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EV O LU ÇÃ O PAULO JUBILUT 2019 EVOLUÇÃO 03 Origem da vida Paleontologia: História da Vida na Terrra Evidências e Teorias Evolutivas Mecanismos de Especiação Evolução dos Primatas e Humana Equilíbrio de Hardy-Weinberg 03 20 35 63 79 106 SUMÁRIO www.biologiatotal.com.br EV O LU ÇÃ O 3 ORIGEM DA VIDA De acordo com os mais modernos estudos, a hipótese do Big Bang nos diz que o início dos tempos remotos a aproximadamente 13,7 bilhões de anos, com uma imensa explosão cósmica. Imediatamente após essa explosão, conforme a temperatura baixava, as partículas foram se formando e agrupando-se, dando origem aos elementos químicos que por sua vez formaram as galáxias. Entre elas formou- se a Via Láctea, onde se inclui a Terra que, de acordo com os estudos, tem aproximadamente 4,5 bilhões de anos. Por atração gravitacional, gases como hélio e hidrogênio constituíram uma atmosfera primitiva que foi substituída por outra formada de amônia, metano, vapor d’água e hidrogênio, liberados do interior do planeta. Nesse período a Terra era uma bola incandescente e não havia material sólido. A crosta terrestre começou a formar-se através de uma fina camada de material sólido, após 700 milhões de anos. Do interior da Terra, a água era expelida em jatos que se condensavam caindo em forma de chuva. Dezenas de milhões de anos depois, o resfriamento da crosta permitiu que a água se acumulasse em depressões, formando os primeiros lagos, mares e oceanos. E a vida, como surgiu em nosso planeta? Uma característica do ser humano é a sua curiosidade. É com ela que se iniciam as grandes descobertas nas várias áreas do saber e também ela se relaciona com a procura de soluções para os problemas pelos quais o homem passa no seu cotidiano. Talvez a maior de todas as curiosidades do ser humano seja a de como surgiu a vida no planeta Terra, de como surgiu o primeiro ser vivo e qual a origem da própria espécie humana. Para responder a essa questão, a ciência tem-se válido, ao longo dos tempos, de várias teorias e hipóteses, algumas com embasamento científico e outras não. TEORIAS DA ORIGEM DA VIDA TEORIA FIXISTA OU DA CRIAÇÃO ESPECIAL Ela acompanha a narração do Velho Testamento bíblico, inserida no Gênesis, no qual, a Terra e tudo o que nela existe, procede da criação divina. Denomina-se Fixismo porque admite que as espécies são imutáveis através dos tempos, ou seja, são fixas, não se modificando através dos milhões de anos que se sucederam ao seu aparecimento neste planeta. TEORIA COSMOGÊNICA, COSMOZOICA OU DA PANSPERMIA CÓSMICA Anaxágoras, criador desta teoria, disse: “a vida é formada a partir de genes etéreos dispersos por todo o Universo, que aguardam o instante propício para o seu completo desenvolvimento”. O físico-químico Arrhenius foi um seu grande defensor. Em outras palavras, a vida procederia de outros planetas, situados ou não no sistema solar, que teria chegado aqui através de meteoros, meteoritos, etc. HIPÓTESE DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA OU ABIOGÊNESE As primeiras ideias sobre a origem da vida propõem seu surgimento por geração espontânea. Isso significa que a vida teria surgido a partir de matéria bruta ou inanimada. Algumas observações, sem metodologia científica, reforçam esta ideia: 4 EV O LU ÇÃ O aparecimento de larvas de insetos sobre lixo em decomposição: acreditava-se que o lixo gerava as moscas; surgimento de girinos em poças de água, de um dia para outro: acreditava-se que os girinos “brotavam” da lama da poça d’água. Até no final da Idade Média, cientistas como Willian Harvey, René Descartes, Aristóteles e Isaac Newton aceitavam a geração espontânea. Jean Baptiste Van Helmont, médico de Bruxelas, no final do século XVI, chegou a elaborar uma receita para obtenção de ratos a partir do trigo: “Receita” de Van Helmont para surgir ratos Experiência de Redi Helmont afirma que era possível o surgimento de ratos espontaneamente, em 21 dias, a partir de grãos de trigo e uma camisa suja com suor humano, que deveriam ser deixados num local escuro. Após três semanas apareceriam os ratos a partir dos grãos de trigo, sendo o suor humano o princípio ativador dessa transformação. O que possibilitava a um material ter capacidade de dar origem à vida, era um “princípio ativo”. Na experiência de Helmont, o “princípio ativo” estaria presente no suor humano. TEORIA DA BIOGÊNESE A hipótese de geração espontânea ou abiogênese que surgiu na época de Aristóteles perdurou até a metade do século XVII, quando cientistas como Francesco Redi e Louis Pasteur montaram experimentos que demonstraram que uma forma de vida só pode surgir de um ser vivo preexistente. Os experimentos de Redi e Pasteur consolidaram a Biogênese, que admite que uma forma de vida só pode surgir de uma forma de vida preexistente, mas não explicaram e até hoje não temos explicação convincente, ou talvez nunca a teremos, de como surgiu a vida neste planeta! EXPERIÊNCIA DE REDI Em 1668, Francesco Redi, médico italiano, elaborou experiências para testar a hipótese da biogênese, contrária à hipótese da geração espontânea. Redi colocou, dentro de frascos, pedaços de carne, dividindo os frascos em dois grupos: um grupo de frascos ficou tampado com uma gaze, e no outro grupo, os frascos ficaram abertos. A hipótese testada era a de que se a partir da carne surgiam larvas (vermes) por geração espontânea, então deveriam surgir larvas (vermes) nos dois grupos de frascos. As observações do experimento mostraram que moscas visitavam a carne dos frascos abertos e não podiam entrar em frascos cobertos com gaze. Depois de muitos dias surgiram larvas apenas nos frascos abertos, expostos às moscas. AS IDEIAS DE NEEDHAN E SPALLANZANI Na metade do século XVIII, estes dois cientistas tinham idéias diferentes sobre a origem da vida, e elaboraram experiências para comprovarem suas ideias: Needham (1745): ideias favoráveis à geração espontânea www.biologiatotal.com.br EV O LU ÇÃ O 5 Podemos notar pelos conhecimentos sobre reprodução e crescimento de microrganismos que as observações e conclusões de Needham foram inadequadas, pois não existiam “frascos controle” da experiência e todos eles ficaram expostos ao ar. Spallanzani (1768): ideias favoráveis à biogênese. Spallanzani dizia que Needham, com seu procedimento havia permitido a permanência de microrganismos que naturalmente estavam contaminando o meio de cultura que estava dentro dos frascos. Needham dizia que Spallanzani teria provocado a destruição do “princípio ativo” do caldo nutritivo com o aquecimento prolongado dos frascos que continham o meio de cultura, e estes então não poderiam originar vida. E ainda nessa época a teoria da geração espontânea continuou com muitos adeptos. A EXPERIÊNCIA DE LOUIS PASTEUR Pasteur, cientista francês, em 1860 acabou definitivamente com a teoria da geração espontânea, ou abiogênese, por meio da experiência com frasco pescoço de cisne, esquematizada a seguir: A seguir, aqueceu os gargalos, retorcendo-os em forma de “s” criando os balões “pescoço de cisne”. Pasteur não tampou os frascos, permitindo o contato com o ar. Este procedimento visava derrubar o argumento de Needhan da falta de condições para a penetração do “princípio