O documento discute a origem da vida na Terra primitiva. Aborda as hipóteses de abiogênese e biogênese e os experimentos de cientistas como Redi, Joblot, Spallanzani, Needham e Pasteur que levaram à refutação da geração espontânea. Também apresenta a teoria de Oparin-Haldane sobre a evolução química dos primeiros seres vivos e o experimento de Miller que comprovou a formação de aminoácidos em condições simuladas da atmosfera primitiva

1. Aula 01: Origem da vida

2. Origem da vida Até meados do séc. XIX, acreditava-se que seres podiam surgir espontaneamente da matéria não-viva. Hoje, sabe-se que um ser vivo surge somente através da reprodução . Biogênese versus abiogênese

3. Origem da vida Defensores da abiogênese Helmont Needham Aristóteles William Harvey Isaac Newton René Descartes Críticos da abiogênese Redi Joblot Spallanzani Louis Pasteur

4. Origem da vida Jan Baptista van Helmont(1577-1644) “ (...)coloca-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas sujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo, e o resultado será que, em 21 dias, surgirão ratos.”

5. Origem da vida Francesco Redi(1626-1697) Um dos primeiros a empregar o método experimental Uma das principais evidências da abiogênese era o aparecimento “espontâneo” de “vermes” em carne podre Hipótese de Redi: “Os seres vermiformes que surgem na carne em putrefação são larvas , um estágio do ciclo de vida das moscas. As larvas devem surgir de ovos colocados por moscas, e não por geração espontânea a partir da putrefação da carne”

7. Origem da vida Meados do século XVII: descoberta dos micróbios(Antonie van Leeuwenhoek) Reanimação da hipótese da geração espontânea Os abiogenistas achavam que seres tão pequenos e simples como os micróbios não se reproduziam, surgindo por geração espontânea

8. Origem da vida Louis Joblot(1645-1723) Em 1711, ferveu um caldo nutritivo à base de carne e repartiu-o entre duas séries de frascos: uns abertos e outros tampados com pergaminho Após alguns dias, os frascos abertos estavam repletos de micróbios, enquanto os frascos tampados continuavam inalterados. Conclusão de Joblot: Os micróbios surgiam de “sementes” provenientes do ar, e não por geração espontânea a partir do caldo

9. Origem da vida John Needham(1713-1781) Hipótese da geração espontânea ganha novo impulso Colocou caldo nutritivo em diversos frascos, fervendo-os por 30 min e tampou os frascos com rolhas Depois de alguns dias, os caldos estavam repletos de micróbios. Argumentou então que os seres presentes nos caldos surgiram por geração espontânea.

10. Origem da vida Lazzaro Spallanzani(1729-1799) Realizou experimentos semelhantes aos de Needham, mas obteve resultados diferentes As infusões preparadas por Spallanzani, muito bem fervidas e cuidadosamente arrolhadas, continuaram livre de micróbios

12. Origem da vida Needham versus Spallanzani Argumento de Spallanzani: Needham não ferveu o caldo por tempo suficiente ou não vedou os frascos de forma eficiente Resposta de Needham: A fervura por tempo prolongado destruía a “ força vital ” presente no caldo François Appert: Aproveitou as experiências de Spallanzani e inventou a indústria de enlatados

13. Origem da vida Em fins do século XVIII: descoberta do gás oxigênio e seu papel essencial à vida Novo ponto de apoio para os abiogenistas, que argumentavam que o aquecimento prolongado e a vedação hermética excluíam o oxigênio necessário à geração espontânea e à sobrevivência dos seres.

14. Origem da vida Nova disputa travada entre biogenistas e abiogenistas Abiogenistas: A presença de ar fresco era fundamental para a geração espontânea da vida Biogenistas: O ar era a fonte de contaminação dos caldos Academia Francesa de Ciências: prêmio para quem apresentasse um experimento definitivo sobre essa questão

15. Origem da vida Louis Pasteur(1822-1895) Experiência nos Alpes – Pasteur Levou frascos de vidro fechados completamente contendo caldo nutritivo até as altitudes dos Alpes Abriu os frascos para que os caldos ficassem expostos ao ar das montanhas; depois, foram novamente derretidos e fechados De volta ao laboratório, verificou que apenas um 1 dos vinte frascos abertos nas montanhas havia se contaminado

