Apresentao do PowerPoint

Biologia 2 AnoLucas Jordo (Me. Botnica - UFRJ)1 Bimestre: Transformaes essenciais vida

Tpico 1:- Analisar os processos de obteno de energia dos seres vivos, relacionando-os aos ambientes em que vivem.

O que a vida? O que estar vivo?

Talvez, a princpio no houvesse distino entre a vida em um ser vivo e o esprito em um objeto natural no-vivo (montanha, nascente, rvore, animal).

Viso animista

A viso animista acabou se desfazendo, mas a crena de que alguma coisa numa criatura viva a distinguia da matria inanimada, que deixava o corpo no momento da morte continuou firme.

Na Grcia antiga, essa coisa que foi denominada sopro vital.

Mais tarde, na filosofia judaico-crist, foi chamada de alma. Bestirio Lista dos animais do mundo

Compiladas pela primeira vez por um grego annimo, depois do sculo I, e ampliada no decorrer dos sculos por sbios rabes e cristos.

Chegou ao sculo XVII como fonte definitiva de conhecimentos sobre o reino animal.

Foram agrupados em famlias e abrangiam seres mitolgicos, como fnix, drages e unicrnios. Todos os animais eram dotados de significado moral e religioso, e suas existncias, determinadas por um plano divino.

A Grande Cadeia do Ser Ideia filosfica sobre a ordem do Universo e da Vida. Teve origem na Grcia Antiga, em especial Aristteles, e desenvolvida pela teologia crist, a partir de Santo Agostinho (sc. IV e V).

Deus o ponto mais elevado do Universo.Abaixo vinham: anjos, homens, animais e vegetais, e objetos inanimados, como rochas e minerais.

Havia hierarquizao dentro de cada classe: -Entre homens: reios, nobres, pequenos proprietrios, camponeses, servos. -Entre animais: leo, ..., gado, ces, gatos, etc. -Entre minerais: ouro...

A posio do ser humano foi definida por Deus.Idade Mdia

Foi dominada pela adeso estrita aos ensinamentos das Escrituras, que atribuam tudo na natureza a Deus a s suas leis.

Divina Comdia de Dante Alighieri (1555)InfernoPurgatrioParasoPensamento medieval, era caracterizado por uma crena em todo tipo de foras ocultas.

Esse pensamento animista, mgico, foi enfim reduzido, se no eliminado, surgindo uma nova forma de encarar o mundo, que foi chamada de desencantamento do mundo.

Influncias: RenascenaIluminismoRevoluo CientficaFascnio pelos relgios e autmatos.

O alvorecer da Cincia Moderna

Matemtica a Linguagem da NaturezaO sucesso de Galileu, Kepler e Newton em usar a matemtica para reforar suas explicaes do cosmo tambm contribuiu para mecanizao da viso do mundo.

o livro da Natureza no pode ser entendido a no ser que primeiro se aprenda a compreender a linguagem e ler os caracteres em que est composto. Ele est escrito na linguagem da matemtica, e seus caracteres so tringulos, crculos e outras figuras geomtricas sem as quais impossvel entender uma palavra que seja dele; sem eles, vagamos em um labirinto escuro. Galileu.

A Revoluo Cientfica & a licena cartesiana

Nicolau Coprnico (1473-1543), que props o modelo heliocntrico, e terminou com Isaac Newton (1642-1727), que formulou Leis universais da natureza

Tycho Brahe (1546-1601) foi o responsvel por novas observaes astronmicas e mapeamento das estrelas.

Johannes Kepler (1571-1630) produziu mudanas tericas na previso das rbitas e dos movimentos dos planetas.

Galileo Galilei (1564-1642), Ren Descartes (1596-1650), Francis Bacon(1561 - 1626).No alvorecer da Cincia Moderna, o matemtico, filsofo, catlico, francs Ren Descartes postulou a separao entre a res extensa (realidade material) e a res cogitans (realidade pensante). Apenas seres humanos faziam parte de Deus, por serem dotados de alma. Os animais, juntamente com as montanhas, rios e rvores perderam o direito de ter alma...

Licena cartesiana Descartes se tornou o porta-voz da Revoluo Cientfica Sua sede por objetividade e preciso no podia aceitar ideias vagas, baseadas em metafsica e no sobrenatural, como a de uma alma em animais e plantas.

Apesar de parecerem sentir dor, os animais so mquinas desprovidas de alma, so autmatos.

Com base na autoridade de Descartes, O ser humano passou a destrinchar, investigar tudo na natureza, que antes era considerado imoral e pecaminoso.

A anatomia, tanto de animais quanto humanos, passou a se desenvolver. Muitos animais eram dissecados vivos. O conhecimneto de fisiologia avanou.