ativo”. No entanto, o líquido permaneceu estéril por meses. As curvas do pescoço do frasco funcionaram como uma espécie de “filtro”, impedindo a penetração de microrganismos que pudessem contaminar o caldo. O frasco contendo o líquido foi apresentado na Academia de Ciência em Paris. Pasteur, perante a elite científica da época, não titubeou em afirmar: “A doutrina da geração espontânea jamais se reerguerá do golpe mortal que acaba de receber com esta simples experiência”. Realmente, a partir daí, a Abiogênese caiu em descrédito completo, triunfando definitivamente a Biogênese, já defendida por Redi e Spallanzani. A consolidação da Teoria da Biogênese não trouxe acomodaçãoaos cientistas, mas, sim, uma série de novas perguntas sem resposta aparentes. Apesar da experiência de Pasteur derrubar definitivamente a teoria da abiogênese, ela não responde à pergunta de como surgiu a vida. HIPÓTESE HETEROTRÓFICA OU DOS COACERVADOS DE OPARIN A Terra se apresentou como um planeta consolidado há aproximadamente quatro e meio bilhões de anos. Mas a vida só apareceu há talvez um bilhão de anos, quando as temperaturas baixaram bastante, Alexander Oparin, cientista russo, propôs que, ao considerar a origem da vida, devemos estudar as condições existentes na Terra, antes do seu aparecimento. Suas idéias podem ser resumidas da seguinte forma: Experiência de Pasteur – Pescoço de cisne Pasteur colocou caldo de carne em um balão de vidro com um longo gargalo, submetendo-o a um aquecimento prolongado seguido de um lento resfriamento (pasteurização). O caldo nutritivo ficou completamente esterilizado. 6 EV O LU ÇÃ O A Terra tem aproximadamente 4 a 5 bilhões de anos. Após um intenso superaquecimento, teve início o resfriamento de sua crosta, fenômeno que permitiu a formação de muitos compostos em sua superfície. Houve então, a solidificação da superfície, à exceção das regiões vulcânicas que persistiam em atividade, lançando na atmosfera grandes quantidades de gases que, por ação da força de gravidade do planeta, permaneceram em torno de sua superfície, formando a atmosfera primitiva da Terra. Essa atmosfera continha, provavelmente: metano (CH4), vapor d’água (H2O), amônia (NH3) e hidrogênio (H2 ) e, muito provavelmente, CO2. Formação de aminoácidos, na atmosfera a partir desses gases, por ação de centelhas elétricas e radiações ultravioletas. Uma provável paisagem da atmosfera primitiva (atividade vulcânica, altas temperaturas, descargas elétricas e radiação U.V.) Acúmulo de vapor de água na atmosfera pela atividade vulcânica, disso decorrendo as chuvas que levavam os aminoácidos para o solo quente. O calor do solo faria com que os aminoácidos reagissem entre si, formando proteínas que se depositariam nas águas aquecidas dos mares primitivos. As proteínas da sopa orgânica, lentamente iniciaram um processo de atração (coacervação), que resultou na formação de aglomerados proteicos, ou grumos, circundados por uma película líquida. A esses aglomerados, Oparin chamou de coacervados. Aparecimento dos ácidos nucleicos, nucleoproteínas e protogenes (DNA). Associação dos protogenes em cromossomos primitivos, nos coacervados, surgindo as protocélulas. Os primeiros sistemas vivos eram heterótrofos e anaeróbios. Surgiram depois os seres autótrofos e, mais tarde, os de respiração aeróbia. A reunião de unicelulares em colônias permitindo o aparecimento dos seres pluricelulares. HIPÓTESE AUTOTRÓFICA X HETEROTRÓFICA A hipótese autotrófica presume que a primeira forma de vida já tivesse essa capacidade; entretanto, há uma crítica séria que deve ser feita: todas as reações químicas relacionadas com a síntese de alimento são muito complexas, exigindo do organismo uma estrutura também complexa. Se os organismos primitivos fossem capazes de sintetizar seu alimento, isso viria de encontro às ideias da geração espontânea onde, organismos complexos pudessem surgir repentinamente de matéria bruta e, também que esse processo contínuo pudesse ocorrer todos os dias. Em contraposição, a hipótese heterotrófica supõe que um organismo muito simples tenha evoluído vagarosamente a partir da matéria bruta e que isso ocorreu há bilhões de anos atrás, sob condições muito especiais. Coacervados (proteínas + água) NH3, CH4, H2, H2O(vapor) Descargas elétricas Radiações solares UV → aminoácidos www.biologiatotal.com.br EV O LU ÇÃ O 7 PROVA EXPERIMENTAL DA TEORIA DE OPARIN Em 1954, na Universidade de Chicago, Stanley Miller e Harold Urey executaram uma pesquisa em laboratório, colocando num balão de vidro uma mistura de metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. O conjunto foi submetido a alta temperatura e os gases eram varridos por Coacervados produzidos em laboratório, observados ao microscópio óptico. uma centelha elétrica constante. Ao fim de muitas horas, recolheram gotículas de água que se acumularam na face interna do balão de vidro e nelas observaram a presença de aminoácidos. O resultado foi positivo, provando experimentalmente a teoria de Oparin. HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA: DOS PROCARIONTES AOS EUCARIONTES Segundo essa hipótese, as células eucarióticas iniciaram sua existência estabelecendo uma relação endossimbiótica com uma bactéria, responsável pelo sistema de fosforilação oxidativa. Ela seria uma bactéria púrpura fotossintetizante que teria perdido a capacidade fotossintética, se especializando na cadeia respiratória. Durante a evolução eucariótica, ocorreu uma grande transferência de genes das mitocôndrias Experimento de Miller – Urey 8 EV O LU ÇÃ O para o núcleo celular, com o objetivo de favorecer a mitocôndria na execução de uma única função principal: o fornecimento energético. Isso explica a importação de proteínas citoplasmáticas e a existência de algumas sequências não codificantes no DNA nuclear, correspondendo ao DNA importado recentemente e sem função. A teoria ainda abre espaço para explicar a presença de duas membranas lipídicas na organela. A membrana mitocondrial interna seria originária da membrana da bactéria endocitada, enquanto a membrana mitocondrial externa seria derivada da própria membrana celular. Hipótese Endossimbiótica LEITURA COMPLEMENTAR Cientistas encontram evidências mais antigas de vida na Terra A vida na Terra pode ter surgido ao menos 300 milhões de anos antes do que se imaginava. Um grupo de cientistas liderado por Matthew Dodd, da University College London (UCL), descobriu recentemente estruturas microscópicas em forma de tubo, que se acredita que sejam, na verdade, microfósseis de bactérias com ao menos entre 3,77 e 4,28 bilhões de anos. Até então, não havia evidências de fósseis mais antigos que 3,5 bilhões de anos. O estudo foi publicado na renomada revista científica Nature. Supostos microfósseis em formas de tubo podem representar a evidência mais antiga de vida na Terra. © M at th ew D od d. www.biologiatotal.com.br EV O LU ÇÃ O 9 Os supostos microfósseis são compostos por um óxido de ferro chamado hematita e foram encontrados em rochas sedimentares ricas em ferro no Cinturão Supracrustal de Nuvvuagittuq (Quebec, Canadá), local que possui algumas das rochas sedimentares mais antigas da Terra. Essas rochas provavelmente formaram parte de um sistema de fontes hidrotermais