Células - Apostila

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DISCIPLINA CÉLULA
APOSTILA
Análise dos PARES DE níveis de organização do Universo
0. Um e Um-múltiplo
1. Número-Cosmos
2. Essência / Existência
3. Ordem / Desordem
4. Fechamento / Abertura
5. Micro / Macro
6. Autonomia / Dependência
7. Si / Seres-máquinas
8. Subpartículas / Superaglomerados
9. Partículas / Galáxias
10. Átomos / Estrelas
11. Substâncias compostas / Sistemas planetários
12. Macromoléculas / Terras
13. Seres vivos / Biosfera
14. Autos / Oikos
15. Indivíduos / Nichos		
16. Procariotos / Biogeocenoses 
17. Células / Comunidades
18. Organismos / Biomas	
19. Anima / Psicosfera
20. Tecidos / Ecorregiões	
21. Órgãos / Ecoformações
22. Sistemas orgânicos / Ecótopos
23. Famílias / Moradas
24. Nous / Noosfera
25. Moral / Ética
26. Tribos / Aldeias
27. Organismos eugênicos / Paisagens antropizadas
28. Etnias / Estados
29. Macroetnias / Impérios
30. Povos / Nações
31. Amor / Desapego
32. Humanidade / Aldeia global
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CRONOGRAMA
	
	Hierarquia evolutiva dos níveis de organização do universo
	Aula 2
10. Átomos / Estrelas 
	Aula 3
11. Substâncias compostas / Sistemas planetários
	Aula 4
12. Macromoléculas / Terras
	Aula 5
13. Seres vivos / Biosfera
	Aulas 6 e 7
16. Procariotos / Biogeocenoses 
	Aulas 8. 9 e 10
17. Células / Comunidades
	Aulas 11 e 12
18. Organismos / Biomas	
	Aula 14
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AULA 2
1.3.	Síntese de uma visão de mundo
O marco teórico da cosmovisão que apresentaremos se substancia no paradigma da complexidade (dos Santos, 1958 FC; Ribeiro, 1968; Morin, 1977, 1980, 1986, 1991, 2001, 2004; Maturana e Varela, 1984; Lewin, 1993; Capra, 1996), e no reconhecimento de que a organização da natureza assume uma forma semelhante a uma hierarquia de níveis de organização (Simon, 1962; Von Bertalanffy, 1968; Salthe, 1985; Ahl and Allen, 1996). 
Três perguntas fundamentais estão implícitas em qualquer que seja a cosmovisão. Uma cosmovisão emerge da pergunta “quem sou?”, se concreciona com o conhecimento que se desenvolve a partir da pergunta “de onde vim?” e um baluarte, inconsciente ou consciente, para as tomadas de decisões e comportamentos.
Para responder à questão sobre quem somos nós. Percebemos claramente que sua resposta só poderá emergir do conhecimento de onde viemos. Nosso passado, por remoto que seja, e também as miríades de possibilidades de nosso futuro, e nossa essência e existência aqui e agora, tudo isso nos interconecta com o cosmos. O problema da origem do universo se torna fundamental. Segundo o modelo padrão a complexidade original estava contida em um ponto inicial contraído à densidade infinita em um zero espacial, recuado infinitamente no tempo. Sua evolução teria derivado de uma explosão térmica, apelidado de Big Bang. Não obstante, nesta cosmovisão coincidem a parte e o todo, o pontual e o infinito, o que encerra em si uma contradição difícil de resolver do ponto de vista filosófico, que é o problema da existência de um universo físico e de um metafísico; e impossível de resolver do ponto de vista científico, em virtude da previsão do desaparecimento das leis da física neste estado de singularidade parte-todo (Morin, 1977). 
A despeito da controvérsia sobre a origem, de acordo com o modelo cosmológico padrão atual, o resfriamento desigual da energia-matéria possibilitou a aniquilação desigual da antimatéria pela matéria. Resulta desta aniquilação que a matéria se aglomera de modo heterogêneo. 
A desigualdade na distribuição da matéria-energia e as interações retroativas e recursivas que estabelecem entre si possibilitam o aparecimento da diversidade, a organização de sistemas e a evolução. O esfriamento desigual gera a diversidade, que é condição necessária para o aparecimento da organização desta diversidade, e para o desenvolvimento da ordem, de modo inseparável das organizações. Para que haja organização é preciso interações; para que haja interações é preciso encontros; para que haja encontros é preciso desordem; para que haja desordem é preciso nova organização. Este ciclo ocorre porque as interações são relações recíprocas e complementares: a desordem produz ordem e organização, a partir das interações e das condições iniciais; enquanto a ordem e as organizações produzem desordem a partir das interações transformadoras.
Edgar Morin apresenta esta noção com simplicidade e clareza: “A ordem e as organizações, embora estatisticamente improváveis em relação ao caos e às desorganizações, tendem a ser coesivas e estabilizadoras, o que as beneficiam, por um princípio de seleção natural, com a faculdade da resistência, da resiliência, do desenvolvimento, da evolução, e fundamentalmente, da permanência... A ordem viva manipula a desordem em seu proveito, reorganizando-se permanentemente e regenerando a si mesmo.” (Morin, 1977). 
O universo, portanto, evolui. A evolução do Cosmos encera em si antagonismos complementares: construção e degradação; concentração e dispersão; conservação e mutação; ordem e desordem. É desordenando-se que o Cosmos se organiza e é organizando-se que o Cosmos se desorganiza (Morin, 1977).
A evolução do universo e sua organização em sistemas se explicam com a noção de que toda diminuição de entropia local (ordenação, organização, criação, geração ou informação) é paga com aumento de entropia no ambiente (desorganização).
Sistema é uma unidade global organizada de inter-relações entre entidades (coisas, ações ou indivíduos), onde o todo não se reduz aos seus elementos constituintes. Os sistemas estão em todos os horizontes: matemáticos, físicos, astronômicos, químicos, geológicos, biológicos, ecológicos, psicológicos, antropológicos, sociológicos... 
Já a idéia de organização remete à disposição das partes dentro do sistema e que funcionam por um Todo. A disposição das interrelações no sistema constitui a organização dele. Ou nas palavras de Morin: “O sistema é o caráter fenomenal e global do qual se revestem as interrelações cuja disposição constitui a organização do sistema... O sistema é a face exteriorizada da organização (forma, globalidade, emergência); a organização é a forma interiorizada do sistema (estrutura, interrelações, articulações)” (Morin, 1977). O sistema é a unidade da complexidade, pois o sistema não se reduz às suas partes.
A evolução da complexidade dos sistemas deriva do desenvolvimento da diversidade no seio da unidade do sistema. Deriva da elaboração dos graus de independência das entidades e da autonomia dos indivíduos; do aparecimento de formas de organização cada vez mais aptas e adaptadas; da emergência de cada vez mais polissitemas, cada vez mais ricos e diversificados, no interior dos sistemas. Os sistemas naturais são sistemas complexos que se estabelecem e evoluem no limiar entre a ordem repetitiva e o caos variado. O aumento de complexidade do universo resulta do desenvolvimento da diversidade no interior dos sistemas (Morin, 1977). 
Os sistemas no universo são níveis de organização espaço-temporais e morfofuncionais. Assim sendo, o aumento da desordem interna em um nível de organização, e a diversificação das suas organizações, possibilita a emergência de nova ordem, de outros níveis de organização.
A evolução do universo, que é a sequência evolutiva de seus níveis de organização pode ser representada em uma escala. Uma escala que demarca os eventos de emergência de novos níveis de organização. Estes momentos ordenados em sequência ao longo da escala tomam a forma de uma hierarquia de níveis de organização. 
A evolução do universo não implica em que os macrossistemas sejam mais complexos que os microssistemas que o integram. Isto porque, como veremos, os níveis de organização surgem aos pares, ou seja, dois níveis de organização surgem de modo simultâneo e interdependente, um no microcosmo outro no macrocosmo. Contudo, do ponto de vista global, a evolução do universo como um todo tende à maior complexidade porque ele evoluide um estado com menor número de níveis de organização para estados com maior número de níveis de organização.
Independentemente da realidade ontológica do universo, do ponto de vista gnosiológico o cosmos se nos apresenta de modo dual: aparenta uma natureza física, que é espaço-temporal, material, e, simultaneamente, aparenta uma natureza metafísica, que é morfofuncional, mental, ideal. 
Os novos níveis de organização, físicos e ideais, são irredutíveis aos níveis precedentes, pois constituem novas dimensões espaço-temporais (físico) ou morfofuncionais (ideais, mentais) cujas propriedades emergentes lhes são próprias, não se encontrando nos níveis anteriores. Partimos do pressuposto que o universo manifesta simultaneamente ao entendimento humano seu aspecto físico e o seu aspecto ideal. A informação sobre o aspecto físico do universo é extraído da experiência sensorial (intuição), a informação sobre o aspecto ideal do universo se constrói na forma de conceitos, juízos e raciocínios. Ambos os aspectos do universo evoluem em conjunto, de modo complementar e interdependente. Em outras palavras, a evolução hierárquica dos níveis de organização físicos ocorre indissociada da evolução hierárquica dos níveis de organização ideais, constituindo, de fato, uma só hierarquia. 
A representação da evolução dos níveis de organização do universo que convosco compartilho pretende ser um modelo capaz de abarcar muitas (todas?) as possibilidades de explicação ontológicas acerca da origem do universo (monismo, dualismo, duo-monismo, pluralismo, mono-pluralismo, criticismo, criacionismo, materialismo, espiritualismo, empirismo, racionalismo, realismo, idealismo, intelectualismo...). 
