Aula 1 - Origem da Vida
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Por Luiz Philippe Sergio
Das Origens aos Dias Atuais
Afinal...O que é Biologia?
O que é vida?Por que estudar Biologia?
Se você fosse procurar vida em outros planetas, que critérios usaria para considerar a possibilidade de haver seres vivos?
Como seria para você o primeiro organismo vivo que apareceu em nosso planeta? Como acha que ele surgiu?
Do que esse primeiro organismo que você citou precisa para viver?
Em sua opinião, as condições ambientais e os seres vivos em nosso planeta foram sempre como vemos hoje?
Origem da Biologia
• Estabeleceu-se como ramo independente das ciências entro o
final do século XVIII e início do XIX.
• Deu origem a medicina e biomedicina.
• Dita por estudo da vida, mas vai além disso.
• Do alto das montanhas, as profundezas dos oceanos, nos
desertos, nas geleiras, em fendas profundas de rochas
encontramos seres vivos em plena atividade.
Respostas para “O que é vida?”
• Geneticista Norman Horowitz (1959): autorreplicação, mutabilidade
e troca de matéria e energia com o ambiente.
• Evolucionista John Maynard Smith (1986): entidades com
propriedades de multiplicação, variação e hereditariedade.
• Bioquímico Jeffrey S. Wicken (1987): uma hierarquia de unidades
funcionais que, através da evolução, têm adquirido a habilidade de
armazenar e processar a informação necessária para sua própria
reprodução.
Do átomo ao Organismo
Níveis de organização: do átomo ao organismo
““O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”
ÁtomoA menor parte de um
elemento, que mantém todas as propriedades
químicas desse elemento.
MoléculaConjunto de átomos.
OrganóideComponente da célula, encarregado de
executar determinada função. (Também se diz organela ou orgânulo.)
CélulaEntidade encontrada na maioria dos seres vivos da Terra atual e
constituída, de modo geral,por membrana plasmática,
citoplasma e núcleo.
TecidoComumente conceituado
como um conjunto de células semelhantes na
forma e na função.
ÓrgãoConjunto de tecidos.
SistemaConjunto de órgãos envolvidos
na execução de determinada tarefa.
OrganismoQualquer ser capaz de
executar um conjunto de reações químicas
metabólicas responsáveis pela sobrevivência,
crescimento e reprodução.
Níveis de organização: do organismo à biosfera
““O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”
Organismo Qualquer ser capaz de executar um conjunto
de reações químicas metabólicas responsáveis pela sobrevivência, crescimento e reprodução.
ComunidadeConjunto das diferentes populações
encontradas em um ambiente perfeitamente delimitado.É a parte biótica do meio.
Biosfera Conjunto de todos os ecossistemas da Terra.
Ecossistema A interação do componente biótico (comunidade)
com os fatores abióticos do meio.
População Conjunto de indivíduos de uma espécie vivendo
em local perfeitamente delimitado, em uma determinada época.
““O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”
Experimento controlado
Grupo controle x Grupo experimental
““O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”O HOMEM MODIFICA A TERRA. A TERRA MODIFICA O HOMEM.”
Mas então... Como tudo começou?
Criacionismo: outra explicação - Dogmatismo
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
Panspermia: A vida surge fora da Terra
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
Big Bang: Origem de Tudo – Método Científico
Surgimento com uma grande explosão: - Big Bang
- 13,5 bilhões de anos (10 – 20 bi)?!
Origem da Terra
• Originando - 4,6 bilhões de anos;
• Explosão criou uma nuvem de poeira e gases;
• A poeira foi se condensando em grãos sólidos;
• Os grãos se transformaram em fragmentos de rochas cada vez
maiores;
• Um deles evoluiu e se transformou na Terra;
• Tudo com o auxílio de violentas reações químicas;
• A gravidade reteve gases (NH3, CH4, CO2 e H2O-) constituindo uma
atmosfera primitiva;
• A condensação dos vapores de H2O originava tempestades e chuvas
que caiam sobre a crosta quente (quente por causa de erupções
vulcânicas);
Geração espontânea ou Abiogênese: existe?
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• Até Século XIX.
• Seres Vivos surgem de matérias
inanimadas.