submarinas ricas em ferro e teriam propiciado um hábitat para as primeiras formas de vida do nosso planeta. fósseis de microrganismos é que eles se assemelham – quanto à forma e composição química – aos microrganismos de fontes hidrotermais modernas. Algumas delas abrigam bactérias que oxidam ferro que formam tubos e filamentos muito parecidos com os encontrados. Teria então a vida surgido em fontes hidrotermais? Embora não se possa afirmar que foi aí que a vida começou, uma vez que o fóssil é quase tão antigo quanto a Terra – que tem cerca de 4,5 bilhões de anos –, a descoberta pode indicar que algum dos primeiros ambientes habitáveis pode ter sido, sim, uma fonte hidrotermal submarina. E quais são as implicações desta descoberta? Por fornecer pistas sobre como podem ter sido os primeiros ambientes a abrigar vida na Terra, a descoberta pode ajudar a encontrar formas de vida em outros planetas, como Marte. Será? Parece que estamos cada vez mais perto disso! Fonte: Nature e UCL News. Uma das evidências que reforça a ideia de que as estruturas encontradas são realmente Paisagem no Cinturão Supracrustal de Nuvvuagittuq, local onde foram encontrados os microfósseis. © D . P ap in ea u. ANOTAÇÕES 10 EV O LU ÇÃ O novo linknovo link http://bit.ly/2QCiZyYEX ER CÍ CI O S 11www.biologiatotal.com.br EXERCÍCIOS CAIU NA UEL - 2018 CAIU NA UFRGS - 2017 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Analise a figura a seguir e responda à(s) questão(ões). (UFRGS 2017) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Os procariotos atuais contêm estruturas também presentes nas células dos eucariotos, tais como __________ e __________. A teoria da __________ descreve de que maneira as células eucarióticas poderiam ter evoluído a partir das procarióticas. citoesqueleto – mitocôndrias – geração espontânea parede celular – membrana plasmática – pangênese complexo de golgi – ribossomos – pangênese citoesqueleto – ribossomos – endossimbiose parede celular – mitocôndrias – endossimbiose Leia o texto a seguir. A determinação de um ambiente propício à origem da vida na Terra divide as opiniões dos cientistas. Uns defendem que o surgimento da vida teria ocorrido, por exemplo, na sopa primitiva dos oceanos, em superfícies de minerais de argila, ou então em sistemas hidrotermais, solos, atmosfera, lagos e ilhas vulcânicas. Vale a ressalva de que a presença de determinados compostos químicos em meteoritos aponta ainda uma contrariedade em relação à concepção de que o universo é pobre em matéria orgânica. (Adaptado de: FERREIRA, S; ALVES, M, I, C; SIMÕES, P. P. Ambientes e Vida na Terra – os primeiros 4.0 Ga. Estudos do Quaternário, 5, APEC, Porto, 2008, p. 99–116.) Com base no texto e nos conhecimentos sobre teorias da origem da vida, assinale a alternativa correta. A teoria da geração espontânea, ou biogênese, por considerar a multiplicidade de formas de vida existente, defende a concepção atualmente aceita, segundo a qual seres vivos podem surgir por mecanismos que não sejam através da reprodução. Para a Panspermia, a vida na Terra é resultado de processos químicos em que compostos orgânicos se combinaram formando moléculas inorgânicas complexas, as quais deram origem aos seres vivos com capacidade de reprodução. Segundo a hipótese autotrófica, os primeiros seres vivos, por serem muito simples, não teriam mecanismos celulares desenvolvidos para capacitá-los a produzir substâncias alimentares, obrigando-os a utilizar as substâncias disponíveis no meio. É preconizado pela hipótese heterotrófica que a partir da energia consumida por reações químicas entre componentes orgânicos da crosta terrestre, os primeiros seres vivos produziam suas próprias substâncias alimentares. Para a hipótese autotrófica, com a formação da camada de ozônio na estratosfera, por consequência da presença do gás oxigênio na atmosfera terrestre, os seres vivos, antes restritos aos ambientes aquáticos, passaram a colonizar ambientes de terra firme. a b c d e 12 EX ER CÍ CI O S a b c d 1 2 3 4 5 6 (UNICAMP 2016) Na antiguidade, alguns cientistas e pensadores famosos tinham um conceito curioso sobre a origem da vida e em alguns casos existiam até receitas para reproduzir esse processo. Os experimentos de Pasteur foram importantes para a mudança dos conceitos e hipóteses alternativas para o surgimento da vida. Evidências sobre a origem da vida sugerem que: a composição química da atmosfera influenciou o surgimento da vida. os coacervados deram origem às moléculas orgânicas. a teoria da abiogênese foi provada pelos experimentos de Pasteur. o vitalismo é uma das bases da biogênese. (PUCCAMP 2016) Há muito, muito tempo, quando ocorreu a origem da vida na Terra, surgiram vários processos biológicos. Tendo em vista condições ambientais existentes então, podemos afirmar que a sequência correta do aparecimento dos processos abaixo foi a mostrada em: respiração aeróbia → fermentação → fotossíntese. fermentação → respiração aeróbia → fotossíntese. fermentação → fotossíntese → respiração aeróbia. fotossíntese → respiração aeróbia → fermentação. fotossíntese → fermentação → respiração aeróbia. (UNISINOS 2016) Agência espacial americana (NASA) afirma ter encontrado água corrente em Marte, o que pode possibilitar existência de vida. (Disponível em http://www.bbc.com/portuguese/noticias/2015/ 09/150928_marte_descobertas_cc. Acesso em 29 set. 2015.) Em 2015, através da análise de imagens do satélite Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), a NASA afirmou que pode haver, escorrendo nas encostas em algumas montanhas do planeta Marte, água salgada líquida. Com isso, seria possível existir, ou ter existido, vida microbiana no planeta. No planeta Terra, há muito se discute a origem da vida, sendo a Teoria Clássica a mais aceita, a qual afirma que a Terra primitiva teria sido um ambiente rico em compostos orgânicos. De acordo com essa teoria, os primeiros seres que habitaram nosso planeta seriam: organismos heterotróficos com respiração aeróbica. organismos heterotróficos com respiração anaeróbica. organismos fotoautotróficos. organismos quimioautotróficos. organismos foto-heterotróficos. (UERN 2015) Em 1668, foi feita uma investigação da suposta origem de vermes em corpos decompostos. O experimento feito, com pedaço de carne crua dentro de frascos abertos e fechados com gaze, confirmou e comprovou que não havia geração espontânea de vermes a partir de corpos em decomposição. Nessa época, quem foi o responsável por esse experimento? Louis Pasteur. Francesco Redi. John T. Needham. Lazzaro Spallanzani. (UEPA 2015) Leia o texto para responder à questão. O planeta Terra formou-se há cerca de 4,5 bilhões de anos. Inicialmente sua superfície era constituída por magma quente. As rochas teriam se formado a seguir, com o resfriamento desse material. As rochas mais antigas de que se tem conhecimento datam de 3,9 bilhões de anos e nelas não foram encontrados registros de vida, levantando a questão sobre como ocorreu o surgimento da vida no planeta. (Texto Modificado: Bio, Sônia Lopes, 2008.) Sobre o processo em destaque no texto, é correto afirmar que: a panspermia é uma teoria que admite que a origem da vida é extraterrestre. a abiogênese postula que a vida surgiu de um