Em síntese, esta cosmovisão pressupõe: 
a) que o universo manifesta para nós, seres humanos, dupla natureza, uma física, que é espaço-temporal, outra ideal, mental, que é morfofuncional; 
b) que ambos os aspectos, do universo evoluem com a emergência de novos níveis de organização físicos e ideais, cujas propriedades emergentes são irredutíveis aos níveis que lhes constituem; 
c) que os níveis de organização físicos e ideais são interdependentes e que atuam simultaneamente;
d) que pares de novos níveis de organização emergem a partir dos níveis de organização imediatamente anteriores, um no microcosmo e outro no macrocosmo. 
e) que esta emergência resulta do aumento na complexidade ocorrida simultaneamente em todos os níveis de organização físicos e ideais precedentes; 
f) que a evolução dos níveis de organização físicos e ideais do universo se dá na forma de uma sequência hierárquica, cuja lógica constitutiva é espaço-temporal e morfofuncional; 
g) que os níveis de organização mais antigos são a parte, o número, e o todo, o cosmos. A natureza deste nível de organização pode variar de acordo com a corrente filosófica, ao considerá-lo físico, ideal ou transcendental a ambos; 
h) que existem diferentes possibilidade de explicação sobre a origem dos níveis de organização. Entre elas é possível que os pares de níveis de organização do universo tenham se originado a partir: de um par original de níveis de organização (dualismo); de um único nível de organização físico (monismo- materialismo); de um único nível de organização ideal (monismo-espiritualismo); ou de um único nível de organização de natureza indeterminada, de onde emerge a determinação, simultânea e complementar do físico e do ideal (duo-monismo). A cosmovisão que lhes apresento assume esta última possibilidade como referencial para descrever o modelo, embora também apresente de modo simples as demais possibilidades. A variação em pequenos detalhes desta representação gráfica fractal, permite seu uso de acordo com qualquer que seja a corrente filosófica (monistas, dualistas, criticistas, criacionistas) que admita a evolução em pares de níveis de organização;
i) que a síntese da evolução dos níveis de organização do universo pode ser representada graficamente em uma escala espaço-temporal/morfofuncional; 
j) uma representação muito adequada e acurada da evolução da hierarquia do universo é a que utiliza um gráfico fractal tridimensional.
k) que a representação gráfica mais adequada para apresentar a escala espaço-temporal do universo é o desenvolvimento tridimensional do fractal de Mandelbrot.
l) que uma síntese da evolução hierárquica dos níveis de organização do universo pode ser utilizada como eixo aglutinador e organizador do conhecimento, e, portanto, concorrer como facilitador no ciclo de ensino-aprendizagem. Ou seja, que a síntese que estamos propondo constitui uma poderosa ferramenta pedagógica.
A escala espaço-temporal e a sequência dos níveis de organização são geralmente representadas na forma linear. Uma reta, todavia, não representa adequadamente o tempo evolutivo do universo, uma vez que os níveis de organização mais antigos se situam nos extremos opostos desta reta, impedindo em que polo os novos estão surgindo. O gráfico linear não é tão representativo quanto um gráfico fractal no que diz respeito ao poder de representar as principais propriedades e características do universo. Uma representação gráfica mais fidedigna da evolução dos níveis de organização morfofuncionais do universo nos parece aquela que utiliza um gráfico tridimensional do fractal de Mandelbrot como escala espaço-temporal e morfofuncional do universo. 
Das imagens fractais, o fractal de Mandelbrot, além de ser o objeto matemático mais complexo já gerado pela humanidade. O desenvolvimento de uma forma tridimensional do fractal de Mandelbrot, construído pelo empilhamento dos sucessivos planos gráficos, cada vez mais complexos, resultantes de cada iteração matemática, tem a propriedade de representar, cada plano, um diferente momento da evolução do universo. Tomados em conjunto, esta sequência de planos gráficos constitui uma escultura que representa o universo espaço-temporal (físico) e morfofuncional (ideal) simultaneamente. A evolução do universo pode, portanto, ser representada por uma escultura fractal construída a partir da sequência de iterações que o constitui.
Cada iteração matemática na equação do fractal de Mandelbrot gera um plano gráfico. A cada iteração a rugosidade do gráfico aumenta em complexidade (Mandelbrot, 1983). A interpolação no eixo z entre os diferentes planos gráficos gera uma estrutura tridimensional, uma escultura do fractal de Mandelbrot, onde na base se encontram os planos gráficos originados pelas primeiras iterações e no topo os oriundos das ultimas iterações. Ou seja, o objeto tridimensional pode ser gerado a partir da interpolação sequencial dos planos gráficos gerados a cada iteração. Acreditamos que tal escultura fractal pode representar com maior fidedignidade a evolução da hierarquia de níveis de organização do universo. 
Os planos gráficos da estrutura tridimensional do fractal de Mandelbrot representam níveis de organização. Uma sequência mínima de pares que inclua todas as possibilidades correntes na filosofia seria constituída da seguinte forma: o primeiro plano, completamente branco, anterior à qualquer iteração matemática, representa o ser infinito e divino, que não é um nível de organização, pois que transcende à tudo. Deus. É um plano gráfico que representa as concepções filosóficas místicas e teológicas. É o um propriamente dito, o que não é um número, o Hen prote de Pitágoras, o Um-múltiplo de Platão. O primeiro nível de organização para os espiritualistas.
O segundo plano gráfico, resultante da primeira iteração matemática, cinza com um grande círculo branco no centro, pode representar quatro possibilidades filosóficas: 1) Pode representar a corrente filosófica monista-materialista, quando se considera que este é primeiro nível da sequência evolutiva e que ele manifesta uma natureza exclusivamente física. 2) Pode representar a corrente filosófica monista-idealista, quando se considera que este é o primeiro nível da sequência evolutiva, mas que sua natureza é exclusivamente ideal. 3) Poderepresentar a corrente filosófica dualista, quando se considera que este plano gráfico representa um par de níveis de organização totalmente independentes, Número / Cosmos. Um físico (Número) e outro ideal (Cosmos). 4) Pode representar as correntes filosóficas duo-monista e mono-pluralistas, quando se considera o Número-Cosmos um nível de organização ainda indeterminado transcendente ao físico e ao ideal,. É um nível de organização singular. O Hen dyas ariostos de Pitágoras, a díada indeterminada, o Um-e-múltiplo de Platão. 
Em nossa cosmovisão, este plano gráfico representa um nível de organização indeterminado, nem físico, nem ideal, ou seja, usa como referência a visão dos duo-monistas.
A partir do Número-Cosmos, novos pares de níveis de organização singulares, os novos níveis de organização, físicos ou ideais, surgem aos pares de modo interdependente, um nível no microcosmo, outro no macrocosmo. 
Na evolução da hierarquia de níveis de organização do universo podemos identificar a emergência de ao menos 31 novos pares de níveis de organização. Perfazendo um total de 64 de níveis de organização físicos, ideais ou transcendentais. 
Em nosso modelo, a sequência evolutiva de níveis de organização do universo está composta por 33 planos gráficos, dentre os quais o primeiro não é um nível de organização, o segundo é um nível de definição controvertida e os demais 31 planos gráficos representam a evolução em sequência de 31 pares de níveis de organização físicos e ideais. Dentre os níveis ideais encontramos níveis ontológicos, que dizem respeito ao ser, ao que ele é em essência e em sua existência; e níveis lógico-gnosiológicos, que dizem respeito às interrelações recíprocas que entre os seres se estabelecem. São ao todo 14 pares de níveis de organização físicos (physis) e 17 pares níveis ideais, dentre os quais, nove são níveis ideais ontológicos, relativos ao ser (ontos), e oito são níveis ideais gnosiológicos (logos), acerca das relações que se estabelecem entre os seres. 
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AULA 3
10. Átomos / Estrelas
Escala temporal aproximada (micro: de 100s a 106s; macro: de 1013s a 1015s).
Escala espacial aproximada (micro: de 10-12m a 10-9m; macro: 1013m a 1018m).
A integração entre todos os níveis de organização é de natureza transcendental. A estabilização ordenadora não é a única força motriz no universo, pois há também, simultaneamente a desestabilização desordenadora, o que confere ao universo a capacidade de modificar-se eternamente, de se transmutar em miríades de novas possibilidades combinatórias e diversas novas escalas espaço-temporais físicas, ontológicas e gnosiológicas. O potencial de modificações e de combinações entre os elementos do cosmos capazes de originar toda a diversidade de seres vivos e não-vivos que conhecemos hoje, e sua consequente diversificação, somente pode ocorrer quando da emergência dos Átomos a partir das Partículas e quando se formaram Estrelas a partir das nuvens de matéria galáctica. Átomos originam as estrelas que fabricam os átomos. Surge o décimo par de níveis de organização na escala espaço-temporal do universo físico: Átomos/Estrelas. As forças físicas atuando sobre as subpartículas e partículas, sobre os superaglomerados e galáxias, criaram as condições para a emergência dos primeiros átomos e das primeiras estrelas. Os átomos emergem das interações e combinações das subpartículas e partículas no microcosmo. As estrelas resultam da aglomeração da matéria atômica e subatômica em grandes esferas incandescentes dispersas assimetricamente pelas galáxias e superaglomerados de galáxias no macrocosmo.
Mário Ferreira dos Santos assinala: “As forças de religação, que fazem com que todas as coisas estejam integradas no todo, seguem em direção ao bem que lhes é transcendente, a unidade transcendental à Ordem Cósmica, ao Todo, que é a do Ser Supremo.” (dos Santos, 1960). Os valores de bem e mal são relativos ao ser. O que para si é o bem, pode ser o mal para outrem. O que para si é nocivo, pode ser o bem para outro(s) ser(es). Independentemente de qualquer juízo de valor antropomórfico sobre o que é o bem e o mal, entendemos que para determinada coisa, a tendência para o bem é reconhecida nas forças termodinâmicas de ligação e organização, que se traduzem na permanência da essência e na permanência da existência de algo no universo. Inversamente, a tendência para o mal é reconhecida nas forças termodinâmicas da desorganização, que se traduzem na dissolução, na morte da essência e na desintegração, no desaparecimento da existência, seja por desintegração, seja por transformação. 
