A_Origem_da_Vida_na_Terra

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Origem da Vida na Terra 
Os cientistas acreditam que entre 10 e 20 bilhões de 
anos atrás houve uma poderosa explosão. Toda a 
matéria do universo, que estava altamente condensa-
da, começou a se expandir com rapidez. Eventual-
mente, nuvens de matéria aglomeraram-se por atração 
gravitacional formando galáxias - grandes grupos de centenas de bi-
lhões de estrelas. 
Há pouco menos de 5 bilhões de anos atrás, próximo à parte mais 
externa de nossa galáxia (a Via Láctea), nosso sistema solar (o Sol, a 
Terra e nossos planetas-irmãos) tomou forma. A Terra provavelmente 
formou-se há cerca de 4,5 bilhões de anos pela atração gravitacional de 
rochas de tamanhos diversos. A medida que nosso planeta crescia, gra-
ças a esse processo, o peso das camadas mais externas comprimia seu 
interior. As pressões resultantes, combinadas à energia atómica origi-
nada pelo decaimento de elementos radioativos, aqueceram o interior 
até a sua fusão. 
Nesse líquido viscoso, os elementos mais pesados decantaram, 
produzindo um núcleo fluido de níquel e feno com um raio de aproxi-
madamente 3.700 km que persiste até os dias de hoje. Em torno do nú-
cleo, repousa um manto de material silicado denso, chamado magma, 
que tem 3.000 km de espessura. Sobre o manto, está a crosta, mais leve, 
que possui mais de 40 km de espessura sob os continentes, mas que po-
de ter apenas 5 km de espessura em alguns locais sob o oceano. 
Durante o primeiro meio bilhão de anos de sua existência, a Terra 
foi bombardeada por centenas de corpos rochosos que sobraram da 
formação do sistema solar. A colisão contra 
um desses corpos, que era pelo menos do ta-
manho de Marte, arrancou o material que se 
tornaria a lua. Muitas dessas colisões foram 
grandes o suficiente para criar uma atmosfe-
ra superaquecida de rocha vaporizada que 
teria evaporado a água, esterilizando a su-
perfície e a subsuperfície da Terra. 
Antes da evolução da vida, a crosta e o 
manto terrestre emitiram dióxido de carbo-
no, nitrogénio e outros gases pesados. Esses 
gases, atraídos pelo campo gravitacional da 
Terra, formaram gradualmente, ao longo de 
várias centenas de milhões de anos, uma no-
va atmosfera que consistia na sua maior par-
te de metano (CH 4), dióxido de carbono 
(C0 2 ), amónia (NH 3 ) , hidrogénio (H 2), nitro-
génio (N 2) e vapor d'água (H 2 0). Por fim, a 
Terra resfriou-se o suficiente para que o va-
O Big Bang. 
Esta ilustração do Big Bang gerada por computa-
dor ajuda a visualizar como essa grande explosão 
deve ter se parecido. 
por d'água que escapava do interior do planeta se condensasse I 
água líquida e formasse os oceanos. 
Depois que a Terra já havia se resfriado o bastante para que c 
oceanos se formassem e tendo o bombardeio de rochas se reduzido g 
um nível muito baixo, a vida evoluiu em nosso planeta. Fósseis de 9 
ganismos unicelulares complexos foram encontrados em formações n 
chosas datadas de 3,5 bilhões de anos (Figura 25.1). Os cientistas atua] 
mente acreditam que a vida deva ter surgido na Terra por volta de 4 b! 
lhões de anos atrás. 
O primeiro organismo vivo deve ter surgido de matéria não-vivã 
Como isso ocorreu? Sob quais circunstâncias originou-se a vida na Ter-
ra? Este capítulo descreve como os cientistas tentam responder a essas 
questões. 
Como Podemos Estudar Um Evento Único que 
Ocorreu Há Vários Bilhões de Anos? 
Normalmente, os cientistas buscam generalizações sobre a natureza. 
As teorias científicas mais relevantes explicam processos que ocorrem 
repetidamente. Sem dúvida, a reprodutibilidade é um elemento-chave 
do método hipotético-dedutivo. Porém, o estudo científico do início da 
vida é diferente. Os eventos que levaram à origem da vida podem ter 
acontecido uma única vez, e nós não temos evidência deles por obser-
vação direta. Desde que tais eventos ocorreram, o estado da Terra alte-
rou-se tanto que a maioria dos vestígios desses eventos primordiais de-
Figura 2 
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A ORIGEM DA VIDA NA TERRA 451 
\ 
V 
Figura 25.1 O Mais Antigo Vestígio de Vida. 