ser vivo preexistente. o criacionismo admite o surgimento da vida extraterrestre. a biogênese afirma que a vida surgiu por geração espontânea. a teoria por evolução química postula que a vida surgiu de uma única molécula inorgânica. (UEL 2015) De acordo com a hipótese heterotrófica, o primeiro ser vivo do planeta Terra obtinha energia para seu metabolismo por meio de um processo adequado às condições existentes na atmosfera primitiva. a a a a b b b b c c c c d d d d e e e EX ER CÍ CI O S 13www.biologiatotal.com.br 7 8 9 10 11 12 Assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a sequência ordenada dos processos energéticos, desde o surgimento do primeiro ser vivo do planeta. Fotossíntese, respiração aeróbia e fermentação. Respiração aeróbia, fermentação e fotossíntese. Respiração aeróbia, fotossíntese e fermentação. Fermentação, fotossíntese e respiração aeróbia. Fermentação, respiração aeróbia e fotossíntese. (PUCRS 2014) Há menos de dois bilhões de anos, as primeiras células, que replicavam seu DNA e que deram origem às linha¬gens hoje existentes, teriam sido exterminadas se: fossem de tamanho minúsculo. vivessem isoladas e independentes. fossem envoltas por uma membrana. sintetizassem moléculas contendo carbono. ficassem expostas à radiação da luz ultravioleta. (UPE 2013) O experimento, utilizando-se de frascos de vidro, com o formato de “pescoço de cisne”, contendo um “caldo nutritivo” e submetido primeiramente ao isolamento e posteriormente à exposição ao ar, conforme figura abaixo, foi usado para se provar a origem da vida. O autor e a teoria por ele provada foram, respectivamente: Charles Darwin e Teoria da Evolução. Francesco Redi e Teoria da Abiogênese. Aristóteles e Teoria da GeraçãoEspontânea. Louis Pasteur e Teoria da Biogênese. Louis Joblot e Teoria da Seleção Natural. (EEWB 2011) A Teoria da Endossimbiose, criada por Lynn Margulis em 1970, propõe que as organelas que compõem as células eucarióticas tenham surgido como consequência de uma associação simbiótica estável entre organismos. Mais especificamente, esta teoria postula que os cloroplastos e as mitocôndrias têm origem num procarionte autotrófico que viveu em simbiose dentro de outro organismo, também unicelular, obtendo proteção e fornecendo ao hospedeiro a energia necessária para as atividades metabólicas. Deste modo, a célula eucariótica atual seria uma quimera formada por três genomas: o nuclear; o cloroplastidial e o mitocondrial. Sendo assim, podemos concluir que a teoria da endossimbiose propõe uma explicação para: o surgimento da célula procarionte. o surgimento dos autótrofos. o surgimento dos heterótrofos. o surgimento da célula eucarionte. (ENEM 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: seres vivos podem ser criados em laboratório. a vida se originou no planeta a partir de microrganismos. o ser vivo é oriundo da reprodução de outro ser vivo pré-existente. seres vermiformes e microrganismos são evolutivamente aparentados. vermes e microrganismos são gerados pela matéria existente nos cadáveres e nos caldos nutritivos, respectivamente. (UECE 2017) Em relação às teorias sobre a origem da vida, é correto afirmar que a: teoria da geração espontânea ou biogênese motivou Jean Baptista van Helmont a propor uma receita para produzir ratos usando camisas sujas e grãos de trigo. expansão do conhecimento científico e a realização de experimentos rigorosos por Redi, Spallanzani, Pasteur e outros forneceram evidências da abiogênese. panspermia afirma que a vida na Terra originou-se a partir de seres vivos ou substâncias precursoras da vida oriundas de outros locais do cosmo. teoria da evolução química ou molecular admite que a vida é resultado da evolução química de compostos orgânicos em inorgânicos. (PUCRS 2016) Responda à questão com base na foto abaixo, que apresenta uma réplica do experimento de Miller-Urey, exposta no Museu de Ciências e Tecnologia da PUCRS (MCT-PUCRS). a a b b c c d d e e a b c d e a b c d a b c d e a b c d 14 EX ER CÍ CI O S Sobre a experiência conduzida por esses dois cientistas, é correto afirmar: Com a experiência, tentou-se comprovar a hipótese de Francesco Redi sobre a inexistência da geração espontânea. O experimento contribuiu para uma melhor compreensão da teoria da Panspermia Cósmica, pois o aparelho simula as condições iniciais do espaço sideral. Como resultado do experimento, os cientistas obtiveram moléculas orgânicas complexas, sendo estas produto da reação entre gás carbônico, gás oxigênio, amônia e água na forma de vapor. Ao tentar reproduzir as condições da Terra primitiva, propostas por Oparin, os produtos da reação química conduzida pelo experimento foram obtidos a partir de gás metano, amônia, gás hidrogênio e água na forma de vapor. Segundo as conclusões de Miller e Urey, os coacervados obtidos como produtos do experimento representam os possíveis primeiros seres vivos que habitaram o planeta, por terem metabolismo próprio, além de capacidade de autorreprodução. (UEFS 2016) Evidências astronômicas e geofísicas indicam que a Terra se formou há, aproximadamente, 4,6 bilhões de anos. A princípio não era adequada para a vida, devido ao calor e a exposição à radiação. Os astrônomos estimam que a Terra tenham se tornado habitável há cerca de 3,8 bilhões de anos. A vida parece ter surgido mais ou menos na mesma época, mas não sabemos como era essa vida primitiva. MAYR, Ernest. O que é evolução. São Paulo: Rocco, 2001, p. 5. Considerando-se essas informações e a peculiaridade da Terra como local onde a vida teve origem indica que: a atmosfera primitiva, rica em elementos, como o hidrogênio, oxigênio e carbono, viabilizou a origem de moléculas orgânicas simples. havia energia luminosa, prontamente assimilada pelos primeiros seres vivos, para a síntese de seu próprio alimento. sua atmosfera, altamente oxidante, potencializou várias combustões, gerando energia para os primeiros seres vivos. a formação da camada de ozônio, logo depois de sua origem, facilitou o surgimento da vida. a síntese de moléculas orgânicas possibilitou, de imediato, a origem da vida. (FGV 2016) No século XIX, Louis Pasteur realizou experimentos utilizando frascos com e sem pescoços alongados (pescoços de cisne), com o objetivo de compreender a origem da contaminação por micro- organismos em meios de cultura, conforme ilustrado a seguir. Tais experimentos embasaram Pasteur a comprovar a teoria: da abiogênese, observando que os micro-organismos são gerados constantemente em meios nutritivos adequados, desde que em contato direto com o ar. da geração espontânea, observando que os micro- organismos se proliferam em meios nutritivos adequados, independentemente do contato direto com ar. da evolução biológica, observando que o ambiente adequado proporciona o surgimento de diversidade biológica, desde que em contato direto com o ar. celular, observando que todos os organismos são formados por algum tipo de organização celular, independentemente do contato direto com o ar. da biogênese, observando que todo organismo vivo provém de outro pré-existente, independentemente do contato direto com o ar. (UPE 2015) Leia o texto a seguir: “...Com sua teoria dos micróbios como agentes causadores de doenças e seus preceitos antissépticos, suas vacinas e seu tratamento inovador contra a raiva (que salvou vidas que, do contrário, estariam perdidas), Pasteur não só revolucionou a medicina como se tornou um benfeitor da humanidade. Foi ele, ainda, o principal responsável pela refutação definitiva da teoria da geração espontânea...” Fonte: Silva, Elias O. Conversando sobre Ciência. Ribeirão Preto: Sociedade Brasileira de Genética, 2013. 