1 ORIGEM DA VIDA E HISTÓRICO 2018

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Profa Gabriela Frois Duarte 
 
 
MICROBIOLOGIA 
GERAL 
 “A origem da vida 
parece... ser quase 
 um milagre, sendo 
que muitas 
condições tiveram 
que ser satisfeitas 
para mantê-la.” 
 (Francis Crick, 
1981) 
 
 
 
O ambiente pré-biótico 
 
 
O sistema solar teria surgido a cerca de 4,6 bilhões de 
anos atrás, a partir de uma nuvem de gases e de poeira 
interestelar 
 
Parte dessa nuvem se agregou formando os embriões 
dos planetas atuais 
 
A Terra primitiva levou centenas de milhões de anos para 
esfriar, com a formação de uma crosta externa e 
erupções vulcânicas do núcleo interno 
 
Os gases que vinham do interior da Terra formaram a 
atmosfera primitiva 
 
 
 
 Nessas condições extremamente hostis, 
de modo ainda ignorado, teriam surgido 
as primeiras formas de vida, ancestrais 
diretos dos seres vivos atuais 
 
 
 
 
 QUAIS SERIAM AS CONDIÇÕES 
PRECISAS QUE TERIAM PROPICIADO 
ESSE INÍCIO DE VIDA ??? 
Síntese pré-biótica e a sopa 
primitiva 
Atmosfera primitiva 
Ausência de O2 ou presente em quantidade 
ínfimas 
 Evidência: a maior parte do oxigênio atmosférico 
veio da água, produzido por organismos 
fotossintéticos e atingiu níveis máximos há cerca 
de 2 bilhões de anos 
Compostos redutores? 
Hidrogênio molecular: H2 
Metano: CH4 
Amônia: NH3 
Monóxido de carbono: CO 
 
 
 Energia das descargas elétricas (relâmpagos) e 
da luz solar ( energia: luz UV)  reações 
químicas formando compostos intermediários 
importantes para a formação de moléculas 
orgânicas mais complexas 
 
 SOPA PRIMITIVA 
Sopa Primitiva 
 Proposta por Oparin e Haldane (1920) 
 “Sopa” primordial de moléculas orgânicas 
(aminoácidos e bases nitrogenadas) precursoras 
dos componentes das primeiras formas de vida) 
 Esta hipótese foi testada experimentalmente em 
1953 por Stanley Miller, que construiu um sistema 
fechado, imitando as condições da atmosfera 
primitiva 
 10% do carbono adicionado na forma de metano (CH4) 
produziu várias moléculas orgânicas, incluindo 
aminoácidos e outros compostos que poderiam ter sido 
precursores dos ácidos nucléicos (DNA e RNA) 
A questão da vida 
“.... Em algum lago, pequeno e quente, com 
todo tipo de amônia e sais fosfóricos, luz, 
calor, eletricidade, etc, presentes.... 
um composto protéico foi formado 
quimicamente pronto para sofrer 
mudanças mais complexas.” 
 
 (Darwin) 
Definição da vida (Muller, 1966) 
 Entidades vivas teriam as propriedades de 
multiplicação, variação e hereditariedade. 
 
 Ocorreria o armazenamento de informação 
herdável, que poderia evoluir, sofrendo os efeitos 
da seleção natural. 
 
 Metabolismo: biossíntese de monômeros 
necessários para a confecção das moléculas 
replicativas (ácidos nucléicos como DNA e RNA). 
 
 
Primeira forma de vida 
 
Organismo unicelular ancestral 
 
Microrganismos 
 
Diversidade (Micro)Biológica 
 
EVOLUÇÃO 
 5 bilhões 
EVOLUÇÃO BIOLÓGICA 
 
Sol 
 
Formas de vida 
ancestrais 
Animais 
primitivos 
 
Mamíferos 
 
 
 
3,8 bilhões 700 milhões 200 milhões 65 milhões 600.000 170.000 
 
 
 
 
 
4 bilhões: 
resfriamento 
da Terra 
ORIGEM DA VIDA 
3,5 - 1,9 bilhões: 
diversificação 
microbiana 
2,5 bilhões: 
fototróficos 
aeróbicos 
500 milhões: 
plantas e animais 
O2 
250 milhões: 
dinossauros 
4 - 3,5 bilhões: 
sopa primordial 
3,5 bilhões: 
evidências 
fósseis 
Dinossauros 
são extintos 
5 milhões: 
evolução do 
homem 
Diversificação 
micro e macro- 
biológica 
Microrganismos na escala evolutiva 
(marco: oxigenação da atmosfera - 
fotossíntese oxigênica) 
Microrganismos como modelo 
de estudo de evolução 
 Provável aparecimento na terra: 3,8 bilhões de 
anos atrás. 
 
