Origem da Vida

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ORIGEM DA VIDA
UMA VISÃO HISTÓRICA E 
MOLECULAR
Os cientistas acreditam que entre 10 
e 20 bilhões de anos atrás houve uma 
poderosa explosão. Toda a matéria do 
universo, que estava altamente 
condensada começou a se expandir 
com rapidez. Eventualmente, nuvens 
de matéria se aglomeravam-se por 
atração gravitacional formando 
galáxias – grandes grupos de 
centenas de bilhões de estrelas.
INTRODUÇÃO
A vida é definida como um sistema químico capaz de transferir a 
sua informação molecular por auto-reprodução e que é capaz de 
evoluir.
Schrödinger (1943)
Ingredientes necessários à vida: 
Todos os cientistas estão de acordo que a água é essencial para a vida evoluir e 
sobreviver. Os blocos elementares que são necessários são o carbono, o oxigênio, 
o hidrogênio e o nitrogênio. Para que as reações químicas se processem também é 
necessário energia. 
As moléculas simples deram origem a moléculas mais complexas (aminoácidos) 
nos mares da Terra primitiva. A energia necessária pode ter vindo das tempestades 
ou de fontes quentes do interior da Terra. Os aminoácidos deram origem às 
proteínas e ao AND que tem a capacidade de se replicar. Transporta o código para 
gerar um ser vivo. 
Há também cientistas que acreditam que a vida veio do espaço, trazida por um 
cometa!
O que é a vida?
A ORIGEM DA 
VIDA
De Aristóteles a Pasteur: a 
vitória do método 
científico
GERAÇÃO ESPONTÂNEA 
(ABIOGÊNESE)
SURGIMENTO DE SERES VIVOS 
POR MECANISMOS NÃO
REPRODUTIVOS
Aristóteles e o princípio ativo (o que 
possibilitava a um material ter capacidade de 
dar origem a vida era um “princípio ativo”).
Antigas doutrinas da Índia, da Babilônia e do 
Egito ensinavam que rãs, cobras e crocodilos 
eram gerados pelo lodo dos rios. Esses seres, 
que apareciam inexplicavelmente no lodo e no 
lixo, eram encarados como manifestações da 
vontade dos deuses e gerados 
espontaneamente.
ABIOGÊNESE = TEORIA DA 
GERAÇÃO ESPONTÂNEA
• ARISTÓTELES – Há mais de 2 mil anos 
postulava a existência do PRINCÍPIO ATIVO
ou PRINCÍPIO VITAL, capaz de produzir 
matéria viva a partir de matéria não viva.
• Essa hipótese perdurou até as últimas 
décadas do século XIX, quando foi 
definitivamente abandonada.
Origem da vida
• Jean Baptista van Helmont (1577-1644)
―(...) coloca-se, num canto sossegado e
pouco iluminado, camisas sujas. Sobre
elas espalham-se grãos de trigo, e o
resultado será que, em 21 dias, surgirão
ratos.‖
FRANCESCO REDI 
(1626 – 1697)
VERMES EM CADÁVERES ERAM ORIGINADOS 
DE OVOS DE MOSCA E NÃO DA 
TRANSFORMAÇÃO DA CARNE.
Observação feita após ler o poema épico Ilíada, 
concluiu que os gregos já sabiam que as larvas 
encontradas em cadáveres se originavam de 
moscas que pousavam sobre eles e 
ovipositavam.
DECOMPOSIÇÃO DE CADÁVERES
FRASCO ABERTO –PRESENÇA DE VERMES
FRASCO FECHADO – AUSÊNCIA DE VERMES
EXPERIMENTO DE REDI
• Em 1668, o médico e biólogo Francesco Redi 
iniciou pacientemente uma contestação à 
abiogênese.
• Pedaços de peixe ou de carne eram colocados em 
frascos e mantidos abertos, depois de alguns dias 
verificava-se a presença de larvas; em frascos 
mantidos fechados com tela não havia a formação 
de larvas.
INÍCIO DO EXPERIMENTO
TÉRMINO DO EXPERIMENTO
Origem da vida
• Meados do século XVII: descoberta dos 
micróbios(Antonie van Leeuwenhoek)
• Reanimação da hipótese da geração espontânea
• Os abiogenistas achavam que seres tão
pequenos e simples como os micróbios não se
reproduziam, surgindo por geração espontânea
Louis Joblot(1645-1723)
• Em 1711, ferveu um caldo nutritivo à base de 
carne e repartiu-o entre duas séries de frascos: uns 
abertos e outros tampados com pergaminho
• Após alguns dias, os frascos abertos estavam 
repletos de micróbios, enquanto os frascos 
tampados continuavam inalterados.
