Surgimento da vida

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João Pedro de Moraes 9/2/2018
João Pedro de Moraes
 
 9/2/2018
Lazzaro Spallanzani italiano (Scandiano, 10 de Janeiro de 1729 — Pavia, 12 de Fevereiro de 1799) foi um padre, fisiologista e um estudioso das ciências naturais. Educado num colégio de jesuítas, Spallanzani abandonou os seus estudos em Direito na Universidade de Bolonha para se dedicar à ciência. O seu trabalho centrou-se na investigação da teoria da geração espontânea. Com suas experiências, Spallanzani mostrou que os micróbios movem-se pelo ar e que podem ser eliminados por fervura.
Seu intuito era derrubar as ideias de John Needham, que através de seus experimentos havia "comprovado" que a vida poderia surgir espontaneamente de um caldo nutritivo, colocado em um recipiente vedado e aquecido até sua fervura. O problema do experimento de Needham eram os recipientes, que não foram bem vedados, permitindo a entrada de microrganismos e a contaminação do caldo nutritivo, e uma fervura branda, que possivelmente não haveria matado todos os microrganismos que já estavam no caldo nutritivo. Spallanzani mostra que com os recipientes vedados de outra maneira mais eficiente e realizando a fervura por mais tempo, a vida não surge espontaneamente.
Porém Needham retrucou afirmando que com aquela fervura Spallanzani havia acabado com o ar dos recipientes, impossibilitando o surgimento da vida. Realmente o experimento acabava com o oxigênio dos frascos. A controvérsia só veio a ser esclarecida mais tarde, com as descobertas de Louis Pasteur.
Além disso, aprofundou os estudos de René-Antoine Reaumur, ao demonstrar que o suco gástrico era um fator decisivo na digestão. Obteve suco gástrico fazendo um animal engolir um tubo atado a um fio para posteriormente o retirar cheio do suco digestivo. Com este suco realizava experiências sobre a digestão no estômago. Para assegurar as condições corretas de temperatura, mantinha os tubos de ensaio nas suas axilas, dispensando assim a necessidade de um termostato (que não existia na altura). Também fez experiências com animais, fazendo com que estes engolissem pedaços de carne presos por fios, que depois recuperava para observar a progressão da digestão, assim como os fazia engolir objetos metálicos. Também estudou o fenômeno nele próprio, engolindo, numa das vezes, uma saqueta de tela contendo pão e carne. Deixou ficar a saqueta durante 2 dias, retirando-a repetidamente para verificar a evolução da digestão. Concluíu que, ao fim de 18 horas, a carne não era completamente digerida mas o pão ficava intacto.
John Needham (Londres, Inglaterra, 10 de setembro de 1713-Bruxelas, Bélgica, 30 de dezembro de 1781): naturalista inglês, extremo defensor da Abiogênese, fez várias experiências com frascos de vidro contendo "caldos nutritivos" abertos, fechados com rolhas, aquecidos ou não, conseguindo proliferação de microrganismos em todos os casos.
 Cientista inglês, John Tuberville Needham teve que deixar o país (uma nação protestante que acabara de sair de um período de grande turbulência religiosa) para estudar e tornar-se padre católico. No seminário, teve contato com a história natural e ficou fascinado pela microscopia. Em 1745, publicou uma obra que incluía suas observações sobre diferentes tipos de pólen, o que lhe granjeou o respeito dos botânicos.
Enquanto estudava microscopia em Paris, conheceu o naturalista francês Georges Buffon, que lhe apresentou às idéias do filósofo e matemático alemão Gottfried Leibniz. A partir das mônadas (moléculas vivas) de Leibniz, Needham desenvolveu a teoria sobre a força vegetativa que unia todas essas moléculas. Desenvolveu, então, suas experiências em geração espontânea, que o colocaram em confronto com Voltaire e Spallanzani. Needham ficou conhecido também por suas obras sobre religião Por seu trabalho científico, foi o primeiro padre católico a tornar-se membro da Royal Society, a mais antiga sociedade científica britânica, em 1768. No mesmo ano, mudou-se para Bruxelas, na Bélgica, tornando-se diretor da Academia de Ciências. Morreu em Bruxelas em 1781.
