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Características gerais dos seres vivos A maioria dos seres vivos é caracterizada por: • estrutura celular • reprodução • complexidade e organização • material genético • metabolismo • adaptação • reatividade • evolução. Estrutura celular Todos os seres vivos são constituídos por unidades estruturais e funcionais conhecidas como células. A célula é a menor porção capaz de apresentar as propriedades de um ser vivo, ou seja, nasce, cresce, reproduz-se e morre. Os seres vivos podem ter o corpo constituído por uma ou mais células, sendo chamados respectivamente, de unicelulares, como a bactéria, e pluricelulares (multicelulares), como os animais e plantas. Complexidade e organização Mesmo quando unicelular, o organismo apresenta extrema complexidade, presente tanto na estrutura quanto no funcionamento da célula. No corpo humano, que é um organismo pluricelular, encontramos 200 tipos de células, que se organizam em quatro tipos básicos de conjuntos, chamados de tecidos: epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso. Os grupos desses tecidos se reúnem formando órgãos. Por sua vez, uma série de órgãos passa a constituir um sistema. Metabolismo É conjunto de processos químicos envolvidos na liberação e utilização de energia no interior das células. Ele é responsável pelo crescimento, manutenção e reparo das células. Dividimos os processos metabólicos em duas etapas: anabolismo e catabolismo. O termo anabolismo compreende os processos químicos nos quais substâncias mais simples são combinadas para formar outras mais complexas, resultando em armazenamento de energia, formação de novas estruturas celulares e crescimento. O catabolismo as substâncias complexas são quebradas, originando substâncias mais simples e liberação de energia. Reatividade É a capacidade de reagir aos estímulos do meio ambiente. Chamamos de estímulo a qualquer alteração física ou química do ambiente capaz de desencadear uma reação num organismo. São exemplos a capacidade olfativa de um cão e o movimento de uma planta de girassol, em relação à posição do Sol. Reprodução Qualquer ser vivo é capaz de originar organismos semelhantes. A reprodução pode ser assexuada ou sexuada. Material genético Todas as atividades celulares são controladas por estruturas conhecidas como genes. Em cada célula, aparece uma extensa molécula, o DNA (ácido desoxirribonucleico), no qual estão contidos os genes. Passando de pais para filhos, os genes mantêm as características específicas de cada organismo. Adaptação É qualquer modificação de estrutura, função ou comportamento que permite a um organismo explorar de maneira mais eficiente o meio em que vive. Por meio da adaptação, o ser vivo aumenta as possibilidades de sobrevivência e reprodução. Evolução Mutação é qualquer alteração do material genético que provoca o aparecimento de uma nova característica, conhecida como variação. Por meio das variações, ocorre o processo chamado de evolução, que é a transformação sofrida pelos organismos no transcorrer da história da Terra. Origem da vida BIG BANG A origem da Terra ocorreu há, aproximadamente, 4 560 bilhões de anos. Toda a matéria que compõe o Universo atual estava comprimida em uma esfera extremamente pequena, do tamanho da ponta de uma agulha. Há cerca de 14 bilhões de anos, essa esfera teria subitamente expandido essa matéria, formando, assim, de uma só vez, o Universo. A essa grande explosão dá-se o nome científico de Big Bang. Sistema Solar é resultado direto dessa explosão. TEORIAS SOBRE A ORIGEM DA VIDA Teoria da geração espontânea, ou teoria da abiogênese, afirma que todos os seres vivos originam-se da matéria bruta de modo contínuo. Essa teoria, entretanto, foi contestada por vários cientistas, que através de seus experimentos provaram que um ser vivo só se origina de outro ser vivo. Surgiu, então, a atualmente aceita teoria da biogênese. • Teoria da abiogênese: os seres vivos originam-se da matéria bruta de maneira contínua (geração espontânea). Principais defensores: Aristóteles, Platão, Needhan, Virgílio, Aldovandro, Kricher e Van Helmont. • Teoria da biogênese: os seres vivos originam--se de outros seres vivos. Principais defensores: Redi, Spallanzani e Pasteur. Von Helmont fórmula para se obter ratos: ‘Enche-se de trigo e fermento um vaso, que é fechado com uma camisa suja, de preferência de mulher. Um fermento vindo da camisa, transformado pelo odor dos grãos, transforma em ratos o próprio trigo’’. Redi Francesco Redi começou a combater a teoria da geração espontânea. Os resultados de Redi fortaleceram a teoria da biogênese, mas, apesar disso, muitos ainda continuavam aceitando a teoria da geração espontânea Needham John T. Needham mostrou, através de vários experimentos, que, em recipientes contendo vários tipos de infusões e submetidos à fervura, mantidos fechados ou não, apareciam micro-organismos. Needham afirmou que esse fenômeno ocorria devido à presença, nas partículas orgânicas da infusão, de uma “força vital’’ especial, responsável pelo aparecimento das formas vivas microscópicas. Spallanzani O Spallanzani criticou seriamente os experimentos de Needham. Spallanzani realizou experimentos provando que o aquecimento prolongado de substâncias orgânicas acondicionadas em recipientes fechados, providos de válvula de escape, não propiciava o desenvolvimento de micro-organismos. Needham respondeu afirmando que ao ferver substâncias em recipientes fechados, estava-se destruindo a “força vital” e tornando o ar desfavorável ao aparecimento da vida. Spallanzani não conseguiu provar que o aquecimento de material orgânico em recipientes fechados não alterava a qualidade do ar. Nessa polêmica, Needham saiu favorecido, reforçando ainda mais a teoria da geração espontânea. Pasteur Louis Pasteur através de seus experimentos com balões do tipo “pescoço de cisne”, conseguiu