• Conclusão de Joblot: Os micróbios surgiam de 
―sementes‖ provenientes do ar, e não por geração 
espontânea a partir do caldo
EXPERIMENTO DE NEEDHAM
Em 1745, Needham colocou 
caldos nutritivos em frascos de 
vidro, aqueceu-os e fechou-os com 
rolhas de cortiça; em seguida , 
voltou a aquecê-los.
Algum tempo depois, verificou a 
presença de micro-organismos nos 
caldos, afirmando que haviam 
surgido por geração espontânea. 
EXPERIMENTO DE SPALLANZANI
• Em 1776 ,Spallanzani 
repetiu os 
experimentos de 
Needham tendo o 
cuidado de ferver por 
uma hora os caldos 
nutritivos antes de 
fecha-los 
hermeticamente.
• Após vários dias, seus 
caldos continuavam 
livres de micro-
organismos.
Origem da vida
• Em fins do século XVIII: descoberta do gás 
oxigênio e seu papel essencial à vida
• Novo ponto de apoio para os abiogenistas,
que argumentavam que o aquecimento
prolongado e a vedação hermética excluíam
o oxigênio necessário à geração espontânea
e à sobrevivência dos seres.
Origem da vida
• Nova disputa travada entre biogenistas e abiogenistas
• Abiogenistas: A presença de ar fresco era fundamental 
para a geração espontânea da vida
• Biogenistas: O ar era a fonte de contaminação dos 
caldos
• Academia Francesa de Ciências: prêmio para quem 
apresentasse um experimento definitivo sobre essa 
questão
EXPERIMENTO DE PASTEUR
Em 1862, Pasteur elaborou uma engenhosa 
experiência: aquecia os gargalos de alguns frascos 
até torná-los maleáveis e os curvava (frascos 
pescoço de cisne ); outros frascos permaneciam 
com o gargalo curto e reto.
Nos frascos de pescoço reto, havia turvação do 
líquido nutritivo.
Nos frascos pescoço de cisne, mesmo depois de 
semanas, o líquido permanecia claro e sem micro-
organismo.
PESCOÇO DE CISNE 
BIOGÊNESE
Após a experiência de Pasteur, simples e completa 
não houve contra-argumentos: não impedia a 
entrada do hipotético ―princípio ativo‖ do ar, pois 
mantinha os frascos abertos, e ainda preservava 
nos caldos nutritivos, a capacidade de desenvolver 
vida, quando os frascos eram quebrados e 
inclinados.
COMO SURGIU O PRIMEIRO SER 
VIVO ?
• Desmoralizada a abiogênese, os cientistas 
passaram, então, a interrogar : se a vida 
sempre se origina de vida preexistente, 
como surgiram os que iniciaram essa 
“corrente sem fim” que perdura até hoje?
ABIOGÊNESE X BIOGÊNESE
• Defensores da abiogênese
 Helmont
 Needham
 Aristóteles 
 William Harvey
 Isaac Newton
 René Descartes
• Críticos da abiogênese
Redi
 Joblot
 Spallanzani
Louis Pasteur
A hipótese de Oparin e Haldane
Evolução Química
Oparin , A I (1894-1980
Haldane, J.B.S (1892-1964)
Os primeiros seres vivos - Moléculas orgânicas
Que teriam se formado na atmosfera primitiva
e depois nos mares a partir de Substâncias inorgânicas. 
Metano CH4
Amônia NH3
Hidrogênio H2
Vapor de H2O
Década de 1920- hipóteses semelhantes 
Composição química da atmosfera primitiva
A HIPÓTESE DE OPARIN
Há algumas décadas, a hipótese foi considerada a 
mais aceita sobre o modo de nutrição pela maioria 
dos cientistas baseada principalmente nos 
trabalhos realizados por OPARIN.
HIPÓTESE HETEROTRÓFICA -
SUPÕE UMA EVOLUÇÃO LENTA DA MATÉRIA 
INANIMADA EM VIDA RELATIVAMENTE SIMPLES.
