Origem da vida – Como tudo surgiu?

?

Há vida em outros planetas

ou ela é exclusiva da

Terra?

Como surgiu o Universo?

13,7 bilhões de anos

• Espaço

• Tempo

• Núcleos atômicos de H , He e Li

• Estrelas

• Galáxias

• Nebulosa Sistema solar – 4,6 bilhões de anos

Disco de gás e poeira no qual

estão se formando planetas. A

imagem mostra um sistema

estelar, parecido com o nosso,

nascendo.

4,6 bilhões de anos

Aglomeração de rochas, poeira

cósmica e gases

Grande pressão

Aumento de temperatura

Derretimento material rochoso

interno

Lava

Como surgiu a vida na Terra?

• Criacionista

• Panspermia

• Evolução química

COM O USO DO

MICROSCÓPIO DESCREVEU

ORGANISMOS QUE NÃO

SÃO VISÍVEIS A OLHO NU:

OS MICRÓBIOS.

Micróbios surgem por geração

espontânea

Forma-se um filtro pelas gotículas de água que

surgem no pescoço do balão durante o

resfriamento.

Mostra que o ar contém microrganismos e que

estes ao entrarem em contato com o líquido

nutritivo e estéril se desenvolvem. Esse

experimento mostrou que um líquido ao ser

fervido não perde a “força vital”.

Abiogênese Biogênese

Como os seres vivos

surgiram na Terra pela

primeira vez?

A vida surgiu após um longo processo de

transformações químicas.

Foi proposta inicialmente pelo biólogo inglês Thomas Huxley (1825-1895), reforçada por

Haldane (1892 – 1964) e pelo químico Oparin (1894 – 1980).

H2 CH4

NH3 H2O

Gases da atmosfera

primitiva

Moléculas

orgânicas simples

na atmosfera

Mares

quentes

CALOR

Formação de

moléculas

complexas

Alteração de acidez do

meio propicia a

formação de

aglomerados proteicos

isolados do meio

COACERVADOS

Inúmeras reações químicas

ocorrem, sendo algumas

altamente vantajosas, pois

originaram sistemas químicos

capazes de reprodução: os

primeiros seres vivos.

Aminoácidos, pequenos

açúcares, bases nitrogenadas e

ácidos graxos

Pequenos polipeptídios,

lipídeos e ácidos nucleicos

Metabolismo e

reprodução

Os coacervados

Ainda não são seres vivos, pois ainda não possuem organização necessária para caracterizar um ser vivo.

Coacervados continuaram

reagindo entre si

Casualmente

Coacervado com complexidade e

organização de um ser vivo simples

Descoberta de substancias orgânicas

em meteoritos, cometas, ingredientes

básicos para a formação de vida

poderiam ter vindo do espaço.

Se compostos precursores da vida se

formaram em corpos celestes, por que

também não na Terra?

O planeta possuía uma composição e atmosfera bem diferentes das atuais.

A temperatura ambiente era muito

alta

Era rica em CH4 CO ,

N2 e H2O

Não existia ozônio

Cientistas concordam com a composição dessa atmosfera

primitiva mas não com sua origem

Trazida pelos cometas

e asteroides

Originaram no interior

do próprio planeta

Sofre modificações:

• Esfriando – perde calor para o espaço.

• Resfriamento – crosta terrestre.

• Não existia água líquida.

• Vapor condensava – nuvens – chuva – devido as altas

temperaturas voltava a se condensar.

• Chuvas torrenciais aconteceram durante milhões de anos.

• Superfície da Terra fica mais fria – água se acumula nas

depressões – Oceanos.

Primeira experiência – Miller - 1950

1953

Urey

Condições

da Terra

primitiva Alguns

aminoácidos

Aparelho de

Miller

1953

Os experimentos efetuados por Miller não comprovam que a origem da vida teria

assim se processado ; apenas confirmaram uma hipótese.

Não é prova.

Que caminhos levaram as moléculas orgânicas

aos

seres vivos?

De que se alimentavam esses seres vivos?

Ideia de que os primeiros seres vivos eram heterótrofos

e obtinham energia a partir das substancias orgânicas

surgidas de modo abiogênico por processo semelhante à

fermentação.

Ideia de que os primeiros habitantes da Terra eram

quimilitoautotróficos capazes de produzir seu próprio alimento

a partir da energia liberada em reações químicas entre

substancias inorgânicas presentes nas rochas ( FeS , H2S).