Alguns dos fósseis mais antigos de vida unicelular microscópica já conhecidos 
foram encontrados na Austrália. Esta bactéria de 3,5 bilhões de anos de idade 
foi encontrada na Austrália ocidental. 
sapareceu. Por essa razão, o estudo da origem da vida tem muito em 
comum com o estudo da história. É inevitavelmente mais especulativo 
do que a maioria dos componentes do interrogatório científico. 
Todavia, três princípios científicos podem guiar o estudo da ori-
gem da vida: 
• 0 princípio da continuidade atesta que, como a vida provavel-
mente evoluiu da não-vida por um processo contínuo, gradual, 
qualquer estágio que propusermos na evolução da vida deve ser 
derivado dos estágios preexistentes. Em outras palavras, não deve-
:mos esperar encontrar grandes mudanças repentinas. 
10 princípio dos vestígios atesta que, graças à sua continuidade 
Tpústórica, os processos prebióticos devem ter deixado alguns vestí-
gios - "pistas" - na bioquímica contemporânea. 
0 terceiro princípio, que poderíamos chamar de princípio "nada é 
fle graça", atesta que todos os organismos vivos requerem alguma 
|forma de energia para seu crescimento. Mais especificamente, eles 
jjevem oxidar algum material e obter energia dessa oxidação. 
fizando esses três princípios, os cientistas podem focalizar sua aten-
,o em hipóteses que sejam plausíveis, testáveis e merecedoras de con-
gelação com seriedade. 
Tara que recordemos o que devemos explicar, sumarizemos as ca-
pístkas essenciais da vida: 
foda vida é celular. 
jj vida é baseada em soluções aquosas. 
-Os principais átomos em todas as células são carbono, hidrogénio, 
jgfrogêiúo, oxigénio, fósforo e enxofre. 
r eações bioquímicas acontecem dentro das células. 
• Todas as proteínas são feitas do mesmo grupo de aminoácidos, to-
dos os RNAs do mesmo grupo de ribonucleotídeos e todos os 
D N A s do mesmo grupo de desoxirribonucleotídeos. 
• Todos os carboidratos são formados de um pequeno grupo de açú-
cares e todos os lipídeos, de um grupo limitado de ácidos graxos. 
• O fluxo de energia no mundo vivo é acompanhado pela formação e 
hidrólise de ligações fosfato, normalmente as do ATP. 
• Todas as células têm uma barreira osmótica ativa composta de lipí-
deos e proteínas associadas. 
• O genoma de todas as células replicativas é composto por D N A ou 
R N A , que é traduzido em polipeptídeos. 
• Todas as células possuem ribossomos, e eles são os locais de síntese 
proteica. 
• Todas as reações que são realizadas com rapidez são catalisadas 
por proteínas. 
• Os sistemas biológicos reprodutivos dão origem a fenótipos altera-
dos como resultado de genótipos mutados. 
Essas propriedades químicas básicas são os vestígios potenciais da vi-
da primitiva que podem guiar nosso estudo sobre a sua origem. Sua 
ubiquidade mostra que a evolução bioquímica foi notavelmente con-
servadora. 
Esse conservadorismo ajuda a focalizar o estudo científico de como 
a vida pode ter evoluído da não-vida. Por exemplo: os fósseis molecu-
lares mais antigos já conhecidos foram encontrados recentemente em 
ceaJauj excepcionalmente bem-conservadas no noroeste da Austrália, 
datadas de 2,7 bilhões de anos atrás. Essas moléculas são um tipo de l i -
pídeo que ainda é encontrado atualmente na membrana celular de al-
gumas cianobactérias fotossintetizantes. 
Condições Necessárias para a Origem da Vida 
Os organismos vivos são sistemas complexos que não estão em equilí-
brio e que são mantidos pelo fluxo de energia utilizável - energia livre 
(Capítulo 6). A energia desordenada - entropia - não pode ser utiliza-
da. Existem apenas duas fontes possíveis de energia que podem ser uti-
lizadas pelo metabolismo por longo prazo: a radiação do sol e o poten-
cial químico dos compostos reduzidos no magma terrestre que são l i -
berados quando emergem à superfície. Ambas são utilizadas pelos or-
ganismos atuais. Qualquer uma dessas,ou ambas, pode ter promovido 
a origem da vida. 