Considerouse que o grande mecanismo do Cosmos era decifrvel. Os cientistas seguiram a base racional da filosofia cartesiana para dar prosseguimento s suas pesquisas, com consentimento e bnos da sociedade.Fisicalismo

O rpido desenvolvimento da fsica logo depois levou a Revoluo Cientfica um passo adiante, transformando o mecanicismo mais genrico do perodo anterior em um fisicalismo mais especfico, baseado em leis concretas sobre o funcionamento dos cus e da Terra.O cartesianismo chegou ao seu auge com a publicao de LHomme machine (1748), de De la Mettrie.

O fisicalismo teve o enorme mrito de refutar grande parte do pensamento mgico que caracterizara os sculos anteriores.

Seu maior intento talvez tenha sido fornecer explicaes naturais dos fenmenos fsicos e eliminar, grande parte da crena no sobrenatural. VitalismoPor causa de seu uniliteralismo e do fracasso em explicar qualquer fenmenos e processos especficos dos seres vivos, o fisicalismo induziu a uma rebelio.

Esse contramovimento geralmente descrito sob o termo guarda-chuva vitalismo.

Na Biologia...

Florescimento do Fisicalismo

Contribuies importantes para a fisiologia eliminao do conceito de calor animal; explicao eltrica para a fisiologia dos nervos; citologia e descoberta de que todo ser vivo composto por clulas ou componentes (elementos estruturais) produzidos pela atividade celular. A compreenso da natureza consiste em explicar todas as mudanas no mundo como produtos do movimento dos tomos

Vitalistas

Combatiam o paradigma fisicalista, no apenas pelo que alegava (que os processos vitais so mecnicos e podem ser reduzidos s leis da qumica e da fsica), mas tambm pelo que falhavam em responder (a diferena entre a matria de um ser vivo e a simples matria a existncia de propriedades fisico-qumicas particulares muito mais complexas, inclusive aspectos evolutivos). energia - fora vital - eln vital - fluido vital - substncia especial (protoplasma)

Declnio dos Vitalistas

- Conceito metafsico ao invs de cientfico. No havia mtodos para test-lo. - Crena de que os seres vivos eram constitudos de uma substncia especial, diferente da matria inanimada, o que ficou provado ser um erro. A sntese da ureia (um produto orgnico) em laboratrio, realizada em 1828. Converso artificial de compostos inorgnicos em uma molcula orgnica. - Asceno da gentica.

A derrocada do vitalismo no levou vitria o movimento fisicalista. Resultou em um novo sistema explicativo.

Organicismo

J.S. Haldane (1931) afirmou: uma explicao puramente mecanicista no capaz de dar conta de coordenao que to caracterstica da vida. Esse novo paradigma postula que os processos no nvel molecular poderiam ser explicados exaustivamente por mecanismos fsico-qumicos, mas que esses mecanismos desempenhavam um papel cada vez menor, se no desprezvel, em nveis de organizao mais altos. Na Biologia...Reducionismo/Pensamento sistmico/Caractersticas emergentesReducionismo

Reduzir determinado objeto de estudo e analisar cada uma de suas partes para compreender e explicar o todo.

O TODO CONHECIDO ATRAVS DA SOMA DE SUAS PARTES.

Pensamento sistmico

As caractersticas de algum objeto de estudo devem ser explicadas pela organizao de suas partes, e no por sua composio.

O TODO MAIS DO QUE A SOMA DE SUAS PARTES.

Caractersticas emergentes

Em um sistema estruturado, novas propriedades emergem em nveis mais altos de organizao que no poderiam ser previstas a partir do conhecimento dos componentes em nveis inferiores.O que vida?

Erwin Schrdinger (1887-1861) Em fevereiro de 1943, Schrdinger proferiu palestras no Dublin Institute for Advanced Studies do Trinity College, Irlanda. Inspirou geraes de cientistas. A vida uma matria que, tal como um cristal um estranho cristal aperidico repete sua estrutura ao crescer.

Tapete comum, no qual um mesmo padro se repete vrias vezes, numa periodicidade regular.Obra-prima do bordado de um tapete renascimento.

Schrdinger contribuiu para inspirar a descoberta do DNA e a revoluo da biologia molecular

BiosferaO vida envolve o planeta Terra e interage consigo mesma, se auto-reproduzindo.Espessura: 20 kmLimite Superior: AtmosferaLimite Inferior: Litosfera.

A vida, at onde conhecemos, um fenmeno fsico-qumico, profundamente complexo, com propriedades semelhantes da matria, mas com propriedades emergentes. Necessita, principalmente, de gua, energia solar e gases do ar.