299p. Adaptado. Assinale a alternativa que aponta qual experimento e sua respectiva conclusão foram responsáveis pela oposição e refutação da geração espontânea. O experimento com balões do tipo pescoço de cisne mostrou que um líquido fervido mantém a “força vital”. Nesse caso, as gotículas de água acumuladas nesse pescoço retêm os micróbios contidos no ar atmosférico que penetram no balão. O experimento com balões do tipo pescoço de cisne mostrou que um líquido fervido perde a “força vital”, pois quando o pescoço do balão é quebrado, após a fervura desse líquido, surgem seres vivos. a b c d e 13 15 14 a b c d e a b c d e a b EX ER CÍ CI O S 15www.biologiatotal.com.br O experimento com balões de vidro fechados com rolhas mostrou que um líquido fervido está isolado do ar atmosférico. Nesse caso, um líquido fervido não perde a “força vital”, sendo responsável pelo surgimento de novas formas vivas. O experimento com balões de vidro hermeticamente fechados mostrou que um líquido fervido, por duas vezes, destrói a “força vital” e torna o ar desfavorável ao aparecimento de vida. O experimento com balões de vidro com gargalos derretidos no fogo mostrou que um líquido fervido por muito tempo mantém a “força vital”, reestabelecida pela entrada de ar fresco, mas torna o ar desfavorável ao aparecimento de vida. (FGV 2014) Na difícil busca pela explicação científica sobre a origem da vida no planeta Terra, uma das etapas consideradas essenciais é osurgimento de aglomerados de proteínas, os coacervados, capazes de isolar um meio interno do ambiente externo, permitindo que reações bioquímicas ocorressem dentro dessas estruturas de forma diferenciada do meio externo. Tal hipótese, envolvendo essa etapa, contesta o princípio da abiogênese sobre a evolução bioquímica de moléculas orgânicas. reforça a ideia comprovada de que todo ser vivo se origina de outro. considera como espontâneo o processo de surgimento da vida no planeta. sugere que os primeiros seres vivos se multiplicavam como os vírus atuais. questiona a teoria criacionista, assim como a evolucionista lamarckista. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A Grande Fonte Prismática descarrega uma média de 2548 litros de água por minuto, é a maior de Yellowstone, com 90 metros de largura e 50 metros de profundidade, e funciona como muitos dos recursos hidrotermais do parque. A água subterrânea profunda é aquecida pelo magma e sobe à superfície sem ter depósitos minerais como obstáculos. À medida que atinge o topo, a água se resfria e afunda, sendo substituída por água mais quente vinda do fundo, em um ciclo continuo. A água quente também dissolve parte da sílica, SiO2(s), presente nos riolitos, rochas ígneas vulcânicas, sobre o solo, criando uma solução que forma um depósito rochoso sedimentar e silicoso na área ao redor da fonte. Os pigmentos iridescentes são causados por micróbios — cianobactérias — que se desenvolvem nessas águas quentes. Movendo- se da extremidade mais fria da fonte ao longo do gradiente de temperatura, a cianobactéria Calothrix vive em temperaturas não inferiores a 30°C, também pode viver fora da água e produz o pigmento marrom, que emoldura a fonte. A Phormidium, por outro lado, vive entre 45°C e 60°C e cria o pigmento laranja, ao passo que Synechococcus suporta temperaturas de até 72°C e é verde-amarelo. (A GRANDE... 2013. p. 62-63). (UNEB 2014) A presença das cianobactérias e a dos seus novos mecanismos metabólicos no ambiente primordial da Terra impuseram um profundo impacto na história evolutiva da vida no planeta. Com base nessa informação, considera-se como um exemplo desse impacto: A criação de diversos tipos de pigmentos responsáveis pela fixação da luz solar durante o processo de fotossíntese anaeróbia desenvolvida por esses tipos de micro-organismos. A formação de uma espessa camada de ozônio na atmosfera primitiva durante a evolução química da etapa prebiótica. A extinção em massa de seres anaeróbios por não estarem adaptados a um ambiente oxidativo decorrente do acúmulo de O2 através da fotossíntese aeróbia. O aumento considerável da temperatura das fontes hidrotermais como consequência da intensa combustão gerada pela fotossíntese aeróbia que passa a consumir oxigênio. O desenvolvimento de um novo tipo de fotossíntese que passa a utilizar o H2S como doador de hidrogênio ao revolucionar a forma de obtenção de energia realizada pelos seres autótrofos. (UFPB 2011) Nos estudos sobre o surgimento da vida na Terra, duas hipóteses são postuladas acerca das formas pelas quais os organismos obtinham energia: os primeiros organismos eram heterotróficos; e os primeiros organismos eram autotróficos. Com base na forma de obtenção de energia, é correto afirmar que organismos: autotróficos não utilizam oxigênio em suas vias metabólicas. autotróficos não obtêm energia a partir de compostos inorgânicos. autotróficos utilizam apenas o catabolismo para obter energia. heterotróficos utilizam o catabolismo e o anabolismo para obter energia. heterotróficos, na ausência de luz, não utilizam o anabolismo para obter energia. (IFCE 2011) Muitos pesquisadores tentaram explicar a origem da vida. Sobre isso, é correto afirmar-se que: Stanley Miller investigou a origem espontânea de moscas a partir de matéria não viva em decomposição. os primeiros seres fotossintetizantes não usavam água como fonte de íon hidrogênio e liberavam gás sulfídrico para a atmosfera. Aristóteles formulou a teoria da biogênese que foi confirmada pelo cientista Louis Pasteur. 16 18 19 17 c d e a b c d e a b c d e a b c d e a b c 16 EX ER CÍ CI O S a panspermia é uma teoria segundo a qual micro- organismos se encontram presentes na água, sendo capazes de dar origem à vida, quando atingem um local adequado. Helmont é autor de uma receita para obter ratos a partir de grãos de trigo. Com isso, ele tentou provar a teoria da abiogênese. (UNICAMP 2011) Considerando-se a composição da atmosfera primitiva, pode-se afirmar que: o CO2 presente na atmosfera primitiva pode ter se originado da degradação aeróbica da glicose. a matéria precursora da vida só poderia ter se formado se houvesse enzimas para catalisar as reações entre os gases presentes na atmosfera primitiva. as substâncias orgânicas formadas a partir dos gases presentes na atmosfera primitiva deram origem a proteínas e ácidos nucleicos. os aminoácidos formados na Terra primitiva surgiram do aumento da interação de moléculas de ácido nucleico com proteínas. (UPE 2016) Há 4 bilhões de anos, a atmosfera da Terra não continha oxigênio, mas, outros gases, como metano, amônia e vapor d’água, dentre outros. A Terra primitiva não sustentava a vida. A abiogênese teria ocorrido uma vez na história do planeta, no início de tudo. A figura abaixo ilustra a sequência da Teoria da Sopa Primordial, testada por Stanley Miller e Harold