As condições primitivas da Terra diferiam daquelas de hoje 
O oxigénio livre (0 2) provavelmente não estava presente na atmosfera 
primitiva da Terra. O oxigénio que estava presente reagiu com hidrogé-
nio para formar água e com outros componentes da atmosfera e da 
crosta terrestre para formar óxidos de ferro, compostos silicados, dióxi-
do de carbono e monóxido de carbono. Como o oxigénio estava ligado 
a outros compostos, a Terra possuía uma atmosfera redutora (doadora 
de elétrons). O cenário das reações químicas na Terra primitiva, portan-
to, diferia fundamentalmente do atual, visto que hoje em dia a Terra 
possui uma atmosfera oxidante, com grandes quantidades de 0 2 . 
Que tipos de reações químicas poderiam ter ocorrido em um am-
biente redutor? Tais reações poderiam ter sido o primeiro passo rumo 
ao surgimento da vida? A primeira pessoa a investigar essas questões 
452 CAP ÍTULO • 25 
EXPERIMENTO 
Pergunta: Compostos orgânicos podem ser gerados sob condições 
semelhantes àquelas da Terra primitiva? 
MÉTODO 
Uma solução química 
simples é aquecida, 
produzindo uma 
"atmosfera redutora" 
de metano, amónia, 
hidrogénio e vapor 
d'água. 
Conclusão: Os blocos orgânicos construtores da vida são 
gerados na atmosfera provável da Terra primitiva. 
foi Stanley Miller. Na década de 1950, ele montou uma atmosfera redu-
tora experimental contendo hidrogénio, amónia, gás metano e vapor 
d'água. Disparou então uma descarga elétrica nesse meio, para simular 
um raio, e resfriou o sistema para que os gases se condensassem em 
uma solução aquosa, o "oceano" (Figura 25.2). Em horas, o sistema 
continha inúmeros compostos orgânicos simples (contendo carbono, 
nitrogénio e hidrogénio), incluindo, por exemplo, ácido cianídrico e 
formaldeído. Esses compostos eventualmente reagiam na água, for-
mando aminoácidos, purinas e pirimidinas - alguns dos blocos funda-
mentais da vida. 
Compostos idênticos ou similares podem ser produzidos sob uma 
variedade de condições, incluindo aquelas que simulam ambientes 
aquáticos, uma vez que lá o oxigénio livre está ausente. Esses achados 
Figura 25.2 Síntese de Moléculas Prebióticas em uma Atmosfera 
Experimental. 
Stanley Miller utilizou um sistema semelhante a este para determinar quais 
moléculas poderiam ser produzidas em uma atmosfera redutora, como aquela 
que existia na Terra primitiva. 
sugerem que, uma vez que a Terra esfriou o suficiente para que a água 
condensasse e formasse os oceanos, provavelmente muitos tipos de 
moléculas se formaram. Passados milhões de anos, essas moléculas or-
gânicas ter-se-iam acumulado nos oceanos e alcançado concentrações 
ainda maiores em pequenas poças ou em superfícies argilosas. 
A polimerização gerou diversas macromoléculas 
O próximo estágio na sequência que leva à vida foi a geração de gran-
des moléculas pela polimerização de pequenas moléculas. Polissacarí-
deos, proteínas e ácidos nucléicos são polímeros formados pela combi- i 
nação de unidades chamadas monômeros. Como vimos no Capítulo 3, 
os polímeros são montados pela condensação repetida dos monôme-
ros. Cada uma dessas condensações requer energia. Os polímeros que 
se formassem mais rapidamente ou de modo mais estável tornar-se-
iam predominantes. Altas concentrações de polímeros, por sua vez, es-
timulariam uma polimerização mais intensa por elevar o equilíbrio 
químico desde monômeros instáveis até polímeros mais estáveis. 
Protobiontes: Sistemas Prebióticos Fechados 
Os experimentos que mostraram que um rico arranjo de moléculas pre-
bióticas podia ter-se originado sob as condições mais prováveis da Ter-
ra primitiva são altamente informativos, mas uma "sopa" prebióticade 
pequenas moléculas não leva à vida. Para que a vida evolua, tres con-
dições adicionais devem ser satisfeitas: 
• Deve haver uma oferta de replicadores - moléculas auto-reprodu-
tivas. 
í 
A ORIGEM DA VIDA NA TERRA 453 
A cópia desses replicadores deve ser sujeita a erro via mutação. 
0 sistema de replicadores requer uma oferta perpétua de energia li-
vre e isolamento parcial do restante do meio. 
as próximas seções, iremos descrever a origem dos replicadores. A 
l^-essidade de mutação é facilmente alcançada porque, nas altas tem-
jeraturas da Terra primitiva, as moléculas prebióticas estariam conti-
uarnente alteradas como resultado do movimento térmico. 
| evolução das membranas gerou o isolamento parcial 
I isolamento parcial do ambiente circundante pode ser atingido em 
•fegados de moléculas prebióticas produzidas artificialmente. Cha-
Hados de protobiontes, tais agregados não se reproduzem, mas man-
1 um ambiente químico interno diferente daquele que o rodeia. 