FERMENTAÇÃO – QUIMIOSSÍNTESE - FOTOSSÍNTESE - RESPIRAÇÃO
Origem Química:
A descoberta da síntese da ureia em 1828 por Friedrich Woehler, a partir do 
cianato de amônio (sal inorgânico). Esta síntese derrubou a teoria de que os 
compostos orgânicos só poderiam ser sintetizados pelos organismos vivos 
(teoria da força vital).
Em 1922 o cientista russo Oparin sugeriu que a vida da célula foi precedida 
de um período de evolução química.Em 1953, Stanley Miller (na Universidae de Chicago), então com 23 anos, 
realizou uma experiência que ficou célebre:
Colocou num reactor (balão), uma mistura de amónia, hidrogénio e vapor 
de água (a que se chamou depois, a sopa primitiva). Queria assim simular a 
atmosfera primitiva. Depois de selar o reactor, provocou sucessivas 
descargas eléctricas no seu interior. Duas semanas depois (e muitas 
descargas) o líquido começou a mudar de cor. Quando o analisou encontrou 
pelo menos dois aminoácidos, a alanina e a glicina.
Stanley Miller
(7/3/1930—20/5/2007)
O GRANDE LABORATÓRIO
Condições da Terra Primitiva
• Temperatura altíssima 
(fusão de rochas)
• Bombardeamento de 
asteróides (mais calor e 
massa na Terra; descobertas 
recentes sugerem que água e 
C também chegaram assim)
Condições da Terra Primitiva
• Tempestades torrenciais 
(dezenas de milhões de 
anos)
• Resfriamento e 
acumulação da água 
líquida na crosta 
(oceanos).
Como esses ingredientes deram origem
aos seres vivos?
• Nos seres vivos atuais, os processos químicos 
que caracterizam a vida ocorrem sempre no 
interior de células.
Um sistema de 
membranas foi 
fundametal para 
origem da vida.
COACERVADOS
FINALMENTE RESPIRAÇÃO
• A PARTIR DA FOTOSSÍNTESE EVOLUIU A 
RESPIRAÇÃO.
• ATIVIDADE FOTOSSINTÉTICA DURANTE 
MILHÕES DE ANOS LIBERANDO O2
CAUSOU UM ACÚMULO DESSE GÁS.
• ORGANISMOS MUTANTES, CAPAZES DE 
COMBINAR O2 COM SUAS MOLÉCULAS 
ENERGÉTICAS LEVARIAM VANTAGENS 
SOBRE OS DEMAIS.
Oparin não teve condições de provar sua hipótese. Mas, 
em 1953, Stanley Miller que na época trabalhava com 
Harold C. Urey na Universidade de Chicago, realizou em 
laboratório uma experiência. Colocou num balão de vidro: 
metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Submeteu-
os a aquecimento prolongado. Uma centelha elétrica de 
alta tensão cortava continuamente o ambiente onde 
estavam contidos os gases. 
Ao fim de certo tempo, Miller comprovou o aparecimento 
de moléculas de aminoácidos no interior do balão, que se 
acumulavam no tubo em U.
O experimento de Miller
Experimento de Fox
Pouco tempo depois, em 1958, Sidney Fox (1912-1998) 
submeteu uma mistura de aminoácidos secos a 
aquecimento prolongado e demonstrou que eles reagiam 
entre si, formando cadeias peptídicas, com o 
aparecimento de moléculas proteicas pequenas. Essas 
proteínas, quando aquecidas em solução aquosa, unem-
se espontaneamente, formando micro-esferas. 
Estas ficam separadas do meio por uma membrana, 
podem aumentar de tamanho em função do acúmulo de 
outras proteínas em seu interior e podem até mesmo se 
dividir. Não são seres vivos.
As experiências de Miller e Fox comprovaram a 
veracidade da hipótese de Oparin.
EXPERIÊNCIA DE MILLER- PROVA 
DA TEORIA DE OPARIN
Experimento de Miller-Urey (1953)
"A production of 
amino acids 
under possible 
primitive Earth 
conditions‖
Science 1953; 
117: 528-529.
Produtos obtidos na experiência de Miller:
Processos energéticos
Hipótese heterotrófica
ARGUMENTOS:
• Moléculas orgânicas acumuladas eram fonte de 
alimento.
• Eram simples e incapazes de produzir o próprio 
alimento.
• O processo heterotrófico mais simples seria a 
fermentação.
HIPÓTESE AUTOTRÓFICA -
DO COMPLEXO PARA O SIMPLES
• Forma lógica - como todo ser vivo tem que obter 
energia a partir de matéria orgânica e a primeira 
forma de vida não disporia de nenhum outro ser para 
se alimentar, obviamente esses organismos deveriam 
ser autótrofos.