Urey (1953), que bombardearam, com raios UV e descarga de eletricidade, uma “sopa” feita com água, amônia, metano e hidrogênio. Assinale a alternativa CORRETA que represente os produtos (A, B, C) e os catalisadores (I e II), conforme o esquema acima. A – Aminoácidos, B – Coacervados, C – Células primitivas, I – A chuva arrastou os compostos para o solo e os mares, onde eles se combinaram com outras substâncias, II – Moléculas de lipídios isolaram as moléculas orgânicas. A – Compostos inorgânicos, B – Células primitivas, C – Tecidos fotossintetizantes, I – Água rica em sais minerais catalisou a combinação de diversas moléculas com compostos inorgânicos, II – Moléculas de açúcares, na presença de oxigênio e gás carbônico, formaram células especializadas em fotossíntese. A – Moléculas de gás ozônio, B – Composto orgânico, C – Organismo unicelular, I – Substâncias combinaram- se com outras substâncias em poças de água, II – Moléculas de metano combinaram-se com moléculas de água, formando as primeiras células. A – Coacervados, B – Moléculas orgânicas, C – Microrganismos, I – Moléculas orgânicas combinaram- se com moléculas de aminoácidos nos mares primitivos, II – Atmosfera rica em oxigênio acelerou o metabolismo das células, aperfeiçoando as organelas. A – Organismo unicelular, B – Organismo pluricelular, C – Células orgânicas, I – Oxigênio formado pela combinação de água, metano e amônia estimulou a divisão das células, II – Formação dos mares acelerando a combinação de moléculas orgânicas. (IFCE 2016) O esquema acima representa o aparelho projetado por Stanley Miller e Urey em meados do século passado. Por esse engenhoso sistema circulavam hidrogênio (H2), vapor de água (H2O) metano (CH4) e amônia (NH3) e, através de eletrodos, era fornecida energia na forma de descargas elétricas, simulando assim as condições da atmosfera primitiva do planeta Terra. Após algum tempo, Miller e Urey observaram, como resultado de reações químicas, a formação de produtos como aminoácidos, carboidratos e ácidos graxos simples, que foram se acumulando. Sobre a hipótese que este experimento corroborou sobre a origem da vida no planeta Terra, é correto afirmar que: reforça a evolução gradual dos sistemas químicos, onde os gases da atmosfera primitiva formaram, espontaneamente, os compostos orgânicos que originaram as primeiras formas de vida no planeta Terra. fortalece a hipótese do criacionismo,exatamente como está escrito em Gêneses, primeiro livro da Bíblia, pois em nenhum momento do experimento ilustrado acima surgiram formas de vida, mas apenas substâncias orgânicas simples. reforça a hipótese cosmozoica, que defende que a vida (microrganismos) foi transportada casualmente para o planeta Terra, através de meteoritos e cometas que viajavam pelo espaço e se chocaram com a superfície terrestre. fortalece a teoria da abiogênese, que afirmava que compostos inorgânicos e orgânicos poderiam originar, por geração espontânea, os seres vivos do planeta Terra. reforça a teoria segundo de que a vida na Terra originou-se a partir de moléculas orgânicas complexas, d e a b c d 20 22 21 a b c d e a b c d e EX ER CÍ CI O S 17www.biologiatotal.com.br como proteínas e ácidos nucleicos, que sofreram polimerização, dando origem aos coacervados, que evoluíram para as primeiras formas de vida. (UFRGS 2016) O gráfico abaixo apresenta a variação do nível de oxigênio na atmosfera em função do tempo. Sobre o gráfico e os eventos nele assinalados, é correto afirmar que três bilhões de anos antes do presente não havia vida devido à escassez de oxigênio. o evento 1 corresponde aos primórdios do surgimento da fotossíntese. a respiração celular tornou-se possível quando os níveis de O2 na atmosfera atingiram uma concentração próxima à atual. o evento 2 refere-se à formação da camada de ozônio. o evento 3 dá início à utilização da água como matéria- prima para a produção de oxigênio. (UFRGS 2013) Leia a tira abaixo. Com base nos dados apresentados na tira acima e em seus conhecimentos sobre a presença de vida na Terra, considere as afirmações abaixo. I. A presença de metano poderia ser indício de vida em Marte, uma vez que algumas espécies procariontes conhecidas produzem metano através da redução de CO2. II. A atmosfera de Marte apresenta os mesmos componentes da atmosfera atual da Terra, mas, em nosso planeta, o oxigênio é o componente predominante. III. A capacidade de quebrar moléculas de água, na Terra, levou à liberação de O2, o que abriu caminho para a evolução das reações de oxidação aeróbicas. Quais estão corretas? Apenas I. Apenas II. Apenas I e III. Apenas II e III. I, II e III. (UEPB 2012) Na história da vida na Terra o aparecimento da fotossíntese representa um passo de extrema importância. A partir da leitura das informações contidas no gráfico abaixo e dos conhecimentos da ciência atual, analise as proposições que seguem: I. As primeiras bactérias fotossintetizantes capazes de utilizar H2O em lugar de H2S teriam surgido há pouco menos de 3 bilhões de anos. A abundância de água no planeta permitiu que essas bactérias se espalhassem por todo o planeta. Elas teriam sido ancestrais das cianobactérias atuais. II. Esse processo, atualmente realizado por algas, plantas e bactérias em geral, consiste na produção de substâncias energéticas alimentares a partir de H2O e CO2, utilizando luz como fonte de energia. A maioria dos seres autotróficos atuais também produz O2 que é liberado para o ambiente. III. Acredita-se que, inicialmente, os reagentes para a fotossíntese eram CO2 e H2S. Corrobora essa hipótese a existência das sulfobactérias, organismos capazes de realizar fotossíntese utilizando o gás carbônico e o sulfeto de hidrogênio que, na presença de energia luminosa, reagem, produzindo glicose, enxofre e água. IV. No início, a atmosfera terrestre era pobre em O2 que era produzido principalmente pela decomposição de moléculas de água sob ação da radiação ultravioleta do Sol. A grande proliferação e dispersão de bactérias fotossintetizantes primitivas fez com que, a partir de 2,5 bilhões de anos atrás, a concentração de O2 aumentasse progressivamente até estabilizar-se em torno de 21%, que é a porcentagem atual. V. Atualmente a hipótese mais aceita sobre o modo de nutrição dos primeiros seres vivos é a autotrófica. De acordo com essa hipótese os primeiros seres vivos seriam quimiolitoautotróficos, e a partir destes teriam surgido primeiro os fermentadores, depois os fotossintetizantes e, por fim, os aeróbios. 