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Origem da vida

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by

André Carmo

on 10 May 2016

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Transcript of Origem da vida

Estréia do filme:
ORIGEM DA VIDA

Estreando:

Aristóteles
Albert Einstein
George Gamow



Origem do Universo
e do Sistema solar

Por que estudar origem do planeta terra e do sistema solar em Biologia?

- Vida X Características físicas e químicas do ambiente.

- As espécies se adaptam a essas características.

- Compreender a distribuição geográfica das espécies.


Religião X Ciência

Qual a importância das estrelas?

- As fusões nucleares que ocorrem nas estrelas acabaram gerando outros elementos como:
C H O N Al O Si

FORMAÇÃO DOS PLANETAS

- Idade limite das estrelas – Explosão.
- Liberação de elementos químicos.
- Formação da nebulosa
- Origem dos planetas
CONDIÇÕES INICIAIS DO UNIVERSO

- Aglomerado "energia acumulada"
- Temperatura elevada após a explosão/resfriamento.
- Formação de elementos simples “H”.
- Fusão de moléculas de hidrogênio emitindo “Luz e calor.
- Formação das estrelas.
TEORIAS MODERNAS SOBRE
ORIGEM DA VIDA

- Panspermia X Evolução química
PANSPERMIA
A Terra teria sofrido uma inseminação por organismos, partículas provenientes do espaço em meteoritos.

- O argumento:
presença de matéria orgânica em meteoritos.
Nova Panspermia X Panspermia Dirigida.

Nova Panspermia
- Defendia que a vida foi disseminada não só pela Terra, mas por todo o Universo.
“esporos de vida” lançados nos planetas, já eram dotados de “comandos”
- Vírus.
Panspermia Dirigida
- Afirma que seres de outras galáxias, dotados de uma inteligência relativamente superior à nossa, teriam colonizado a Terra e vários outros planetas.

CURIOSIDADE
CONDIÇÕES DA TERRA PRIMITIVA
- Temperatura elevadíssima “ Rochas fundidas”
- Bombardeio de asteróides
- Eventos catastróficos
- Grande parte da massa do planeta veio por “Asteróides”
- A água e os elementos químicos “Asteróides”
- Altamente tóxico
- Não havia oxigênio

CHUVAS TORRENCIAIS
- Solo quente a água evaporava
- Céu mais frio “Condensava a água”

RESFRIAMENTO DA TERRA
- Menor quantidade de impactos
- Resfriamento
- Acumulo de água “Formação dos oceanos”


Stanley Miller

- Simples aluno de Horold Urey
- Aparelho de simulação das condições da terra primitiva.

- Eles acreditavam que a terra continha:
Hidrogênio
(H2)
+

Amônia
(NH3)
+

Metano
(CH4)


Descargas elétricas –
Raios das chuvas torrenciais
Condensador –
Resfriava a mistura de gases
Aquecedor –
Evaporava novamente a água

TERRA PRIMITIVA
Nas condições da atmosfera primitiva, substâncias simples na presença de forte energia produziriam substâncias complexas.
RESULTADO:
-

Na água e no gás que foram produzidos, existiam moléculas diferentes das iniciais, principalmente
AMINOÁCIDOS.

- Na fase gasosa foram encontrados
CO, CO2 e N2.
Oparin e Haldane
FORMAÇÃO DA
VIDA
Abiogênese X Biogênese
Teoria de ARISTÓTELES
GERAÇÃO ESPONTÂNEA ou ABIOGÊNESE
- Acreditava na geração espontânea
- Suposta
FORÇA VITAL
ou
PRINCÍPIO ATIVO
- Influenciavam à Isaac Newton e Descartes

Avanços científicos Sec. XVIII
Outros processos fora a reprodução

Jan Baptista Van Helmont

– Experiência para a produção de ratos por
GERAÇÃO ESPONTÂNEA
.
Dizia ele:
“[...] colocam-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas sujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo e o resultado é que, em vinte e um dias surgirão ratos[...]”