Entretanto, as forças de ligação também podem ser nocivas, e as forças de transformação também podem ser benéficas para o ser. Contudo, esta tendência de religação-disjunção há de ser uma tendência para o bem necessariamente maior que a tendência para o mal. Não pode ser maior a tendência para o mal, para a disjunção, pois tal direção conduziria, fatalmente, à destruição dos seres finitos, e por fim a desintegração de todo o cosmos, de toda ordem e de toda a harmonia. Por sua vez, uma tendência equânime para o bem e para o mal, não poderia ocorrer em um universo em ininterrupto movimento e transformação, pois em pouco tempo haveria uma acomodação tal que as relações de ordem e desordem estagnariam, contradizendo a realidade evolutiva do universo. Portanto há de haver uma tendência intrínseca para o bem, para a permanência/transformação/evolução do Micro/Macro no universo físico; para a permanência/transformação/evolução da Essência e da Existência no universo ontológico; e para a permanência/transformação/evolução da Ordem/Desordem no universo gnosiológico. Há de um lado uma ou mais extraordinárias forças de separação entrópica (matéria e/ou energia escura?), que atuam de modo ainda mais forte do que todas as quatro forças de atração universais. Por outro lado há também uma extraordinária força de religação que transcende a dispersão, mantém a união e conecta todos os elementos do universo (não-localidade quântica?). A permanência e/ou transformação é possibilitada por uma força de religação, uma lei integradora de todas as coisas do universo no tempo. É a eternidade das transformações. É influência da gravidade na matéria, talvez em conjunto com a influência da matéria escura e da energia escura. Há, portanto, no universo físico uma tendência para o bem, e aqui, o bem é interpretado simplesmente como permanência no tempo, duração, eternidade.
No mundo micro a separação das quatro forças físicas concorre para a formação dos primeiros átomos: hidrogênio e hélio. Simultaneamente as primeiras estrelas surgem em pontos específicos da galáxia como resultado da separação das forças físicas. Surgem simultaneamente os primeiros átomos e as primeiras estrelas, estas ainda na forma de poeira atômica. 
As protogaláxias eram originalmente constituídas somente por subpartículas e partículas. Com a nucleossíntese do hidrogênio e do hélio, as nuvens eletrônicas isolam os núcleos atômicos no interior dos átomos, causando deformações significativas do espaço-tempo em seu interior. As deformações no espaço-tempo constituem assim grandes atratores de matéria. Miríades de átomos agrupam-se, dando origem às estrelas de primeira geração, estrelas supermassivas constituídas somente por hidrogênio e hélio. No interior destas estrelas tem início o processo fabricação de átomos novos e mais pesados por fusão nuclear. As estrelas, portanto, fabricam os átomos e são por eles constituídas. A dinâmica das interações antagônicas e complementares no interior da estrela, entre a força gravitacional e as explosões nucleares, geram zonas de radiação e zonas de células de convecção. Os movimentos internos da estrela possibilitam a fusão nuclear de novos átomos da tabela periódica. Quanto mais próximo do centro da estrela mais pesados os átomos que podem ser formados por fusão nuclear. Ao longo do tempo, as estrelas fabricam átomos cada vez mais pesados, até que, no caso das estrelas massivas,ela passa a fabricar em seu centro átomos de ferro, que são muito estáveis e não permitem a síntese de átomos maiores. Outros átomos da tabela periódica são criados quando o ciclo estelar chega ao fim. 
A existência de uma estrela se deve a um equilíbrio dinâmico entre a força gravitacional, que compele os átomos na direção centrípeta (para o interior), e as explosões resultantes da fusão nuclear que impulsionam os átomos na direção centrífuga (para o exterior). Os átomos surgem nas estrelas que são feitas de átomos. Vários tipos novos de átomos surgem a partir do processo de fusão nuclear: fusão de dois ou mais átomos em um único átomo, maior, com mais prótons. Outros átomos, também mais pesados, se originam nas explosões estelares quando sua existência chega ao fim. Os diferentes átomos, portanto, têm uma abundância relativa variada no universo. Ao fim da existência de uma estrela o equilíbrio entre gravidade e explosões nucleares se rompe. Dependendo do tamanho da estrela seu destino final varia: Nas estrelas extremamente grandes e/ou com pequena concentração de átomos metálicos em seu interior, a gravidade prevalece absolutamente sobre as explosões nucleares, fazendo com que toda a matéria colapse no centro singular da estrela, emitindo raios gama de altíssima energia, e originando um buraco negro. Nas estrelas grandes, um pouco menores que as anteriores e/ou com maiores proporções de átomos pesados em seu interior, a implosão gravitacional também prevalece, mas não com força suficiente para transformar a estrela em um buraco negro. Ela expele sua matéria superficial no espaço em um evento chamado supernova tipo II, formando novos tipos de átomos, enquanto seu núcleo se compacta drasticamente, atingindo um diâmetro de poucos quilômetros, o que a faz girar impressionantemente rápido, gerando um campo eletromagnético muito intenso e gigantesco: é a estrela de nêutrons. Inversamente, as estrelas ainda menores, como até 10 massas solares, não conseguem fundir o carbono em reações de nucleossíntese, fazendo com que ao final de seu ciclo de vida as explosões nucleares prevaleçam sobre a gravidade, ejetando no espaço nuvens de poeira cósmica. Nestas estrelas, o consumo dos átomos de hidrogênio e hélio nas fusões nucleares de átomos de carbono, nitrogênio e oxigênio faz sue volume aumentar significativamente, tornando-a numa gigante vermelha. Após terem consumido o estoque de átomos de hidrogênio e hélio, a estrela explode, ejetando matéria no espaço na forma de uma nebulosa planetária. O núcleo da estrela, formado basicamente por carbono e oxigênio, se compacta a um diâmetro com aproximado ao dos planetas rochosos, passando a brilhar intensamente, transformando-se em uma estrela chamada de anã branca. 
Como vimos, se a estrela é muito massiva, seu destino é implodir em uma supernova dando origem um buraco negro. Se as estrelas são ligeiramente menos massivas, elas ejetam no espaço grande parte da matéria de sua superfície em uma explosão supernova, formando a uma estrela de nêutrons. Se as estrelas não muito massivas, a estrela explode, ejetando matéria no espaço, formando uma nebulosa planetária enquanto seu núcleo dá origem a uma anã branca. Tanto nas implosões supernovas quanto nas explosões de nebulosas planetárias novos tipos de átomos são formados. Gerações de estrelas completando seus ciclos de vida possibilitam a fabricação de todos os átomos da tabela periódica e aumentam a probabilidade deles se combinares de modo diverso nas nuvens e nebulosas que irão desencadear a formação de novas estrelas, muitas delas com sistemas planetários (Schopf, 2002).
Tanto as estrelas quanto os átomos não parecem ser abertos ao ambiente, pois se constituem a si mesmas. Todavia existe um mínimo de abertura dos átomos e estrelas ao ambiente no que diz respeito à força gravitacional. O problema da não abertura do átomo ao ambiente é conduzido assim por Edgar Morin: “O átomo é uma organização ativa, com generatividade própria, produzindo a si mesmo continuamente, que só existe pelas interações e retroação do todo enquanto todo sobre as partes... O átomo não é ecodependente: não precisa de trocas com outros átomos ou com o meio para existir; é energeticamente autônomo. Todavia, executa intensas e múltiplas trocas interiores entre seus componentes. Trata-se de uma máquina endodependente... Mas se não é aberto para o ambiente que lhe circunscreve, talvez o seja para o ambiente interior, de escalas menores que a sua própria, e que a ciência ainda desconhece” (Morin, 1977).
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AULA 4
11. Substâncias compostas / Sistemas planetários
Escala temporal aproximada (micro: de 106s a 108s; macro: de 109s a 1013s).
Escala espacial aproximada (micro: de 10-9m a 10-6m; macro: de 109m a 1013m).
A evolução do universo inanimado diversifica-se com a formação dos sistemas planetários. Os sistemas planetários são todas estrelas de segunda ou terceira ou quarta geração. Diferentemente das estrelas, que são demasiadamente quentes, nas nebulosas e discos protoplanetários (sistemas planetários) as ligações químicas entre os átomos podem se estabelecer. O mundo físico se torna químico também. Inicialmente são originadas substâncias orgânicas simples (moléculas) e inorgânicas simples (minerais), cujas estruturas possuem poucos átomos. Em seguida, a combinação destas substâncias entre si e/ou com outros átomos forja compostos químicos orgânicos e inorgânicos maiores e cada vez mais complexos. Nos espaços interestelares, sejam em nebulosas ou em sistemas protoplanetários surgem minerais inorgânicos mais complexos e rochas, bem como moléculas orgânicas maiores e mais complexas, a exemplo das bases nitrogenadas, dos hidrocarbonetos, dos monossacarídeos, dos aminoácidos e dos nucleotídeos, muitas destas moléculas, monômeros constituintes dos polímeros biológicos. Com as ligações químicas entre os átomos nas nebulosas espalhadas pela galáxia, tem origem o décimo primeiro nível de organização: Substâncias compostas/Sistemas planetários. 