 Onde os microrganismos só poderiam ter aparecido através da "geração espontânea" já que os caldos nutritivos foram aquecidos e as possíveis formas vivas foram eliminadas e os frascos, levemente fechados, impediram a entrada de formas vivas presentes no ar. Dizia que existia um tipo de "força vital" que era responsável pelo aparecimento dos microrganismos. Porém, um padre e biólogo chamado Lazzaro Spallanzani, repetiu os mesmos experimentos de Needham com pequenas tocou SOS (ele fechou adequadamente os frascos e os levou a fervura por 1 hora matando os microrganismos presentes no caldo), e observou, depois de alguns dias, que o caldo nutritivo se manteve estéril. Needham defendeu-se dizendo que não aquecera muito para não destruir o "princípio ativo", existente nos caldos.
Louis Pasteur (Dole, 27 de dezembro de 1822 – Marnes-la-Coquette, 28 de setembro de 1895) foi um cientista francês.[1] As suas descobertas tiveram enorme importância na história da química e da medicina.
É lembrado pelas suas notáveis descobertas das causas e prevenções de doenças. Entre seus feitos mais notáveis pode-se citar a redução da mortalidade e a criação da primeira vacina contra a raiva (Vacina antirrábica). As suas experiencias deram fundamento para a teoria microbiológica da doença. Foi mais conhecido do público em geral por inventar um método para impedir que leite e vinho causem doenças, um processo que veio a ser chamado pasteurização.[2] Ele é considerado um dos três principais fundadores da microbiologia, juntamente com Ferdinand Cohn e Robert Koch. Pasteur também fez muitas descobertas no campo da química, principalmente a base molecular para a assimetria de certos cristais.[3] O seu corpo está enterrado sob o Instituto Pasteur em Paris, numa tumba decorada por mosaicos em estilo bizantino que lembram os seus feitos.[4]
primeiros anos
Louis Pasteur nasceu em Dole, a 27 de Dezembro de 1822. O seu pai foi sargento na Armada Napoleônica. Pasteur não foi um aluno especialmente aplicado ou brilhante na escola e nem mesmo na universidade em que estudou.[5] Quando era jovem, tinha um gosto especial pela pintura e fez diversos retratos de sua família. Aos dezenove anos, abandonou a pintura para se dedicar à carreira científica, que perdurou por toda a sua vida. Em 1847 ele completou os seus estudos de doutoramento na escola de física e química em Paris.
Estudos e a influência na evolução da ciência
Louis Pasteur iniciou os seus estudos no Colégio Royal em Besançon, transferindo-se para a Escola Normal Superior em 1843 de Paris, estudando química, física e cristalografia.[5] Foi na cristalogia que Louis fez suas primeiras descobertas. Descobriu em 1848 o dimorfismo do ácido tartárico, ao observar no microscópio que o ácido racêmico apresentava dois tipos de cristais, com simetria especular.[6] Foi portanto o descobridor das formas dextrógiras e levógiras, comprovando que desviavam o plano de polarização da luz no mesmo ângulo porém em sentido contrário. Esta descoberta valeu ao jovem químico, com apenas 26 anos de idade, a concessão da "Légion d'Honneur" Francesa.[5]
Após licenciar-se e assistir às aulas do grande químico francês Jean-Baptiste Dumas, começou a se interessar pela química.
Exerceu o cargo de professor de química em Dijon e depois em Estrasburgo. Casou-se com Marienne Laurente, filha do reitor da Academia. Em 1854 foi nomeado decano da Faculdade de Ciências na Universidade de Lille.
A pedido dos vinicultores e cervejeiros da região, começou a investigar a razão pela qual azedavam os vinhos e a cerveja. De novo, utilizando o microscópio, conseguiu identificar a bactéria responsável pelo processo. Propôs eliminar o problema aquecendo a bebida lentamente até alcançar 48° C, matando, deste modo, as bactérias, e encerrando o líquido posteriormente em cubas hermeticamente seladas para evitar uma nova contaminação.Este processo originou a atual técnica de pasteurização dos alimentos. Demonstrou, desta forma, que todo processo de fermentação e decomposição orgânica ocorre devido à ação de organismos vivos.[5]
Na Inglaterra, em 1865, o cirurgião Joseph Lister aplicou os conhecimentos de Pasteur para eliminar os micro-organismos vivos em feridas e incisões cirúrgicas. Em 1871, o próprio Pasteur obrigou os médicos dos hospitais militares a ferver o instrumental e as bandagens que seriam utilizados nos procedimentos médicos.
Expôs a "teoria germinal das enfermidades infecciosas", segundo a qual toda enfermidade infecciosa tem sua causa (etiologia) num micróbio com capacidade de propagar-se entre as pessoas. Deve-se buscar o micróbio responsável por cada enfermidade para se determinar um modo de combatê-lo.
Pasteur passou a investigar os microscópicos agentes patogênicos, terminando por descobrir vacinas, em especial a antirrábica que utilizou com sucesso em 1885 para tratar Joseph Meister, um garoto de 9 anos que fora mordido por um cão infectado pela raiva, utilizando-se de injeções diárias por 13 dias seguidos, com vírus cada vez menos atenuados. Meister nunca contraiu a raiva, felizmente, pois Pasteur, por não ser médico, arriscou-se a ser processado, caso o tratamento não tivesse sucesso.[7] Fundou em 1888 o Instituto Pasteur, um dos mais famosos centros de pesquisa da atualidade.
Pasteur foi quem derrubou definitivamente a ideia da geração espontânea aristotélica, com a utilização de uma vidraria chamada pescoço de cisne. Pasteur colocou um caldo nutritivo em um balão de vidro, de pescoço curvo.[5] Ferveu o caldo existente no balão, o suficiente para matar todos os possíveis microrganismos que poderiam existir nele. Cessado o aquecimento, vapores da água proveniente do caldo condensaram-se no pescoço do balão e se depositaram, sob forma líquida, na sua curvatura inferior.
Como os frascos ficavam abertos, não se podia falar da impossibilidade da entrada do "princípio ativo" do ar. Com a curvatura do gargalo, os micro-organismos do ar ficavam retidos na superfície interna úmida e não alcançavam o caldo nutritivo.
Quando Pasteur quebrou o pescoço do balão, permitindo o contato do caldo existente dentro dele com o ar, constatou que o caldo contaminou-se com os microrganismos provenientes do ar.
Morreu em Villeneuve-L'Etang no dia 28 de Setembro de 1895. Encontra-se sepultado no Instituto Pasteur, Ilha de França, Paris na França.[8]
Em 1745, o cientísta inglês John T. Needham (1713-1781) realizou vários experimentos em que submetia à fervura frascos contendo substancias nutritivas. Após a fervura, fechava os frascos com rolhas e deixava-os em repouso por alguns dias. Depois ao examinar essas soluções ao microscópio, Needham observava a presença de microorganismos.
A explicação que ele deu a seus resultados foi de que os microorganismos teriam surgido por geração espontânea. Ele dizia que a solução nutritiva continha uma “força vital” responsável pelo surgimento das forças vivas.
	Posteriormente, em 1770, o pesquisador italiano Lazzaro Spallanzani(1729-1799) repetiu os experimentos de Needham, com algumas modificações, e obteve resultados diferentes.
Spallanzani colocou substâncias nutritivas em balões de vidro, fechando-os hermeticamente. Esses balões assim preparados eram colocados em calderões com água e submetidos à fervura durante algum tempo. Deixava resfriar por alguns dias e então ele abria os frascos e observava o líquido ao microscópio. Nenhum organismo estava presente.
Spallanzani explicou que Needham não havia fervido sua solução nutritiva por tempo suficientemente longo para matar todos os microrganismos existentes nela e, assim, esterelizá-la. Needham respondeu a essas críticas dizendo que, ao ferver por muito tempo as substâncias nutritivas em recipientes hermeticamente fechados, Spallanzani havia destruído a “força vital” e tornado o ar desfavorável ao aparecimento da vida.
Nessa polêmica, Needham saiu fortalecido.
Somente por volta de 1860, com os experimentos realizados por Louis Pasteur (1822 – 1895), conseguiu-se comprovar definitivamente que os microorganismos surgem a partir de outros preexistentes.
Os experimentos de Pasteur estão descritos e esquematizados na figura abaixo:
A ausência de microrganismos nos frascos do tipo “pescoço de cisne” mantidos intactos e a presença deles nos frascos cujo “pescoço” havia sido quebrado mostram que o ar contém microorganismos e que estes, ao entrarem em contato com o líquido nutritivo e estéril do balão, desenvolvem-se. No balão intacto, esses microorganismos não conseguem chegar até o líquido nutritivo e estéril, pois ficam retidos no “filtro” formado pelas gotículas de água surgidas no pescoço do balão durante o resfriamento. Já nos frascos em que o pescoço é quebrado, esse “filtro” deixa de existir, e os micróbios presentes no ar podem entrar em contato com o líquido nutritivo, onde encontram condições adequadas para seu desenvolvimento e proliferam.
A hipótese da biogênese passou, a partir de então, a ser aceita universalmente pelos cientistas.
Em 1950, dois pesquisadores da Universidade de Chicago, Stanley Miller e Harold Urey, desenvolveram um aparelho em que simularam as condições supostas para a Terra primitiva.
Com sucesso, obtiveram resultados que confirmaram a hipótese de Oparin.
Inicialmente, obtiveram com o seu experimento pequenas moléculas que, com o passar do tempo, se combinaram formando moléculas mais complexas, inclusive os aminoácidos glicina e alanina. Posteriormente, novas pesquisas obtiveram outros aminoácidos e vários compostos de carbono.
Os protobiontes de Oparin receberam diferentes nomes dados pelos cientistas, dependendo de seu conteúdo: microsferas, protocélulas, micelas, lipossomos e coacervados. Estes possuem uma “membrana” dupla, formada por duas camadas lipídicas, à semelhança das membranas celulares.
 
Ampliando a hipótese de Oparin: proteinóides e ribozimas
No começo da década de 1970, o biólogo Sidney Fox aqueceu, a seco, a 60ºC, uma mistura de aminoácidos. Obteve pequenos polipeptídeos, a que ele chamou de proteinóides. A água resultante dessa reação entre aminoácidos evaporou em vistude do aquecimento. Fox quis, com isso, mostrar que pode ter sido possível a união de aminoácidos apenas com uma fonte de energia, no caso o calor, e sem a presença de água. Faltava esclarecer o possível local em que essa união teria ocorrido.
Recentemente, os cientistas levantaram a hipótese de que a síntese de grandes moléculas orgânicas teria ocorrido na superfície das rochas e da argila existente na Terra primitiva.
A argila em particular, teria sido o principal local da síntese. Ela é rica em zinco e ferro, dois metais que costumam atuar como catalisadores em reações químicas. A partir daí, vagarosamente ocorrendo as sínteses, as chuvas se encarregariam de lavar a crosta terrestre e levar as moléculas para os mares, transformando-os no imenso caldo orgânico sugerido por Oparin. Essa descoberta, aliada aos resultados obtidos por Fox, resolveu o problema do local em que possivelmente as sínteses orgânicas teriam ocorrido.
Havia, no entanto, outro problema: as reações químicas ocorrem mais rapidamente na presença de enzimas. Somente a argila, ou os metais nela existentes, não proporcionariam a rapidez necessária para a ocorrência das reações. Atualmente, sugere-se que uma molécula de RNA teria exercido ação enzimática. Além de possuir propriedades internacionais, descobriu-se que o RNA também tem características de enzima, favorecendo a união de aminoácidos.
Assim, sugerem os cientistas, RNAs produzidos na superfície de argilas, no passado, teriam o papel de atuar como enzimas na síntese dos primeiros polipeptídeos. Esses RNAs atuariam como enzimas chamadas ribozimas e sua ação seria auxiliada pelo zinco existente na argila. Outro dado que apóia essa hipótese é o fato de que, colocando moléculas de RNA em tubo de ensaio com nucleotídeos de RNA, ocorre a síntese demais RNA sem a necessidade de enzimas
A hipótese de Oparin e Haldane
Trabalhando independentemente, o cientista russo Aleksander I. Oparin (1894-1980) e o cientista inglês John Burdon S. Haldane (1892 – 1964) propuseram na década de 1920, hipóteses semelhantes sobre como a vida teria se originado na Terra. Apesar de existirem pequenas diferenças entre as hipóteses desses cientistas, basicamente eles propuseram que os primeiros seres vivos surgiram a partir de moléculas orgânicas que teriam se formado na atmosfera primitiva e depois nos oceanos, a partir de substâncias inorgânicas.
