Aula 3 Origem da vida

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Prof. Ives Haifig 
(ives.haifig@ufabc.edu.br) 
Evolução e diversificação da vida na Terra 
ORIGEM DA VIDA 
ARISTÓTELES (384-322 A.C.) 
•  PNEUMA: MATÉRIA DIVINA E QUE 
CONSTITUIRIA A VIDA 
•  VIDA SURGIRIA A PARTIR DE PRINCÍPIOS 
CONTIDOS EM CERTOS ALIMENTOS, 
QUE QUANDO INGERIDOS PODERIAM 
SER ATIVADOS (ABIOGÊNESE) 
•  ANIMAIS “SUPERIORES”: O SOPRO 
VITAL PASSA AOS DESCENDENTES 
PELA REPRODUÇÃO 
•  ALGUNS SERES PODERIAM APARECER 
POR “GERAÇÃO ESPONTÂNEA” 
•  DIFERENCIA OS SERES HUMANOS DOS 
OUTROS ANIMAIS (DUALIDADE CORPO/
ALMA) 
 
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 )
 
 
DISSEMINOU A IDÉIA DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA NO MUNDO OCIDENTAL 
GERAÇÃO ESPONTÂNEA 
•  “PRINCÍPIO ATIVO" DENTRO DE CERTAS 
PORÇÕES DA MATÉRIA INANIMADA 
 
–  SERIA RESPONSÁVEL PELO DESENVOLVIMENTO 
DE UM OVO NO ANIMAL ADULTO; 
 
–  TORNARIA POSSÍVEL QUE SERES VIVOS 
SURGISSEM A PARTIR DA "MATÉRIA BRUTA” 
VAN HELMONT (1577–1644) 
•  MÉDICO BELGA 
 
•  “RECEITA" PARA A 
PRODUÇÃO 
ESPONTÂNEA DE 
CAMUNDONGOS EM 
21 DIAS: 
CAMISA SUJA (PRINCÍPIO 
ATIVO ESTARIA NO SUOR 
DA CAMISA) E SEMENTES 
DE TRIGO 
VAN HELMONT (1577–1644) 
•  MÉDICO BELGA 
 
•  “RECEITA" PARA A 
PRODUÇÃO 
ESPONTÂNEA DE 
CAMUNDONGOS EM 
21 DIAS: 
CAMISA SUJA (PRINCÍPIO 
ATIVO ESTARIA NO SUOR 
DA CAMISA) E SEMENTES 
DE TRIGO 
MAS	SERÁ?	
FRANCESCO REDI (1629-1697) 
•  MODIFICAÇÕES DA NATUREZA DO 
CONHECIMENTO 
•  NATURALISTA ITALIANO 
 
•  “ E X P E R I Ê N C I A S S O B R E A 
GERAÇÃO DE INSETOS” (1668) 
EXPERIMENTO: 
 
MOSCAS E CARNE 
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REDI REDI 
•  PROPÔS A HIPÓTESE: 
O QUE APARENTAVA SER GERAÇÃO 
ESPONTÂNEA NA VERDADE SERIA ORIUNDO DE 
OVOS DEPOSITADOS POR MOSCAS NO 
MATERIAL EM PUTREFAÇÃO 
 
•  SUPUNHA QUE: 
A GERAÇÃO ESPONTÂNEA TERIA OCORRIDO 
APENAS DURANTE OS PRIMÓRDIOS DA TERRA 
 
INTERPRETAÇÃO DE REDI 
“EMBORA ME SINTA FELIZ EM SER CORRIGIDO POR 
ALGUÉM MAIS SÁBIO DO QUE EU CASO FAÇA 
AFIRMAÇÕES ERRÔNEAS, DEVO EXPRESSAR MINHA 
CONVICÇÃO DE QUE A TERRA, DEPOIS DE TER 
PRODUZIDO AS PRIMEIRAS PLANTAS E ANIMAIS, POR 
ORDEM DO SUPREMO E ONIPOTENTE CRIADOR, 
NUNCA MAIS PRODUZIU NENHUM TIPO DE PLANTA 
OU ANIMAL, QUER PERFEITO OU IMPERFEITO... ” 
 