Na década de 1920, o cientista russo Alexander Oparin observou 
e protobiontes se formavam pela agitação de uma mistura contendo 
Proteínas e polissacarídeos. Seu interior, rico em proteínas e polissaca-
-fídeos, estava separado da solução aquosa ao seu redor, cujas concen-
trações de proteínas e polissacarídeos eram muito menores. Esses pro-
tobiontes, conhecidos como coacervados, são bastante estáveis e po-
dem se formar a partir de soluções de vários tipos de polímeros. 
Os coacervados de Oparin também exibiam uma forma simples de 
metabolismo. Eles absorviam substratos, catalisavam reações e deixa-
vam os produtos se difundirem para o meio (Figura 25.3). Entretanto, 
como os coacervados não possuíam membranas lipídicas externas, eles 
diferiam dos precursores da vida mais prováveis. 
Outros protobiontes, chamados microesferas, se formam quando 
um conjunto de vários compostos orgânicos artificiais é misturado com 
.água. Se.esse conjunto de compostos inclui lipídeos, a superfície da mi-
croesfera consistirá de uma bicamada lipídica, similar àquela encontra-
da nas membranas celulares. 
Os componentes da membrana tornaram-se dispositivos 
transdutores de energia 
As moléculas que absorvem luz visível ou próxima à ultravioleta - cha-
madas cromotóforos - foram parte, provavelmente, da membrana lipí-
dica de alguns protobiontes. Quando a luz atingiu os protobiontes que 
possuíam cromóforos em suas membranas, um potencial elétrico se 
formou na membrana. Esses protobiontes puderam tornar-se disposi-
tivos transdutores de energia. 
I Dado um fluxo contínuo de luz, reações de oxidação-redução são 
i possíveis se os elétrons forem conduzidos de um lado a outro da mem-
brana. Reações tipo ácido-base também são possíveis se os prótons fo-
rem conduzidos ao longo da membrana. Esses dois tipos de reações 
podem estar associados pois são dirigidos pelo mesmo potencial elétri-
Hoje, a principal rota do fluxo de energia biológica é da radiação 
lar para a formação de um composto oxidado, um composto reduzi-
I e algum tipo de fosfato. A universalidade desse processo sugere que 
deve ter sido característico das primeiras formas de vida e que a 
protovida deve ter sido dirigida primariamente pela energia solar. 
|RNA foi provavelmente o primeiro catalisador biológico 
polímeros podem dirigir a síntese de moléculas idênticas a elas 
Imas' Q 1 1 3 ! das moléculas prebióticas era mais propensa a esse pro-
I so. Os ácidos nucléicos - a base do código genético atual - são bons 
Glicose 
Um coacervado absorve 1 
glicose 1 -fosfato do seu 
ambiente. 
Em seu interior, a enzima 
fosforilase polimeriza a 
glicose em amido. 
A enzima amilase hidrolisa 
o amido. 
Figura 25.3 O "Metabolismo" de Um Coacervado. 
As propriedades dos coacervados artificiais são semelhantes a algumas das 
propriedades das células vivas. Eles mantêm-se estáveis por meio de um reves-
timento membranoso não-lipídico. As reações químicas ocorrem em seu inte-
rior na presença de enzimas. 
candidatos. Eles são nitidamente capazes de se autoduplicarem, e as 
purinas e as pirimidinas constituintes dos nucleotídeos formaram-se 
no experimento de Miller sob condições semelhantes àquelas que se 
imagina terem prevalecido na Terra primitiva. 
Entretanto, há um problema nessa ideia. As enzimas que contro-lam os tipos e as velocidades de reação nos indivíduos são proteicas. 
Como vimos no Capítulo 12, as proteínas são sintetizadas por meio de 
um processo que inicia com a transcrição da informação do D N A para 
o mRNA. A informação no mRNA é finalmente usada para sintetizar 
um polipeptídeo usando a ligação entre um aminoácido e outro tipo de 
R N A , o tRNA. Esse sistema de síntese proteica (DNA -> R N A -»pro-
teína) deve ter evoluído gradualmente de um processo muito mais 
simples. Porém, como tal sistema teria evoluído se as proteínas neces-
sitam dos ácidos nucléicos para se formarem, enquanto os ácidos nu-
cléicos necessitam que as proteínas catalisem sua replicação? Quem 
veio primeiro? 
