Origem da vida [Modo de Compatibilidade]

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Universidade Federal do Pará
Instituto de Geociências
Faculdade de Oceanografia
BOTÂNICA COSTEIRA E MARINHABOTÂNICA COSTEIRA E MARINHA
IIntrodução ao estudo da botânica ntrodução ao estudo da botânica 
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IIntrodução ao estudo da botânica ntrodução ao estudo da botânica 
-- A origem da vida A origem da vida --
M.Sc. Mayk Ferreira de AlmeidaM.Sc. Mayk Ferreira de Almeida
Belém Belém –– ParáPará
O que garante a existência da vida é...?O que garante a existência da vida é...?
Uma pequena corrente mantida pela luz solar...Uma pequena corrente mantida pela luz solar...
Albert SzentAlbert Szent--GyordyiGyordyi
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Albert SzentAlbert Szent--GyordyiGyordyi
FotossínteseFotossíntese
Luz Molécula de clorofila
Elétron
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Molécula aceptora
Elétron
Energia química
Fluxo de 
elétrons
• Estima-se que a Terra apresente mais de 4,5 bilhões de anos
– Planeta hostil: altas temperatura e uma estrutura pastosa - condições
não adequados para vida
• Com o passar dos anos o planeta tem resfriado lentamente,
possibilitando a formação das primeiras formas rochosas e as constantes
erupções vulcânicas possibilitam a formação de uma atmosfera primitiva
A origem da vidaA origem da vida
erupções vulcânicas possibilitam a formação de uma atmosfera primitiva
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• Conforme ia se resfriando com o passar do tempo se acumula o vapor de
água na atmosfera o que possibilitou a formação de nuvens e as primeiras
chuvas, que tornavam cada vez mais forte e com intensas descargas
elétricas
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��As As chuvas intensaschuvas intensas possibilitavam o possibilitavam o acumulo de águaacumulo de água sobre a superfície da sobre a superfície da 
TerraTerra
�Fosseis mais antigos – 3,5 bilhões de anos
�Células simples
�Domínio de 2 bilhões de anos
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•Formação da vida 
•Eventos aleatórios
•Atmosfera: Gás nitrogênio, dióxido de carbono e 
vapor d’água
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Carbono, oxigênio nitrogênio e hidrogênioCarbono, oxigênio nitrogênio e hidrogênio
98% da matéria do organismos vivos
Sulfeto de hidrogênio, amônia e metano
Sem gás oxigênio – ambiente anaeróbico
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Tempestades violentas – descargas elétricas
Raios ultravioletas
Substâncias radioativas
Rochas derretidas e água fervente
Quebra de moléculas –
formação de moléculas novas novas 
e complexase complexas
Experimento de Miller (1950)
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• O acumulo de aminoácidos e moléculas orgânicas nos corpos
d’água contribuíram para agregação dessas moléculas (ligações
químicas e polaridade), sendo a reação catalisada pelo
aquecimento da água
• Moléculas inorgânicas – película de água – membrana - a qual
os isolava do meio (coacervados)
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• Os coacervados cresciam pelo
acúmulo de aminoácidos e
eventualmente dividiam-se
formando em pequenas outras
estruturas
• Essas moléculas orgânicas não
seriam células vivas
A origem da vida e introdução ao estudo da botânicaA origem da vida e introdução ao estudo da botânica
• Mas o complexo formado por elas
poderia ser considerado o
precursor das células primitivas
• Que podiam se nutrir pela
agregação de outros polímeros
(heterotróficas)
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• A medida que os heterotróficos aumentavam em número começava a
diminuir a as fontes de moléculas orgânicas que os nutria, que levaram
milhares de anos para se acumular no meio, começava um competição por
esse recurso
• No curso do tempo, através do longo e vagaroso processo de eliminação
das menos adaptadas, desenvolveram-se células que eram capazes de
produzir suas próprias moléculas ricas em energia a partir de materiais
inorgânicos simples (vida autotrófica simples)
A origem da vida e introdução ao estudo da botânicaA origem da vida e introdução ao estudo da botânica
• Posteriormente surgiram formas autotróficas capazes de fazer uso direto da
energia solar (fotossíntese), que embora simples em relação às formas
atuais, eram bem mais complexo em relação aos heterotróficos primitivos
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• O uso de energia solar requeria um sistema de pigmentos capaz de
capturar a energia solar e incorporando e armazenando ao organismo
como forma de molécula orgânica
• O surgimento e o desenvolvimento desse seres fotossintetizantes
modificou a estrutura da atmosfera, com a liberação e o aumento de gás