Hipótese Autotrófica

2011 – Antártida – descoberta

de seres vivos numa fenda

vulcânica

Glicose Etanol + CO2 + Energia

CO2 + H2O Glicose + O2 +

Energia

Glicose + O2 CO2 + H2O + Energia

•O simples antes do complexo.

•Coacervados serviram de alimento.

Os heterótrofos retiram

energia dos alimentos

Respiração celular

Fermentação

Respiração celular:

Glicose + O2 CO2+H2O+ E

Fermentação:

Glicose 2 álcool etílico+2 CO2 +

E

Os fermentadores

se multiplicaram CO2

Escassez dos alimentos

Alguns organismos

se modificaram.

Fotossintetizantes

A fotossíntese:

CO2 + H2O + luz

Resíduo da fermentação

Material

orgânico

Respiração

Glicose + O2

1977

Fontes termais submarinas

Gases quentes e sulfurosos

Vida abundante

Bactérias autótrofas - quimiossíntese

FeS + H2S FeS2 + H2 + Energia

B

E

A

(CESGRANRIO) Cientistas americanos descobrem num meteorito de

Marte, que caiu sobre a Antártida, fortes indícios de vida fora da Terra.

Entre as certezas e dúvidas levantadas por tal fato, ainda sob a luz das

teorias atuais, podemos afirmar que as primeiras formas de vida surgidas

no nosso planeta eram:

a) todas autótrofas devido à escassez de alimentos nos oceanos

primitivos.

b) fermentadoras que utilizavam a energia radiante para produzir

suas moléculas orgânicas.

c) heterótrofas que utilizavam substâncias formadas na atmosfera e

acumuladas nos mares primitivos.

d) fungos primitivos com capacidade de atividade fotossintética.

e) aeróbias graças à abundância de átomos de oxigênio existente

nas águas do oceano. C

(UFC/2009) A definição de vida é motivo de muitos debates. Segundo a

Biologia, o início da vida na Terra deu-se com:

a) O “big bang”, que deu origem ao universo e, consequentemente, à

vida.

b) O aumento dos níveis de O‚ atmosférico, que permitiu a proliferação

dos seres aeróbios.

c) O surgimento dos coacervados, os quais, em soluções aquosas, são

capazes de criar uma membrana, isolando a matéria orgânica do meio

externo.

d) O surgimento de uma bicamada fosfolipídica, que envolveu moléculas

com capacidade de autoduplicação e metabolismo.

e) O resfriamento da atmosfera, que propiciou uma condição favorável

para a origem de moléculas precursoras de vida. D

(Unesp) Uma vez que não temos evidência por observação direta de

eventos relacionados à origem da vida, o estudo científico desses

fenômenos difere do estudo de muitos outros eventos biológicos. Em

relação a estudos sobre a origem da vida, apresentam-se as afirmações

seguintes.

I. Uma vez que esses processos ocorreram há bilhões de anos, não há

possibilidade de realização de experimentos, mesmo em situações

simuladas, que possam contribuir para o entendimento desses processos.

II. Os trabalhos desenvolvidos por Oparin e Stanley Miller ofereceram

pistas para os cientistas na construção de hipóteses plausíveis quanto à

origem da vida.

III. As observações de Oparin sobre coacervados ofereceram indícios sobre

um processo que constituiu-se, provavelmente, em um dos primeiros

passos para a origem da vida, qual seja, o isolamento de macromoléculas

do meio circundante.

Em relação a estas afirmações, podemos indicar como corretas: II e III

(UFSM 2011) O cérebro humano evoluiu e, ainda nos primórdios da

civilização, nossos hipotéticos ancestrais já poderiam viver, como certos

microrganismos quimiolitoautotróficos atuais, ao redor de fendas

vulcânicas submersas, onde há liberação contínua de gás sulfídrico (H2S).

Segundo a hipótese autotrófica, os outros tipos de seres vivos teriam se

originado a partir dos primeiros seres quimiolitoautotróficos, na seguinte

ordem: a) Primeiro, os que realizavam fermentação; depois, os fotossintetizantes; por fim, os

que respiravam oxigênio (aeróbios).

b) Primeiro, os fotossintetizantes; depois, os que realizavam fermentação; por fim, os

que respiravam oxigênio (aeróbios).

c) Primeiro, os fotossintetizantes; depois, os que respiravam oxigênio (aeróbios); por

fim, os que realizavam fermentação.

d) Primeiro, os que respiravam oxigênio (aeróbios); depois, os que realizavam

fermentação; por fim, os fotossintetizantes.

e) Primeiro, os que respiravam oxigênio (aeróbios); depois, os fotossintetizantes; por

fim, os que realizavam fermentação.

