Origem da vida

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Origem da vida
0440041 – História da Terra e Evolução Biológica
Aula baseada em apresentação do Prof. Sérgio Russo Matioli, IB-USP e Prof. Thomas R. Fairchild, IGc-USP
Profa. Juliana de Moraes Leme
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4,5
Bilhões de anos
Primeiro registro
 fóssil de 
Vida
3,5
Diversidade da 
Vida
0,54
Origem da Terra
fósseis em sílex
(Apex Chert, Austrália)
Cianobactérias
0,6
Primeiros 
Metazoários
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História da Terra
EVOLUÇÃO DO COSMOS
EVOLUÇÃO PRÉ-BIÓTICA
EVOLUÇÃO PRÉ-CAMBRIANA
EVOLUÇÃO 
FANEROZOICA
FUTURO
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História da Terra
1
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5
3
4
EVOLUÇÃO DO COSMOS
EVOLUÇÃO PRÉ-BIÓTICA
EVOLUÇÃO PRÉ-CAMBRIANA
EVOLUÇÃO 
FANEROZÓICA
FUTURO
- Formação do Sistema Solar;
- Diferenciação da crosta;
Intensa Atividade Vulcânica;
 Oceanos Primitivos.
Química dos oceanos;
 “Sopa Primordial”- aminoácidos.
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Será que a Terra esteve sempre envolvida por uma atmosfera
 com as características 
que hoje apresenta?
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Origem e evolução da Atmosfera:
Os gases constituintes da atmosfera primitiva tiveram origem no interior da Terra.
Atingiram a superfície através dos vulcões: Desgaseificação Vulcânica.
Atmosfera primitiva deveria conter CO2 e N2 em elevadas quantidades e vestígios de CH4, NH3, SO2 e HCl. 
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Disponibilidade dos elementos químicos essenciais à vida:
ELEMENTOS BIOGÊNICOS
Carbono
Hidrogênio
Oxigênio
Nitrogênio
Fósforo
Início da História da Vida na Terra
+ água em estado líquido 
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O QUE É COMUM À TODA VIDA?
Elementos biogênicos (C, H, O, N) P, S...;
Proteínas compostas de 20 aminoácidos;
Ácidos nucleicos compostos de bases nitrogenadas, fosfato e um açúcar (deoxiribose-DNA ou ribose- RNA);
Código genético único;
Fontes internas de energia (açúcares, etc);
ATP- trifosfato de adenosina
Início da História da Vida na Terra
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O QUE É CARACTERZA UM SER VIVO?
Metabolismo- Capacidade de auto-construção e se manter constante química e fisicamente;
Membrana;
Reproduzir-se e ser passível de mutação.
Início da História da Vida na Terra
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ARISTÓTELES: existência de um "princípio ativo" dentro de certas porções da matéria inanimada. Esse princípio ativo organizador tornaria possível que seres vivos surgissem a partir da "matéria bruta”
GERAÇÃO ESPONTÂNEA
“Do queijo ou da madeira se originam vermes; besouros e vespas se originam das fezes das vacas; 
borboletas, lagostas, gafanhotos, ostras, lesmas, enguias, e etc., são procriadas da matéria putrefeita, que está apta a receber a forma de criatura para a qual ela é por poder formativo transformada” (Alexander Ross ). 
"receita" para a produção espontânea de camundongos em 21 dias:
Jogue, num canto qualquer, uma camisa suja (o princípio ativo estaria no suor da camisa) e sementes de trigo. Dali a 21 dias será constatada a geração espontânea de camundongos (médico belga J. B. Van Helmont).
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MÉTODO CIENTÍFICO
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MÉTODO CIENTÍFICO
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“It is often said that all the conditions for the first production of a living organism are present, which could ever have been present. But if (and Oh! what a big if!) we could conceive in some warm little pond, with all sorts of ammonia and phosphoric salts, light, heat, electricity, etc., present, that a protein compound was chemically formed ready to undergo still more complex changes, at the present day such matter would be instantly devoured or absorbed, which would not have been the case before living creatures were formed.” 