• Ex.: Sapos Surgem da Lama
Experimentos de Francesco Redi
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gaze
ausência de larvas
Frasco 3
carne
grupo experimental
moscas
larvas
Frasco 2
carne
grupo controle
moscas
carne
Frasco 1
Pasteur: vida só a partir de vida preexistente
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Se o “pescoço” do frasco é removido, o meio de cultura é rapidamente contaminado.
O meio de cultura em frasco comum é contaminado rapidamente por bactérias.
O meio de cultura no frasco com “pescoço de cisne” permaneceu indefinidamente estéril.
Poeira e bactérias retidas nas gotículas de água oriundas da condensação do vapor.
Stanley Miller e Harold Urey: teste da hipótese de Aleksander Ivanovich Oparin, John Burdon e Sanderson Haldane
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água fervendo“oceano”
calor“Sol”
coleta da água com os compostos orgânicos formados
eletrodo
água de resfriamento
área de resfriamento (condensador)
câmara de gases“atmosfera”
descarga elétrica
tubo para retirada do ar e introdução da mistura de gases
Sinais de Vida• 3,5 bi de anos;
• As tempestades constantes formaram os primeiros mares;
• Terra primitiva + chuvas +descargas elétricas→ sopas orgânicas;
• Surgimento dos COACERVADOS;
→ aglomerados de proteínas circundados por uma película de H2O;
Hipótese heterotrófica: os heterótrofos antes
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Fermentação Fotossíntese Respiração Celular
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Mundo do RNA: proposta ousada
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O MUNDO DO RNA
RNA
vírus de RNA
células de RNA, primitivas, infectadas por DNA
vírus de DNA
último ancestral comum
O MUNDO DO RNA
Bacteria
Archaea
A TRANSIÇÃO DO RNA-DNA
Eukarya
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“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
Evidências da evolução: anatomia comparada
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gato morcegogolfinho homem
rádio e ulna (ou cúbito)úmero metacarpos e falanges
Evidências da evolução: embriologia comparada
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peixe
réptil
anfíbio
ave
homem
Evidências da evolução: estruturas vestigiais
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herbívoro não ruminante
apêndice vermiforme
ceco
dobra semilunarmúsculos cefálicos
apêndice vermiforme
Evidências da evolução: bioquímicas
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
peixe porcopatotartaruga macaco homem0
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Lamarck: uso e desuso e transmissão das características adquiridas
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Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet Biensparce Fligore de Lamarck Golwdin (Bazentin, 1 de agosto de 1744 — Paris, 28 de dezembro de 1829)
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Darwin e a seleção natural
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
A viagem do Beagle: o navio deixou a Inglaterra em dezembro de 1831 e chegouao Brasil no final de fevereiro de 1832. Permaneceu cerca de três anos e meio percorrendo as costas sul-americanas. A parada em Galápagos durou poucomais de um mês. O restante da viagem ao longo do Pacífico – passando pela Austrália, Nova Zelândia, novamente Brasil, até terminar a viagem de volta àInglaterra – levou mais um ano.
Charles Robert Darwin, (Shrewsbury, 12 de fevereiro de 1809 —
Downe, Kent, 19 de Abril de 1882)
O empurrão que faltava: Malthus
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
Thomas Robert Malthus
(Rookery, perto de Guildford, 14 de fevereiro de 1766 — Bath, 23 de dezembro de 1834)
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
O que Darwin não podia saber: teoria sintética da evolução
NEODARWINISMO
mutações recombinação gênica
VARIABILIDADE
seleção natural
ADAPTAÇÃO
Quer exemplos válidos de seleção natural?
• Resistência de bactérias a antibióticos
• Coloração protetora da mariposa Biston betularia
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
Quer exemplos válidos de seleção natural?
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”G
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ancestral
Cam
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Cacto
spiza h
eliob
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Cacto
spiza p
allida
(tentilh
ão “p
ica-pau
”)
Platysp
iza crassirostris
Certh
idea fu
sca
Certh
idea o
livacea
alimentam-se de sementes e de cactos
alimentam-se de insetos presentes nasárvores
alimentam-se de brotos que arrancamdos ramos
alimentam-sede insetospresentes nas folhas e nos ramos
• Os fringilídeos (tentilhões) de Darwin
Seleção natural: direcional, estabilizadora e disruptiva
“ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO BIOLÓGICA”
tempo
a b c