. Nebulosas
= poeira
cósmica
em estado
de
agregação

9. Cerca de 100 bilhões
de estrelas

12. O nosso Sistema Solar se
formou a partir da nuvens de
gás e vapor remanescentes
da formação do Sol, cerca de
5 a 6 bilhões de anos atrás.
Um grande número de
fragmentos de matéria mais
densa começaram a formar o
Sistema Solar. Estes blocos de
matéria originaram os
planetas e os outros corpos
celestes que existem hoje.

13. Sol
Vénus
Terra
Marte
Mercúrio
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Plutão

15. Acredita-se
que a Terra
tenha
começado a se
formar há
cerca de 4,56
bilhões de
anos.

21. • Início turbulento
• Altíssimas temperaturas
• Rochas fundidas no interior
e na superfície
• Contínuo bombardeio por
asteroides
• Colisões agregação de mais
matéria
A maior parte da ÁGUA e do elemento CARBONO
presentes na Terra hoje chegou aqui a bordo de asteroides
que se incorporaram à Terra em formação.

24. Gradual resfriamento da crosta – ÁGUA LÍQUIDA começa a se
acumular nas áreas mais baixas: áreas alagadas = precursoras
dos oceanos – matriz da vida.

25. Em rochas fósseis (os estromatólitos) formada
por atividades de microorganismos em ambientes
aquáticos
datadas de 2,7 bi de anos – provavelmente
ancestrais de cianobactérias.
PORÉM:
acredita-se que a vida tenha surgido muito antes
– por volta de 3,5 bi de anos.

26. Estromatólitos do Lago Thetis, na Austrália Ocidental.

27. Criacionismo: a vida teria sido criada por uma força
suprema ou Ser Superior.
Panspermia: a vida na Terra teria se originado a partir de
substâncias precursoras da vida – ou mesmo seres vivos –
provenientes de outros locais do universo e trazidas pelos
meteoritos que bombardeiam continuamente nosso planeta.
Evolução de sistemas químicos: a vida teria surgido na
Terra de forma espontânea, pela combinação química casual
entre substâncias inorgânicas que teriam formado materiais
cada vez mais complexos (aa, açúcares, bases nitrogenadas,
ácidos graxos etc) até culminar no evento vida.

29. Aristóteles elaborou uma dessas teorias,
cuja aceitação se manteve durante séculos,
com a ajuda da Igreja Católica, que a
adotou. Esta teoria considerava que a Vida
era o resultado da ação de um princípio ativo
sobre a matéria inanimada, a qual se tornava,
então, animada.
Deste modo, não haveria intervenção
sobrenatural no surgimento dos organismos
vivos, apenas um fenômeno natural, a
geração espontânea.

31. Estas ideias perduraram até a era
moderna, pois Van Helmont (1577 –
1644) ainda considerava que os “cheiros
dos pântanos geravam rãs e que a roupa
suja gerava ratos, adultos e
completamente formados”. Também era
considerado acertado pelos naturalistas
que os intestinos produzissem
espontaneamente vermes e que a carne
putrefata gerasse moscas.
Todas estas teorias até meados do século 17 consideravam
possível o surgimento de Vida a partir de matéria inanimada,
fosse qual fosse o agente catalisador dessa transformação, daí o
estarem englobadas na designação geral de Abiogênese.

35. No século XVII Francisco Redi, naturalista
e poeta, pôs em cheque as ideias de
Aristóteles, negando a existência do
princípio ativo e defendendo que todos
os organismos vivos surgiam a partir de
inseminação por ovos e nunca por
geração espontânea.

36. A geração
espontânea
parecia
adequada para
explicar a origem
destes seres
“minúsculos” -
os “animacula”.
Anton van Leeuwenhoeck

37. Esta situação manteve-se até ao final do século XVIII, quando o
assunto foi novamente debatido por dois famosos cientistas da
época, Needham e Spallanzani.
John Needham Lazzaro Spallanzani

38. Needham utilizou várias infusões, que colocou em frascos.
Esses frascos foram aquecidos e deixados ao ar durante
alguns dias. Observou que as infusões rapidamente eram
invadidas por uma infinidade de
microrganismos. Interpretou estes resultados pela geração
espontânea de microrganismos, por ação do princípio
ativo de Aristóteles.