Das partículas emergem os átomos e nas galáxias surgem as estrelas. Certas estrelas ao se formarem desenvolvem consigo sistemas planetários. Ao contrário das estrelas, nos espaços interestelares a temperatura é baixa o suficiente para que os átomos estabeleçam ligações químicas. É o surgimento de um novo par de níveis de organização: Substâncias compostas/Sistemas planetários. O termo molécula também poderia ser utilizado para a designação deste nível de organização, conquanto não equivalha à definição química que pressupõe o estabelecimento de ligações covalentes entre os átomos. Quando usado para designar o nível de organização físico, o termo molécula é aqui empregado de forma genérica, incluindo toda e qualquer substância composta por mais de um átomo, unidos por algum tipo de ligação química, seja, por exemplo, covalente, iônica, metálica, ponte de hidrogênio, Van der Waals ou por interações hidrofóbicas. 
O fim do ciclo da maioria das estrelas é o espalhamento no espaço por distâncias extremamente grandes de enormes quantidades, em distintas concentrações, de uma variedade de átomos. O espalhamento destes átomos resulta da morte de estrelas, seja na forma de nebulosas planetárias, seja na forma de implosões supernovas, e concorrem para o desenvolvimento de uma composição atômica é cada vez mais diversificada. A matéria espalhada no espaço se mistura à poeira cósmica original de átomos de hidrogênio e hélio, e/ou com os resquícios de outras explosões estelares, dando origem a enormes estruturas no interior das galáxias chamadas nebulosas. Nas nebulosas, os átomos originados durante a vida e com a morte de diferentes estrelas ancestrais, se encontram em turbilhões. Destes encontros podem surgir vórtices atratores que passam a aglomerar e condensar a matéria na forma de novas estrelas, muitas delas constituindo um sistema planetário. A formação do nosso sistema solar e grande parte da matéria que aqui se encontra é resultante do espalhamento de átomos oriundos da morte deantigas estrelas próximas. Os átomos que nos constituem originaram-se, portanto, em estrelas que já morreram! 
As nuvens de poeira atômica oriundas das explosões estelares, extremamente quentes no início, na medida em que se expandem resfriam rapidamente, o que possibilita o estabelecimento de ligações químicas entre a diversidade de átomos. O estabelecimento de ligações químicas resulta na formação de uma variedade muito grande de pequenas substâncias inorgânicas, os minerais, e de pequenas moléculas orgânicas, cuja estrutura apresenta átomos de carbono combinados com átomos de hidrogênio. Nas nebulosas estelares verifica-se uma grande variedade de substâncias químicas orgânicas e inorgânicas, muitas delas vitais, tais como: gás hidrogênio (H2), água (H2O), gás carbônico (CO2); monóxido de carbono (CO); amônia (NH3); sulfeto de hidrogênio (H2S); nitrogênio molecular (N2); metano (CH4); fosfato inorgânico (PO43-); formaldeído (H2CO); ácido cianídrico (HCN); hidrocarbonetos (CnH2n); além de variados tipos de alcoóis, aldeídos, ácidos carboxílicos, aminas, amidas e tióis. Para uma revisão aprofundada da formação dos elementos biogênicos e dos sistemas planetários veja, respectivamente, os capítulo 1 e 2 de autoria de Juan Oró e de Alan Schwartz e Sherwood Chang, contidos no livro: Life Origin editado por William Schopf (Schopf, 2002).
Nas nebulosas, portanto, tem lugar a síntese de compostos químicos inorgânicos e orgânicos simples. Nas regiões das nebulosas em que se formam novas estrelas, estes compostos químicos se combinam criando outros ainda mais complexos. As nebulosas são berçários de novas estrelas que se formam pelo colapso gravitacional em certas regiões da nebulosa. Muitas das estrelas em formação, ao invés de compactarem toda a matéria no centro protoestelar, formam em torno do centro formador da estrela um disco de matéria onde planetas, cometas, asteroides e meteoros terão origem. São os discos protoplanetários. Com o colapso, a temperatura local no disco protoplanetário aumenta e o encontro entre os átomos e pequenas substâncias se intensifica, gerando ainda mais diversidade de minerais e moléculas orgânicas. As substâncias químicas compostas surgem e dão origem à composição dos discos protoplanetários. A onda de choque e matéria, originada pela explosão de uma estrela, ao encontrar-se com uma determinada região de uma nebulosa, poderia desencadear a formação de uma nova estrela, que herdaria a combinação dos átomos oriundos da estrela ancestral com os átomos presentes na poeira cósmica da nebulosa, aumentando a diversidade de átomos constituintes das nebulosas. De modo semelhante surgiu o nosso sistema solar. 
Ou seja, da combinação de átomos nas nebulosas, e principalmente nos discos de poeira que originam os sistemas planetários, surgem as moléculas orgânicas e os minerais que os constituem. É uma origem simultânea e complementar a dos sistemas planetários e a dos gases, minerais e moléculas orgânicas simples. Esta é a origem complementar de um novo par de níveis de organização: Substâncias compostas/Sistemas planetários. 
Os planetas e demais corpos constituintes dos sistemas planetários se formam pelo processo conhecido por acreção. A atração gravitacional entre os átomos os aproxima. A temperatura e energia no interior da nebulosa ou do disco protoplanetário combinam os átomos em compostos minerais e orgânicos. Na medida em que a nuvem protoplanetária evolui, formam-se aglomerados de gás e poeira por atração gravitacional. Têm início assim, a formação de pequenos corpos metálicos ou rochosos que contém compostos orgânicos chamados asteroides ou planetesimais e de compostos de gelo, gases, minerais e moléculas orgânicas, conhecidos como cometas. A acreção é o processo contínuo de encontro e fusão de inúmeros planetesimais e cometas que ocorrem em determinadas órbitas do disco protoplanetário. Com o tempo estes corpos celestes adquirem proporções gigantescas, varrendo toda a sua órbita, integrando os planetesimais e os gases em torno de seu caminho. Assim surgem os planetas de um sistema solar. Um disco protoplanetário leva em média dez milhões de anos, um tempo relativamente rápido, desde o início do colapso gravitacional da nuvem interestelar amorfa até a fase em que o disco de poeira protoplanetária não é mais visto.
Os discos protoplanetários possuem duas regiões características. Nas regiões mais próximas do proto-sol a temperatura é suficientemente alta para combinar e fundir minerais, formando rochas. Na região externa a temperatura é baixa o suficiente para congelar gases voláteis como o monóxido de carbono, o dióxido de carbono, o metano e o nitrogênio diatômico. No sistema solar dois tipos de planetas são originados, os planetas gasosos, grandes, mas com uma pequena diversidade de minerais e moléculas orgânicas simples, e os planetas rochosos, cuja constituição mineral e a variedade e a complexidade das moléculas orgânicas é comparativamente maior. Nas órbitas em que se formam os planetas, com o passar do tempo, um número de planetesimais pequenos decresce drasticamente, na medida em que vão sendo incorporados nos poucos e finalmente no único protoplaneta de dimensões quilométricas. Ao final deste processo, cerca de 100 milhões de anos, os eventos de incorporação se tornam cada vez mais catastróficos à exemplo da formação da lua quando da colisão de um enorme planetesimal com cerca de dois terços da massa da prototerra. Nas regiões externas do disco protoplanetário a acreção de enormes quantidades de rocha congelada, da ordem de 5 a 20 vezes a massa da Terra, gera atração gravitacional suficiente para formar uma gigantesca atmosfera de hidrogênio e hélio, dando origem aos planetas gasosos. Nas regiões internas, a atração gravitacional não é grande o suficiente para formar atmosferas espessas. Entretanto, é nas regiões internas do disco planetário, onde surgem os planetas rochosos, que a pletora de pequenas substâncias químicas inorgânicas e orgânicas simples pode combinar-se em compostos cada vez mais diversificados, complexos e maiores. 
É somente nos planetas rochosos e nos asteroides que surgem as moléculas orgânicas complexas, entre as quais aquelas que chamamos de monômeros, isto é, unidades fundamentais da formação de polímeros macromoleculares. Entre os monômeros biológicos mais importantes estão os monossacarídeos, que formam os polissacarídeos; os aminoácidos, que constituem as proteínas; e os nucleotídeos, que formam os ácidos nucleicos (DNA e RNA). Algumas destas moléculas orgânicas e monômeros já foram detectadas em asteroides oriundos do cinturão interno do sistema solar, e em meteoros e cometas ejetados do cinturão externo (Kuiper) e da nuvem de Oort que envolve o sistema solar. Estas evidências extraterrestres corroboram a ideia de que o par de níveis de organização substâncias compostas/ sistemas planetários surge simultaneamente e que evolui em diversidade e complexidade internas.
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AULA 5
12. Macromoléculas / Terras
Escala temporal aproximada (micro: de 10-6s a 10-3s; macro: 106s a 109s).
Escala espacial aproximada (micro: de 10-6m a 10-3m; macro: 106m a 109m).