Vamos, de modo simplificado, apresentar uma síntese de dessas idéias: as condições da Terra antes do surgimento dos primeiros seres vivos eram muito diferentes das atuais. As erupções vulcânicas eram muito freqüentes, liberando grande quantidade de gases e de partículas para a atmosfera.
Esses gases e partículas ficaram retidos por ação da força da gravidade e passaram a compor a atmosfera primitiva
Embora não exista um consenso sobre a composição da atmosfera primitiva, foi proposto no início que, provavelmente, era formada por metano (CH4), amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor d’água (H2O). Não havia gás oxigênio (O2) ou ele estava presente em baixíssima concentração; por isso se fala em ambiente redutor, isto é, não oxidante. Nessa época, a Terra estava passando por um processo de resfriamento, que permitiu o acúmulo de água nas depressões da sua costa, formando os mares primitivos.
As descargas elétricas e as radiações eram intensas e teriam fornecido energia para que algumas moléculas presentes na atmosfera se unissem, dando origem a moléculas maiores e mais complexas: as primeiras moléculas orgânicas. É importante lembrar que na atmosfera daquela época, diferentemente do que ocorre hoje, não havia o escudo de ozônio (O3) contra as radiações, especialmente a ultravioleta, que, assim, atingiam a Terra com grande intensidade.
As moléculas orgânicas formadas eram arrastadas pelas águas das chuvas e passavam a se acumular nos mares primitivos, que eram quentes e rasos. Esse processo, repetindo-se ao longo de muitos anos, teria transformado os mares primitivos em verdadeiras “sopas nutritivas”, ricas em matéria orgânica. Essas moléculas orgânicas poderia ter-se agregado, formando coacervados, nome derivado do latim coacervare, que significa formar grupos. No caso, o sentido de coacervados é o de conjunto de moléculas orgânicas reunidas em grupos envoltos por moléculas de água.
Esses coacervados não eram seres vivos, mas uma primitiva organização das substâncias orgânicas em um sistema semi-isolado do meio, podendo trocar substâncias com o meio externo e havendo possibilidade de ocorrerem inúmeras reações químicas em seu interior.
Não se sabe como a primeira célula surgiu, mas pode-se supor que, se foi possível o surgimento de um sistema organizado como os coacervados, podem ter surgido sistemas equivalentes, envoltos por uma membrana formada por lipídios e proteínas e contendo em seu interior a molécula de ácido nucléico. Com a presença do ácido nucléico, essas formas teriam adquirido a capacidade de reprodução e regulação das reações internas.
Nesse momento teriam surgido os primeiros seres vivos que, apesar de muito primitivos, eram capazes de se reproduzir, dando origem a outros seres semelhantes a eles.
Lazzaro Spallanzani, (born Jan. 12, 1729, Modena, Duchy of Modena—died 1799, Pavia, Cisalpine Republic), Italian physiologist who made important contributions to the experimental study of bodily functions and animal reproduction. His investigations into the development of microscopic life in nutrient culture solutions paved the way for the research of Louis Pasteur.
Spallanzani was the son of a distinguished lawyer. He attended the Jesuit college at Reggio, where he received a sound education in the classics and philosophy. He was invited to join the order, but, although he was eventually ordained (in 1757), he declined this offer and went to Bologna to study law. Under the influence of his kinswoman Laura Bassi, a professor of mathematics, he became interested in science. In 1754 Spallanzani was appointed professor of logic, metaphysics, and Greek at Reggio College and in 1760 professor of physics at the University of Modena.
Although Spallanzani published in 1760 an article critical of a new translation of the Iliad, all of his leisure was being devoted to scientific research. In 1766 he published a monograph on the mechanics of stones that bounce when thrown obliquely across water. His first biological work, published in 1767, was an attack on the biological theory suggested by Georges Buffon and John Turberville Needham, who believed that all living things contain, in addition to inanimate matter, special “vital atoms” that are responsible for all physiological activities. They postulated that, after death, the “vital atoms” escape into the soil and are again taken up by plants. The two men claimed that the small moving objects seen in pond water and in infusions of plant and animal matter are not living organisms but merely “vital atoms” escaping from the organic material. Spallanzani studied various forms of microscopic life and confirmed the view of Antonie van Leeuwenhoek that such forms are living organisms. In a series of experiments he showed that gravy, when boiled, did not produce these forms if placed in phials that were immediately sealed by fusing the glass. As a result of this work, he concluded that the objects in pond water and other preparations were living organisms introduced from the air and that Buffon’s views were without foundation.