39. Spallanzani usou nas suas experiências 16 frascos. Ferveu durante
uma hora diversas infusões e colocou-as em frascos. Dos 16 frascos,
4 foram selados, 4 fortemente rolhados, 4 tapados com algodão e 4
deixados abertos ao ar. Verificou que a proliferação de
microrganismos era proporcional ao contato com o ar. Interpretou
estes resultados com o fato de o ar conter “ovos” desses organismos,
logo toda a Vida proviria de outra, pré-existente.

40. A polêmica manteve-se até 1862, quando o francês Louis
Pasteur, pôs definitivamente termo à idéia de geração
espontânea com uma série de experiências.

42. Fundamentada no princípio de que todo ser vivo é originado de
outro, pré-existente.

45. Retomando:
• Substâncias precursoras da vida teriam vindo do
espaço a bordo de asteroides e cometas
(PANSPERMIA).
• A combinação química de substâncias
inorgânicas gasosas presentes na atmosfera da
Terra primitiva poderia ter originado moléculas
orgânicas.

46. 1953 – Stanley Miller, aluno do químico Harold Urey
construiu um simulador recriando as condições da
Terra primitiva.
Urey acreditava que a atmosfera terrestre primitiva era constituída
fundamentalmente por
METANO – AMÔNIA
GÁS HIDROGÊNIO – VAPOR D’ÁGUA

47. O bioquímico Stanley
Miller tentou reproduzir
em laboratório, algumas
das condições previstas
por Oparin para a
atmosfera da Terra
primitiva.

49. Análise do líquido acumulado:
• diversos tipos de aminoácidos
• ácidos graxos simples
• Ureia
Na fase gasosa foram detectados:
• CO – monóxido de carbono
• CO2 – dióxido de carbono
• N2 – gás nitrogênio

51. Biólogo inglês Thomas Huxley (1825 – 1895)
Retomada em 1920 por:
John Haldane + Aleksandr I. Oparin

52. O cientista russo
Alekandr Ivanovich
Oparin, foi o primeiro
a reunir dados que lhe
permitiram, em 1936,
propor uma hipótese
de surgimento da vida
por evolução
espontânea das
moléculas existentes
na Terra primitiva.

53. Formação de
coacervatos
(coacervados):
agregados moleculares
maiores resultantes de
choques entre as
moléculas primitivas a
partir do momento que
água “líquida” passou a
existir.

55. A primeira molécula informacional pode
ter sido o RNA, que, como já se sabe
atualmente, pode atuar como catalisador
de reações.

56. Em 1980:
Constatou de diversos tipos
de reações químicas
biologicamente
importantes (LIGAÇÃO
PEPTÍDICA, por exemplo)
são diretamente
controladas por moléculas
de RNA:
Thomas Cech

58. • Questão geradora de DÚVIDAS entre
os pesquisadores.
• Possibilidades: seres AUTOTRÓFICOS
e HETEROTRÓFICOS
• TEORIAS

60. FONTE DE ALIMENTO DOS PRIMEIROS SERES VIVOS:
Moléculas orgânicas produzidas de modo
abiogênico acumuladas nos mares primitivos.
COMO EXTRAIAM ENERGIA DAS MOLÉCULAS NUTRITIVAS:
Por processos bioquímicos muito simples =
FERMENTAÇÃO.
ESGOTAMENTO DOS RECURSOS / SURGIMENTO DE LINHAGENS
CAPAZES DE CAPTAR A ENERGIA LUMINOSA E UTILIZÁ-LA NA
PRODUÇÃO DE MOLÉCULAS ORGÂNICAS:
Origem dos seres autotróficos fotossintetizantes.

