origem e evolução da vida. a biologia como ciência: história, métodos, técnicas e...
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Origem e evolução da vida. A biologia como ciência: história,
métodos, técnicas e experimentação. Hipóteses sobre a origem do Universo, da Terra e
dos seres vivos.
Biogênese x Abiogênese
• Como a vida tem origem???
• Um ser se origina de outro ser por reprodução ou um ser pode nascer por um “princípio ativo”, uma “força vital”?
Hipótese da Biogênese
• Francesco Redi: experimento demonstra ausência de geração espontânea (séc 17)
Hipótese da Abiogênese
• John Deedham: micróbios por geração espontânea (séc 18)
E agora: biogênese ou abiogênese???
• Observe que no sec 17 havia sido dada uma explicação para biogênese (Francesco Redi), e depois, já no séc 18, levanta-se novamente a idéia da abiogênese (John Deedham)!!
E agora?
• Qual a melhor hipótese?
Biogênese ou Abiogênese?
Solução
• Solução proposta por Luis Pasteur (séc 19)
Aplicação das idéias de Pasteur
• Lavar as mãos e materiais utilizados em curativos sempre limpos
• Técnica de esterilização de alimentos: leite
• Se um ser nasce do outro, como tudo começou?
ATENÇÃO
• Observe esta pergunta novamente:
“Se um ser nasce do outro, como tudo começou?”
Hipóteses sobre a origem do Universo, da
Terra e dos seres vivos
Origem do Universo
• Big Bang
• 14,5 bilhões de anos
• Com o passar do tempo, as partículas iam-se criando e se destruindo
• Surgiram o hidrogênio, nitrogênio, carbono…
Origem da Terra
• 4,6 bilhões de anos de idade
• A atmosfera era diferente, níveis insignificativos de oxigênio (ambiente redutor)
• Vida surge há 3,5 bilhões de anos
Mas como surgiu a vida?
• 3 hipóteses para a origem da vida:
1) Teoria religiosa e/ou Mitológica
2) Teoria da Panspermia Cósmica
3) Teoria da Evolução Química
Teoria religiosa e/ou Mitológica
• É possível provar por meio científico?• Não é amplamente aceito
Teoria da Panspermia Cósmica
• Vida veio na calda de um meteoro, do espaço
• Mas de onde e como veio, caso tenha vindo do espaço?
Teoria da Evolução Química
• Ligações químicas complexas que se ligaram de tal forma a permitir a replicação
• Levou muito tempo (1 bilhão de anos para começar a surgir)
Qual é a hipótese mais aceita?
• Evolução química proposta por Thomas Huxley e testado por Oparin
• A mais aceita é a Evolução Química, pois pode ser provado
• Hipótese do “Coacervado”
O primeiro traço da vida: coacervados
Primeiras bactérias
Primeiros fósseis
Hipótese de Oparin (testado por Stanley Miller)
Resumo do cenário da Terra primitiva
• Muitos gases, vapor d’água, e muitos raios poderia formar vida.
• Ambiente redutor. (Um ambiente redutor é aquele em que há baixa disponibilidade de O2, ou alta de H2, necessário para que haja a formação de ligações C–H).
• Deve ter havido o acúmulo de compostos orgânicos nos oceanos primitivos, formando uma espécie de “sopa pré-biótica” (“sopa orgânica antes da vida ter surgido”).
A partir daqui:
Parte adicionada pelo Prof. Felipe
E como era esse 1º ser vivo?• Era um ser unicelular, simples se comparados aos de hoje.
• Era provavelmente heterótrofo, ou seja, buscava energia se alimentando de outros seres vivos e de matéria orgânica, pois era incapaz de produzir energia sozinho (através da fotossíntese).
• Acredita-se que este ser vivo era heterótrofo porque este tipo de organismo é menos complexo que os autótrofos ( que produzem seu próprio alimento), e seria mais facilmente originado pela evolução química.
• Para processar seus alimentos e retirar deles a energia na forma de ATP, (lembre-se, é como se fosse “dinheiro” para as células) ele realizava o processo de fermentação, que não necessita de oxigênio para ser realizado.
Fermentação:
Corrigindo o que eu disse na aula, existem alguns tipos de fermentação. Acredita-se que o 1º ser vivo realizava a fermentação alcoólica:
C6H12O6 → 2C2H5OH + 2CO2 + energia
(Glicose = alimento) (Álcool etílico) (Gás Carbônico)
Fermentação láctica
• A fermentação lática ocorre nos músculos quando há intensa atividade física e a célula tenta liberar energia extra, mesmo quando não há oxigênio disponível.
Obs: Nesse processo não CO2
como produto.
Sendo assim, toda vez que estes primeiros seres vivos se alimentavam e depois respiravam ou ”processava” esse alimentos eles jogavam gás carbônico (CO2) no ar.
Mas há um ditado que diz “Lixo de uns, tesouro de outros”. E assim, com todo os gás carbônico jogado na atmosfera, criou-se uma condição perfeita para os autótrofos se desenvolverem.
Era como se fosse um banquete para eles, que realizavam a fotossíntese para produzir seu próprio alimento:
Obs: Gás carbônico é igual a Dióxido de carbono
• Uma prova dessa sequência,
1º Heterótrofos (fermentação) 2º Autótrofos
é o fato de que os heterótrofos se alimentavam de matéria orgânica, e esse alimento um dia chegaria ao fim. Se não acontecesse o surgimento do autótrofos, no qual estes serviriam de alimento para outros, a vida acabaria.
Sendo assim, estes seres autótrofos faziam o papel das plantas e os heterótrofos das vacas, capivaras,e elefantes ou de qual quer outro ser herbívoro.
Surgem os heterótrofos respiradores
• Como pode-se ver na figura que explica a fotossíntese, esse processo se utiliza de CO2, Água e luz solar para depois ter como resultado Glicose (alimento) e O2 (Oxigênio).
E mais uma vez o que era resíduo de um tipo de organismo permitiu o surgimento de outro, um ser vivo que se utilizava do Oxigênio para processar seu alimento, realizando a respiração.
Respiração
• Glicose + oxigênio CO2 + H2O + energia
• Comparada a fermentação, a respiração é bem mais eficiente.
• Permitiu aos seres vivos extraírem mais energia de seus alimentos.
• A maioria dos seres vivos realiza este processo atualmente, inclusive as plantas, seres humanos, etc.
Sequência de evolução
1º tipo de ser vivo : Heterótrofo (fazia fermentação, liberava CO2)
2º tipo de ser vivo : Autótrofo ( fazia fotossíntese, liberava O2)
3º tipo de ser vivo: Heterótrofo (fazia respiração, liberava CO2)
Observação:
• Não é necessário entender completamente as fórmulas químicas de fermentação, respiração, etc. O ponto chave dessa aula é entender a evolução dos organismos e a influência que os processos químicos realizados por um permitiam o surgimento do outro. É entender a sequência de evolução.
Gráficos • O gráfico abaixo representa a evolução da quantidade de oxigênio na atmosfera no curso dos
tempos geológicos. O número 100 sugere a quantidade atual de oxigênio na atmosfera, e os demais valores indicam diferentes porcentagens dessa quantidade.
• As áreas numeradas no gráfico mostram a composição em volume, aproximada, dos gases na atmosfera terrestre, desde a sua formação até os dias atuais.