24 23 25 a b c d e a b c d e 18 EX ER CÍ CI O S Assinale a alternativa que apresenta as proposições corretas. I e II, apenas l, III, IV e V, apenas Il, IV e V, apenas IV e V, apenas Todas (UFSJ 2012) O aparecimento de animais vermiformes em carne durante o processo de decomposição pode ser observado frequentemente. Em 1668, Francesco Redi realizou um experimento para tentar elucidar o fenômeno citado. O experimento, de forma simplificada, consistiu em dois frascos de vidro, onde, em ambos, Redi colocou pedaços de carne. Um dos frascos foi fechado com gaze e o outro mantido aberto, conforme a figura a seguir. Depois de vários dias, Redi encontrou os animais vermiformes. Com relação ao experimento, analise as afirmativas abaixo. I. A gaze no frasco B impede a entrada de insetos, mas não impede a entrada de micro-organismos. II. Os vermes são formas larvais das moscas e por isso só apareceram no frasco A. III. O frasco A controla experimentalmente o frasco B. IV. Redi não padronizou a quantidade de carne nos frascos. Com isso, o experimento é inconclusivo. V. Toda matéria em estado de decomposição produz naturalmente seus vermes. Por isso, os vermes foram observados nos dois frascos. VI. Os vermes aparecem nos dois frascos, porém aparecem primeiro no frasco A e vários dias depois no frasco B. De acordo com essa análise, estão CORRETAS apenas as alternativas II, III e lV l, V e VI I, II e III IV, V e VI (UESPI 2012) O planeta abriga uma imensa diversidade biológica, cuja origem possivelmente ocorreu em lagos e oceanos na Terra primitiva. Considerando que a formação de coacervados, ilustrada abaixo, poderia fornecer uma explicação para o surgimento da vida, há bilhões de anos atrás, analise as afirmativas abaixo. 1. Caso houvesse disponibilidade de metano, amônia, hidrogênio e água na atmosfera da Terra primitiva, tais compostos seriam prováveis fontes de aminoácidos necessários à formação de coacervados. 2. Os coacervados eram células eucariontes primitivas envoltas por uma película de água e com funções básicas intracelulares, como absorção e excreção. 3. Nos coacervados, as reações químicas eram promovidas com energia de ativação fornecida pela radiação solar e pelas descargas elétricas. Está(ão) correta(s) apenas: 1 e 2 1 e 3 1 2 2 e 3 (UPE 2011) No planeta Terra, há aproximadamente quatro bilhões de anos, gerou-se a vida atendendo a seu imperativo autopoético em um universo que obedecia a leis termodinâmicas. A origem da vida se baseia em diferentes hipóteses. Assinale a afirmativa que correlaciona adequadamente a teoria relativa à origem dos seres vivos ao exemplo correspondente. Teoria da Abiogênese - no século V a.C., o cientista grego Anaxágoras lançou a ideia de que a vida, dispersa sob a forma de sementes por todo o universo, havia pousado na Terra. Teoria do Big Bang - “Ser uma entidade distinta do ambiente exige uma barreira à difusão livre. A necessidade de isolar um subsistema termodinamicamente é uma condição irredutível da vida. É o fechamento de uma membrana anfifílica de duas camadas, sob a forma de uma vesícula, que representa a transição clara da não-vida para a vida.” (Harold Morowitz) Teoria da Biogênese - os seres vivos se originam a partir de outro pré-existente, sendo assim não podem surgir por outros mecanismos que não a reprodução. Assim Lewis Thomas destaca “O aparecimento dessas células, ... foi um grande acontecimento da evolução planetária, e levou diretamente, linhagem por linhagem, a nosso eu complexo, com o cérebro e tudo o mais.” Teoria do Mundo de RNA - “Quando se espreme uma roupa de baixo suja, ...um fermento drenado da roupa e transformado pelocheiro do cereal reveste o próprio trigo com sua pele e o transforma em camundongos...” (Jan Baptiste van Helmont) Teoria da Panspermia – segundo Gilbert, a reprodução e o metabolismo das primeiras formas de vida dependiam das atividades catalíticas e replicativas do a b c d e 26 28 27 a b c d a b c d e a b c d e EX ER CÍ CI O S 19www.biologiatotal.com.br RNA, e que tanto o DNA quanto as proteínas teriam assumido suas funções atuais posteriormente. (UEPB 2011) Sobre a origem dos seres vivos, duas teorias sustentaram uma polêmica nos meios científicos, até fins do século XIX: a Teoria da Abiogênese e a Teoria da Biogênese. Sobre essa temática são enunciadas as proposições abaixo. Coloque V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) O filósofo grego Aristóteles acreditava que um “princípio ativo” ou “vital” teria a capacidade de transformar a matéria bruta em um ser vivo; essa forma de pensar foi a base filosófica para o surgimento da Teoria da Abiogênese ou Teoria da Geração Espontânea. ( ) Coube a Louis Pasteur, por volta de 1860, provar definitivamente que os seres vivos se originam de outros seres vivos; para isso ele realizou experimentos com balões do tipo pescoço de cisne. ( ) Jan Baptist van Helmont e Francesco Redi eram adeptos da Teoria da Abiogênese, chegando mesmo a formular “receitas” para produzir seres vivos. ( ) O fato de Louis Pasteur ter utilizado balões do tipo pescoço de cisne foi fundamental para o sucesso do experimento, pois as gotículas de água que se acumulam nesse pescoço durante o resfriamento funcionam como um filtro, retendo os micróbios contidos no ar que penetra no balão. ( ) Lazzaro Spallanzani aqueceu por cerca de uma hora substâncias nutritivas em frascos hermeticamente fechados. Após alguns dias ele abriu o frasco e observou o líquido ao microscópio: a presença de organismos fortalecia a Teoria da Abiogênese. Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: F – V – F – V – V F – V – V – F – F F – F – V – F – V V – V – F – V – V V – V – F – V – F (UFRGS 2010) A coluna da esquerda, a seguir, apresenta o nome de teorias sobre a evolução da vida na Terra; a da direita, afirmações relacionadas a três dessas teorias. Associe adequadamente a coluna da direita à da esquerda. 1 – Abiogênese 2 – Biogênese 3 – Panspermia 4 – Evolução química 5 – Hipótese autotrófica ( ) Os primeiros seres vivos utilizaram compostos inorgânicos da crosta terrestre para produzir suas substâncias alimentares. ( ) A vida na Terra surgiu a partir de matéria proveniente do espaço cósmico. ( ) Um ser vivo só se origina de outro ser vivo. A sequência correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é: 4–2–1 . 4 – 3 – 2. 1–2–4. 5 – 1 – 3. 5 – 3 – 2. 29 30 a b c d e a b c d e ANOTAÇÕES 20 EV O LU ÇÃ O GABARITO DJOW ORIGEM DA VIDA 1- [A] A composição química provável da atmosfera primitiva da Terra, formada por CO4, NH3, H2 e H2O (vapor), pode ter dado origem às primeiras moléculas orgânicas. 2- [C] A hipótese heterotrófica para a origem da vida na Terra propõe que as primeiras células eram procarióticas e fermentadoras. Posteriormente, surgiram as células procarióticas fotossintetizantes. Esses micro-organismos enriqueceram o ambiente com o gás oxigênio (O2), permitindo o desenvolvimento das células capazes de realizar a respiração aeróbica. 3- [B] De acordo com a hipótese heterotrófica para a origem da vida na Terra, proposta por Oparin e Haldane, os primeiros organismos que habitaram o nosso planeta seriam unicelulares, procariotos, heterótrofos com respiração anaeróbica. 4- [B] O naturalista italiano Francesco Redi realizou os experimentos com frascos abertos e cobertos em decomposição não produziam, por geração espontânea, larvas e vermes. 5- [A] A panspermia cósmica pressupõe que a origem da vida é extraterrestre e que os germes se espalham pelo universo através de corpos celestes móveis, tais como, meteoritos, cometas e meteoros. 6- [D] Os fenômenos energéticos surgem, evolutivamente, na seguinte ordem: [I] fermentação, que produz energia e CO2; [II] fotossíntese, processo endotérmico que consome CO2, H2O luz e produz matéria orgânica e O2 e [III] respiração aeróbica, que consome matéria orgânica e oxigênio, produzindo CO2, H2O e energia (ATP). 7- [E] Há menos de dois bilhões de anos a camada de ozônio (O3) da atmosfera evitou o extermínio dos organismos unicelulares primordiais. 