Origem da vida na Terra

Origem da vida na Terra
Profa. Vania Sardinha dos Santos Diniz

A origem da vida na Terra
• 4,6 bilhões de anos;
• Rochas, gases e poeira que girava ao redor do
Sol;
• Aglomeração gerou calor e erupções
vulcânicas;

• Até meados do século XVII: Criacionismo e
Geração espontânea;
• Louis Pasteur (1822-1895) derrubou
definitivamente a teoria da geração
espontânea e Charles Darwin pôs em cheque
o criacionismo que admitia uma
ancestralidade comum a todos os seres vivos.

Louis Pasteur (1822-1895) Charles Darwin (1809-1882)

• Biogênese X Abiogênese
- Abiogênese: os seres vivos, poderiam surgir
por outros mecanismos que não a
reprodução;

• Os experimentos de Redi
- Abiogênese: seres vermiformes que surgem
nos cadáveres de pessoas e animais
originavam-se por geração espontânea da
carne em putrefação.
- Hipótese de Redi: vermes eram estágios
imaturos de moscas;
- Dedução: moscas pousavam na carne e
depositavam os ovos que se transformavam
em larvas;
- Retirou a idéia do poema Ilíada de Homero.

• Os experimentos de Joblot
- Ferveu caldo nutritivo preparado à base de
carne e o repartiu entre duas séries de frascos
limpos;
- Os frascos de uma das séries ficaram abertos e
a outra série fechados;
- Ele concluiu que os microorganismos surgiam
de “sementes”presentes na poeira do ar.

• Os experimentos de Needham
- Caldos nutritivos fervidos e tampados com
rolhas;
- Algum tempo depois surgiam os
microorganismos;
- Argumentou novamente a geração
espontânea;

• O debate entre Needham e Spallanzani
- Refez os experimentos de Needham;
- Vedou alguns frascos com rolhas e outros
derretou os gargalos no fogo;
- Argumentou que a fervura e a vedação de
Needham não foram suficientes para evitar o
crescimento de microorganismos;
- Spallanzani quebrou o gargalo e microorganismos
reapareceram;
- Needham argumentou que a “força vital” havia se
estabelecido.

• Louis Pasteur e a derrubada da Abiogênese

• Aplicações práticas:
- Indústria dos enlatados: fervura e frascos
hermeticamente fechados;
- Pasteurização: manter em temperatura
branda matando os microorganismos sem
perder a qualidade dos alimentos.

Teorias Modernas sobre a Origem da
vida
• Panspermia e evolução química
- De onde surgiram os primeiros seres vivos?
- Panspermia: a vida na Terra teve origem a partir de
seres vivos ou de substâncias precursoras da vida
provenientes de outros locais do cosmo. Defensores:
Arrhenius (1859-1927); Kelvin (1859-1907).

- Teoria da Evolução química e da evolução
molecular: Huxley (1825-1895) e Alexander
Oparin (1894-1980). A vida é resultado de um
processo de evolução química em que os
compostos inorgânicos se combinaram,
originando moléculas orgânicas simples
(aminoácidos, açúcares, ácidos graxos etc.)
que, deram origem a estruturas com
capacidade de autoduplicação.
- As duas teorias não são antagônicas

As condições na Terra primitiva
• Temperaturas altas a ponto de fundir as rochas;
• Bombardeada por asteróides;
• A maior parte da água e do carbono chegou com os
asteróides;
• A água vinda com os asteróides evaporava e se condensava;
• Acredita-se que, na Terra de pouco mais de 500 milhões de
anos de idade, tempestades torrenciais caíram sem
intervalos, durante dezenas de milhões de anos;
• A Terra esfriou e a água se acumulou nas partes mais baixas
da crosta, formando imensas áreas alagadas precursora dos
oceanos;
• Nesse cenário, deve ter surgido os primeiros seres vivos.

Os primeiros vestígios de vida na Terra
• Estromatólitos não são confiáveis;
• Vestígios de vida presentes em rochas de 2,7
bilhões de anos;
• Antes de 3,5 bilhões de anos atrás a Terra já
apresentava os requisitos básicos para a
formação de seres vivos.

Origem pré-biótica de compostos orgânicos
- Experimentos de Miller
• Construiu um aparelho que simulava
condições supostamente existentes na Terra
primitiva;
• Mistura: gás metano (CH 4), amônia (NH 3),
hidrogênio (H 2) e vapor d’água (H 2O);
• Descargas elétricas;
• Condensador (simulava as chuvas);
• Aquecedor

• Após uma semana: aminoácidos (alanina e
glicina), outras substâncias orgânicas simples.
• Hoje sabemos que a Terra primitiva tinha
composição química diferente: 80% de gás
carbônico (CO 2), 10% de metano (CH 4), 5% de
monóxido de carbono (CO), e 5% de gás
nitrogênio (N);
• A importância de Miller foram os
experimentos que continuam sendo
reproduzidos.