Nos discos protoplanetários formam-se planetas em duas regiões distintas, na faixa externa têm origem os planetas gasosos, planetas gigantes com grandes núcleos de minerais e gelo e gigantescas atmosferas de gases aprisionadas pela gravidade do planeta. Nestes planetas as combinações químicas entre as substâncias são relativamente limitadas, dando origem principalmente a compostos simples, constituídos por poucos átomos. Em contrapartida, nas regiões mais internas do disco interplanetário, onde a temperatura é comparativamente maior e onde há maior abundância de átomos mais pesados, as combinações químicas são mais diversificadas, dando origem aos minerais e rochas e às moléculas orgânicas comparativamente mais complexas. Nestes locais do disco interplanetário as combinações entre os compostos inorgânicos são relativamente variadas, formando uma grande diversidadede minerais, os quais também se combinam constituindo diferentes tipos de rochas. Nos planetas rochosos, nos asteroides e nos cometas também se originam diferentes tipos de moléculas orgânicas, tais como: ácidos graxos, monossacarídeos, aminoácidos e nucleotídeos. Assim sendo, podemos identificar nos asteroides, nos cometas, nas luas e nos planetas rochosos os locais onde se dá a síntese de moléculas orgânicas complexas e de minerais compostos, as rochas. Assim sendo, podemos identificar nos asteroides, nos cometas, nas luas e nos planetas rochosos os locais onde se dá a síntese de moléculas orgânicas complexas e de minerais compostos, as rochas. A certa distância da estrela central, na região onde se formam os planetas rochosos, a temperatura é tal que a água pode existir no estado líquido. Aqueles planetas rochosos que se encontram nesta faixa de distância da estrela, como é o caso do planeta Terra, podem, por exemplo, combinar moléculas de um mesmo tipo (monômeros) para formar polímeros diversos, tais como os polissacarídeos, as proteínas e os nucleotídeos. Nas Terras formam-se as macromoléculas. Em contrapartida as macromoléculas, em virtude de suas propriedades físicas e químicas, não só constituem, mas transformam a composição e a diversidade da geoquímica do próprio planeta. Um novo par de níveis de organização surge com a emergência das novas propriedades físicas e químicas das macromoléculas e com a emergência de ciclos geoquímicos autocatalíticos capazes de alterar a composição e a dinâmica da atmosfera, da litosfera e da hidrosfera. As propriedades emergentes das macromoléculas e das Terras caracterizam o décimo segundo par de níveis de organização, de natureza física: Macromoléculas/Terras. 
A origem mais remota dos elementos que constituem a Terra é criação dos átomos de hidrogênio e hélio logo após o Big-bang. Sucedeu-se a formação dos demais átomos nas estrelas ancestrais do sistema solar, isto é, naquelas estrelas que já explodiram e espalharam no espaço a diversidade de átomos que haviam forjado. A formação de sistemas solares como o nosso, com planetas gasosos, planetas rochosos, luas, asteroides, meteoros e cometas deu-se em enormes nebulosas estelares dispersas no interior das galáxias. Nos espaços interestelares e nos discos protoplanetários das nebulosas diferentes tipos de ligações químicas se estabeleceram entre os átomos disponíveis, sintetizando assim uma vasta gama de moléculas orgânicas e compostos inorgânicos simples: água, gás carbônico, monóxido de carbono, amônia, sulfeto de hidrogênio, nitrogênio molecular, formaldeído, ácido cianídrico, além de outros álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, éteres, ésteres, tióis, hidrocarbonetos... 
O famoso experimento de Urey e Miller foi o primeiro a apresentar fortes evidências da síntese de compostos orgânicos vitais a partir de reações entre moléculas inorgânicas, que supostamente constituíam a atmosfera da Terra primitiva: CH4, CO2, CO, N2, NH3, H2, H2O, H2S, PO4, H2CO, HCN, etc. (Miller et al., 1953). A partir de uma atmosfera redutora submetida à descargas elétricas foram obtidos diferentes tipos de aminoácidos, fosfolipídeos, monossacarídeos, bases nitrogenadas, nucleotídeos, ureia, entre outros compostos orgânicos. Os resultados deste experimento corroboravam a hipótese de Oparin e Haldane (Oparin, 1924, Haldane, 1929), que propunha um ambiente terrestre primitivo com vastos oceanos, alta atividade vulcânica, bombardeio constante de meteoritos, trânsito frequente de cometas, superfície muito quente, intensa radiação solar e ultravioleta, baixa concentração de oxigênio, ausência de camada de ozônio e uma atmosfera redutora contendo grandes concentrações de metano (CH4). Se a atmosfera terrestre era de fato redutora ainda é tema controverso, tendo em vista que algumas evidências sugerem uma atmosfera potencialmente neutra, com baixas concentrações de metano e maiores concentrações de monóxido ou dióxido de carbono (CO, CO2). Quando os experimentos são conduzidos em atmosfera redutora uma grande quantidade e diversidade de aminoácidos é formada, o que não ocorre quando o experimento é realizado em uma atmosfera neutra. Neste caso verifica-se a produção de uma baixa concentração de um único tipo de aminoácido, a glicina. Independentemente disso, novos aminoácidos podem ser formados a partir da glicina em um ambiente neutro, o que permite a conclusão de que qualquer que seja a fonte de carbono das moléculas vitais, mais eficazes (CH4) ou menos eficazes (CO, CO2), diversos aminoácidos podem ser sintetizados espontaneamente a partir de reações entre moléculas inorgânicas presentes na Terra primitiva. Assim sendo, por milhões de anos, uma imensa quantidade dessas moléculas pré-bióticas se acumula nos oceanos, e de suas interações, surgem novas moléculas inorgânicas e orgânicas. Não obstante, a origem de muitas destas moléculas também pode ser extraterrestre, chegando a Terra com o impacto de asteroides, meteoros e cometas, ou com a passagem do planeta pelo rastro de poeira deixado pela cauda de cometas que cruzavam constantemente a nossa órbita em direção ao sol.
Na Terra, a maior temperatura, a diversidade de átomos, o constante bombardeio de asteroides e a passagem de cometas, que deixam um rastro de poeira de sua cauda em desintegração, os compostos químicos se combinam de modo mais variado, originando estruturas químicas orgânicas e inorgânicas cada vez mais complexas. Os minerais também se misturaram, formando diferentes tipos de rochas, cuja diversidade evoluiu com o tempo. Também as substâncias químicas orgânicas simples se combinam, originando moléculas mais complexas, como por exemplo, aminoácidos, monossacarídeos, lipídeos, bases nitrogenadas e nucleotídeos, muitos deles, unidades fundamentais (monômeros) constituintes das macromoléculas biológicas (polímeros) que hoje são indispensáveis à manutenção da vida. A Terra primitiva, por ser o único planeta rochoso localizado dentro da faixa vital do sistema solar, a faixa onde a água pode assumir os três estados da matéria, sólido, líquido e gasoso, possuía as condições físicas, a dinâmica e a energia capazes de sintetizar macromoléculas orgânicas vitais, tais como os lipídeos, as proteínas, os ácidos nucleicos e os polissacarídeos. Em outros sistemas solares, qualquer planeta rochoso que se localize na faixa vital de seu sistema solar tem o potencial de sintetizar macromoléculas.
A forma e as propriedades químicas da molécula definem suas funções. Cada composto originado na Terra apresenta características reativas que dependem de sua forma e constituição. Os fosfolipídios, por exemplo, possuem uma porção da molécula polar e uma porção apolar. Por apresentarem estas características os fosfolipídios podem formar espontaneamente bicamadas lipídicas, lipossomas ou micelas em um ambiente aquoso. Neste caso, a região polar da molécula, hidrofílica, forma ligações iônicas com as moléculas de água, também polares, enquanto a porção hidrofóbica se isola no interior das bicamadas lipídicas por meio de ligações hidrofóbicas. Outras moléculas orgânicas, como os nucleotídeos, os aminoácidos e os monossacarídeos são monômeros, isto é, podem se ligar covalentemente por condensação e formar polímeros, ou seja, macromoléculas biológicas cujas propriedades biofísicas e bioquímicas emergentes possibilitam o desempenho de grande parte das atividades vitais. Em resumo, a Terra primitiva era um ambiente propício à origem dos minerais e rochas da litosfera e das moléculas complexas e dos monômeros biológicos como, ácidos graxos, aminoácidos, nucleotídeos e monossacarídeos, monômeros estes, unidades fundamentais das macromoléculas biológicas: lipídios; proteínas, ácidos nuclêicos e polissacarídeos. Em resumo, as macromoléculas são polímeros formados pela ligação covalente entre monômeros. A quebra destas ligações entre os monômeros se faz por hidrólise. Contudo, em um ambiente aquoso, como o oceano, a hidrólise é favorecida em detrimento da condensação. Então como poderiaa Terra fabricar em profusão estas macromoléculas em seus oceanos? Diferentes hipóteses, não necessariamente excludentes entre si, foram propostas. Os polímeros biológicos poderiam ser originados: 1) na areia quente das piscinas de maré; 2) nas argilas, que atuariam como catalisadores; 3) nas fumarolas negras formadas por rochas magmáticas como a pirita que apresenta em sua composição zinco e ferro.
A primeira hipótese sugere que os polímeros biológicos foram sintetizados na areia quente das piscinas de maré. Esta é uma das hipóteses mais plausíveis. As piscinas de maré, que se enchem e secam todos os dias por conta da variação diária do nível do mar, poderiam servir de ambiente ideal para a formação dos polímeros. Ao encher, a maré traria os componentes básicos (monômeros) que se acumulariam nas poças. Ao secarem, na maré baixa, os monômeros depositados na areia e expostos ao sol e à radiação ultravioleta estabeleceriam entre si ligações químicas de polimerização por meio de reações de condensação. Quando a maré sobe novamente os polímeros seriam levados para o oceano e assim sucessivamente por milhares e milhões de anos, produzindo uma imensa quantidade de variados polímeros biológicos, incluindo uma grande variedade de polissacarídeos, inúmeros tipos de proteínas, diferentes sequências de nucleotídeos, além de vários tipos de lipídios, entre os quais, os fosfolipídios formadores das membranas biológicas. O maior problema desta hipótese é explicar como as macromoléculas poderiam sobreviver sem se desintegrar sob a ação da intensa luz ultravioleta que assolava a Terra primitiva destituída de camada de ozônio.