A incapacidade de resolver esse dilema deteve as pesquisas sobre 
a origem da vida por várias décadas. A primeira evidência veio de ex-
perimentos do final da década de 1970. Se moléculas de R N A eram adi-
cionadas a uma solução contendo purinas e pirimidinas, formavam-se 
sequências de 5 a 10 nucleotídeos. Se a essa solução fosse adicionado 
um íon inorgânico simples, como o zinco, sequências muito mais lon-
gas eram copiadas. 
A próxima descoberta que deu uma solução a esse dilema veio em 
1981 de cientistas que estudavam a excisão de íntrons e o processamen-
to dos éxons. Eles descobriram - inteiramente contrário às expectativas 
- que esse processo ocorria na ausência de enzimas! O próprio íntron -
uma sequência de R N A de 400 nucleotídeos - catalisava sua excisão e 
processamento. 
í. 
454 CAP ÍTULO • 25 
Segmentos de dupla-fita 
formam-se quando 
sequências de nucleotídeos 
de RNA pareiam umas com 
as outras. 
Figura 25.4 Uma Ribozima de Um Protista. 
A estrutura tridimensional desse RNA catalítico,ou ribozima, possibilita a catá-
lise de reações químicas durante a síntese proteica. A catálise por RNA deve ter 
precedido a catálise proteica durante a evolução da vida. 
Além disso, foi descoberto que os ribossomos, que contêm várias 
moléculas de R N A e inúmeras proteínas, têm um R N A catalítico que 
atua na síntese proteica (Capítulo 12). Os RNAs que catalisam reações 
químicas são chamados de ribozimas (Figura 25.4). 
Tomadas em conjunto, essas descobertas sugerem que o primeiro 
código genético era baseado em R N A que catalisava sua própria repli-
cação, bem como outras reações químicas. Uma alta concentração de 
R N A deveria ser necessária para que ele pudesse participar em muitas 
reações químicas diferentes. Os produtos acumulados das reações ca-
talisadas por R N A poderiam então participar em outras reações for-
mando novas estruturas. Por exemplo, RNAs poderiam ter catalisado 
a formação de moléculas semelhante a lipídeos que poderiam formar 
membranas plasmáticas e de proteínas que poderiam catalisar a sínte-
se de outras proteínas. Contudo, uma vez que as proteínas surgiram, 
elas finalmente assumiram a maioria das funções enzimáticas porque 
são melhores catalisadores do que o R N A e capazes de atividades espe-
cíficas mais diversas. 
Para se replicarem, diferentes RNAs devem ter competido uns com 
os outros por monômeros. Algumas moléculas de R N A deveriam ser 
melhores replicadores em certos ambientes, porque sua sequência de 
bases produzira estruturas tódimensionais mais estáveis naquelas con-
dições de temperatura e salinidade. Com uma maior taxa de replicação 
e uma maior estabilidade, essas moléculas de R N A terminariam tornan 
do-se dominantes na população de moléculas de RN A em seu meio 
Pesquisadores simularam a evolução das moléculas de RNA selecio 
nando, em tubo de ensaio, ribozimas com maior capacidade de catálise -
Por esse método, conseguiram produzir ribozimas com taxas de reaçào 
sete vezes maiores em relação às da reação não-catalisada, mostrando I 
como uma molécula de R N A altamente catalítica poderia ter evoluído f 
O DNA evoluiu de um molde de RNA 
Se as primeiras células utilizaram R N A como sua molécula hereditária1 
então o R N A deve ter fornecido o molde para a síntese de DNA. Em so- J 
lução, o D N A é menos estável do que o RNA; portanto, a evolução do'l 
D N A provavelmente não ocorreu antes de que a vida baseada em RN/\' 
estivesse encerrada por membranas nas quais a concentração de água 
era menor do que a do meio ao redor. Nesse meio celular, o DNA é uma 
molécula mais estável do que o R N A para armazenar informações. En-
tão, uma vez que as células evoluíram, o D N A deve ter substituído ra-
pidamente o RN A como código genético para a maioria dos organis-
mos. Nesse momento, o RN A assumiu seu papel atual de intermediá-
rio na tradução da informação genética em proteínas. 
A Fotossíntese É a Fonte do 02 Atmosférico 
A evolução da fotofosforilação não-cíclica há pouco mais de 2 bilhões 
de anos mudou o rumo da evolução e transformou a Terra. A mudan-
ça-chave foi a habilidade dos organismos vivos em utilizar água como 
fonte de hidrogénio: 
2 H 2 0 - > 4 H + + 0 2 + 4e-
Ao dividir quimicamente H 2 0 , gerou-se 0 2 como subproduto e forma-
ram-se elétrons disponíveis para reduzir C 0 2 e formar compostos or-
gânicos. 