Experimento de Miller (1953)

- Uma etapa fundamental na origem da vida na Terra
foi o aparecimento da membrana;
- Alexander Oparin sugeriu qual poderia ter sido o
primeiro passo rumo à formação de sistemas
isolados;
- Lagos transformados em “sopas orgânicas”;
- Coacervados: aglomerados de proteínas que se
formam espontaneamente em soluções aquosas com
certo grau de acidez e salinidade.
- Recentemente, pesquisadores dissolveram em água
material orgânico extraído de meteoritos e
obtiveram coacervados.

- Microsferas (Sidney Fox em 1957): bolsas delimitadas
por membranas de proteínas que se formaram pela
união dos aminoácidos durante o aquecimento a
seco.
- Coacervados e microsferas não são seres vivos;
- A capacidade de se reproduzir foi o passo crucial
para a origem dos seres vivos;
- O “mundo do RNA”: período que precedeu a origem
da vida na Terra;
- RNA podem ser produzidos em condições abióticas;
- RNA podem se replicar e controlar a união dos
aminoácidos

Evolução dos processos energéticos
- Autotróficos: seres capazes de produzir seu
próprio alimento a partir de substâncias
inorgânicas e de energia obtida do ambiente.
Ex: bactérias, algumas algas e todas as
plantas.
- Heterotróficos: obtém alimentos do meio
externo na forma de moléculas orgânicas. Ex:
fungos, certas bactérias, todos os protozoários
e todos os animais.

• Hipótese heterotrófica: os primeiros seres
vivos tinham nutrição heterotrófica.
- A favor da teoria: os primeiros seres vivos,
muito simples, ainda não teriam a capacidade
de produzir substâncias alimentares, quando o
alimento se tornou escasso, já existiam
organismos autotróficos.
- A energia era extraída por fermentação.
C 6H 12O 6 2 C 2H 5OH + 2 CO 2 + Energia

• Hipótese autotrófica: é a mais aceita atualmente. Os
primeiros seres vivos eram quimiolitoautotróficos,
produziam suas próprias substâncias a partir da
energia liberada por reações químicas entre
componentes inorgânicos da crosta terrestre (Ex:
ferro e enxofre).
- A favor da teoria: na Terra primitiva não havia
moléculas orgânicas em quantidade suficiente para
sustentar a multiplicação dos primeiros seres vivos
até o aparecimento da fotossíntese.
- A idéia se consolidou graças à descoberta de
microorganismos chamados de arqueobactérias.

FeS + H 2S FeS 2 + H 2 + Energia
• Segundo a hipótese autotrófica, a partir dos
primeiros seres quimiolitoautotróficos teriam
se originado os que realizam fermentação,
depois os fotossintetizantes e, por fim, os
aeróbicos.
Origem da fotossíntese
CO 2 + 12 H 2S + Luz C 6H 12O 6 + 6 S 2 + 6 H 2O
CO 2 + 12 H 2O + Luz C 6H 12O 6 + 6 O 2 + 6 H 2O

• O “holocausto do gás oxigênio”
Origem da respiração aeróbica
• Surgiram sistemas antioxidantes;
• Passaram a aproveitar o poder oxidante do
oxigênio para quebrar as moléculas orgânicas;
C 6H 12O 6 + 6 O 2 6 CO 2 + 6 H 2O + Energia
• Praticamente o inverso da fotossíntese:
CO 2 + 12 H 2O + Luz C 6H 12O 6 + 6 O 2 + 6 H 2O

• Com o oxigênio surgiu a camada de ozônio
(O 3);
• Foi o surgimento da camada de ozônio que
proporcionou o surgimento da vida na
superfície terrestre.

Evolução e diversificação da vida
• Acredita-se que os seres atuais mais semelhantes aos
primeiros seres vivos são as arqueobactérias que
vivem em ambiente extremos;
Origem da vida eucariótica
• 2 bilhões de anos atrás;
• Mais complexa do que a procariótica;
• Atualmente, com exceção das bactérias e das
arqueas, todos os seres vivos são eucarióticos

• Origem dos compartimentos intracelulares
- Invaginações progressivas da membrana
plasmática dos procariotos;

Hipótese endossimbiótica: origem das mitocôndrias e plastos.

• Segundo essa hipótese, as primeiras células
adquiriram capacidade de respirar oxigênio quando
passaram a abrigar , em seu citoplasma, células
procarióticas respiradoras;
• Sustentação da hipótese: mitocôndrias e plastos
possuem seu próprio DNA, sintetizam suas próprias
proteínas e se autoduplicam.
A origem da multicelularidade
• A multiplicação de uma célula inicial que passaram a
viver juntas, formar colônias, em seguida, se
especializaram formaram tecidos, órgãos, etc.