A segunda hipótese defende a participação das argilas como catalisadores das reações de polimerização. Retomando as ideias de Bernal, Cairns-Smith propôs que os minerais argilosos teriam constituído o molde e a informação para a gênese vida primitiva. Segundo esta hipótese, a própria forma da argila haveria funcionado como uma espécie de catalisador para a ligação entre monômeros biológicos. Esta hipótese também enfrenta o mesmo problema de insolação por ultravioleta.
A terceira hipótese sustenta que a polimerização das macromoléculas teve lugar nas profundidades oceânicas próximas às fumarolas negras, cuja temperatura altíssima supostamente forneceria energia suficiente para as reações de polimerização. De modo semelhante ao ocorrido com as argilas, Günter Wächtershäuser postulou que os processos bioquímicos de polimerização seriam estruturados de forma bidimensional, sobre as superfícies da Pirita (FeS2), um mineral abundante nas fumarolas negras. A descoberta, em 1979, da Fossa das Galápagos (Corliss, Baross, Hoffman), um rico ecossistema alimentado por compostos provenientes da atividade hidrotermal e, portanto, independente dos processos fotossintéticos, serviu de base à hipótese de uma origem quimiossintética autotrófica para a vida. Esta hipótese derivada recebe poucos créditos depois que estudos filogenéticos de biologia molecular sugerirem que o mais antigo ancestral comum de toda a vida era mesófilo ao invés de termo-extremófilo, como é o caso das arqueobactérias presentes hoje nestes ecossistemas. 
Existem outras hipóteses para explicar a formação dos polímeros, e uma delas concerne especificamente sobre a polimerização de ácidos nucleicos, particularmente a polimerização de RNA. Trata-se da origem dos replicadores, evento ocorrido no que se convencionou chamar de mundo do RNA (Gilbert, 1986). A ideia principal desta proposta é que as moléculas de RNA possuíam tanto funções codificadoras de informação, pois sua sequência de nucleotídeos das moléculas de RNA atua como um genótipo, quanto funções catalíticas, já que sua estrutura tridimensional atua como um fenótipo. As moléculas de RNA, além de funções codificadoras e catalíticas também são capazes de realizar autorreplicação. Isto porque cada nucleotídeo pode parear-se com nucleotídeos complementares estabelecendo ligações do tipo ponte de hidrogênio, o que facilita o estabelecimento da polimerização de uma cadeia de RNA complementar. Ocorrendo o mesmo processo com esta cadeia de RNA complementar obtém-se uma nova sequência de nucleotídeos, idêntica àquela original, salvo quando ocorrem mutações. Em outras palavras, cadeias de RNA surgiram espontaneamente a partir da polimerização de monômeros de RNA. Cada polímero de RNA servia de molde para a síntese de cadeias complementares de RNA. De modo semelhante, as cadeias complementares de RNA serviam de molde para a formação de uma cópia idêntica à cadeia original. A formação espontânea de polímeros de RNA pode ter eventualmente criado ribozimas, que são RNA’s catalíticos capazes de autorreplicação e de distintas transformações químicas em outras moléculas, assim como os RNA’s presentes nos ribossomos, capazes de realizar a ligação peptídica entre aminoácidos. Desta maneira, o RNA ribossômico atua como catalisador para a formação de polipeptídios. Concomitantemente, muitos dos polipeptídios formados eram capazes de atuar como enzimas catalisadoras, algumas delas facilitando e tornando mais rápida a própria replicação das moléculas de RNA. Proteínas e RNA’s atuando de modo complementar na síntese um do outro possibilitou a seleção natural de uma íntima relação entre proteínas e ácidos nucleicos no que se refere a sua síntese e funcionamento. Como resultado, foram selecionadas proteínas capazes de regular e promover a replicação e a transcrição dos ácidos nucleicos, e foram selecionados tanto ácidos nucleicos cuja estrutura tridimensional atuava como catalisadora, a exemplo dos RNA’s ribossômicos que coordenam e determinam a síntese de proteínas, quanto ácidos nucleicos cuja sequência de nucleotídeos codificava a sequencia de aminoácidos daquelas e de outras proteínas vitais.
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AULA 6
13. Seres vivos / Biosfera 			
Escala temporal aproximada (micro: de 108s a 108s; macro: de 109s a 1013s).
Escala espacial aproximada (micro: de 10-9m a 10-6m; macro: 109m a 1013m).
Nos planetas como a Terra, onde a água pode ser encontrada no estado líquido, forma-se uma grande diversidade de polímeros de aminoácidos, de nucleotídeos e de monossacarídeos, além de variados tipos de lipídios. Os lipídeos anfipáticos, como os fosfolipídios bem como os polímeros macromoleculares constituem um novo nível de organização que veio a se somar aos demais constituintes químicos da Terra primitiva, os átomos e os compostos inorgânicos e orgânicos simples e complexos. Todos estes elementos e compostos químicos interagindo por milhões de anos nos oceanos da Terra primitiva resultaram na alta probabilidade da emergência da vida e da biosfera. Assim, nos planetas rochosos que habitam a faixa vital do sistema solar, como é o caso da Terra, as interações e as combinações entre miríades de átomos, moléculas, macromoléculas e complexos macromoleculares, envoltos em membranas plasmáticas lipoproteicas semipermeáveis possibilitam a emergência de um novo par de níveis de organização de natureza física: Seres vivos/Biosferas.
A vida animada emerge na organização inanimada e transforma uma Terra que era somente física e química em uma Terra também biológica: uma biosfera. A formação espontânea de seres vivos só ocorre em biosferas e as biosferas são planetas cuja superfície é coberta por seres vivos que estabelecem ciclos biogeoquímicos capazes de alterar e moldar a litosfera a atmosfera e a hidrosfera do planeta.
O problema da definição da vida é que existem múltiplas concepções e pouco consenso. Não é nosso objetivo abordar o problema da origem da vida, mas é necessário ao menos caracterizar o nível de organização que se origina com os sistemas vivos. Assumimos que um ser vivo é um sistema aberto, complexo e adaptativo que se mantém em constante estado de equilíbrio dinâmico homeostático, onde o fluxo de matéria, energia e informação interatuam para mantê-lo em contínua regeneração. Sistemas complexos adaptativos são aqueles capazes de adaptação ao ambiente em constante transformação, capazesde mudança a partir de um aprendizado por experiência (cognição). Exemplos de sistemas complexos adaptativos são as células, os organismos, os ecossistemas, a linguagem, a cultura, as sociedades, a economia, entre outros. Os sistemas complexos adaptativos podem evoluir, pois são capazes de: autoprodução de si; automanutenção de sua integridade em um equilíbrio dinâmico homeostático; e autorregeneração de seus componentes e de si, com possibilidade de variação. Como a retroalimentação é o mecanismo essencial da homeostase, a amplificação da retroalimentação é fonte de nova ordem e de complexidade, de desenvolvimento e de evolução (Capra, 1996).
As características fundamentais dos sistemas vivos são a auto-organização de sua estrutura morfofuncional, a autorregulação de suas atividades vitais a autorreprodução de si e da fronteira limítrofe de si para com o ambiente, e a indissociabilidade de si em relação ao ambiente. As noções de auto-organização, automanutenção, autorreprodução e auto-eco-dependência podem ser integradas na noção de autopoiese. Um sistema autopoiético é uma rede de processos organizados, nos quais a função de cada componente consiste em participar da produção ou da transformação de outros componentes da rede, de modo que toda a rede, continuamente, mantém-se produzindo a si mesma. A rede produz seus componentes e é por eles produzida. O sistema autopoiético é padrão geral de organização de todos os seres vivos, qualquer que seja a natureza de seus componentes. A vida poderia ser então caracterizada por ser um sistema autopoiético (que gera a si próprio), de base aquosa, limites lipoproteicos, metabolismo homeostático, autorregulação proteica, cognição, autorreplicação com possibilidade de variação e indissociado do ambiente (Varela e Maturana, 2001). A organização dos sistemas vivos apresenta outros padrões que merecem destaque: 1) compartimentalização morfofuncional e certo isolamento do meio interno em relação ao meio externo; 2) possibilidade de emergência espontânea de ordem a partir do caos, derivada de uma organização que funciona como um circuito dotado de programa, capaz de crescer, de se desenvolver e de evoluir; 3) capacidade de manter em equilíbrio dinâmico um sistema aberto e adaptativo por intermédio de um fluxo de energia, matéria e informação; 4) capacidade desorganização local para a manutenção da ordem organizacional e estrutural em virtude do estabelecimento de uma relação termodinâmica neguentrópica para com o ambiente; 5) estabelecimento de laços internos de retroalimentação capazes de possibilitar a auto-organização, a autorregulação e a autorreprodução, bem como de sentir, de computar informações variadas, de integrá-las em uma percepção e um conhecimento do ambiente, que resultam em um comportamento adaptativo, muitas vezes improvisado, estratégico, criativo ou inovador. 
Do ponto de vista morfofuncional os seres vivos poderiam ser definidos como um conjunto integrado de átomos, moléculas, macromoléculas e complexos macromoleculares cujos encontros, interrelações e transformações se efetuam em um ambiente aquoso interior, o citoplasma, envoltos por uma membrana plasmática limítrofe semipermeável que individualiza o ambiente interno do ambiente externo. Emergem das propriedades individuais e das interatuações conjuntas entre seus componentes e o ambiente o desempenho de ao menos oito atividades vitais, sem as quais não há possibilidade de manter a auto-organização a autorregulação e a autorreprodução de si e de seus componentes. Emerge, portanto, da organização morfofuncional da membrana plasmática e do citoplasma o desempenho de oito atividades vitais: 1) proteção; 2) sensibilidade; 3) nutrição; 4) excreção; 5) metabolismo; 6) movimentação; 7) sustentação; e 8) reprodução. De modo complexo, complementar, as atividades vitais desempenhadas em conjunto permitem ao ser vivo certo grau de cognição do ambiente e de si, de auto-organização de suas estruturas morfofuncionais de automanutenção de sua condição vital, e de autorreprodução de seus constituintes e de si, ainda que esta última ocorra de modo ainda rudimentar e extremamente ecodependente. 