Menos de 1% da energia solar que chega Terra desviada para os processos biolgicos. O que a vida faz com esse 1% assombroso.

A qumica dos processos biolgicos (orgnica) fabrica genes e se replica.

A vida se distingue no pelos seus componentes qumicos, mas pelo comportamento desses componentes.

A biosfera em si evolui temporalmente com o surgimento e extino de cada espcie, e vai continuando sua vida h mais de 3 bilhes de anos. Ela concerta, sustenta, recria e supera a si mesma.Critrios fundamentas de um Sistema Vivo

Padro de organizao a configurao de relaes que determina as caractersticas essenciais do sistema Autopoese

Estrutura a incorporao fsica do padro de organizao do sistema Estrutura Dissipativa

Processo vital a atividade envolvida na incorporao contnua do padro de organizao do sistema CognioAutopoese

Desde o incio do scu, tem sido reconhecido que o padro de organizao de um sistema vivo sempre um padro de rede.

A caracterstica singular de uma rede viva que ela produz continuamente a si mesma.

A autopoese, ou auto-criao, um padro de rede no qual a funo de cada componente consiste em participar da produo ou da transformao dos outros componentes da rede. Ela produzida pelos seus componentes e, por sua vez, produzSeus componentes.

Humberto Maturana & Francisco Varela Um corpo animal, como o ser humano, se refaz continuamente.A cada 5 dias temos um novo revestimento interno do estmago. Ganhamos um novo fgado a cada 2 meses. Nossa pele se repe a cada seis semanas. A cada ano, 98% dos tomos de nosso corpo so substitudos. Essa substituio qumica (bioqumica), denomina-se metabolismo. E o organismo requer uma entrada contnua de matria e energia, contidas nos alimentos.

Para Maturana e Varela, entendem que o metabolismo a essncia de algo fundamental para a vida. ( Pensar sobre os nveis de organizao da vida Clula, Organismo, Ecossistema, Biosfera )

Autopoese refere-se capacidade de produo contnua de si mesma pela vida. Sem o comportamento autopotico, os seres orgnicos no permaneceriam vivos.

Uma entidade autopotica efetua continuamente o metabolismo, perpetua-se atravs da atividade qumica, da movimentao das molculas.

A autopoese acarreta um gasto de energia e a produo de alimentos.

Somente as clulas, organismos, ecossistemas e biosfera podem efetuar o metabolismo.

A molcula de DNA autopotica? Os vrus so autopoticos? Qual a menor unidade da vida?

Pensando sobre a clula:

Os componentes moleculares de uma unidade autopotica celular devero estar dinamicamente relacionados numa rede contnua de interaes.

Dinmica Fronteira (metabolismo) (membrana)

O metabolismo celular produz componentes e todos eles integram a rede de transformaes que os produzem. Por sua vez, a rede de transformaes para garantir a unidade (separao do meio), essa rede precisa de uma fronteira. A membrana celular no um produto do metabolismo celular, tal como o tecido um produto de um tear. A membrana no apenas limita a extenso da rede de transformaes que produz seus componentes, como tambm participa dela. Sem ela, o metabolismo celular se desintegraria numa sopa molecular.

Dois aspectos de um mesmo fenmeno autopoeseOntogenia X Acoplamento estrutural

Ontogenia a histria de mudanas estruturais de uma unidade, sem que esta perca a sua organizao.

Essa contnua modificao estrutural ocorre intermitentemente e responde alteraes desencadeadas do meio onde ela se encontra. A transformao ontogentica de uma unidade no cessa at que ela se desintegre.

-As interaes com o meio so percebidas conforme sua estrutura.-A estrutura est em constante mudana devido sua dinmica interna. Acoplamento estruturalOntogenia X Acoplamento estrutural

Acoplamento estrutural

Toda ontogenia ocorre em um meio que possui estrutura e dinmica particular.

Para pensar: A interao da clula e o meio. A clula a principal unidade autopotica. - Metabolismo de um organismo unicelular. - Metabolismo em um organismo pluricelular.

- Metabolismo de uma clula em tecido. Para uma clula de um tecido, as outras clulas desse tecido fazem parte do meio, e interagem entre si O organismo afeta o meio e o meio afeta o organismo.

Nessas interaes, a estrutura do meio apenas desencadeia as modificaes estruturais das unidades autopoticas (no as determina, nem informa).

Isso significa que h um acoplamento estrutural. Se observarmos a membrana de uma clula, veremos que h constante e ativo transporte de certos ons (como sdio, clcio e potssio) atravs dela, de tal maneira que na presena desses ons, a clula reage incorporando-os sua rede metablica.