- Falta de critérios rígidos
- Inúmeros cientistas não acreditavam nesta teoria.

FRANCESCO REDI (1626 - 1697)

- Vermes nos cadáveres?
- Transformação espontânea da carne em larva?
- Redi NÃO aceitava esta idéia
- Vermes seriam estágios imaturos de moscas.


Como
FRANCESCO REDI
formulou esta hipótese?
- Poema épico “Ilíada
” de Homero
-
Aquiles
teme que o corpo de
Patrócoles
se torne alvo
das moscas que geram vermes e destroem a carne.

Conclusão
– os gregos já sabiam.
EXPERIMENTO DE REDI (Séc.XVII)

- Animais em frascos

Frascos VEDADOS X Frascos NÃO VEDADOS “Abertos”

“Sem larvas” “Com larvas”

- Redi destruiu a ABIOGÊNESE
PARCIALMENTE!
EXPERIMENTOS DE
LOUIS JABLOT
- Frascos limpos com caldo nutritivo
- Fervidos
- Frascos Abertos X Fechados

• Os microrganismos surgiram a partir de sementes no ar.
- Biogênese
John Nedham X Lazzaro Spallazani
A geração espontânea não estava derrotada.


Nedham.

- Caldo nutritivo em frascos tampados
- Fervidos por 30 min
- Aparecimento de Microrganismos
- Logo, geração ESPONTÂNEA novamente aceita.

• Spallanzani.

- 8 Frascos (4 fechados "rolhas" e 4 fechados “hermeticamente”)
- Rolhas (Com larva) + Hermeticamente (Sem larva)

Conclusão: Tempo de fervura e vedamento insuficientes.

• Nedham.
- Fervura prolongada havia destruído a “Força vital”

• Spallazani.
- Quebra dos gargalos e entrada de ar
- Larvas novamente
- Fervura não destruíra a "força vital"

• Nedham.
- Entrada de ar fresco “ressuscitou a força vital”

Louis Pasteur séc. XIX
Derrubada DEFINITIVA da Abiogênese
• Experimento:
- 4 Frascos + caldo nutritivo.
- Gargalos em forma de pescoço de cisne.
- Caldo fervido e resfriado

• Porque encurvar o gargalo?
- Microrganismos RETIDOS.

CONCLUSÃO
: O surgimento de microrganismos provém do ar.

Processo de pasteurização

CRIACIONISMO
É a crença que explica a origem do Universo e do planeta por DEUS. Esta crença tem como base às explicações que fazem parte do livro de Gênesis (Velho Testamento da Bíblia Sagrada).

Religiões
O criacionismo faz parte da base: judaísmo, cristianismo e islamismo.

Criacionismo X Evolucionismo
O criacionismo faz oposição às explicações evolucionistas científicas, criadas principalmente por Charles Darwin e Lamarck no século XIX.


Fixismo

Admite que as espécies, desde o seu aparecimento, são imutáveis, ou seja, não sofrem modificações. Permanecem até hoje da forma como foram criadas.
Outras aplicações de Pasteur:
- Esterilização de equipamentos cirúrgicos “Joseph Lister”
Obs.
: Morte por infecção “ De 45% p/ 15%”
- Influência médica
- Descoberta de seres menores “Vírus”
- Tratamento contra RAIVA
Deco News!
- Descoberta de moléculas orgânicas no espaço.
- Espaço Hostil?

Panspermia
Compostos inorgânicos

Aminoácidos
Proteínas
Carboidratos
Lipídios
Formação de
coacervatos
Capacidade de:

Autoduplicação
Metabolismo
Boate Kiss
Queima das espumas “Poliuretano”

- Monóxido de carbono “Afinidade com HEMOGLOBINA”
- Cianeto “Cadeia respiratória”
- Células do
S.N.C
Prejudicado:
- Parada
CARDIORESPIRATÓRIA
Sistemas isolados
- Aparecimento de sistemas químicos delimitados por membrana.
- Proteínas + Água = Aglomerados orgânicos + membrana.
- Coacervatos

Namoro primitivo
-
Ham Ham
...
SURGIMENTO DE COACERVADOS
TEORIAS

Alexander Oparin(1936)

Sidney Fox(1957)
- Coacervatos - Microsferas

COACERVATOS

-
Não são seres vivos
,porém podem unir-se e gerar estruturas organizadas.