As atividades vitais são inicialmente desempenhadas na escala molecular e/ou macromolecular. Por exemplo, a água, desde os primórdios do planeta Terra, movimenta as substâncias químicas nos oceanos. As atividades vitais de metabolismo e de reprodução, por sua vez, já se manifestam na dimensão das macromoléculas. Os ácidos nucleicos são capazes de autorreplicação. As proteínas realizam reações anabólicas, de síntese e catabólicas, de quebra. Diferentes tipos de macromoléculas podem associar-se, formando complexos macromoleculares, a exemplo dos vírus e das ribozimas (ribossomos e splicessomos). Estes complexos macromoleculares também podem realizar certas atividades vitais, como a proteção conferida pelos capsídios virais, ou a síntese metabólica de proteínas pelos ribossomos, ou a degradação metabólica de RNA’s pelos splicessomos. Mas é somente nos sistemas celulares, dotados de membrana plasmática lipoproteica e de citoplasma aquoso com miríades de diversos elementos e compostos químicos moleculares e macromoleculares, que o conjunto integrado das oito atividades vitais se manifestou pela primeira vez, propiciando a emergência da vida. Em resumo, as atividades vitais se manifestam em simultaneamente em diferentes dimensões, tanto na escala molecular/macromolecular quanto na escala celular, mas é somente na escala celular que o desempenho integrado das oito atividades vitais proporciona a emergência da vida.
Não obstante existem outras propostas de conceito de vida. A perspectiva aqui apresentada incorpora grande parte das concepções e pressupostos nelas contidos. Vejamos algumas delas. Um primeiro conceito pressupõe que um sistema vivo manifeste: homeostase, que é a regulação e manutenção do ambiente interno em um estado de equilíbrio dinâmico; organização, que é a unidade morfofuncional celular; metabolismo, que é a conversão de energia e transformação de moléculas químicas por decomposição de moléculas químicas (catabolismo) em associação à produção de componentes celulares (anabolismo); crescimento, que é a manutenção de uma taxa de anabolismo maior que a taxa de catabolismo; adaptação, que é a habilidade de adequar-se, de transformar-se em resposta a estímulos ambientais, sensibilidade, computação e resposta à estímulos ambientais, e reprodução, que é a habilidade de produzir novos indivíduos. Outras propostas defendem que a vida seja: 1) uma rede de retroações negativas inferiores (mecanismos regulatórios), subordinados a retroações positivas superiores (crescimento, reprodução), (Korzeniewski, 2001); 2) um sistema auto-organizados e autopoiético. 2004 (Varela e Maturana, 1999; Barrow et al., 2004); 3) um sistema termodinâmico que possuem estrutura molecular auto-organizada a partir do caos (Kaufmann, 1993); 4) uma entidade com capacidade de metabolismo e movimentação (McKay, 2004); 5) o atraso na difusão ou dispersão espontânea da energia interna das biomoléculas para microestados de maior potencial (McKay, 2004); um sistema químico autossustentável capaz de evolução Darwiniana (Joyce, 1995); sistema capaz de se autorreproduzir com variação (Trifonov, 2011); 6) sistema autorreprodutivo com erros ocorrendo abaixo de um limiar de sustentabilidade (Zimmer, 2012). 
A autopoiese dos seres vivos depende do desempenho integrado de ao menos oito atividades vitais realizadas por estruturas morfofuncionais moleculares presentes na membrana e/ou no citoplasma da célula. As estruturas morfofuncionais responsáveis pelo desempenho das tarefas vitais são adaptações selecionadas naturalmente em meio aos variados indivíduos nas populações de seres vivos. Mas quais estruturas morfofuncionais desempenhavam as atividades vitais nos primeiros seres vivos, os protobiontes?
Os protobiontes, ou coacervados, são formados por uma membrana lipoproteica que isola o meio interior aquoso (citoplasma) do ambienteaquoso exterior (oceano). Esta impermeabilidade protege das turbulências e transformações ambientais o conteúdo, a estrutura e a organização morfofuncional dos seres vivos. Simultaneamente, esta mesma membrana permite a troca seletiva de matéria, energia e informação como o ambiente, garantindo a possibilidade de cognição, adaptação e regeneração de si. Ademais, os protobiontes possuíam um meio interno aquoso, o citoplasma, contendo íons, moléculas inorgânicas, moléculas orgânicas, macromoléculas e complexos macromoleculares, capaz de sustentar a forma do ser e de movimentar seus componentes internos, gerarando os encontros necessários para o estabelecimento de um metabolismo orquestrador de transformações físicas e químicas de síntese e de degradação das suas moléculas e macromoléculas. 
Nos protobiontes, novas e exclusivas propriedades emergem das interações entre seus constituintes. Estas propriedades emergentes são o desempenho das atividades vitais, sem as quais, como o próprio nome diz, não há vida. Estas oito atividades vitais são desempenhadas de modo integrado pelas estruturas morfofuncionais presentes na membrana plasmática e no citoplasma dos protobiontes. São elas: 1) proteção da integridade morfofuncional dos seres vivos mediada pelos lipídios de membrana; 2) sensibilidade ao ambiente, computação da informação e memória da experiência vivenciada, realizada pelas proteínas receptoras sensoriais da membrana; 3) nutrição de componentes essenciais presentes no ambiente, mediada pelas proteínas transmembrana carreadoras de matéria no sentido interno; 4) excreção da matéria indesejável e/ou importante à manutenção da vida, realizada pelas proteínas transmembrana carreadoras de matéria no sentido externo; 5) metabolismo integrado de quebra e síntese de substâncias químicas, muitas delas pelo acoplamento de reações exergônicas e endergônicas, produto da organização do conteúdo citoplasmático em vias bioquímicas integradas capazes de realizar reações de síntese (anabólicas) e reações de degradação (catabólicas) de substâncias químicas presentes no citoplasma e no ambiente; 6) movimentação interna dos constituintes dos protobiontes mediada pela água do citoplasma, possibilitando o metabolismo, e movimentação externa dos seres vivos em seu ambiente, possibilitada pela água do meio externo; 7) sustentação da forma global do ser vivo de modo a permitir sua auto-organização, realizada pela água do citoplasma; 8) reprodução e regeneração dos componentes vitais não disponíveis no ambiente, mediada pelas proteínas e RNA’s do citoplasma, e do ser vivo como um todo, ainda que com modificações, derivada da fusão ou da fissão de suas membranas plasmáticas.
Segundo o conceito morfofuncional de vida aqui apresentado, os vírus não são seres vivos. Os vírus não são seres vivos, pois não desempenham de modo autônomo as oito tarefas vitais simultaneamente. Os vírus são complexos macromoleculares cuja estrutura básica é formada por: 1) material genético, codificado na forma de DNA de fita simples, DNA de fita dupla, RNA de fita simples ou RNA de fita dupla; 2) capsídeo de proteínas que envolvem o material genético e, em certos tipos de vírus, algumas enzimas. Algumas, mas nem todas as formas virais podem também apresentar: 3) cápsula, ou envelope, que envolve o capsídeo viral, constituída de uma membrana lipoproteica tomada da célula hospedeira contendo também glicoproteínas virais; 4) enzimas de retrotranscrição, envolvidas pelo capsídeo, capazes de sintetizar DNA a partir de RNA. O tamanho dos vírus os situa na escala dos complexos macromoleculares; estruturas compostas pela integração estrutural e funcional de mais de um tipo de macromolécula. Comparando vírus com procariotos e eucariotos, sua biomassa total é pequena, embora sua abundância seja muito grande. Além disso, o genoma dos vírus é muito menor que o genoma de qualquer ser vivo. 
Da estrutura dos vírus podemos identificar que o envelope e o capsídeo conferem proteção e sustentação ao vírus, e que certas proteínas do capsídeo e do envelope funcionam como mecanismos de sensibilidade e reconhecimento, embora não haja nem computação, nem cognição por parte do vírus. As outras atividades vitais dependem, necessariamente, do hospedeiro celular, de onde se conclui que os vírus não são sistemas autopoiéticos, dotados de automanutenção, autorregulação e autorreprodução, embora sejam capazes de realizar sua auto-organização. A forma das proteínas do capsídeo confere a capacidade de automontagem (self assembly) a partículas virais, ao mesmo tempo em que encapsulam seu conteúdo (material genético e enzimas, quando estas existem). 
As origens evolutivas dos vírus provavelmente se remetem ao período anterior ao da origem da vida, pois são complexos macromoleculares estáveis capazes de auto-organização. Nesta época, as partículas virais, extremamente estáveis, permaneciam quiescentes no tempo Somente com a emergência da vida, os vírus passaram a utilizar o maquinário celular para se reproduzir. Tem início, por conseguinte, uma relação ecológica de parasitismo que desde então evolui em conjunto, principalmente nos primeiros estágios evolutivos. É possível que tenha havido ao longo da evolução dos seres vivos muita transferência de material genético entre os unicelulares, principalmente bactérias, via infecção viral. 