A

QUESTÃO DO ENEM 2000

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.

De acordo com o gráfico, é correto afirmar que:

a) as primeiras formas de vida surgiram na ausência de O2.

b) a atmosfera primitiva apresentava 1% de teor de oxigênio.

c) após o início da fotossíntese, o teor de oxigênio na atmosfera

mantém-se estável.

d) desde o Pré-cambriano, a atmosfera mantém os mesmos níveis de

teor de oxigênio.

e) na escala evolutiva da vida, quando surgiram os anfíbios, o teor de

oxigênio atmosférico já se havia estabilizado.

A

2012 - Em certos locais, larvas de moscas, criadas em arroz cozido, são

utilizadas como iscas para pesca. Alguns criadores, no entanto, acreditam

que essas larvas surgem espontaneamente do arroz cozido, tal como

preconizado pela teoria da geração espontânea.

Essa teoria começou a ser refutada pelos cientistas ainda no século XVII, a

partir dos estudos de Redi e Pasteur, que mostraram experimentalmente

que

a) seres vivos podem ser criados em laboratório.

b) a vida se originou no planeta a partir de microrganismos.

c) o ser vivo é oriundo da reprodução de outro ser vivo preexistente.

d) seres vermiformes e microrganismos são evolutivamente aparentados.

e) vermes e microrganismos são gerados pela matéria existente nos

cadáveres e nos caldos nutritivos, respectivamente.

C

A imagem seguinte representa o experimento de Redi.

Redi colocou dentro de recipientes, substâncias orgânicas para que

entrassem em decomposição. Alguns dos recipientes (à esquerda) foram

cobertos com uma gaze e os outros deixados descobertos. Ele demonstrou

que as larvas da carne podre desenvolveram-se de ovos de moscas e não

da transformação da carne. Os resultados desta experiência fortaleceram a

teoria sobre a origem da vida denominada

A) Biogênese.

B) Hipótese heterotrófica.

C) Geração espontânea.

D) Abiogênese.

E) Hipótese autotrófica.

A

Considere os seguintes eventos relativos à origem da vida:

I. Aparecimento do processo de fermentação.

II. Formação dos coacervados.

III. Aparecimento dos processos de fotossíntese e respiração aeróbica.

IV. Estabelecimento do equilíbrio entre heterótrofos e autótrofos.

A ordem lógica em que esses eventos ocorrem é:

A) I, II, III e IV.

B) I, II, IV e III.

C) II, I, III e IV.

D) II, III, IV e I.

E) I, III, IV e II. C

A essência da atual hipótese sobre a origem da vida foi formulada pelo cientista russo Oparin na década de 20.

Em 1953, outro cientista utilizou o aparelho abaixo obtendo depois de algumas semanas a formação de

algumas substâncias, a partir de gases e descargas elétricas.

Sobre o experimento, podemos afirmar que

A) Fox procurou simular as condições da atmosfera primitiva e consegue mostrar a formação de matéria

inorgânica, independente da presença de seres vivos, ou seja, uma evolução gradual.

B) Com essa aparelhagem Miller consegue mostrar a formação de substâncias orgânicas –

“aminoácidos”, a partir de amônia, vapor d’água, hidrogênio, metano e descargas elétricas.

C) Com essa aparelhagem Miller consegue provar que a hipótese de Oparin é verdadeira e que a vida na

Terra surgiu à partir de amônia, vapor d’água, hidrogênio, metano e descargas elétricas.

D) Fox mostrou que aminoácidos submetidos ao calor se juntavam dando origem aos proteinóides,

precursores dos coacervados na sopa primitiva.

E) Miller comprova que os blocos que deram origem aos primeiros seres vivos do planeta chegaram aqui

através de meteoros ou asteroides.