O MUNDO DO RNA

Estruturas com capacidade de:
- Multiplicação
- Comandar reações químicas.
- RNA (ribozimas): Produção em condições ABIÓTICAS e DNA não.
MUNDO DO RNA
- Nascimento em lagos primitivos
- Cópias defeituosas
- Seleção natural

SELEÇÃO NATURAL (RNA)
Baixa capacidade
X
Alta capacidade


EVOLUÇÃO


Surgimento do
DNA
Obs:
Alguns RNA's foram
englobados por simbiose.
PRIMEIRO SER VIVO

Características:
- Organismos microscópicos
- Reações controladas por RNA
- Crescimento e Multiplicação

COMO SE ALIMENTAVAM OS PRIMEIROS SERES VIVOS?

HIPÓTESES
HETEROTRÓFICAS

X

AUTOTRÓFICAS
- Antigamente aceita - Atualmente mais aceita
- Moléculas orgânicas produzidas de forma - ARGUMENTO: Ausência de mol. orgânica.
abiogênica/ acumulada em lagos.
- QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS
ARGUMENTO: Seres simples, não produziriam seu alimento. -
Fe e S
abundante na terra primitiva.
- Extração de energia por FERMENTAÇÃO - Semelhança com ARQUEOBACTÉRIAS
- C6H12O6 --> 2C2H5OH + 2 CO2 + energia

- AUSÊNCIA DE O2
- Crise energética
- Admitem o fim do alimento e surgimento de fotossintetizantes.

RNA + COACERVATOS =

1° SER VIVO
E os primeiros vestígios de vida na terra como achá-los?
- Catastrófes ambientais
- Cianobactérias a 2,5 bilhões, mas acredita-se em vida
a 3,5 bilhões.

QUIMIOLITOAUTOTRÓFICO



CONDIÇÕES FAVORÁVEIS A MUTAÇÕES
- Raios U.V
- Reações químicas
- Parque nacional de
Yellowstone
.

Surgimento:
FERMENTADORES “Heterotróficos”

Fermentação “Pouca energia gerada"
Liberação de CO2 X Diminuição de compostos

Aparecimento da

FOTOSSÍNTESE


ORIGEM DA FOTOSSÍNTESE
Processo IMPORTANTÍSSIMO
Algas, Plantas e algumas bactérias
Produção de AÇUCAR e
OXIGÊNIO

Primeira FOTOSSÍNTESE X FOTOSSÍNTESE atual
CO2 + H2S

"Gás sulfídrico"

CO2 + H2O

"Água"
--> SULFOBACTÉRIAS. - Produção de O2
--> Bacterioclorofilas

Importância da
LUZ
IMPORTÂNCIA DA
ÁGUA
- Presente em todo o globo terrestre.
- Ancestrais das CIANOBACTÉRIAS atuais.

Produção excessiva de
O2 "Não imediatamente"
Oxidação de
METAIS
Formação de
MINÉRIOS
(Hematita e Pirita)
HOLOCAUTO DO GÁS OXIGÊNIO
- Modificação da composição atmosférica.
- Eliminação de
99%
da vida existente

ORIGEM DA RESPIRAÇÃO AERÓBICA
- Adaptação ao
O2
- Sistemas
ANTI-OXIDANTES
- Utilização do próprio O2 na
produção energética

- EQUILÍBRIO
O2

x

CO2

FORMAÇÃO DA
CAMADA DE OZÔNIO
- Formação de
O3.
- Proteção contra
U.V
que é
LETAL.
- Passagem para a
TERRA
antigamente restrito a água.
Ex: Câncer