8- [D] Louis Pasteur demonstrou em 1861, por meio de experimentos simples e conclusivos, que a vida não pode surgir de forma espontânea. Ele confirmou a hipótese conhecida como biogênese, isto é, um ser vivo pode surgir a partir de outro. 9- [D] A associação de bactérias com outras células pode ter dado origem à célula eucariótica, como propõe a teoria endossimbiótica proposta por Margulis. 10- [C] Cientistas, como Redi e Pasteur, demonstraram experimentalmente o modelo biogenético para a origem dos organismos vivos, ou seja, atualmente não há formação de seres vivos por geração espontânea. 11- [C] A teoria da geração espontânea é conhecida também como abiogênese. Os experimentos de Redi, Spallanzani, Pasteur e outros forneceram evidências da biogênese. Na teoria da evolução química ou molecular é admitido que compostos orgânicos foram formados a partir de compostos inorgânicos. 12- [D] O experimento de Miller e Urey permitiu similar a composição química da atmosfera da Terra primitiva e a possibilidade da formação de substâncias orgânicas complexas, como CAIU NA UEL - 2018 CAIU NA UFRGS - 2017 [E] De acordo com a hipótese autotrófica, os primeiros seres vivos eram quimiolitoautotróficos, produziam suas substâncias alimentares a partir da energia de reações químicas. A partir deles, surgiram os seres vivos fermentadores e, em seguida, os fotossintetizantes. A proliferação dos seres fotossintetizantes aumentou significativamente a concentração de oxigênio na atmosfera, propiciando a formação da camada de ozônio e a vida que se restringia apenas nas águas, com a filtragem da radiação, passou a colonizar o ambiente terrestre. [D] Os procariotos atuais e os eucariotos possuem em suas células um citoesqueleto e ribossomos. A teoria endossimbiótica descreve a evolução da célula eucariótica a partir da célula procariótica. www.biologiatotal.com.br EV O LU ÇÃ O 21 aminoácidos, a partir de substâncias simples como amônia, gás carbônico, hidrogênio molecular e água, no estado de vapor. 13- [A] Não há consenso sobre a composição química exata da atmosfera da Terra primitiva, porém, há evidências de que era rica em elementos simples como o hidrogênio, oxigênio e carbono; e pode ter originado moléculas orgânicas simples. 14- [E] Os experimentos realizados por Pasteur, em 1860, demonstram que, na atualidade, não há geração espontânea de vida a partir da matéria inanimada. Pasteur defendia a teoria da biogênese, isto é, as células somente se formam a partir da divisão de células preexistentes. 15- [A] Os experimentos de Pasteur consistiam em esquentar o caldo e posteriormente fazer com que ele novamente tivesse contato com o ambiente, de forma que microrganismos se desenvolvessem nele. Ficaria então comprovando que a “força vital” não existe. O pescoço de cisne do vidro era capaz de reter impurezas do ambiente e assim evitar a contaminação do caldo novamente. Caso essas impurezas alcançassem o caldo este apresentaria microrganismos. 16- [C] A formação dos coacervados que podem ter dado origem às primeiras células considera como espontâneo o processo de surgimento da vida no planeta Terra. 17- [C] A presença e irradiação das cianobactérias fotossintetizantes provocou a extinção em massa dos seres anaeróbicos. A fotossíntese libera oxigênio (O2), que pode ser fatal para os organismos não adaptados. 18- [D] Os organismos heterotróficos obtémenergia a partir da degradação de compostos orgânicos e de certos compostos orgânicos produzidos por eles. 19- [E] Jean Baptista van Helmont (1577-1644), médico de Bruxelas e pesquisador da fisiologia de plantas, tornou-se famoso ao publicar um método para obter ratos por geração espontânea, e assim, provar a teoria da abiogênese. Helmont foi influenciado pelas ideias de Aristóteles que também admitia a geração espontânea. A panspermia é a ideia de que a vida originou-se na Terra a partir de moléculas orgânicas ou até mesmo seres vivos provenientes de outros locais do universo. 20- [C] A teoria da evolução molecular admite que sucessivas reações químicas entre os gases presentes na atmosfera primitiva deram origem a moléculas orgânicas simples; essas, por sua vez, combinam-se, produzindo moléculas mais complexas, como proteínas e ácidos nucleicos. 21- [A] De acordo com a hipótese heterotrófica proposta por A. I. Oparin e J. B. S. Haldane, temos: A - seriam compostos orgânicos, como os aminoácidos que formam as proteínas; B - são coacervados de proteínas que interagem com a matéria orgânica no caldo primitivo e C - seriam as primeiras células isoladas do meio por membrana lipídica apresentando estrutura procariótica e metabolismo anaeróbico. 22- [A] O experimento de Miller e Urey reforça a ideia de que a relação entre gases da atmosfera, vapor de água e energia de descargas elétricas originaram compostos orgânicos e os primeiros seres vivos do planeta Terra. 23- [B] O evento 1, ocorrido há cerca de 2,5 bilhões de anos do presente, corresponde ao aparecimento das primeiras formas de vida capazes de realizar a fotossíntese e, consequentemente, enriquecer o ambiente com o oxigênio molecular. 24- [C] O domínio Archaea consiste principalmente de gêneros procarióticos que vivem em habitats extremos (salinidade, ou baixas concentrações de oxigênio, altas temperaturas, etc). Algumas de suas espécies compartilham a propriedade de produzirem metano (CH4) por meio da redução do dióxido de carbono (anaeróbios obrigatórios). O oxigênio não é o componente predominante da atmosfera terrestre e sim, o nitrogênio. As reações de oxidações aeróbicas ocorridas na Terra dependem da quebra da molécula de água para a liberação do oxigênio. 25- [B] [II] Incorreto: As bactérias, atualmente, são micro-organismos procariotos e heterotróficos. 26- [C] [IV]. Falso: O experimento é conclusivo e independe da padronização da quantidade de carne nos dois frascos. [V]. Falso: A matéria em decomposição não produz vermes. As larvas aparecem após o desenvolvimento dos ovos de mosca depositados sobre a carne em decomposição. [VI]. Falso: Os vermes só apareceram sobre a carne no frasco A. 27- [B] 2. Falso: Os coacervados são, provavelmente, os precursores das primeiras células. 28- [C] A teoria biogenética afirma que a vida só pode surgir a partir da vida pré-existente. Nas condições ambientais atuais, as células se formam por divisão de outras células. 29- [E] Francesco Redi e Lazzaro Spallanzani não eram adeptos da teoria da abiogênese. Esses cientistas acreditavam que os seres vivos só poderiam se formar a partir de seres vivos pré-existentes (teoria da biogênese). 30- [E] A hipótese autotrófica argumenta que os primeiros seres vivos eram quimiolitoautotróficos, isto é utilizavam a energia liberada por reações químicas entre os componentes inorgânicos da crosta terrestre para produzirem suas substâncias alimentares. 22 EV O LU ÇÃ O ANOTAÇÕES Outra teoria que tenta explicar a origem da vida na Terra é a panspermia. Segundo essa teoria, a vida na Terra teve início a partir de seres vivos ou substâncias precursoras da vida provenientes do espaço. A biogênese é a ideia de que um ser vivo só pode se originar de outro ser vivo.
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