The range of Spallanzani’s experimental interest expanded. The results of his regeneration and transplantation experiments appeared in 1768. He studied regeneration in a wide range of animals including planarians, snails, and amphibians and reached a number of general conclusions: the lower animals have greater regenerative power than the higher; young individuals have a greater capacity for regeneration than the adults of the same species; and, except in the simplest animals, it is the superficial parts not the internal organs that can regenerate. His transplantation experiments showed great experimental skill and included the successful transplant of the head of one snail onto the body of another. In 1773 he investigated the circulation of the blood through the lungs and other organs and did an important series of experiments on digestion, in which he obtained evidence that digestive juice contains special chemicals that are suited to particular foods. At the request of his friend Charles Bonnet, Spallanzani investigated the male contribution to generation. Although the spermatozoa had first been seen in the 17th century, their function was not understood until some 30 years after the formulation of the cell theory in 1839. As a result of his earlier investigations into simple animals, Spallanzani supported the prevailing view that the spermatozoa were parasites within the semen. Both Bonnet and Spallanzani accepted the preformation theory. According to their version of this theory, the germs of all living things were created by God in the beginning and were encapsulated within the first female of each species. Thus, the new individual present in each egg was not formed de novo but developed as the result of an expansion of parts the delineation of which had been laid down within the germ by God at the creation. It was assumed that the semen provided a stimulus for this expansion, but it was not known if contact was essential nor if all the parts of the semen were required. Using amphibians, Spallanzani showed that actual contact between egg and semen is essential for the development of a new animal and that filtered semen becomes less and less effective as filtration becomes more and more complete. He noted that the residue on the filter paper retained all its original powerif it were immediately added to the water containing the eggs. Spallanzani concluded that it was the solid parts of the secretion, proteinaceous and fatty substances that form the bulk of the semen, that were essential, and he continued to regard the spermatozoa as inessential parasites. Despite this error, Spallanzani performed some of the first successful artificial insemination experiments on lower animals and on a dog.
As Spallanzani’s fame grew, he became a fellow of most of the scientific societies in Europe. In 1769 he accepted a chair at the University of Pavia, where, despite other offers, he remained for the rest of his life. He was popular with students and colleagues. Once a small group, jealous of his success, accused him of malpractice in association with the museum that he controlled, but he was soon vindicated. Spallanzani took every opportunity to travel, to study new phenomena, and to meet other scientists. The accounts of his journeys to Constantinople and Sicily still provide interesting reading. Toward the end of his life he conducted further research on microscopic animals and plants that he had started early in his career; he also began studies on the electric charge of the torpedo fish and sense organs in bats. In his last set of experiments, published posthumously, he attempted to show that the conversion of oxygen to carbon dioxide must occur in tissues, not in the lungs (as Antoine-Laurent Lavoisier had suggested in 1787).
John Needham, in full John Tuberville Needham, (born September 10, 1713, London, England—died December 30, 1781, Brussels, Belgium), English naturalist and Roman Catholic divine, first clergyman of his faith to become a fellow of the Royal Society of London (1768).
He was ordained in 1738 but spent much of his time as a teacher and tutor. His reading about animalcules (microscopic organisms) aroused an interest in natural science, and from 1746 to 1749 he studied in London and Paris. He became a staunch advocate of the theories of spontaneous generation (life from inorganic matter) and vitalism (doctrine holding that life processes cannot be explained by the laws of chemistry and physics). In 1750 he presented his theory of spontaneous generation and attempted to offer scientific evidence supporting the theory. In 1767 he retired to the English seminary at Paris to pursue his scientific experiments. He also served as the director of the Imperial Academy in Brussels until 1780.
REFERENCIAS 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lazzaro_Spallanzani
https://pt.wikipedia.org/wiki/John_Needham
https://pt.wikipedia.org/wiki/Louis_Pasteur
http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao4.php
https://www.britannica.com/biography/John-Needham
https://www.britannica.com/biography/Lazzaro-Spallanzani
 
João Pedro de Moraes 9/2/2018