Carta de C. R. Darwin para Joseph Hooker (1871)
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JBS Haldane
A. Oparin
Principais pontos:
Atmosfera redutora;
Energia de descargas elétricas;
Vapor de água;
Coacervados. 
A “sopa primordial” de Haldane e Oparin (década de 1920)
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Aglomerado de moléculas proteicas envolvidas por água em sua forma mais simples.
Coacervados:
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Início da História da Vida na Terra
Stanley Miller, 1953
Experimento de Miller-Urey (1953)
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Atmosfera primitiva não era necessariamente tão redutora.
Os oceanos diluiriam muito os compostos, resultando em reações muito lentas.
Certas sínteses ocorrem melhor em temperaturas elevadas, outras em temperaturas baixas.
Considerações importantes referentes à teoria da sopa primordial
As concentrações dos reagentes nas experiências são maiores que na situação real.
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Síntese abióticas em meteoro (panspermia cósmica).
Síntese abiótica em fontes térmicas oceânicas de grande profundidade.
Síntese abiótica em substratos minerais (argilas).
Hipóteses alternativas
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Fontes hidrotérmicas
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Estão associadas a estruturas geológicas decorrentes da tectônica global. Trata-se de um ecossistema que não existiria sem a dinâmica interna do globo ou a energia terrestre; 
Mostram que a vida pode se originar e desenvolver na ausência de luz e fotossíntese. Organismos quimiossimbiontes.
Fontes hidrotérmicas
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Sulfetos de hidrogênio
Sulfobactérias
(quimiossíntese)
Síntese de matéria orgânica
Rico em nutrientes
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Anelídeos
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Crustáceos
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Cristais de caolinita
Substratos minerais
Os minerais argilosos teriam constituído não somente o suporte, mas também o próprio sistema genético da vida primitiva, RNA. A energia para essa polimerização poderia ter sido proveniente do calor da crosta; ou do calor do sol, ou ainda da radiação ultravioleta. 
Alexander Graham Cairns-Smith
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-polímeros, como proteinoides e fitas de ácidos nucleicos, podem ter se formado em argila. 
-para ocorrer polimerização, deve haver uma alta concentração das unidades constituintes; na argila, essa concentração pode ter sido alta.
a argila pode ter agido como “catalisadora” e promovido o aparecimento de ligações simples, como as peptídicas, com perda de água.
Substratos minerais
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Hipótese de que os seres vivos não se originaram em nosso planeta, mas sim em outro ponto do universo, tendo sido transportados pelo espaço cósmico.
Muda o problema de lugar.
PANSPERMIA CÓSMICA:
Meteoros com compostos orgânicos formados fora da Terra;
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Delsemme, A.H. 2001. An argument for the cometary origin of the biosphere. American Scientist, 89: 432-442.
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4,5
Bilhões de anos
Primeiro registro
 fóssil de 
Vida
3,5
Diversidade da 
Vida
0,54
Origem da Terra
fósseis em sílex
(Apex Chert, Austrália)
Cianobactérias
0,6
Primeiros 
Metazoários
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Fotossíntese oxidativa permitiu o aparecimento de oxigênio na atmosfera. As cianobactérias, foram os primeiros organismos a realizar este processo biológico de extrema importância.
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A partir de determinada altura, os oceanos perderam a capacidade de fixar todo o oxigênio resultante da fotossíntese, começando este a dissipar-se para a atmosfera. Passou-se assim de uma atmosfera anaeróbia (sem oxigênio) para uma aeróbia (com oxigênio).
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Primeiros organismos alteraram as condições ambientais do planeta, proporcionando as condições para que formas de vida mais complexas evoluíssem.
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QUAIS SÃO AS EVIDÊNCIAS GEOLÓGICAS E PALEONTOLÓGICAS DESSE FENÔMENO?
“Primeira Crise de Poluição”
(resultado da fontossíntese)
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Explosão Cambriana da Vida
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História da Vida na Terra
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