INTERPRETAÇÃO DE REDI 
“EMBORA ME SINTA FELIZ EM SER CORRIGIDO POR 
ALGUÉM MAIS SÁBIO DO QUE EU CASO FAÇA 
AFIRMAÇÕES ERRÔNEAS, DEVO EXPRESSAR MINHA 
CONVICÇÃO DE QUE A TERRA, DEPOIS DE TER 
PRODUZIDO AS PRIMEIRAS PLANTAS E ANIMAIS, POR 
ORDEM DO SUPREMO E ONIPOTENTE CRIADOR, 
NUNCA MAIS PRODUZIU NENHUM TIPO DE PLANTA 
OU ANIMAL, QUER PERFEITO OU IMPERFEITO... ” 
 
ABIOGÊNESE è BIOGÊCESE 
BIOGÊNESE 
CADA SER VIVO CONHECIDO ERA PROVENIENTE 
DE UMA FORMA DE VIDA PRÉ-EXISTENTE 
PERSISTÊNCIA DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA 
•  INVENÇÃO E APERFEIÇOAMENTO 
DO MICROSCÓPIO RENOVARAM A 
ACEITAÇÃO À GERAÇÃO 
ESPONTÂNEA 
•  EM 1683, ANTONIE VAN 
LEEUWENHOEK DESCOBRIU AS 
BACTÉRIAS 
•  NOTOU-SE QUE MESMO 
PROTEGENDO-SE A MATÉRIA 
ORGÂNICA POR TELAS (OU 
COLOCANDO-A EM RECIPIENTES 
TAMPADOS), A PUTREFAÇÃO 
OCORRIA E ERA ACOMPANHADA DO 
APARECIMENTO DE BACTÉRIAS E 
OUTROS ORGANISMOS 
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JOHN NEEDHAM (1745) 
•  EXPERIMENTOS REFORÇARAM A HIPÓTESE DE QUE A VIDA 
PODERIA SER ORIGINADA POR ABIOGÊNESE 
•  AQUECEU, EM TUBOS DE ENSAIO, LÍQUIDOS NUTRITIVOS 
COM PARTÍCULAS DE ALIMENTO 
•  APÓS VÁRIOS DIAS, PROLIFERAVAM ENORMES 
QUANTIDADES DE PEQUENOS ORGANISMOS 
LAZZARO SPALLANZANI (1768) 
•  EXPERIMENTOS SIMILARES AOS DE NEEDHAM, 
PORÉM FERVEU OS FRASCOS FECHADOS COM 
SUCOS NUTRITIVOS 
•  POSTERIORMENTE FORAM COLOCADOS DE LADO 
DURANTE ALGUNS DIAS 
•  NÃO FOI ENCONTRADO QUALQUER SINAL DE VIDA 
PRINCÍPIO ATIVO 
•  POR QUE, MESMO APÓS ESTA ÚLTIMA 
DEMONSTRAÇÃO, O CONCEITO DA GERAÇÃO 
ESPONTÂNEA AINDA ERA O MAIS ACEITO? 
•  RESPOSTA DE NEEDHAM: O AQUECIMENTO REALIZADO 
POR SPALLANZANI DEVERIA TER ELIMINADO O 
PRINCÍPIO ATIVO DA VIDA 
LOUIS PASTEUR (1822-1872) 
•  FIM DA GERAÇÃO 
ESPONTÂNEA 
•  EM 1860, A ACADEMIA DE 
CIÊNCIAS DE PARIS 
PROPÔS UM CONCURSO 
PARA TENTAR FINALIZAR O 
DEBATE SOBRE 
ABIOGÊNESE E BIOGÊNESE 
•  DOIS ANOS MAIS TARDE, O 
PRÊMIO FOI ENTREGUE A 
PASTEUR 
EXPERIMENTO DE PASTEUR 
 
•  BALÃO DE PESCOÇO COMPRIDO 
CONTENDO CALDO NUTRITIVO É 
AQUECIDO, MATANDO 
MICRORGANISMOS 
 
•  VAPORES DA ÁGUA DO CALDO 
CONDENSAM-SE NO PESCOÇO E SE 
DEPOSITARAM NA SUA CURVATURA 
 
 * COMO OS FRASCOS FICAVAM ABERTOS, 
NÃO SE PODIA FALAR DA 
IMPOSSIBILIDADE DA ENTRADA DO 
"PRINCÍPIO ATIVO" DO AR 
 
•  MICRORGANISMOS DO AR FICAM 
RETIDOS NO GARGALO E NÃO 
ALCANÇAVAM O CALDO 
 
•  QUEBRANDO O PESCOÇO DO BALÃO 
OCORRE CONTATO DO CALDO COM O 
AR, CONTAMINANDO-O COM 
MICRORGANISMOS 
 
MAS ENTÃO COMO SURGIU A PRIMEIRA VIDA? 
 