B

Na solução aquosa das substâncias orgânicas pré-bióticas (antes da vida), a

catálise produziu a síntese de moléculas complexas de toda classe, inclusive

proteínas e ácidos nucléicos. A natureza dos catalisadores primitivos que agiam

antes não é conhecida. É quase certo que as argilas desempenharam papel

importante: cadeias de aminoácidos podem ser produzidas no tubo de ensaio

mediante a presença de certos tipos de argila. (...) Mas o avanço

verdadeiramente criativo que pode, na realidade, ter ocorrido apenas uma vez -

ocorreu quando uma molécula de ácido nucléico "aprendeu" a orientar a reunião

de uma proteína, que, por sua vez, ajudou a copiar o próprio ácido nucléico. Em

outros termos, um ácido nucléico serviu como modelo para a reunião de uma

enzima que poderia então auxiliar na produção de mais ácido nucléico. Com este

desenvolvimento apareceu o primeiro mecanismo potente de realização. A vida

tinha começado.

O "avanço verdadeiramente criativo" citado no texto deve ter ocorrido no período

(em bilhões de anos) compreendido aproximadamente entre

A) 5,0 e 4,5.

B) 4,5 e 3,5.

C) 3,5 e 2,0.

D) 2,0 e 1,5.

E) 1,0 e 0,5.

B

As várias hipóteses tentam explicar a origem dos seres vivos na Terra.

Atualmente, porém, a que é mais aceita cientificamente diz que “a vida

se origina somente de outra vida pré-existente” – Biogênese. A evidência

maior de tal teoria se deu após os trabalhos realizados por:

A) Francesco Redi – pedaços de carne no interior de frascos.

B) Aristóteles – existência de princípio ativo.

C) Louis Pasteur – frascos de “pescoço de cisne”.

D) Needham – soluções nutritivas em frascos aquecidos.

E) Helmont – receita para criar ratos.

C

As informações abaixo mostram uma comparação da quantidade de dois gases na atmosfera da Terra e

de um outro planeta denominado Planeta X.

TERRA

Hoje

Oxigênio 21%

Gás carbônico 3%

3,5 bilhões de anos

Oxigênio Não detectável

Gás carbônico 98%

PLANETA X

Hoje

Oxigênio Não detectável

Gás Carbônico 95%

3,5 bilhões de anos

Oxigênio Não detectável

Gás carbônico 95%

A) Que fator contribuiu majoritariamente para tamanha mudança na composição de gases na atmosfera

terrestre? O fator foi a emergência (surgimento) da fotossíntese, que começou a consumir gás

carbônico (CO2) e liberar oxigênio (O2) numa atmosfera, antes redutora, transformando-a em

oxidante, própria para o surgimento de uma via metabólica que fornecesse um saldo de energia

muito maior que a simples fermentação anaeróbica, a respiração!

B) Qual a atividade biológica responsável pelo crescimento de teores do O2 na atmosfera?

Fotossíntese.

C) Se essa atividade ainda existe no planeta, como explicar o fato de que o teor de O2 tem-se mantido inalterado na

atmosfera terrestre ao longo dos últimos milhares de anos?

Os fotossintetizantes utilizam parte do oxigênio produzido para obter energia através da respiração e os

heterótrofos também fazem esse processo.

D) O que você conclui sobre a existência de vida no planeta X?

Não existe vida no planeta X devido a constância da taxa dos gases mencionados, qualquer processo metabólico

alteraria as taxas citadas.

Sidney Fox (1912-1998) foi um pesquisador norte-americano.

Baseado na teoria de Oparin, que dizia que a água da Terra primitiva continha vários aminoácidos e era levada

pelas chuvas para a superfície das rochas quentes, e esse calor provocava a união dessas moléculas, Fox realizou

um experimento muito parecido em seu laboratório.

Fox preparou uma solução líquida contendo aminoácidos e colocou essa solução em uma superfície seca e

aquecida. Em seguida, adicionou água salgada ao sistema, simulando a água do mar que molhava as rochas.

Após algum tempo, Fox analisou a solução no microscópio e observou a formação de umas pequenas esferas.

Essas pequenas esferas tinham a propriedade de aumentar seu tamanho e se dividirem em esferas menores.

Essas esferas eram formadas por proteínas em seu interior, resultantes das ligações entre os aminoácidos. Ao

redor dessas esferas havia pequenas bolsas, provavelmente formadas por moléculas de água.

Os coacervados são produzidos dessa forma e possuem essa mesma composição. As proteínas se aglomeram e

ao redor se forma uma película composta por moléculas de água, transformando o coacervado em um sistema

isolado.

Recentemente, cientistas utilizaram material orgânico proveniente de meteoritos em um experimento. O material

orgânico foi dissolvido em água e observaram a formação de coacervados.

Fontes

Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna.