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Bruna L. Ferreira Origem da vida e evolução biológica 1 Roteiro ❖ Histórico: Origem da vida; ❖ Teorias recentes; ❖ Evolucionismo x Fixismo; ❖ Teoria sintética da evolução. 2 Origem da vida Abiogênese Biogênese ❖ Aristóteles ❖ William Harvey ❖ Isaac Newton ❖ René Descartes ❖ Helmont ❖ Needham 3 ❖ Redi ❖ Joblot ❖ Spallanzani ❖ Louis Pasteur Aristóteles (384 a 322 a.C.) ❖ Também denominada Teoria da Geração espontânea. ❖ Acreditava que um princípio vital teria a capacidade de transformar a matéria bruta em um ser vivo. “Todos os seres vivos originam-se espontaneamente da matéria bruta.” 4 Francesco Redi (1626-1697) ❖ Uma das principais evidências da abiogênese era o aparecimento “espontâneo” de “vermes” em carne podre ❖ Um dos primeiros a empregar o método experimental “Os seres vermiformes que surgem na carne em putrefação são larvas, um estágio do ciclo de vida das moscas. As larvas devem surgir de ovos colocados por moscas, e não por geração espontânea a partir da putrefação da carne” 5 Francesco Redi (1626-1697) 6 Origem da vida ❖ Meados do século XVII: descoberta dos micróbios. ❖ Reanimação da hipótese da geração espontânea ❖ Os abiogenistas achavam que seres tão pequenos e simples como os micróbios não se reproduziam, surgindo por geração espontânea 7 Louis Joblot (1645-1723) ❖ Em 1711, ferveu um caldo nutritivo à base de carne e repartiu-o entre duas séries de frascos: uns abertos e outros tampados com pergaminho; ❖ Conclusão de Joblot: Os micróbios surgiam de “sementes” provenientes do ar, e não por geração espontânea a partir do caldo. 8 John Needam (1713-1781) ❖ Hipótese da geração espontânea ganha novo impulso ❖ Colocou caldo nutritivo em diversos frascos, fervendo-os por 30 min. Depois de alguns dias, os caldos estavam repletos de micróbios. ❖ Argumentou então que os seres presentes nos caldos surgiram por geração espontânea. 9 Lazzaro Spallanzani (1729-1799) ❖ As infusões preparadas por Spallanzani, bem fervidas e arrolhadas, continuaram livres de micróbios ❖ Spallanzani: Needham não ferveu o caldo por tempo suficiente ou não vedou os frascos de forma eficiente ❖ Needham: A fervura por tempo prolongado destruía a “força vital” presente no caldo ❖ François Appert: Aproveitou as experiências de Spallanzani e inventou a indústria de enlatados 10 11 Lazzaro Spallanzani (1729-1799) ❖ Em fins do século XVIII: descoberta do gás oxigênio e seu papel essencial à vida ❖ Abiogenistas: A presença de ar fresco era fundamental para a geração espontânea da vida ❖ Biogenistas: O ar era a fonte de contaminação dos caldos ❖ Academia Francesa de Ciências: prêmio para quem apresentasse um experimento definitivo sobre essa questão 12 Louis Pasteur(1822-1895) ❖ 1º Frascos de vidro fechados completamente contendo caldo nutritivo até as altitudes dos Alpes, abriu os frascos e depois os derreteu e fechou ❖ De volta ao laboratório, verificou que apenas um 1 dos vinte frascos abertos nas montanhas havia se contaminado 13 Louis Pasteur (1822-1895) ❖ 2º Amoleceu os gargalos no fogo antes de ferver os caldos. ❖ À medida que esfriava as partículas do ar ficavam retidas nas paredes do gargalo e nenhum frasco se contaminou Derrubou definitivamente a hipótese da geração espontânea 14 Teorias modernas ❖ Panspermia ❖ Miller-Urey (1953): água, metano, amônia e hidrogênio. ❖ Cairns-Smith: cristais de minerais na argila podem ter arranjado moléculas orgânicas em padrões organizados. ❖ Black-smockers: substâncias ricas em sulfato ❖ Gelo sobre os mares: proteção e ↓ metabolismo. ❖ Metabolismo X Material genético 15 Surgimento dos processos energéticos ❖ Heterotrófica: a fonte de alimento desses seres seria constituída de moléculas que se acumulavam nos mares e lagos primitivos. ❖ Autotrófica (quimiolitoautotróficos): produziam seu alimento a partir da energia liberada por reações químicas (ferro e enxofre) da crosta terrestre. 16 Fixismo ❖ Doutrina ou teoria filosófica bem aceita no século XVIII ❖ propunha que todas as espécies, por poder divino, haviam sido criadas tal como são, e permaneceriam assim, imutáveis, por toda sua existência. 17 Teorias fixistas ❖ Criacionismo: Deus é o criador de todas as espécies. ❖ Espontaneismo: os seres vivos se originam de matéria inerte em condições especiais. ❖ Catastrofismo: evolução por meio de catástrofes causadas por intervenção divina. 18 Lamarckismo ❖ Lamarck defendia que os seres vivos provinham de outros seres vivos e cada espécie ocupava um lugar na “escala natural”. ❖ A teoria da evolução elaborada por Lamarck em 1809 evidencia dois princípios: A Lei do uso e do desuso e a Lei transmissão dos caracteres adquiridos. 19 20 Modificação ambiental Necessidade de adaptação Novo comportamento Lei de uso e desuso Desenvolvimento ou atrofia de um órgão Lei da herança dos caracteres adquiridos Modificação no organismo Transmissão da característica aos descendentes Lamarckismo Críticas ❖ A lei do uso e desuso não é verdadeira em todas as situações e os órgãos desenvolvidos pelo uso sofrem regressão quando deixam de ser usados. ❖ As características adquiridas ao longo da vida por um ser vivo afetam apenas a sua parte somática, e não o material genético, ou seja, não são transmitidas à sua descendência. 21 Darwinismo Pode ser resumido em três princípios: ❖ Princípio da variação: entre os indivíduos de qualquer população, há variações quanto à morfologia, à fisiologia e ao comportamento ❖ Princípio da hereditariedade: os descendentes se assemelham aos seus genitores mais que a indivíduos não aparentados ❖ Princípio da seleção: algumas formas são mais bem sucedidas do que outras em sobreviver e se reproduzir em um determinado ambiente (Seleção Natural) 22 I. Todos os organismos têm potencialidade para aumentar em número em progressão geométrica; II. Em cada geração, entretanto, o número de indivíduos de uma mesma espécie permanece constante; III. Conclui-se que deve haver competição pela sobrevivência; IV. Variações (que podem ser herdadas) são encontradas entre indivíduos de todas as espécies; 23 Darwinismo I. m II. Em; III. ; IV. ; V. Algumas variações são favoráveis a um organismo em um determinado ambiente e auxiliam na sua sobrevivência e reprodução; VI. Variações favoráveis são transmitidas para os descendentes e, acumulando-se com o tempo, dão origem a grandes diferenças. Assim, eventualmente, novas espécies são produzidas a partir de espécies antigas. 24 Darwinismo A origem das espécies Alguns fatores influenciaram sua obra: ❖ Dados geológicos (Lyell); ❖ Dados demográficos (Malthus); ❖ Dados biogeográficos (colhidos nas suas viagens aos trópicos); ❖ Obra de Wallace (julho de 1858 à Linnean Society de Londres). 25 Divergências ❖ Wallace acreditava que as diferenças em relação à ornamentação, estrutura e cor existentes entre os machos e as fêmeas era explicada apenas pela seleção natural, sendo que a seleção sexual devia ser restrita à luta entre os machos pela posse da fêmea. ❖ Origem da natureza moral e das faculdades mentais não podia ser explicada pela ação da seleção natural, através de modificações graduais e desenvolvimento a partir de animais inferiores, mas que para dar conta dela era necessário recorrer a “alguma outra influência, lei ou agente”. 26 Darwin x Lamarck Lamarck – evolução linear X Darwin – evolução ramificada com um ancestralcomum Lamarck – o meio gera a variação X Darwin – o meio seleciona uma característica que já apresenta variação 27 Teoria sintética da evolução ❖ Sob o ponto de vista genético, a evolução corresponde a “qualquer alteração das frequências alélicas da população”. ❖ Variabilidade: condição básica para que ocorram processos evolutivos ❖ Teoria Sintética da Evolução e se fundamenta nos seguintes processos: a. Processo que cria variabilidade – mutação b. Processos que ampliam a variabilidade – recombinação genética, hibridação, alterações na estrutura e número de cromossomos e migração c. Processos que orientam as populações para maior adaptação – seleção natural, deriva genética e isolamento reprodutivo 28 ❖ Histórico: Origem da vida; ❖ Teorias recentes ❖ Evolucionismo x Fixismo; ❖ Teoria sintética da evolução 29 Bibliografia ❖ FUTUYMA, D. J. Biologia Evolutiva. Ribeirão Preto: Funpec Editora. 2003. 631p. ❖ RIDLEY, M. Evolução. Porto Alegre: Artmed Editora SA. 3 ed. 2004. 751p. ❖ GOWDAK, D.; MATTOS, N. S. de. Biologia: Genética - Evolução - Ecologia. S. Paulo: FTD. 1990. 371p. ❖ MENDONÇA. V. L. Biologia: O Ser Humano; Genética; Evolução. Vol. 3. 2 ed. S. Paulo: AJS. 2013. 296p. 30
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