Origem da vida
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A ORIGEM DA VIDA BIOLOGIA – PROFa. Marcia Marlise Pedroso
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A ORIGEM DA VIDA PARTE I
BIOGÊNESE X ABIOGÊNESE
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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
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ABIOGÊNESE X BIOGÊNESE
- ABIOGÊNESE (GERAÇÃO ESPONTÂNEA) “força vital”
* origem dos seres vivos da matéria não-viva
* Aristóteles, Paracelso, Van Helmont
* até o século XVII
- BIOGENÊSE
* todo ser vivo se origina de outro ser vivo por
mecanismos reprodutivos
* experimentos de Francesco Redi (1668) e Luis
Pasteur (1859)
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Origem da vida
• Defensores da abiogênese
Helmont
Needham
Aristóteles
William Harvey
Isaac Newton
René Descartes
• Defensores da Biogênese
Redi
Joblot
Spallanzani
Louis Pasteur
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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.”
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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”
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REDI (1668)
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Origem da vida
• Meados do século XVII: descoberta dos micróbios (Antonie van Leeuwenhoek) ao microscópio;
• Hipótese da geração espontânea ganha força;
• Os abiogenistas achavam que seres tão pequenos e simples como os micróbios não se reproduziam, surgiam por geração espontânea.
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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
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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.
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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
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Lazzaro Spallanzani
Needham
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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;
• Spallanzani: Ficou sem argumento e não conseguiu comprovar sua teoria através de experimentação.
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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.
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Origem da vida
Nova disputa travada entre biogenistas X 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
• Em 1860 a Academia Francesa de Ciências: prêmio para quem apresentasse um experimento definitivo sobre essa questão
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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
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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
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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
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PASTEUR (1859) pescoço de cisne
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PASTEUR (1860)
Confirmação da Biogênese
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• Surgimento do processo de Pasteurização
(Pasteur), utilizado até os dias de hoje;
• François Appert: Aproveitou as
experiências de Spallanzani e Pasteur e
inventou a indústria de enlatados.
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Exercício
• Dentre os cientistas abaixo, aquele que foi
defensor da biogênese é o
A) Aristóteles
B) Helmont
C) Needham
D) Spallanzani
E) Albert Einstein
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Exercício
1.Needham
2.Joblot
3. Louis Pasteur
4. Redi
I. Realizou experimentos com com caldos nutritivos e forte adepto da abiogênese
II. Realizou o célebre experimento com frascos de pescoço de cisne
III. Afirmou que os seres vermiformes que surgiam das carnes em putrefação eram larvas e não surgiam por geração espontânea
IV. Biogenista que realizou experimentos com caldos nutritivos
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A ORIGEM DA VIDA PARTE II
EVOLUÇÃO QUÍMICA / OPARIN
HIPÓTESES AUTOTRÓFICA E HETEROTRÓFICA
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* CRIACIONISMO
*PANSPERMIA CÓSMICA
*EVOLUÇÃO QUÍMICA
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15 BILHÕES DE ANOS ATRÁS
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SOL - 5 BILHÕES DE ANOS
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TERRA – 4,5 BILHÕES DE ANOS
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INTENSA ATIVIDADE VULCÂNICA (teoria de Oparin, Huxley e Haldane)
ATMOSFERA PRIMITIVA - Hidrogênio (H2)
- Metano (CH4)
- Amônia (NH3)
- Vapor de água (H20)
- Acúmulo de Vapor
de água (H20) na
atmosfera
- Descargas
elétricas
Condições Primitivas da TERRA
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- CHUVAS TORRENCIAIS
- PROCESSO LENTO DE RESFRIAMENTO
- FORMAÇÃO DOS MARES PRIMITIVOS
- ACÚMULO DE MINERAIS E MATÉRIA ORGÂNICA
- SOPA PRIMITIVA (Oparin & Haldane)
Condições Primitivas da TERRA
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REAÇÕES QUÍMICAS - descargas elétricas (tempestades); radiação UV; calor (crosta
terrestre).
- QUEBRA DE LIGAÇÕES QUÍMICAS E RECOMBINAÇÃO ATÔMICA
- SÍNTESE DE MONÔMEROS (aminoácidos, glicose, ácidos graxos,
etc)
Condições Primitivas da TERRA
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COACERVADOS - aglomerados de proteínas envoltos por moléculas de água
(origem dos primeiros sistemas isolados)
FORMAÇÃO DE MOLÉCULAS ORGÂNICAS
AMINOÁCIDOS - unidades que formam as proteínas
MACROMOLÉCULAS - proteínas, RNA, polissacarídeos, etc.