oxigênio sobre a atmosfera
A origem da vida e introdução ao estudo da botânicaA origem da vida e introdução ao estudo da botânica
– Formação da camada de ozônio e proteção contra os raios UV da
radiação solar que seria limitante para algumas formas de vida
– O surgimento de outras formas de vida, capazes de degradar as
moléculas contendo carbono orgânicas, gerando energia, por meio do
processo que utiliza o oxigênio (respiração)
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• Os autotróficos se expandiam sobre à superfície dos oceanos que
se formava, encontravam condições de iluminação e disponibilidade
de carbono, hidrogênio e oxigênio abundante
• À medida que as colônias celulares se multiplicavam os recursos
minerais no oceano aberto se esgotavam,
A origem da vida e introdução ao estudo da botânicaA origem da vida e introdução ao estudo da botânica
• Que possibilitou o desenvolvimento maior da vida sobre as zonas
costeiras, onde o aporte dos rios e do escoamento superficial
possibilitava um aporte maior de nutrientes sobre essas regiões
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• Na costa recortada e com intensos costões rochosos se desenvolveram
organismos em que muitas células estavam interligadas de forma a
formar um corpo integrado e multicelular, onde se observavam os
primeiros estágios de evolução dos vegetais
A origem da vida e introdução ao estudo da botânicaA origem da vida e introdução ao estudo da botânica
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• O regime hidrodinâmico (ondas e mares) da costa apenas favorecia o
desenvolvimento de organismos fotossintetizantes multicelulares
• Células com parede células (mais resistentes) e com estruturas
especializadas para ancoragem dos seus corpos às superfícies rochosas
(rizóide) vieram a se desenvolver nesse ecossistema
• Organismos multicelulares maiores tiveram que sofrer adaptações para
suprir as parte dos corpos onde não ocorria fotossíntese
A origem da vida e introdução ao estudo da botânicaA origem da vida e introdução ao estudo da botânica
– Desenvolvendo sistemas condutores especializados: conectavam a
porção superior fotossintetizante com a porção mais inferior não
fotossintetizante
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• A vegetação tipicamente aquática começou a apresentar
pequenas características que possibilitaram as formas
vegetais adentrando no ecossistema terrestre
– Raízes – fixação do vegetal e absorção de água e
nutrientes
– Caule - sustentação dos órgãos fotossintetizadores -
folhas
– Caule - sustentação dos órgãos fotossintetizadores -
folhas
– Camada mais externa de células (epiderme) com
cutícula de cera para evitar a perda de água
– Estômatos - responsáveis pela troca de gases entre a
planta e o ar (respostas ambientais e fisiológicas, que
auxiliam no balanço da perda de água e necessidade
de oxigênio e gás carbônico)
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• Plantas juvenis o caule pode ser responsável também pelo processo de
fotossíntese
• Entretanto quando a planta passa a se desenvolver em grandes proporções
o caule torna espesso e coberto de súber que o protege e evita a perda de
água por suas cutículas
• O caule também apresenta tecidos vasculares responsáveis pelas trocas de
diversas substâncias entre as parte fotossintetizantes e não
fotossintetizantes do vegetal, através do xilema (seiva bruta) e floema
(seiva elaborada)
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• A plantas estão em processos continuo de crescimento, sendo o
meristema o tecido responsável por esse processo
• O meristema apical está presente nas extremidades das plantas, sendo
responsável pelo crescimento primário:
– Raízes - fontes de água e recursos minerais– Raízes - fontesde água e recursos minerais
– Caule e tecidos fotossintetizantes - regiões mais iluminadas
• O crescimento secundário que trata do espessamento da raiz e do caule é
responsabilidade domeristema lateral
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• Num processo de sucessão ecológica sobre um ambiente, os primeiros
organismos que tendem a se desenvolver são microorganismo autótrofos
• Estes iniciaram uma colonização pelo ambiente produzindo matéria
orgânico para que organismos tais como os fungos e bactérias em
associação simbiótica (liquens), ou não, possam também coexistir
• Posteriormente vegetação de pequeno porte tais como musgos (briófitas)
e gramíneas iniciam o processo de biomassa
• Transformam material inorgânico em orgânico que serve de alimento
para pequenos invertebrados que possam a vir também colonizar esse
meio
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Por vez vegetações do tipo herbácea e arbustiva podem se
desenvolver e por vez a vegetação arbórea
Com cada tipo de vegetação uma fauna apropriada também se
desenvolve.
