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BIOLOGIA III PROMEDICINA 1SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO ORIGEM DA VIDA INTRODUÇÃO O processo de formação de vida no planeta vem sendo estudado há séculos por diversos filósofos e estudiosos, que propõem hipóteses e teorias, na tentativa de buscar uma explicação para o surgimento da vida e como esta aconteceu, como o Fixismos, o Big Bang e a Panspermia Cósmica. Tratando-se do Big Bang, duas hipóteses são utilizadas quanto aos coacervados: a hipótese heterotrófica e a autotrófica. FIXISMO OU CRIACIONISMO Era uma doutrina ou teoria filosófica bem aceita no século XVIII, que propunha na biologia que todas as espécies foram criadas tal como são por poder divino, e permaneceriam assim, imutáveis, por toda sua existência, sem que jamais ocorressem mudanças significativas na sua descendência. PANSPERMA CÓSMICA OU COSMOZOÁRIOS Propõem a existência de partículas de vida, que teriam caído na Terra acompanhadas de cometas e meteoros, essas partículas seriam como esporos prontos para germinar. Embora muitos dos elementos necessários como pontos de partida para a existência de vida estivessem presentes na Terra, pouco se sabe sobre como se organizaram nos chamados blocos de construção da vida. Para tentar completar os estudos nessa área, os pesquisadores utilizaram um simulador do impacto de um meteorito de ferro e carbono em uma mistura de água e amoníaco que imitava a química dos oceanos primitivos. O meteorito se chocou a uma velocidade de 2 km/s e causou pressão e temperatura que excedeu 2.760 graus Celsius. Depois do impacto, a equipe encontrou no fluido uma mistura de moléculas orgânicas, incluindo um aminoácido simples e ácido graxos. A partir desse ponto, os cientistas concluem que os impactos de meteoritos nas massas de água da Terra primitiva podem ter contribuído para a criação de moléculas orgânicas complexas que formaram as bases da vida. BIG BANG O Sol teria surgido entre 5 a 10 bilhões de anos atrás e o calor liberado pelo sol teria acontecido por causa das grandes compressões por forças de atração gravitacional que a matéria formadora do astro rei sofria. Essas compressões fizeram com que a matéria entrasse em ignição e liberado calor, isso propiciou o aparecimento de outros elementos, derivados do hélio e do hidrogênio. Os planetas, inclusive a Terra, teriam se originado da fusão de elementos que o sol liberava com grande quantidade de poeira e gases. Existem duas vertentes em relação ao surgimento da primeira forma de vida na Terra, a hipótese heterotrófica, que afirma que o primeiro coacervado era heterotrófico, e a hipótese autotrófica, que afirma que o coacervado era autotrófico. https://pt.slideshare.net/2anoc2011/esquema-coacervados-6984072 HIPÓTESE HETERÓTROFICA Segundo essa hipótese, os coacervados teriam surgidos das combinações de gases como amônia, metano e hidrogênio, além de vapor de água, estas moléculas, ao sofrerem descargas elétricas e radiação solar, organizaram-se, formando novos compostos que eram levados para dentro da água pela chuva. As proteínas eram então arrastadas pela água até o interior dos oceanos primitivos, agregavam-se e formavam os coacervados. Os coacervados podem ser definidos como proteínas aglomeradas e envoltas por moléculas de água. Os mares primitivos podiam ser considerados grandes “sopas nutritivas”, devido à presença dessas substâncias orgânicas. Por volta da década de 30, um cientista russo chamado Oparin (1894-1980), sugeriu que uma mistura de gases (metano, amônia, gás hidrogênio) e vapor d’água formava a atmosfera do nosso planeta. Essa atmosfera foi continuamente atingida por relâmpagos e atravessada por raios ultravioletas do sol, até que houve a quebra de algumas moléculas e, consequentemente, a síntese de alguns compostos orgânicos, os quais foram levados até os oceanos primitivos pelas fortes tempestades que abatiam sobre nosso planeta na época, e lá se combinaram formando moléculas mais complexas até que essas se modificaram e passaram a capturar a energia do sol. Harold Urey (1893-1981) e Stanley Miller (1930-2007) realizaram um famoso experimento que imitava em laboratório as condições que existiam na Terra primitiva. No experimento, eles misturaram vários gases presentes na Terra jovem como metano, amônia e hidrogênio além de vapor de água e descargas elétricas. Após uma semana, Miller notou um líquido avermelhado cheio de moléculas orgânicas, incluindo aminoácidos. PROMEDICINASISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO2 BIOLOGIA III ORIGEM DA VIDA https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/experimento-miller.htm Podemos concluir que, segundo essa hipótese, os coacervados eram heterotróficos, alimentavam-se da sopa orgânica, e realizavam fermentação, ocorrendo liberação de gás carbônico para a atmosfera. Mais tarde, surge outro coacervado capaz de fazer fotossíntese, introduzindo oxigênio na atmosfera, porém, este, ainda era anaeróbio. HIPÓTESE AUTOTRÓFICA Segundo essa hipótese, a energia para o metabolismo dos primeiros seres vivos viria de um mecanismo autotrófico denominado quimiossíntese. Alguns cientistas acreditam que os primeiros seres vivos foram bactérias, que obtinham energia para o metabolismo a partir da reação entre substâncias inorgânicas, como fazem as bactérias encontradas atualmente nas fontes termais submarinas e em outros ambientes muito quentes (com cerca de 60 a 105ºC) e