• Todavia esses organismos deveriam apresentar um 
equipamento enzimático muito mais eficiente que os 
heterótrofos.
1. Podemos dizer que as primeiras células surgiram 
por geração espontânea?
Sim. Gases inorgânicos da atmosfera primitiva reagiram 
para formarem as primeiras moléculas orgânicas .
2. Essa ideia de geração espontânea é igual à defendida 
pelos seguidores da abiogênese?
Não. A abiogênese defendia que até hoje certos seres surgiam 
a partir da matéria inanimada graças ao princípio vital nela 
contida. A geração espontânea aconteceu unicamente na 
Terra primitiva – há 3,4 bilhões de anos – para formar os 
primeiros seres e a partir de então cada ser surge de outro 
pré-existente.
SURGIMENTO DOS SERES VIVOS NA TERRA
A panspermia é uma hipótese cósmica sobre como surgiram as primeiras 
formas de vida na Terra. Essa teoria surgiu no século V a.C. na GRÉCIA
Segundo Anaxágoras, a ideia se baseia no fato de a vida terrestre ter sido 
trazida à Terra por meteoritos que vieram do espaço. Assim, as primeiras 
formas de vida do planeta, como a matéria orgânica e os organismos 
microscópicos, seriam resultado de uma viagem espacial.
ORIGEM DOS COSMOS 
(LORD KELVIN E ARRENHIUS)
PANSPERMIA 
(COSMOZOÁRIOS)
TEORIAS MODERNAS SOBRE A ORIGEM DA VIDA
1. Panspermia
“ A vida na Terra teve origem a partir de compostos
precursores da vida, provenientes de outros locais do
cosmos.”
HIPÓTESE DOS COSMOZOÁRIOS
= PANSPERMIA CÓSMICA=
• Proposta por Arrhenius – os primeiros seres – os 
cosmozoários poderiam ter chegado do espaço em 
fragmentos de corpos celestes (meteoritos ou 
estrelas cadentes).
• Em 1970 Hoyle defendeu essa teoria, tentando 
explicar o surgimento de epidemias, que raramente 
ocorrem num único lugar da Terra, mas em 
diferentes localidades ao mesmo tempo.
• Está provado que muitas moléculas orgânicas 
podem ser obtidas de fragmentos de meteoritos.
POSSÍVEIS ORIGENS DA VIDA:
Extra-terrestre (Panspermia):
Esta ideia é suportada por vários dados sobre a observção de moléculas da 
vida em meteoritos, nomeadamente um que caiu em 
1969, em Allende, no México onde foi detectada evidência de aminoácidos 
(exóticos — que não aparecem nos sistemas vivos conhecidos!). 
Esta hipótese é considerada incorrecta, embora em 1996, a NASA tenha 
publicado um relatório em que defendia a hipótese de que há vestígios de vida 
em Marte e afirmou ter na sua posse microfósseis de organismos do tipo 
bactéria, com 3,6 mil milhões de anos. 
Dos cerca de 24 000 meteoritos descobertos na Terra, só 34 foram 
identificados como vindos de Marte. Estes são os meteoritos em que a 
NASA diz haver vestígios de vida:
 
 
Um meteorito de Marte 
(m= 452.6 gramas)
 
Um meteorito de Marte 
(m= 245.4 gramas.)
Pesa 1,9 kg, foi 
encontrada em 1984 no 
Antartico, e pensa-se que 
tem 4,5 mil milhões de 
anos. O meteorito 
ALH84001 é 
provavelmente a pedra 
mais discutida no mundo. 
Alguns cientistas 
suspeitam que as formas 
observadas pelo 
microscópio eletrônico de 
varredura (SEM) sejam 
apenas de origem mineral. 
David McKay do Centro 
Espacial Lyndon B. Johnson 
assegurou em 1996, que 
são micróbios marcianos 
fossilizados. 
Estrela cadente
HIPÓTESE 
QUIMIOLITOAUTOTRÓFICA
Atualmente, é a hipótese mais aceita sobre o 
modo de nutrição dos seres vivos primitivos.
Seus defensores argumentam que na Terra 
primitiva não haveria moléculas orgânicas em 
quantidade suficiente para sustentar a 
multiplicação dos primeiros seres.