ORIGEM DA CÉLULA EUCARIÓTICA
- Provém de seres procariontes
- Invaginações da membrana
- Aumento da superfície de contato
- Especializações das invaginações
- Formação das organelas e núcleo
HIPÓTESE
ENDOSSIMBIÓTICA ou SIMBIOGÊNICA

- Aparecimento de
MITOCÔNDRIAS E PLASTOS
- Fagocitadas por eucariontes primitivos "anaeróbicos"
- Endossimbiose
- Inicialmente "relação de protocooperação "
- Posteriormente "relação mutualística"
Bactérias com
RESPIRAÇÃO CELULAR
Bactérias com
FOTOSSÍNTESE
- Bac. Eucarionte +
Mitocôndria
- Bac. Eucarionte +
Mitocôndria + Plasto
- Fornecia energia e ganhava proteção + Nutrientes - Produzia o próprio alimento

MITOCÔNDRIAS
– Presente em quase todos os seres eucariontes.
PLASTOS
– Presente em algas, vegetais e algumas bactérias.

EVIDÊNCIAS
endossimbióticas:

- Mitocôndrias e plastos = DNA Próprio.
- Sintetizam próprias proteínas "algumas".
- Capacidade de auto-duplicação.
- Membrana própria"semelhante a de Bac. atuais".

EVOLUÇÃO
Células com
MITOCÔNDRIA
Células com
PLASTOS
- Animais, Fungos, bactérias - Vegetais, algas e bactérias
e Protozoários

ORIGEM DA MULTICELULARIDADE
- União de células "colônias"
- Maior produção de energia
- Mais especificidade
- Evolução

FOTOSSÍNTESE
Origem

Holandês
Antonie Van Leeuwenhoek (1632-1723)
- Aparecimento do “MICROSCÓPIO” e Microrganismos.
- Reavivou a ABIOGÊNESE
Características da terra primitiva
- Altas temperaturas
- Atividade vulcânica
- Chuvas torrenciais “descargas elétricas”
- Radiação U.V “ausência de O2 e O3”
Composição química
-
H
idrogênio
-
a
mônia
-
m
etano
E a composição química?
1° Fotossíntese
6Co2 + 12
H2S

+ Energia luminosa --> C6H12O6 + 6
S2
+ 6H2O

Fotossíntese atual
6Co2 + 12
H2O

+ Energia luminosa --> C6H12O6 + 6
O2
+ 6H2O
Curiosidade I
Rede de sustentação teria sido englobado por endossimbiose?
BACTÉRIAS PURPURAS
--> Ancestrais diretos das mitocôndrias.

Simbiose mutualística
Curiosidade!
- Vulcões submarinos e Terrestres.

-
Submarinos
(temp. baixas) produz H2S2 + O2 = MINERAIS
-
Terrestres
(temp. altas) = produzem gases com menor fixação de O2.
Origem da célula EUCARIÓTICA

1° Bact
.

Que fazem
Fotossíntese e Respiração celular.
2° Bact.
Que não aprenderam a usar O2 por isso só fazia
FOTOSSÍNTESE.
3° Bact.
Que eram fermentadoras se adaptaram ao O2 e começaram a oxidar sua glicose gerando muita energia, pela
RESPIRAÇÃO CELULAR.
4° Bact.
Que não evoluiu para nenhum destes mecanismos, fazendo
SOMENTE FERMENTAÇÃO
com pouca energia liberada.

Obs
. Este indivíduo como não tem nenhuma estratégia evolutiva começa a se transformar através de
INVAGINAÇÕES
em células
EUCARIONTES.

Evolução
Eucarionte + Bac. R. celular= Protozoários, fungos e animais
“heterotróficos”.
Eucariontes + Bac. R. celular + Bac. Fotossintetizante= Algas e plantas
“autotróficas”.


Compostos orgânicos
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