A capacidade de dividir moléculas d'água surgiu primeiramente 
em algumas bactérias sulfurosas que evoluíram para cianobactérias. 
Restos dessas bactérias encontram-se abundantemente fossilizados em 
concentrações chamadas estromatólitos. As cianobactérias ainda for-
mam estromatólitos em alguns lugares da Terra que possuem alta sali-
nidade. 
Essa capacidade de partir a água foi, sem dúvida, a causa do ex-
traordinário sucesso das cianobactérias. O 0 2 liberado abriu caminho 
para a evolução das reações de oxidação aeróbias como fontes de ener-
gia para a formação de ATP. O metabolismo aeróbio é muito mais rápi-
do e eficiente do que o metabolismo anaeróbio e passou a dominar a vi-
da desde então. O sucesso das cianobactérias possibilitou a evolução 
de todas as reações da cadeia respiratória realizada por todas as células 
aeróbias. 
A evolução da vida modificou irrevogavelmente a natureza de nos-
so planeta. Quando surgiu pela primeira vez, o oxigénio era tóxico pa-
ra os organismos anaeróbios que habitavam nosso planeta naquele pe-
ríodo. Aqueles procariotos que desenvolveram tolerância ao 0 2 fo r a i n 
capazes de colonizar com sucesso ambientes desprovidos de outros or-
ganismos e proliferar em abundância. A vida criou o 0 2 de nossa at-
mosfera e removeu a maioria do dióxido de carbono, incorporando-o 
aos compostos orgânicos e subsequentemente transferindo-os aos sedi-
mentos oceânicos. 
t, 
A ORIGEM DA VIDA NA TERRA 455 
Figura 25.5 Estromatólitos. 
• Secção vertical de um estromatólito fóssil, (b) Estas estruturas rochosas são 
ia verdade estromatólitos vivos que prosperam em águas muito salgadas em 
StekScy, na Austrália ocidental.Camadas de cianobactérias podem ser en-
contradas na parte superior destas estruturas. 
étwlmente a Vida Está Evoluindo de 
MériaNão-Viva? 
Cs cientistas reuniram informações que nos fornecem muitas ideias so-
a ongem da vida na Terra. Em conjunto, essas informações suge-
I tent que a evolução da vida como nós a conhecemos foi muito prová-
I Val - , , 1 
8 8 condições existentes na Terra há 4 bilhões de anos. As molécu-
^bre as quais a vida se estrutura formaram-se prontamente sob es-
cttcunstâncias, bem como organizaram-se em unidades maiores. 
Assim, a origem da vida deve ter sido praticamente ine-
vitável. 
Hoje em dia, porém, não parece haver formação de 
novos seres vivos a partir de matéria não-viva. Até a me-
tade do século XIX, acreditava-se que a vida pudesse 
surgir por geração espontânea a partir de substâncias não-
vivas - por exemplo, que sapos pudessem surgir do solo 
úmido. Os experimentos que finalmente refutaram a 
teoria de geração espontânea foram realizados em 1862 
pelo grande cientista francês Louis Pasteur. Seus experi-
mentos mostraram que microrganismos vêm apenas de 
outros microrganismos e que uma solução genuinamen-
te estéril permanece indefinidamente sem "vida" a me-
nos que seja contaminada com criaturas vivas (Figura 
25.6). Comoresultado dos experimentos de Pasteur e de 
outros experimentos semelhantes realizados por outros 
cientistas, a maioria das pessoas agora aceita a ideia de 
que toda vida vem de vida preexistente. 
Por que novas formas vivas não se formam a partir 
de matéria não-viva na Terra atualmente? O motivo dis-
so é que as moléculas biológicas simples lançadas no 
ambiente de hoje são rapidamente consumidas pela vida 
existente. Elas não conseguem acumular-se nas densida-
des que caracterizavam a "sopa primordial", mesmo em 
ambientes anaeróbios. Em ambientes aeróbios, essas 
moléculas são rapidamente oxidadas em outras formas. 
Portanto, não poderiam acumular-se mesmo que não 
fossem consumidas. A geração da vida a partir da não-
vida de fato ocorreu na Terra, mas foi um evento de um 
passado remoto. Uma vez que a vida evoluiu, ela evitou 
que nova vida se originasse de matéria não-viva. 