61. TERRA PRIMITIVA = NÃO HAVIA MOLÉCULAS ORGÂNICAS EM
QUANTIDADE SUFICIENTE PARA SUSTENTAR A MULTIPLICAÇÃO
DOS PRIMEIROS SERES.
OS PRIMEIROS ORGANISMOS TERIAM SIDO
QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS = PRODUZIAM SUAS PRÓPRIAS
SUBSTÂNCIAS ALIMENTARES PELO APROVEITAMENTO DE
ENERGIA LIBERADA POR REAÇÕES QUÍMICAS ENTRE
COMPONENTES INORGÂNICOS DA CROSTA.
POSSIBILIDADE: UTILIZAÇÃO DE COMPOSTOS DE Fe E S,
SUPOSTAMENTE ABUNDANTES NA TERRA PRIMITIVA.
ARGUMENTO: FISIOLOGIA DAS ARQUEAS.

63. Some of the first archaea were discovered in the hot springs
of Yellowstone National Park.

65. 1º OS FERMENTADORES
2º OS FOTOSSINTETIZANTES
3º OS CAPAZES DE REALIZAR RESPIRAÇÃO
AERÓBICA
A PARTIR DOS SERES
QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS TERIAM
SURGIDO OS OUTROS TIPOS DE SERES
VIVOS:

66. ORIGEM DA FOTOSSÍNTESE
ACREDITA-SE QUE, INICIALMENTE:
6 CO2 + 12H2S + E. lum. C6H12O6 + 6S2 + 6H2O
(ocorrem em SULFOBACTÉRIAS atuais)
PRIMEIROS SERES CAPAZES DE UTILIZAR A ÁGUA COMO FORNECEDOR
DE HIDROGÊNIOS PARA A SÍNTESE DE CARBS = 3 bi de anos.
6 CO2 + 12H2O + E. lum. C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Abundância de água na Terra = permitiu que estes seres se
espalhassem por todo o planeta.

67. O HOLOCAUSTO DO OXIGÊNIO

68. NÍVEIS DE O2 NA ATMOSFERA AO LONGO DO TEMPO
Living things have altered the earth's oceans, land surfaces, and atmosphere. For
example, photosynthetic organisms are responsible for the oxygen that makes up about a
fifth of the earth's atmosphere. The rapid accumulation of atmospheric oxygen about 2
billion years ago led to the evolution of more structured eucaryotic cells, which in turn gave
rise to multicellular plants and animals

69. ORIGEM DA CÉLULA EUCARIÓTICA
ROBERTSON
Ao longo da evolução, a membrana lipoproteica pode ter se dobrado
para fora, de forma cada vez mais intensa. Assim, o material genético
teria ficado no centro, envolvido por uma membrana (a membrana
nuclear) formando uma estrutura semelhante ao núcleo dos
eucariontes. Do lado externo teria surgido o correspondente ao
citoplasma atual.

70. Célula procariótica inicial
Célula
eucariótica
fotossintetizante:
alguns protistas e
plantas
Célula eucariótica
não-
fotossintetizante:
alguns protistas, os
fungos e os animais
Bactéria aeróbica em
simbiose mutualística
Bactéria aeróbica dá
origem à mitocôndria
Membrana nuclear
Cianobactéria
Invaginações
da membrana
plasmática
Cianobactéria
dá origem ao
cloroplasto
Bactérias
aeróbicas
Ácido nucléico
TEORIA ENDOSSIMBIÔNTICA
LYNN MARGULIS

73. REINO PROTISTA
Ancestral procarionte
Cianobactérias
Bactérias
REINO MONERA
Perda de parede celular
Surgimento do citoesqueleto
Surgimento de
organelas
membranosas e
núcleo
Mitocôndrias
Algas
Plantas
Reino Plantae
Protozoários
Cloroplasto
Ancestral
eucarionte
Núcleo
Evolução da célula e os reinos de seres vivos
Animais
REINO ANIMALIA
Fungos
REINO
FUNGI