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Esse seria um processo geral de sucesso ecológica que pode vir a
desenvolver em um meio, em que muito dependerá das
condições ambientais locais
••Comunidades vegetaisComunidades vegetais
••determinam a face da terradeterminam a face da terra
••BiomasBiomas
••Comunidades naturais de grande extensão, caracterizados por Comunidades naturais de grande extensão, caracterizados por 
grupos distintos de fauna e flora, definidos climaticamentegrupos distintos de fauna e flora, definidos climaticamente
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grupos distintos de fauna e flora, definidos climaticamentegrupos distintos de fauna e flora, definidos climaticamente
••EcossistemasEcossistemas
••Biota Biota –– abióticoabiótico
••EstávelEstável
••Unidade integradoraUnidade integradora
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Algas
• Grupo diversificado de organismos em sua maioria
protista, tendo como representantes indivíduos
unicelulares coloniais ou não (microalgas) e, indivíduos
pluricelulares (macroalgas - talofitas)
Os grupos vegetaisOs grupos vegetais
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Briófitas
• Os primeiros representantes do reino Vegetal que evoluíram das
algas verdes.
• São plantas pequenas, que vivem sobre rochas, solo, troncos ou
ramos de árvores, e que demonstram preferência por locais úmidos,
já que necessitam de água para realizar a fecundação.
Os grupos vegetaisOs grupos vegetais
• Podem tolerar condições ambientais extremas e por esta razão estão
amplamente distribuídas no mundo, ocorrendo desde regiões
polares até áreas tropicais, contudo sem representantes no
ambiente marinho
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Pteridófitas
• As pteridófitas são as plantas vasculares pequenas e sem
sementes, geralmente com alguns poucos centímetros de
altura, vivendo em lugares úmidos e sombreados
Os grupos vegetaisOs grupos vegetais
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Gimnospermas
• São vegetais totalmente terrestres que não depende de água ou umidade
para que ocorra a sua fecundação.
• A grande evolução neste grupo de plantas foi o surgimento da semente,
garantido alimentação e proteção ao embrião
Os grupos vegetaisOs grupos vegetais
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Angiospermas
• Apresentam o maior grau de complexidade, maior diversidade de formas e
grande distribuição geográfica.
• Suas sementes são protegidas dentro de frutos, que também funcionam
como um mecanismo de dispersão para os vegetais.
• Compreendem desde formas herbáceas até arborescentes
Os grupos vegetaisOs grupos vegetais
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Criptógamas
• Vegetais que apresentam órgão reprodutores microscópicos
Fanerógamas
• Vegetais que apresentam órgão reprodutor macroscópicos
Os grupos vegetaisOs grupos vegetais
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Fixando conhecimento:
• 1. Quais são os principais fatores supostamente responsáveis pela origem
da vida na Terra, e que evidência apóia a hipótese de que a vida originou-
se no oceano?
• 2. Qual a principal diferença entre um organismo heterotrófico e um
autotrófico, e que papel cada um desempenhou na Terra primitiva?
• 3. Por que se imagina que o desenvolvimento da fotossíntese foi um
evento tão importante na evolução da vida em geral?
• 4. Quais foram algumas dos problemas encontrados pelas plantas à
medida que elas faziam a transição do mar para a terra, e quais estruturas
nas plantas aparentemente resolveram esses entraves?
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