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EXPERIMENTO DE MILLER & UREY (1953) atmosfera primitiva – presença de aminoácidos
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Stanley Miller (1953)
Obtenção de substâncias orgânicas
a partir de elementos da atmosfera
primitiva
Deposição de
compostos
orgânicos
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HIPÓTESE HETEROTRÓFICA era a + aceita
SERES HETEROTRÓFICOS MUITO SIMPLES
OBTENÇÃO DE ENERGIA: FERMENTAÇÃO ANAERÓBICA
- matéria orgânica da sopa primitiva
- quebra de moléculas e produção de ATP
LIBERAÇÃO DE GÁS CARBÔNICO (CO2)
REPRODUÇÃO: AUTO-REPLICAÇÃO
Problema: As molec org. eram consumidas mais
rápidas do que sua formação...
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SERES AUTOTRÓFICOS (QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS)
OBTENÇÃO DE ENERGIA: QUEBRA DE MOLEC.INORG.e
produção de subst. Alimentares
- A quantidade de molec. Org. não seria o suficiente;
- aproveitavam a energia liberada das molec. Inorg.
- produziam subst. alimentares e as quebravam =
produção de ATP (EX. ARQUEAS)
FeS +H22 S FeS2 + H2 + energia
LIBERAÇÃO DE GÁS HIDROGÊNIO (H2)
REPRODUÇÃO: AUTO-REPLICAÇÃO
HIPÓTESE AUTOTRÓFICA é hoje a + aceita
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HIPÓTESE AUTOTRÓFICA é hoje a + aceita
Segundo esta hipótese teriam surgido
posteriormente aos
quimiolotoautotróficos fermentação
seres fotossintetizantes e
seres aeróbios.
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Glicose álcool + 2CO2 + 2ATP fermentação
A atividade fotossintética produziu e acumulou
O2 na atmosfera, criando condições para o
surgimento dos primeiros seres aeróbicos, além
da formação da camada de ozônio.
6CO2 + 6H2O + luz glicose + 6O2 fotossíntese
Glicose + 6O2 6CO2 + 6H2O + 38ATP respiração
aeróbica
HIPÓTESE AUTOTRÓFICA é hoje a + aceita
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SERES FOTOSSINTETIZANTES
- ALTA COMPETIÇÃO NO MEIO
- CAPACIDADE DE CAPTAR ENERGIA SOLAR
( A PARTIR DA SÍNTESE DE CLOROFILA)
- USO DO CO2 PARA NUTRIÇÃO
- OBTENÇÃO DE ENERGIA: FOTOSSÍNTESE
- LIBERAÇÃO DE OXIGÊNIO (O2) NA ÁGUA E ATMOSFERA
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SERES AERÓBIOS
- AUTOTRÓFICOS E HETEROTRÓFICOS
- OBTENÇÃO DE ENERGIA: RESPIRAÇÃO CELULAR
- OXIGÊNIO (O2) LIVRE NA ÁGUA E ATMOSFERA
- MAIS EFICIENTE QUE A FERMENTAÇÃO
- MAIS ENERGIA = MAIOR DIFERENCIAÇÃO CELULAR
- NÚCLEOS INDIVIDUALIZADOS E ORGANELAS
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ATMOSFERA OXIDANTE
- OXIGÊNIO ACUMULADO = CAMADA DE OZÔNIO
- RETENÇAO DOS RAIOS UV = EVOLUÇÃO BIOLÓGICA
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A ORIGEM DA VIDA PARTE III
A ORIGEM DA CÉLULA EUCARIONTE
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TEORIA DE ROBERTSON
Células procariontes teriam desenvolvido evaginações
da membrana (aumento da superfície) que formaram
as estruturas endomembranosas, dando origem às
células eucariontes.
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Mitocôndrias e cloroplastos eram organismos livres
(procariontes) que passaram viver no interior de
de outros organismos (unicelulares) numa relação
mutualística (endossimbiose).
LYNN MARGULIS (Teoria Endossimbiótica)
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É ISSO AÍ
PESSOAL
VAMOS
ESTUDAR:
LEMBRE-SE:
ENQUANTO
VOCÊ ESTÁ
“MOSCANDO”
TEM SEMPRE UM
CONCORRENTE
ESTUDANDO!!!