TODO SER VIVO É ORIGINADO A PARTIR DE 
UM SER VIVO PRÉ-EXISTENTE 
(BIOGÊNESE) 
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OPARIN E HALDANE: EVOLUÇÃO QUÍMICA GRADUAL 
NA DÉCADA DE 1920 
•  BIOQUÍMICO ALEKSANDR I. OPARIN 
•  GENETICISTA JOHN B. S. HALDANE 
A ORIGEM DA VIDA COMO PARTE DA EVOLUÇÃO DE REAÇÕES 
BIOQUÍMICAS 
–  IDÉIA BASEADA NO CONCEITO DE COMPETIÇÃO E SELEÇÃO 
DARWINIANA, NA TERRA PRÉ-BIÓTICA 
HIPÓTESE DE OPARIN-HALDANE 
•  ATRAVÉS DE REAÇÕES QUÍMICAS ENTRE MOLÉCULAS SIMPLES 
(CH4, CO, CO2, H2S, NH3, H2O, ETC) SERIAM FORMADAS 
MOLÉCULAS MAIS COMPLEXAS, COMO AMINOÁCIDOS E 
MONOSSACARÍDEOS 
 
•  COM O PASSAR DO TEMPO, TAIS MOLÉCULAS SE ACUMULARIAM 
E SE COMBINARIAM, FORMANDO POLÍMEROS (PEPTÍDEOS, 
POLISSACARÍDEOS, ETC) 
 
•  ESTRUTURAS COACERVADAS SERIAM FORMADAS PELA 
AGREGAÇÃO DOS POLÍMEROS 
 
•  AUMENTO DA COMPLEXIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS NOS 
COACERVADOS PODERIAM SER CONSIDERADOS ORGANISMOS 
VIVOS 
HIPÓTESE DE OPARIN-HALDANE HAROLD UREY 
•  QUÍMICO NORTE-AMERICANO 
 
•  ATMOSFERA DA TERRA PRIMITIVA 
SERIA SIMILAR A DOS PLANETAS 
GASOSOS (JÚPITER, SATURNO, 
URANO E NETUNO): RICA EM 
AMÔNIA (NH3), METANO (CH4) E 
HIDROGÊNIO (H2) 
 
•  O S P L A N E TA S R O C H O S O S 
(MERCÚRIO, VÊNUS, TERRA E 
M A R T E ) T E R I A M P E R D I D O 
ATMOSFERA GASOSA DEVIDO À 
B A I X A G R AV I D A D E E P E L A 
PROXIMIDADE DO SOL 
 
Urey, Harold (1893-1981) 
DEMONSTRAÇÃO EXPERIMENTAL 
NA DÉCADA DE 1950 
 
STANLEY MILLER (ALUNO DE UREY) 
 
- EXPERIMENTO SIMULANDO A 
ATMOSFERA PRIMITIVA DA TERRA E 
OBSERVANDO AS REAÇÕES 
QUÍMICAS QUE PODERIAM 
OCORRER SOB TAIS CONDIÇÕES 
 
Miller, Stanley (1930-2007) 
EXPERIMENTO DE MILLER 
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-  CONFIRMOU A HIPÓTESE DE OPARIN-HALDANE: 
 
NAS CONDIÇÕES DA TERRA PRIMITIVA, MOLÉCULAS SIMPLES 
PODEM REAGIR ENTRE SI E PRODUZIR MOLÉCULAS MAIS 
COMPLEXAS 
EXPERIMENTO DE MILLER PROBLEMAS 
 