 Estromatólitos: comunidades de 
microrganismos que viviam fixos a rochas e 
outros substratos, em ambientes aquáticos, 
formaram estruturas laminadas complexas. 
 
 Desde a década de 1930, estudos de 
estromatólitos modernos em formação hoje. 
 
 
 
 
 
 
 
 “Fósseis”: evidências de atividades biológicas 
ocorridas no passado 
 
“Estromatólitos” 
registros fósseis bacterianos 
Estromatólitos modernos 
em formação na região de 
Shark Bay, na Austrália 
 Uma comunidade de microrganismos se fixa a 
um substrato e prolifera, formando uma ‘esteira 
microbiana’; 
 Primeiros componentes: cianobactérias; 
realizam fotossíntese e secretam um muco que 
permite a aderência de outras células, 
protegendo-as e mantendo-as unidas e aderidas 
ao substrato; 
 Com o tempo, acumulam-se sedimentos 
depositados e a comunidade forma uma nova 
‘esteira’ acima, originando lâminas sucessivas; 
 O registro geológico surge porque o 
estromatólito é transformado em rocha 
(litificado), por fatores químicos e ambientais 
Formas cocoidais 
litificadas em 
estromatólitos 
 Seu estudo permite avaliar as condições 
climáticas, paleogeográficas e ambientais da 
época de sua formação, no passado da Terra 
 Brasil: registros descobertos em 1944 em SP 
 MG: (quadrilátero ferrífero) mais antigos do Bra 
(paleoproterozóico - 2,5 a 1,6 ba) 
 Hoje podem ser observados em mármores de 
vários edifícios, shopping centers, etc 
 
Leitura: Revista Ciência Hoje, vol. 37, dezembro de 2005 
Microbiologia - Conceito 
Mikros – Pequeno 
Bios – Vida 
Logos - Ciência 
 
Definição 
 
É o estudo dos microrganismos e suas atividades. 
 
Preocupa-se com a forma, a estrutura, a reprodução, a 
fisiologia, o metabolismo e a identificação dos seres 
microscópicos. 
 
Inclui o estudo de sua distribuição natural, suas relações 
recíprocas e com outros seres vivos, seus efeitos benéficos 
e prejudiciais sobre o homem e as alterações físicas e 
químicas que provocam no ambiente onde vivem. 
“Estudo da vida microscópica” 
Escala 
Microscópica 
Relação entre o tamanho 
de vários organismos e a 
resolução do olho humano, 
do microscópio ótico e do 
microscópio eletrônico. 
Organização Celular dos 
Microrganismos 
Procariotos: bactérias, archaeas 
 
Eucariotos: fungos, algas, protozoários 
Características comuns 
a todos os seres vivos 
 Habilidade de reprodução 
 
 Capacidade de ingestão e assimilação de 
alimentos para produção de energia 
 
 Síntese de substâncias e estruturas celulares 
 
 Habilidade de excreção de produtos de escória 
 
 Capacidade de reagir às alterações do meio 
 
 Suscetibilidade à mutação 
 EXCETO VÍRUS 
Início da Teoria Celular 
 Robert Hooke  1665 
 
 Observação de 
“células” de plantas e 
de cortiça 
 
 Todos os organismos 
vivos são compostos 
por células 
Evolução da Microbiologia 
Como Ciência 
Primeiras Observações de Microrganismos 
Antony van Leeuwenhoek (1632-
1723) 
 
Holandês (Delft), comerciante e 
cientista amador. 
 
Relatou suas descobertas à Royal 
Society of London. 
O que observou? 
 