Existe Vida em Outro Lugar do Universo? 
Desde muito tempo, as pessoas especulam sobre a possi-
bilidade de vida em outros planetas do nosso sistema so-
lar ou em outros. As evidências recentes sugerindo que 
pode ter havido vida em Marte ou em uma das luas de 
Júpiter aumentaram ainda mais essas especulações. Se 
existe ou existiu vida em outros planetas de nosso siste-
ma solar, as futuras explorações desses locais poderão 
comprovar. Para outros sistemas solares, devemos utilizar métodos in-
diretos. Uma dessas abordagens é identificar as condições que possibi-
litaram a evolução e a manutenção da vida na Terra. 
A vida foi capaz de surgir na Terra porque aqui existia um conjun-
to de condições que foi apropriado para a origem de organismos unice-
lulares. Para que um planeta seja capaz de sustentar uma forma sim-
ples de vida, ele deve estar associado a uma estrela que libere uma 
energia relativamente constante e estar suficientemente longe dela; es-
sa estrela deve ser fria o bastante para que haja água líquida em sua su-
perfície. Provavelmente, essas condições existem em muitos lugares do 
universo. 
Organismos multicelulares, por sua vez, são mais exigentes em 
seus requerimentos. U m ambiente mais estável é necessário para sua 
evolução e sobrevivência por longo prazo. Para que a vida multicelular 
evolua e sobreviva, um planeta deve ter outros planetas vizinhos gran-
des o suficiente para interceptar a maioria dos cometas e grandes me-
456 CAP ÍTULO - 2 5 
EXPERIMENTO 
Pergunta: Pasteur perguntou: "A vida se origina espontaneamente ou vem 
apenas da vida preexistente?". 
MÉTODO 
Experimento 1 Experimento 2 
Poeira 
A fervura mata todos os 
microrganismos que cresciam 
no meio de cultura. 
Q Uma longa cânula em forma de 
"pescoço-de-cisne" era mantida 
aberta, mas bloqueava as partículas 
que portavam os microrganismos 
flSeã cânula é quebrada... 1 
Poeira 
RESULTADOS 
... as partículas de pó e os 
microrganismos vivos entram no 
frasco e crescem rapidamente no 
meio de cultura rico em nutrientes. 
Crescimento 
microbiano 
Nenhum crescimento 
microbiano 
Conclusão: Toda vida vem de vida preexistente. 
Figura 25.6 Experimentos Refutaram a Geração Espontânea da 
i Vida. 
Os experimentos clássicos de Louis Pasteur mostraram que, sob as cir-
cunstâncias atuais, uma solução realmente estéril permanece sem organismos 
vivos indefinidamente. Apenas após ser"contaminada"por organismos vivos a 
"vida"surge nos frascos. 
teoros que, de outra forma, colidiriam regularmente com ele, obliteran 
do os organismos complexos. Esse planeta também deve ter uma órbj 
ta aproximadamente circular e uma taxa de rotação rápida o sufide^ 
para que não seja extremamente frio com uma noite muito longa, nem 
excessivamente quente com um dia muito longo. Também deve p 0 s 
suir uma lua grande o bastante para amortecer as irregularidades de 
rotação do planeta. 
Essas condições resultam em um ambiente banhado por água em 
que as flutuações de temperatura, tanto diurnas quanto sazonais, se-
jam relativamente pequenas, e a taxa de ocorrência de grandes pertur-
bações, que gerariam extinções em massa, seja baixa. A combinação 
dessas condições deve ser provavelmente muito rara no universo. Por-
tanto, embora a vida microbiana possa estar espalhada pelo universo 
a Terra pode ser o único lugar, ou um dos poucos lugares, onde a vida 
multicelular evoluiu, existindo até hoje. Porém, a busca pelos planetas 
que satisfaçam tais condições rigorosas está apenas no início, e o con-
junto de possibilidades é muito grande. 
As arquebactérias e as eubactérias tiveram o planeta para si por 3 
bilhões de anos, e milhares de espécies desses procariotos estão adap-
tadas aos dias atuais. O registro fóssil que discutimos no Capítulo 20 
mostra que embora períodos de extinção em massa tenham ocorrido, 
as condições na Terra vêm sendo favoráveis à vida multicelular por 
quase 1 bilhão de anos. O resultado é que, hoje em dia, a Terra suporta 
um arranjo diverso de espécies tanto de organismos uni quanto mulri-
celulares. A próxima seção deste livro é um breve resumo das muitas 
formas de vida que existem em nosso planeta. 