De acordo com essa hipótese os primeiros 
seres, seriam quimiolitoautotróficos.
HIPÓTESE AUTOTRÓFICA
Essa hipótese ganhou ―força‖ quando foi descoberta a existência de 
micro-organismos atuais que vivem em fontes termais nos fundos 
oceânicos. 
ATUALMENTE AS FONTES HIDROTERMAIS
PRODUZIAM SEU PRÓPRIO ALIMENTO ATRAVÉS DE SUBST. 
INORG. (ARQUEOBACTÉRIAS)
Quimiolitotróficos
- Produziam a matéria orgânica (neste casopode ser entendida como alimento)
a partir da energia liberada pela reação de compostos inorgânicos provenientes
da crosta terrestre;
- A hipótese acima ganhou ―força‖ quando foi descoberta a existência de
micro-organismos atuais que vivem em fontes termais nos fundos oceânicos;
- A partir dos seres quimiossintetizantes surgiram novas formas de vida e, com
elas, novos mecanismos bioquímicos para obtenção e produção de energia.
Fermentação
Fotossíntese 
Respiração 
Primeiros Seres Fotossintetizantes
- Acredita-se que a fotossíntese primitiva utilizava H
2
S ao invés de H
2
O (hoje
algumas bactérias, as sulfobactérias, utilizam esse mecanismo) para reagir com o
CO
2
, cujo resultado da reação era a matéria orgânica (produto), H
2
O e O
2
(resíduos).
Fotossíntese Primitiva
CO
2
+ H
2
S + energia luminosa açúcar + S
2
+ H
2
O
Fotossíntese Atual
CO
2
+ H
2
O + energia luminosa açúcar + O
2
+ H
2
O
- Há pouco menos de 3 bilhões de anos surgiram bactérias fotossintéticas capazes 
de usar a água. Tiveram grande sucesso evolutivo!
Fotossíntese Atual
CO
2
+ H
2
O + energia luminosa açúcar + O
2
+ H
2
O
- Cerca 2,5 bilhões de anos atrás o O
2
já correspondia à ~21% da 
composição de gases atmosféricos;
- Extinção em massa dos seres anaeróbicos;
- Constituição da camada de ozônio (0
3
).
- Hoje os seres vivos possuem sistemas bioquímicos que os 
protegem dos efeitos tóxicos (oxidantes) do O
2 
(exceto as bactérias 
anaeróbicas obrigatórias)
.
- A partir dos primeiros seres vivos dotados desses sistemas anti-oxidantes teriam 
surgido linhagens de seres dotados de um mecanismo ainda mais sofisticado, capaz 
de utilizar o poder oxidante do O
2
para quebrar matéria orgânica que eles mesmos 
produziam na fotossíntese.
- Ocorria, então, um tipo de oxidação ―controlada‖ dessa matéria orgânica, a qual, 
neste momento, passa a ser usada como alimento.
Respiração Celular
açúcar + O
2
energia + CO
2
+ H
2
O
- Hoje, fotossíntese e respiração são os principais processos energéticos dentre os 
que são conhecidos pela humanidade.
PROVÁVEL SEQUÊNCIA EVOLUTIVA NAS 
FONTES TERMAIS.
SERES QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS 
SERES FERMENTADORES
SERES FOTOSSINTETIZANTES
SERES AERÓBIOS
FONTES HIDROTERMAIS
As arqueobactérias são descendentes dos primeiros
seres vivos do planeta (segundo estudo de DNA e
RNA)
Surgimento da vida em fontes hidrotermais no fundo 
do oceano. 
Se for verdadeira, os primeiros seres vivos seriam 
quimiolitoautotróficos e não heterotróficos.
Nanoarquea equitans
• descoberto em 2002 
• em uma fonte hidrotermal 
• costa da Islândia 
• Karl Stetter.
• cresce em temperaturas 
próximas de ebulição, 
• é considerado um termófilo.
É possível que o RNA, como molécula 
portadora de informação genética, tenha 
surgido antes do DNA, que, atualmente, é 
o material genético da maioria dos seres 
vivos.
Síntese abiótica de ácidos nucléicos
• Teste de laboratoriais sustentaram a 
hipótese de que o RNA foi o primeiro 
material genético das células quando pode 
ser sintetizado abioticamente.
• Na década de 1980 Cech et al. ganharam 
prêmio Nobel por descobrir a participação 
da RIBOZIMAS em reações importantes, 
como união de aminoácidos
FIM