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AULA 7
Mas como surgiram os protobiontes? A origem espontânea dos protobiontes na Terra ocorre em virtude do encapsulamento aleatório de miríades de átomos, moléculas e macromoléculas em lipossomos de fosfolipídios imersos em meio aquoso. A formação espontânea destes lipossomas deriva das propriedades biofísicas e bioquímicas dos fosfolipídios em meio aquoso. Uma vez que são formados de modo aleatório, cada lipossomo possuía uma composição própria de íons, moléculas e de macromoléculas. A conjunção de determinada diversidade de constituintes em proporções adequadas poderia proporcionar a emergência do desempenho de uma ou mais atividades vitais. Este evento combinatório, altamente improvável à primeira vista, revela uma enorme probabilidade de ocorrer quando levamos em consideração a inumerável quantidade de lipossomos que se formavam durante milhões e milhões de anos no imenso e dinâmico oceano. Visto sob esta perspectiva, é plausível supor que muitos lipossomos, capazes de manifestar uma ou mais atividades vitais, se formavam espontaneamente, o tempo todo, em diversos lugares do oceano durante todo este tempo. A vida, por suposto, emergia naqueles lipossomos capazes de desempenhar simultaneamente as oito atividades vitais.
A vida emerge no limiar do caos com a ordem. Cada uma das atividades vitais se manifesta ló limiar do caos com a ordem, pois é fruto de uma computação complexa resultante de um jogo de forças antagônicos e complementares, retroativo e regenerativo. Por este motivo, o metabolismo mantém a vida no limiar do caos, desorganizando para organizar, organizando para desorganizar. O metabolismo celular associa simultaneamente processos não espontâneos de composição (anabolismo) a processos espontâneos de decomposição (catabolismo). A reprodução, por sua vez, possibilita a existência da vida em um ambiente dinâmico e sua evolução por herança com variação. A reprodução é um processo de renovação, conservação e variabilidade. A reprodução celular associa processos conservativos da replicação e da tradução, com processos não conservativos das mutações e recombinações. A proteção, a sensibilidade, a nutrição e a excreção também possibilitam a conservação da organização vital em virtude de uma computação complexa. A membrana semipermeável possibilita a manutenção de um equilíbrio dinâmico porque associam a impermeabilidade que possibilita a conservação da organização interna, à permeabilidade que permite o fluxo de matéria, energia e informação. A movimentação e a sustentação, enfim, permitem que a vida se adapte ao devir do cosmos, sem perder sua identidade morfofuncional. O citoplasma aquoso associa a sustentaçãoda estrutura interna, à fluidez das moléculas. 
A evolução da vida nada ocorre com a seleção natural de novas estruturas mais bem adaptadas ao desempenho das atividades vitais, seja porque são mais eficientes, mais eficazes ou mais econômicas do ponto de vista energético. Com a origem e evolução dos organismos multicelulares as atividades vitais passaram a também se manifestar na dimensão multicelular. Os tecidos os órgãos e os sistemas orgânicos desempenham atividades vitais de modo especializado, ainda que quaisquer das células que os compõe continuem, necessariamente, a desempenhá-las. 
A dinâmica dos oceanos e as transformações geológicas e climáticas alteravam constantemente a composição dos lipossomos. Isto ocorria quando o lipossomo se originava espontaneamente a partir dos constituintes variados do oceano; ou quando um lipossomo se reproduzia, por fissão de sua membrana plasmática, originando dois ou mais lipossomos com conteúdos distintos; ou por fusão de dois ou mais lipossomos em um novo e distinto lipossomo. Este tipo de reprodução era notadamente dependente do ambiente, pois estava condicionada à dinâmica e às transformações na matéria e energia do planeta (ondas, impactos de corpos celestes, variações na temperatura...). Além disso, este modo de reprodução era pouco conservativo, pois a geração de seres novos extremamente diferentes do progenitor oferecia pouquíssima garantia de que terminada a reprodução, os descendentes estivessem vivos. Esta constante alteração na composição dos lipossomos nos possibilita supor que esta era uma época em que a vida surgia espontaneamente aos borbotões, o tempo todo, em diversos lugares diferentes. Mas que também se extinguia e se desintegrava na mesma velocidade de sua reprodução. Este sistema reprodutivo extremamente aleatório e dependente do meio não possibilitava a continuidade da vida na forma de uma linhagem reprodutiva, e também não permitia a herança de qualquer tipo de conteúdo informacional pelos descendentes capaz de lhes garantir a regeneração da organização vital presente em seu(s) progenitor(es). A vida nesta época era um fenômeno de emergência altamente provável, todavia fugaz, pois a rapidez e a aleatoriedade nas modificações da estrutura morfofuncional resultantes do processo reprodutivo dos protobiontes podia fatalmente determinar tanto a morte daqueles vivos quanto o aparecimento espontâneo de protobiontes vivos. Em outras palavras, dependendo da combinação espontânea e aleatória entre constituintes desagregados no caldo coacervado e/ou do resultado da fissão ou fissão dos lipossomos a vida podia extinguir-se ou emergir da não-vida. 
Na época dos protobiontes, o surgimento da vida e o desaparecimento dela era um evento espontâneo, provável, fugaz, recorrente e evolutivo. Espontâneo porque a vida emerge em um oceano coalhado de átomos, moléculas e macromoléculas (caldo coacervado) que se chocam aleatoriamente umas contra as outras, movidas pela dinâmica do planeta. Provável em virtude da enorme quantidade de matéria prima para a vida, produzidas durante a formação do sistema solar e da Terra, todas elas misturadas em um caldo coacervado dinâmico que era a atmosfera e o oceano primitivo. Provável também em virtude do enorme período de tempo, de milhões de anos, disponível para que as combinações ocorressem. Fugaz em consequência da rapidez das transformações ambientais e da natureza pouco conservativa e não codificada da reprodução dos protobiontes. Recorrente, pois existe sempre a chance de novos lipossomas constituírem-se com a capacidade de desempenhar as oito atividades vitais. E evolutivo, porque os protobiontes são maquininhas de fabricação em série e de criação de novas moléculas e macromoléculas, que passam então a participar do jogo combinatório, muitas delas selecionadas naturalmente por conferir aptidão no desempenho das atividades vitais. Não obstante, nos protobiontes, esta evolução molecular não se estabelece na forma de uma linhagem evolutiva contínua, com descendentes provavelmente vivos também. As linhagens evolutivas só se estabelecem com o aparecimento dos cromossomos nos procariotos, cuja estrutura é um código genético informacional para a regeneração das estruturas necessárias para a manutenção da vida. 
Um marco central na evolução na época dos protobiontes é o aparecimento do acoplamento morfofuncional entre proteínas e ácidos nucleicos, notadamente RNA’s. Resulta deste acoplamento a seleção natural de complexos macromoleculares capazes de sintetizar proteínas e de sintetizar ácidos nucleicos de modo cada vez mais eficiente. Este acoplamento é resultado da evolução do ribossomo, o complexo macromolecular responsável pela tradução da sequência de nucleotídeos das fitas de RNA mensageiros em sequências específicas de aminoácidos das proteínas. Os protobiontes já possuíam ribossomos e realizavam a tradução, embora sua estrutura provavelmente fosse mais simples e sua atividade menos eficiente. Os protobiontes produziam proteínas de forma aleatória, isto porque as fitas de RNA’s mensageiros produzidas ou incorporadas pelo protobionte também tinham uma sequência originada aleatoriamente. Ainda que a sequência de aminoácidos traduzida nos ribossomos estivesse codificada nos RNA’s mensageiros, a origem aleatória destes determinava a síntese que proteínas dos mais variados tipos. Esta aleatoriedade era positiva por um lado, porque muitas das diversas proteínas produzidas aleatoriamente poderiam por ventura realizar funções novas e/ou mais eficientes nas células quando integradas ao metabolismo, mas era negativa por outro, pois desta mesma diversidade poderiam surgir proteínas deletérias à vida. Outro ponto negativo a ser observado é que a aleatoriedade na síntese de proteínas e a ausência de um mecanismo de hereditariedade das informações acerca da produção das proteínas vitais dificulta imensamente a manutenção da vida após o processo reprodutivo. Em outras palavras, apesar de haver um código genético, ou seja, a relação de especificidade entre três determinados nucleotídeos do RNA mensageiro e um determinado aminoácido, não havia como garantir quais proteínas deveriam ser traduzidas e tampouco como garantir a tradução das proteínas necessárias ao desempenho das tarefas vitais. Somente com a origem de um complexo enzimático capaz de realizar a transcrição em RNA’s específicos a partir de fitas de DNA é que a tradução pode ser determinada informacionalmente. Devemos ter em mente que, no início, embora as fitas de DNA pudessem estar presentes nos protobiontes, elas não se comportavam funcionalmente como cromossomos, organizados em sequências de genes. Foi a origem das polimerases de RNA e de DNA e posteriormente das proteínas fatores de transcrição que permitiram o acoplamento da tradução com a transcrição e, portanto, a hereditariedade da informação genética. Assim quedava finalmente estabelecida uma linhagem evolutiva e a possibilidade de sua evolução e diversificação. Somos herdeiros de uma reprodução mais conservativa e segura. 
Mas a origem, e toda a evolução da vida, estão indissociadas do ambiente e de suas transformações. Como vimos, a vida é um sistema autopoiético, mas este fechamento autopoiético, esta certa autonomia em se manter vivo é necessariamente dependente de sua integração em um ambiente ecológico, em um ecossistema. E mais ainda, esta inter-relação é recursiva, onde os seres vivos e seu ecossistema se sustentam e se transformam mutuamente. Isto implica em dizer que o ecossistema magno, a biosfera, surge simultaneamente e de modo interdependente com o surgimento da vida. A biosfera surge com a aurora da vida no tempo dos coacervados, e desde então evolui. É certo que a biosfera primordial ainda não apresentava teia trófica, pois somente habitavam a Terra seres vivos heterotróficos decompositores de matéria orgânica inanimada originada pelo próprio sistema Terra primordial. O aparecimento dos produtores primários e dos consumidores deu-se posteriormente, quando a diminuição da concentração