16. Origem da vida Os frascos com pescoço de cisne: novo experimento Pasteur amoleceu os gargalos no fogo, esticando-os e curvando-os em forma de pescoço de cisne; em seguida ferveu os caldos até que saísse vapor pela extremidade dos gargalos À medida que esfriava, o ar penetrava pelo gargalo, mas as partículas do ar ficavam retidas nas paredes do gargalo em forma de pescoço; Nenhum frasco se contaminou Derrubada definitiva da hipótese da geração espontânea

17. Origem da vida Argumento de Pasteur: O ar das montanhas continha muito menos “sementes” de organismos microscópicos do que o ar da cidade, onde qualquer frasco aberto sempre se contaminava Na presença de membros da academia, quebrou o gargalo de alguns frascos, expondo os caldos ao ar da cidade; 3 dias depois, todos os frascos haviam sido contaminados Comissão julgadora solicitou mais provas

19. Teoria moderna PANSPERMIA: baseada no surgimento da vida em outro planeta, sendo que os cosmozoários teriam alcançado a Terra através de meteoritos EVOLUÇÃO MOLECULAR: a vida é resultado de um processo químico em que compostos orgânicos se combinam formando moléculas dando origem a estruturas com capacidade de autoduplicar.

20. 3-A hipótese de Oparin e Haldane Evolução Química Oparin , A I (1894-1980 Haldane, J.B.S (1802-1964) Os primeiros seres vivos- Moléculas orgânicas Que teriam se formado na atmosfera primitiva e depois nos mares a partir de Substâncias inorgânicas . Metano CH 4 Amônia NH 3 Hidrogênio H 2 Vapor de H 2 O Década de 1920- hipóteses semelhantes Composição química da atmosfera primitiva

21. Terra Primitiva

23. ESQUEMA DA HIPÓTESE DE OPARIN E HALDANE

24. Formação do caldo nutritivo

25. Metano CH4 Amônia NH3 Nesse momento teriam surgido os primeiros seres vivos

26. COACERVADOS é um aglomerado de moléculas proteicas circundadas por uma camada de água; foram, possivelmente, as formas mais próximas dos primeiros seres vivos. .

27. STANLEY MILLER RECRIOU PROVÁVEL ATMOSFERA DA TERRA PRIMITIVA (1953) (COMPROVOU A TEORIA DE OPARIN) MISTUROU CH 4 , NH 3 , H 2 e H 2 O SUBMETIDAS COM DESCARGAS ELÉTRICAS (SIMULANDO RAIOS) DURANTE 1 SEMANA (ENCONTROU AMINOÁCIDOS NO LÍQUIDO)

28. Em 1953, Stanley Miller Colocou num balão de vidro: metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Submeteu-os a aquecimento prolongado. Uma centelha elétrica de alta tensão cortava continuamente o ambiente onde estavam contidos os gases. Ao fim de certo tempo, Miller comprovou o aparecimento de moléculas de aminoácido no interior do balão, que se acumulavam no tubo em U. O experimento de Miller

29. O experimento de Miller Experimento de Miller-Urey =Construído um aparelho que simulava as condições da Terra primitiva e introduziu nele os componentes que provavelmente constituíam a atmosfera naquela época Metano CH 4 Amônia NH 3 Hidrogênio H 2 Vapor de H 2 O

31. Acredita-se hoje que, provavelmente, a composição da atmosfera primitiva foi diferente do que acreditava Oparin; ela teria contido CO, CO2, H2, N2 e vapor de água (não haveria, portanto, metano nem amônia; as fontes de carbono seriam o CO e o CO2, enquanto a de nitrogênio seria o N2). Vapor de água e de gás carbônico teriam sido produzidos pela intensa atividade vulcânica. Mesmo assim, isso não invalida experimentos do tipo “Miller”. Na realidade, foram feitas desde então muitas variantes dessa experiência, modificando-se os gases utilizados e colocando-se algumas substâncias minerais; os cientistas chegaram a obter mais de 100 tipos de “tijolos” orgânicos simples, incluindo nucleotídeos e ATP.

32. Evolução dos processo energeticos Hipótese heterotrófica: a fonte de alimento desses seres seria constituída de moléculas que se acumulavam nos mares e lagos primitivos. Hipótese autotrófica (quimiolitoautotróficos): produziam seu alimento a partir da energia liberada por reações quimicas (ferro e enxofre) da crosta terrestre.

33. Onde apareceram as primeiras formas de vida? Em Ambientes Aquáticos