O acoplamento estrutural das clulas em seu meio permite que as interaes regulares de incorporao daqueles ons ocorra. Por outro lado, impede que outros ons como csio ou ltio, por exemplo, sejam incorporados, do contrrio desencadearo na clula mudanas estruturais que no sero conciliveis com a realizao da autopoese dessa clula.

Para pensar: O que determina o acoplamento estrutural de uma unidade autopoetica de um organismo? - A filogenia.

O surgimento da multicelularidade. Possibilitou a existncia de diversos modos de conservao acoplamento estrutural ontogentico com o meio. A riqueza e diversidade dos seres vivos sobre a Terra se devem ao surgimento dessas linhagens multicelulares.EstruturaA estrutura dos seres orgnicos (sistemas vivos) obedece s mesmas leis fsicas dos sistemas no-vivos (inorgnicos).

A atividade energtica dos fenmenos biolgicos est intimamente ligada s duas leis da termodinmica.

Durante qualquer transformao, a energia total de um sistema e deu seu meio no perdida nem ganha. A energia seja como luz, movimento, radiao, calor, radioatividade, qumica ou outras formas se conserva.

Nem todas as formas de energia so iguais; nem todas tm o mesmo efeito. O calor o tipo de energia em que as outras formas tendem a se converter, e o calor tende a desorganizar a matria.

2. Os sistemas fsicos tendem a perder calor para seu meio circundante.

Qualquer sistema dotado de movimento ou que utilize energia, h um aumento de entropia desordem.

Nos sistemas que sofrem mudanas como mquinas a vapor ou motores eltricos. Embora a quantidade de energia de um sistema e de seu meio permanea inalterada (primeira lei), diminui a quantidade de energia disponvel para o trabalho.

Nas mquinas a vapor, queima-se carvo e o carbono se junta ao oxignio numa reao que gera calor, que faz as partes da mquina se mover.

A sobra de calor gerada no utilizvel. O calor se dissipa naturalmente.

Esse comportamento da dissipao do calor ilustra a segunda lei da termodinmica.

O Universo tende para um aumento da entropia, para temperaturas equilibradas por toda parte, medida que toda energia se transforma em calor intil, espalhado com tal uniformidade que no consegue fazer nenhum trabalho.

Estruturas Dissipativas

Fenmenos com atividades no-vivos, como rodamoinhos, furaes e chamas.

Termo estrutura a rigor sistemas, e no estruturas.

Um sistema dissipativo se mantm e pode at crescer, mediante a importao de formas teis de energia e a exportao ou dissipao das formas menos teis em especial o calor.

Fenmenos biolgicos (clulas, organismo, ecossistema, biosfera) podem ser entendidos como sistemas dissipativos e ordenados.

utiliza energia para manter a ordem interna do sistema, exportando desordem.Um sistema dissipativo um sistema aberto termodinamicamente o qual opera fora, e muitas vezes distante do equilbrio termodinmico em um ambiente com o qual troca energia e matria.Quando Maturana e Varela descrevem o padro da vida como uma rede autopotica, sua nfase principal no fechamento organizacional desse padro.

Quando Ilya Prigogine descreve a estrutura de um sistema vivo como uma estrutura dissipativa, sua nfase principal , ao contrrio, na abertura dessa estrutura ao fluxo de matria e energia.

Assim, um sistema vivo , ao mesmo tempo, aberto e fechado estruturalmente aberto, mas organizacionalmente fechado.

A matria flui continuamente atravs dele, mas o sistema mantm uma forma estvel, e o faz de maneira autnoma, por meio da auto-organizao.

Exemplo de estrutura dissipativa no-viva: redemoinho de gua numa banheira. A gua flui continuamente pelo vrtice e, no obstante, sua forma caracterstica, as espirais e o funil que se estreita, permanecem notavelmente estveis.

Reao de Belousov-ZhabotinskyCognioOs trs critrios fundamentais da vida padro, estrutura e processo esto entrelaados.

O processo da vida a incorporao contnua de um padro de organizao autopotico numa estrutura dissipativa. identificado como cognio, o processo do conhecer.

Implicao: - Uma concepo nova de mente. - Superao da dualidade corpo/mente de Descartes.

A mente no uma coisa, um processo o prprio processo da vida.

As interaes de um organismo com seu meio so interaes cognitivas, ou mentais.As unidades autopoeticas possuem mecanismos moleculares para receber estmulos (perceber) e responder segundo seu acoplamento estrutural ontogentico.Concluses

A viso cartesiana dualista finalmente superada.

O significado de congnio mais amplo que o pensar.

Envolve percepo, interpretao, emoo e ao.

Corpo e mente no so mais duais. Existe apenas uma relao entre estrutura e processo.