•  MAIS RECENTEMENTE, FOI PROPOSTO QUE A 
ATMOSFERA DA TERRA PRIMITIVA SERIA 
OXIDANTE, NÃO REDUTORA 
•  A QUANTIDADE DE AMINOÁCIDOS SINTETIZADOS 
É PEQUENA 
•  O EXPERIMENTO NÃO PRODUZIU VIDA, OU 
QUALQUER MOLÉCULA MAIS COMPLEXA DO QUE 
AMINOÁCIDOS 
A VIDA PODERIA TER 
SURGIDO FORA DA 
TERRA? 
PANSPERMIA 
•  GRÉCIA ANTIGA 
–  ANAXÁGORAS (FILÓSOFO GREGO, 2.500 A.C.) 
PANSPERMIA = SEMENTES EM TODA PARTE 
 
•  PANSPERMIA: 
DEFENDIDA POR CIENTISTAS 
IMPORTANTES (EX. FRANCIS 
CRICK, CO-DESCOBRIDOR 
DA ESTRUTURA DO DNA) 
PANSPERMIA 
•  CORPOS CELESTES TERIAM TRAZIDO 
COMPOSTOS ORGÂNICOS QUE INICIARAM A 
EVOLUÇÃO QUÍMICA GRADUAL NA TERRA 
 
OU 
 
•  CORPOS CELESTES TERIAM TRAZIDO OS 
PRIMEIROS ORGANISMOS VIVOS 
PANSPERMIA: PROBLEMAS 
•  COMPOSTOS ORGÂNICOS OU ORGANISMOS 
VIVOS TERIAM QUE RESISTIR À VIAGEM: 
–  TEMPERATURAS ELEVADAS 
–  RADIAÇÃO 
 
 
 
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TEMPERATURA: POSSÍVEIS EXPLICAÇÕES 
•  METEORITOS SOFREM AQUECIMENTO QUANDO ENTRAM 
EMCONTATO COM A ATMOSFERA DA TERRA, MAS O CALOR 
NÃO ATINGE AS PORÇÕES MAIS PROFUNDAS DA ROCHA 
(ORGANISMOS QUE ESTIVESSEM NO INTERIOR DO 
METEORITO PODERIAM RESISTIR) 
 
•  ESTUDOS COM METEORITOS 
VINDOS DE MARTE SUGEREM 
QUE ATINGIRAM TEMPERATURAS 
DE NO MÁXIMO 100°C 
•  ALGUNS PROCARIOTOS 
RESISTEM À ESTA TEMPERATURA 
 
 
METEORITO MARCIANO ALH84001 
 
•  MOSTRA TRAÇOS DE 
HIDROCARBONETOS POLICÍCLICOS 
AROMÁTICOS E DEPÓSITOS 
MINERAIS SIMILARES AOS 
CAUSADOS POR BACTÉRIAS 
 
 
•  METEORITO DE CERCA DE 1,9 KG, ENCONTRADO EM 1984 
 
•  GASES NO INTERIOR DA ROCHA SÃO IDÊNTICOS AOS DA 
ATMOSFERA DE MARTE 
 
•  CRISTALIZOU-SE NO MAGMA DE MARTE 4,5 BILHÕES DE ANOS 
ATRÁS, FOI LANÇADO AO ESPAÇO QUANDO MARTE FOI ATINGIDO 
POR UM METEORITO E CAIU NA ANTÁRTICA 13 MIL ANOS ATRÁS 
 
• AINDA HÁ CONTROVÉRSIAS: 
 
-  ESTAS SERIAM MESMO EVIDÊNCIAS DE VIDA EM 
MARTE? 
 
-  PODERIA TER HAVIDO CONTAMINAÇÃO COM 
ORGANISMOS TERRESTRES? 
METEORITO MARCIANO ALH84001 METEORITO DE MURCHISON 
• FRAGMENTOS DE METEORITO QUE CAIRAM EM 
MURCHISON, NA AUSTRÁLIA (1969) 
 
 
•  FOI DETECTADA A PRESENÇA DE AMINOÁCIDOS 
E NUCLEOTÍDEOS 
RADIAÇÃO: POSSÍVEL EXPLICAÇÃO 
•  RADIAÇÃO ULTRA-VIOLETA DO SOL PODE SER 
BARRADA POR CAMADA FINA DE MATERIAL OPACO 
 
–  ESPOROS DA BACTÉRIA Bacillus subtilis FORAM 
MANTIDOS NO ESPAÇO DURANTE 6 ANOS NA 
INSTALAÇÃO ESPACIAL LDEF. FORAM EXPOSTOS À 
RADIAÇÃO, MAS SE MANTIVERAM VIÁVEIS DEVIDO 
À CAMADA DE ALUMÍNIO 
 