Resumo do Capítulo 
Como Podemos Estudar um Evento Único que Ocorreu Há 
Vários Bilhões de Anos? 
• A vida originou-se de matéria não-viva há cerca de 4 bilhões de anos. 
Mesmo que a origem da vida tenha sido um evento único, ela pode ser es-
tudada cientificamente obedecendo a três princípios: o princípio da conti-
nuidade, o princípio dos vestígios e o princípio "nada é de graça". 
Condições Necessárias para a Origem da Vida 
• As condições na Terra no momento da origem da vida diferiam daque-
las de hoje, porque a Terra possuía uma atmosfera redutora. Nas condi-
ções que se assemelham às da atmosfera da Terra primitiva, as pequenas 
moléculas essenciais aos sistemas vivos formam-se e polimerizam-se. Re-
ver Figura 25.2. 
• Antes de a vida surgir, reações de polimerização geraram os carboidra-
tos, os lipídeos, os aminoácidos e os ácidos nucléicos dos quais são forma-
dos os organismos. Essas moléculas se acumularam nos oceanos. 
Protobiontes: Sistemas Prebióticos Fechados 
• Os protobiontes mais antigos provavelmente tinham membranas for-
madas por lipídeos. Rever Figura 25.3. 
• O primeiro material genérico deve ter sido um RNA que possuía uma 
função catalítica bem como função de transferência de informação. Al-
guns RNAs - chamados ribozimas - possuem função catalítica hoje em 
dia. Rever Figura 25.4. 
• O DNA provavelmente evoluiu depois que a vida baseada em RNA ja 
estivesse circundada por membranas, que proporcionaram um ambiente 
no qual o DNA era estável. 
A ORIGEM DA VIDA NA TERRA 457 
A Fotossíntese É a Fonte do 0 2 Atmosférico 
y As cianobactérias, que desenvolveram a capacidade de dividir quimica-
mente a água em íons de hidrogénio e 0 2 , proliferaram-se e criaram o 0 2 
atmosférico. A acumulação de 0 2 livre na atmosfera fez possível a evolu-
ção do metabolismo aeróbio. 
Atualmente a Vida Está Evoluindo de Matéria Não-Viva? 
f. Como a maioria das reações químicas que deram origem à vida ocorreu 
prontamente nas condições existentes na Terra primitiva, a evolução da 
vida foi praticamente inevitável. 
t Os experimentos de Louis Pasteur e de outros convenceram os cientis-
tes de que a vida não se origina de matéria não-viva na atmosfera atual. 
Rever Figura 25.6. 
t Atualmente, não se formam seres vivos a partir de matéria não-viva 
porque as moléculas biológicas simples que se formam no ambiente atual 
são rapidamente oxidadas ou consumidas pela vida preexistente. 
Existe Vida em Outro Lugar do Universo? 
t As condições que permitem a evolução e a manutenção da vida proca-
riótica podem ser abundantes no universo, mas os requerimentos da vida 
pluricelular são mais rigorosos, incluindo um planeta com órbita aproxi-
madamente circular, alta taxa de rotação, planetas próximos que intercep-
tem impactos e uma lua grande que estabilize a órbita do planeta. Tais 
condições devem ser bastante raras. 
•Embora as condições da Terra tenham flutuado muito, elas foram ade-
quadas aos organismos pluricelularespor quase 1 bilhão de anos. 
Para Discussão 
1. Por que a inferência da composição da atmosfera da Terra primitiva é 
um elemento-chave para que possamos inferir como a vida surgiu? 
2. Por que a habilidade das ribozimas em catalisar sua própria síntese e 
a síntese de proteínas é importante para o entendimento da origem 
da vida? 
3. Os cientistas estão confiantes de que a vida não mais se origina de 
matéria não-viva nas condições atuais. Além disso, os biólogos acre-
ditam que a vida surgiu neste planeta há quase 4 bilhões de anos, a 
partir de matéria não-viva. Como os cientistas podem manter, ao 
mesmo tempo, essas duas ideias? 
4. Por que os biólogos acreditam que a evolução da vida foi extrema-
mente provável na Terra primitiva? 
5. Como cada um dos itens a seguir está envolvido na evolução dos coa-
cervados? 
a. Revestimento dos limites dos coacervados com lipídeos 
b. Ação das ondas nos corpos d'água 
c. Catalisadores dentro dos coacervados 
6. Algumas pessoas acreditam que existe vida inteligente em muitos 
planetas do universo. Outras acham que a Terra é o único planeta on-
de as formas de vida complexas, pluricelulares, evoluíram. Qual des-
ses pontos de vista você apoia? Por quê?