“Animálculos” 
 
Água de chuva, infusões 
de pimenta, células da 
boca, saliva, fezes etc. 
Apesar das observações pioneiras de Leeuwenhook, 
a Microbiologia não se tornou uma área ativa de 
investigação por mais de 200 anos, devido a duas 
questões intrigantes: 
 
 
1. A vida origina-se por geração espontânea? 
 
2. Qual a natureza das doenças infecciosas? 
Geração Espontânea x Biogênese 
Geração espontânea ou abiogênese: 
A vida se originava a partir damatéria 
orgânica 
 
Biogênese: 
 “Células vivas surgiriam a partir de outras 
células preexistentes” 
 
Louis Pasteur (1822-1895) 
 Químico francês 
 Derrubou a teoria da geração 
espontânea 
 Demonstrou que os microrganismos 
estão presentes no ambiente 
 Experimentos introduziram a idéia 
de técnicas assépticas 
Período de Ouro da Microbiologia 
Período de 1857 a 1914 
 
a. Descoberta dos agentes etiológicos de várias 
doenças. 
 
a. Estabeleceu-se o papel da imunidade na 
prevenção e cura de doenças. 
 
a. Estudos intensos da atividade bioquímica dos 
microrganismos. 
 
a. Aperfeiçoamento de técnicas de cultivo, 
microscopia, desenvolvimento de vacinas e 
técnicas cirúrgicas. 
Fermentação e Pasteurização 
 
Louis Pasteur 
Estudou a deterioração de vinhos e cervejas: 
 
Leveduras 
Açúcar  álcool 
 
Bactérias 
Açúcar  ácido acético (vinagre) 
 
Princípio amplamente utilizado na indústria 
de alimentos 
Robert Koch 
Robert Koch (1876) - Demonstrou que bactérias 
causavam doenças. Descobriu que o antraz 
(carbúnculo) era causado por Bacillus anthracis. 
Os Postulados de Koch 
 Um microrganismo específico 
pode sempre ser encontrado 
em associação com uma 
determinada doença. 
 O microrganismo pode ser 
isolado e cultivado em cultura 
pura. 
 A cultura pura do 
microrganismo produzirá a 
doença quando injetada num 
animal susceptível sadio. 
 É possível reisolar o 
microrganismo do animal 
infectado experimentalmente. 
Vacinação e Imunização 
Eduard Jenner 
Realizou estudos com a varíola 
bovina. Estabeleceu o processo 
de vacinação (vacca = gado). 
Louis Pasteur 
Introduziu o conceito de imunidade, baseado 
nos resultados de Jenner. 
 
Utilizou culturas avirulentas de bactérias para 
prevenir doenças (cólera em galinhas). 
Quimioterapia 
Atenção voltou-se para o controle 
de microrganismos patogênicos. 
 
Drogas sintéticas 
Antibióticos 
 
Paul Ehrlich – Utilizou Salvarsan 
(composto arsenical) para o 
tratamento de sífilis. Lançou o 
conceito de “Balas Mágicas”. 
Alexander Fleming 
Em 1928 observou colônias de 
fungos contaminando placas com 
culturas de Staphylococcus 
aureus. 
Penicillium notatum  Penicilina 
“Droga milagrosa” 
Antibióticos 
O Impacto dos Microrganismos 
na Vida Humana 
Microrganismos como agentes causadores de 
doenças 
Indústria farmacêutica - Antibióticos 
 
Microrganismos na Agricultura 
Simbioses – Rhizobium/leguminosas; micorrizas 
Nutrição animal – Ruminantes 
Doenças de plantas e animais 
Reciclagem de nutrientes na biosfera 
 
 
O Impacto dos Microrganismos 
na Vida Humana 
 
Microrganismos e a indústria 
de alimentos 
Preservação de alimentos – 
30 bilhões de dólares/ano 
Fermentação alcoólica – 
70 bilhões de dólares/ano 
Alimentos – queijos, iogurtes, 
picles, embutidos, etc. 
 
Microrganismos e energia 
Gás natural, Álcool combustível 
 
Microrganismos e o ambiente 
Ciclos biogeoquímicos 
Biorremediação 
Biomineração 
 
Astrobiologia 
O Impacto dos Microrganismos 
na Vida Humana 
Os microrganismos contribuem com a maioria 
da diversidade biológica, complexidade 
metabólica e massa biológica total da terra!