* POR OUTRO LADO, ESTE ESTUDO FOI CONDUZIDO 
EM ÓRBITA TERRESTRE BAIXA 
 
PANSPERMIA: OUTRAS DÚVIDAS 
* AINDA NÃO SABEMOS O SUFICIENTE SOBRE 
AS CONDIÇÕES E OS MECANISMOS PELOS 
QUAIS A VIDA PODE TER SIDO ORIGINADA 
 
•  A VIDA PODERIA TER SURGIDO 
INDEPENDENTEMENTE NA TERRA E FORA 
DELA? 
 
•  EM CASO POSITIVO, ORGANISMOS EXTRA-
TERRESTRES PODERIAM CONVIVER COM OS 
DA TERRA? 
 
–  HAVERIA UM NICHO ESPECÍFICO PARA ELES? 
 
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A VIDA PODERIA TER 
SURGIDO FORA DA 
TERRA? 
NÃO HÁ UMA RESPOSTA DEFINITIVA 
PARA ESTA QUESTÃO 
COMO OS PRIMEIROS 
ORGANISMOS OBTINHAM 
ENERGIA? 
 
SERIAM AUTOTRÓFICOS OU 
HETEROTRÓFICOS ? 
ORIGEM HETEROTRÓFICA 
 
ORGANISMOS PRECISARIAM DE UM AMBIENTE 
COM MOLÉCULAS COMPLEXAS PARA SEREM 
UTILIZADAS COMO FONTE DE ENERGIA 
METABOLISMO SIMPLES E AMBIENTE COMPLEXO 
-  ACÚMULO DE MACROMOLÉCULAS NO AMBIENTE, 
COMO PROPOSTO POR OPARIN-HALDANE 
 
-  MAIORIA DOS MODELOS ATUAIS 
ORIGEM AUTOTRÓFICA 
ORGANISMOS PRECISARIAM DE UM 
METABOLISMO COMPLEXO PARA SINTETIZAR 
MACROMOLÉCULAS A PARTIR DE CO2 OU CH4, 
(COMPENSANDO A FALTA DE 
MACROMOLÉCULAS NO AMBIENTE) 
METABOLISMO COMPLEXO E AMBIENTE SIMPLES 
 
PRIMEIROS ORGANISMOS: 
AUTOTRÓFICOS OU 
HETEROTRÓFICOS ? 
NÃO HÁ UMA RESPOSTA 
DEFINITIVA PARA ESTA QUESTÃO 
EM SÍNTESE… 
METABOLISMO PRIMORDIAL x REPLICADOR PRIMORDIAL 
METABOLISMO: 
 
-  ENERGIA INCORPORADA EM CADEIAS QUÍMICAS 
-  SÍNTESE DO MATERIAL -> REPLICAÇÃO 
-  MANUTENÇÃO: SEPARAÇÃO DOS MEIOS INTERNO (CÉLULA) e 
EXTERNO (AMBIENTE) 
REPLICADOR: 
 
-  PRIMEIRO: CAPACIDADE DE REPLICAR 
-  POSTERIORMENTE: ASSOCIAÇÃO DA MOLÉCULA COM PROTEÍNAS EM 
ROTAS METABÓLICAS 
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DÉCADA DE 80, UM FORTE CANDIDATO APARECE: 
 
- RNA CATALÍTICO (RIBOZIMAS) - TEM FUNÇÃO DE 
PROTEÍNA. 
 
- RNA QUE PARTICIPA DA TRANSCRIÇÃO DE DNA 
(TRANSCRIÇÃO REVERSA - OCORRE EM RETROVÍRUS) 
 
BIBLIOGRAFIA 
 
•  Purves, W.K. , Sadava, D.; Orians, G.H.; Heller H.C. Vida – a 
Ciência da Biologia. 6ª edição, Porto Alegre-RS: Artmed, 2005 
(capítulo 25) 
 
•  Scientific American, edição especial “O homem em busca das 
origens” (artigo “A morte da geração espontânea” p. 27-33; 
artigo “Caminhos para a origem da vida” p.34-43) 
•  Zaia, DA, Zaia CT (2008) Algumas controvérsias sobre a 
origem da vida. Química Nova, 31: 1599-1602