sulfurosos. Segundo essa hipótese, parece que toda a vida que conhecemos descende desse tipo de bactéria, que devia ser autotrófica. Os que argumentam a favor dessa hipótese, baseiam-se em evidências que sugerem abundância de sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico, H2S, que tem cheiro de ovo podre) e compostos de ferro na Terra primitiva. As primeiras bactérias devem ter obtido energia de reações que tenham envolvido esses compostos para a síntese de seus componentes orgânicos. Algumas bactérias que vivem atualmente em fontes quentes e sulfurosas podem realizar a reação química a seguir, que, segundo a hipótese autotrófica, pode ter sido a reação fundamental fornecedora de energia para os primeiros seres vivos: Sulfeto ferroso + gás sulfídrico → sulfeto férrico + gás hidrogênio + energia (pirita, um mineral comum) A energia liberada por essa reação pode ser usada pelas bactérias para a produção de compostos orgânicos essenciais para a vida, a partir de CO2 e H2O. Assim, segundo essa hipótese, a quimiossíntese, um processo autotrófico, teria surgido primeiro, em seguida teria surgido a fermentação, a fotossíntese e finalmente a respiração. Os debates sobre origem da vida ainda darão muito o que se falar. A hipótese mais aceita sobre a evolução do metabolismo ainda é a heterótrofa, embora a hipótese autótrofa venha ganhando cada vez mais força. PROEXPLICA TEORIA DA ABIOGÊNESE Ela era defendida por filósofos e cientistas que acreditavam que a vida surgia a partir de matéria orgânica, ou seja, matéria não viva. Quem apostava nesta teoria acreditava que o lodo dos rios era o responsável pelo nascimento de sapos e até cobras. O filósofo Aristóteles acreditava que vários materiais, sob condições favoráveis, poderiam originar vida: luz do Sol, lodo, material em decomposição, etc. Para ele, existiam alguns princípios vitais que determinariam o surgimento de vida mesmo a partir de substâncias inanimadas, a chamada origem da vida por geração espontânea ou abiogênese. A teoria da abiogênese foi predominante até meados do século XIX. Um médico belga, chamado Van Helmont, lançou uma receita para o surgimento de seres vivos através de matéria inanimada: em uma caixa colocar uma camisa suja, germe de trigo e esperar 21 dias, decorrido esse período, nasceriam camundongos. Para Van Helmont, o princípio ativo, nesse caso, era o suor humano na camisa. Pensadores como Aristóteles, René Descastes e Isaac Newton se apoiaram na abiogênese para explicar a origem dos seres vivos. Após o século XVIII, a abiogênese começou a ser questionada com maiorênfase, pois havia pessoas que não acreditavam que os seres surgiram espontaneamente. Com os avanços da ciência, hipóteses puderem ser testadas e confirmadas, um exemplo disso são os experimentos de Redi e Pasteur. TEORIA DA BIOGÊNESE Após verificar contradições, entre os séculos XVII e XIX, cientistas como Francesco Redi, Louis Pasteur, dentre outros, apresentaram algumas teorias para comprovar a origem da vida. Essa teoria ficou conhecida como biogênese, que comprovou que todos os seres vivos surgiram de outros já preexistentes O EXPERIMENTO DE REDI O biólogo italiano Francesco Redi foi o primeiro a tentar, experimentalmente, desmistificar a teoria da abiogênese. Ele provou que larvas em carnes e cadáveres em decomposição só apareciam se estas estivessem contaminadas com minúsculos ovos depositados por insetos que pousaram ali anteriormente. Usando frascos de boca larga e pedaços de carne em putrefação ele conseguiu refutar a teoria da abiogênese. https://brainly.com.br/tarefa/9443649 No primeiro frasco, ele colocou a carne e selou a boca com uma tampa, não apareceram larvas. No segundo frasco havia um pedaço de carne e o frasco ficou aberto, surgiram larvas que depois se transformaram em insetos. No terceiro frasco também havia o pedaço de carne e este foi vedado com uma gaze fina. Não apareceram larvas, mas os insetos foram atraídos e pousaram na gaze. PROMEDICINA SISTEMA PRODÍGIO DE ENSINO ORIGEM DA VIDA 3 BIOLOGIA III O EXPERIMENTO DE PASTEUR Louis Pasteur, por volta de 1860, foi um estudioso francês extremamente importante pra a ciência, conseguindo acabar de vez com a ideia da geração espontânea. Ele realizou experimentos com balões do tipo pescoço de cisne, que mostrou que um líquido, ao ser fervido, não perde a chamada “força vital”, como defendiam os adeptos da abiogênese, pois quando o pescoço do balão é quebrado, após a fervura do líquido, há o aparecimento dos seres vivos. https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/biologia/os-experimentos-pasteur.htm A partir dos experimentos de Pasteur, a teoria da biogênese passou a ter aceitação nos meios científicos. Pasteurização É o processo utilizado em alimentos para destruir microrganismos patogênicos ali existentes. Foi criado em 1862, tendo esse nome em homenagem ao químico francês que o criou, Louis Pasteur. Este processo consiste, basicamente, no aquecimento do alimento a uma determinada temperatura, por determinado tempo, e depois o alimento é resfriado a uma temperatura inferior à de antes, de forma a eliminar os micro-organismos ali presentes. Posteriormente, tais alimentos são selados hermeticamente por questões de segurança, evitando assim uma nova contaminação. https://pt.wikipedia.org/wiki/ Pasteuriza%C3%A7%C3%A3o#:~:text=Pasteuriza%C3%A7%C3%A3o%20 %C3%A9%20o%20processo%20utilizado,que%20o%20criou%2C%20Louis%20 Pasteur. SAIBA ANOTAÇÕES