provar definitivamente que os seres vivos originavam-se de outros seres vivos. Além disso, constatou, através de outros experimentos, a presença de micróbios no ar atmosférico. Este experimento mostra que um líquido, ao ser fervido, não perde a “força vital” pois quando o pescoço do balão é quebrado, após a fervura do líquido, há aparecimento de seres vivos. Teoria de Oparin e Haldane De forma independente, os cientistas Oparin e Haldane levantaram uma hipótese que é hoje considerada a mais aceita de origem da vida. Eles propuseram que a atmosfera primitiva da Terra apresentava compostos que sofreram a ação de raios e da radiação ultravioleta, dando origem a moléculas simples. Essas moléculas orgânicas ficavam nos oceanos primitivos, formando uma espécie de “sopa primitiva”. A atmosfera primitiva terrestre era composta basicamente por amônia, hidrogênio, metano e vapor d'água. O vapor d'água da atmosfera condensava-se e dava origem a chuvas. A água, ao cair no solo, evaporava-se rapidamente, uma vez que a superfície terrestre ainda era quente, dando inicio, desse modo, a um ciclo de chuvas. Nesse cenário observava-se ainda descargas elétricas e a radiação ultravioleta do Sol, que fazia com que os elementos atmosféricos reagissem e formassem compostos, os aminoácidos. A água das chuvas levou esses aminoácidos à superfície terrestre. Esses, ao encontrarem condições favoráveis, começaram a formar estruturas semelhantes a proteínas. Com a formação dos oceanos, essas “proteínas primitivas” foram arrastadas para esses locais e formaram os coacervados, os quais podem ser definidos como agregados de proteínas rodeados por água. Após algum tempo, esses coacervados tornaram-se estáveis e mais complexos. https://brasilescola.uol.com.br/quimica/hidrogenio.htm https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/geografia/o-que-e-atmosfera.htm https://brasilescola.uol.com.br/biologia/proteinas.htm https://brasilescola.uol.com.br/geografia/agua.htm O experimentode Miller A ideia de Oparin-Haldane foi posteriormente testada pelos pesquisadores Miller e Urey, em 1953. Ele construiu um aparelho que simulava as condições da Terra primitiva e introduziu nele os gases que provavelmente constituíam a atmosfera naquela época. Esses gases foram: amônia (NH3), hidrogênio (H), metano (CH4) e vapor de água. Então, o experimento de Miller demonstrou que moléculas orgânicas (aminoácidos) poderiam ter-se formado nas condições da Terra primitiva, o que reforça a hipótese da evolução gradual dos sistemas químicos. Além de compreender como os seres vivos surgiram, os cientistas também buscam saber como esses sobreviveram em um ambiente tão remoto. Hipótese autotrófica: afirma que os primeiros seres vivos eram capazes de produzir seu próprio alimento. Os autores que sustentam essa ideia acreditam que a Terra não possuía moléculas orgânicas suficientes para alimentar esses primeiros seres. Contra essa hipótese, existe uma objeção muito séria: os autótrofos sintetizam alimentos orgânicos (a partir de substâncias inorgânicas) à custa de uma série extremamente complexa de reações químicas, exigindo que o organismo também seja complexo. Aceitando a hipótese autotrófica, somos obrigados a acreditar que, repentinamente, surgiu um ser vivo já muito complicado logo de início. Os biologistas não aceitam a hipótese autotrófica, porque ela vai contra a teoria da evolução. Hipótese heterotrófica: afirma que o primeiro ser vivo não era capaz de produzir seu próprio alimento. Desse modo, esses primeiros seres alimentavam-se de moléculas orgânicas que estavam presentes no meio. Os que defendem essa ideia afirmam que os seres vivos primitivos seriam muito simples e incapazes de produzir seu próprio alimento. Provavelmente esses organismos extraiam energia dos alimentos por meio da realização da fermentação. A única fonte de energia disponível era a própria sopa nutritiva (sem O2); portanto, eram heterótrofos fermentadores – liberavam CO2. Com o passar do tempo, mais mutações foram ocorrendo e surgiram organismos aptos a usar CO2 e energia luminosa como fontes de energia. Assim, surgiram os seres autótrofos fermentadores e fotossintéticos, que começaram a liberar O2 para a atmosfera terrestre. Formação de coacervados: Os aminoácidos e proteínas formados na era pré-biogênica da Terra teriam chegado aos mares, produzindo o que Haldane descreveu como “caldo quente e diluído”. Segundo Oparin, as proteínas teriam formado aglomerados designados por coacervados. Sabemos que os coacervados são aglomerados de proteínas que se mantêm unidos em pequenos grumos circundados por uma camada líquida, chamada camada de hidratação ou de solvatação Teorias atuais Fósseis, datação radiométrica, filogenia, constituição química de organismos modernos, bem como experimentos acenam para mudanças nessas hipóteses. Há evidências de que a vida tenha se manifestado há 3,5 bilhões de anos com a descoberta de microfósseis da vida celular procariótica, frequentemente na forma de estruturas rochosas encontradas no sul da África e na Austrália, chamadas estromatólitos, produzidos por micróbios (maioria cianobactérias fotossintetizantes), que se formam quando as células crescem na superfície marinha, e sedimentos se depositam entre as células ou sobre elas. Assim, uma camada mineralizada fica abaixo delas, pois as células crescem na direção da luz. Com o passar do tempo e a repetição do processo, camadas mineralizadas vão formar uma estrutura rochosa, o estromatólito. Poças de maré e fontes termais vem sendo exploradas por cientistas em busca de outras possibilidades para o surgimento da vida. Recentemente, cientistas levantaram a hipótese de que a vida se originou junto a uma fonte hidrotermal no fundo do mar. Substâncias químicas encontradas nessas regiões e a energia fornecida por elas abasteceriam diversas reações químicas indispensáveis à evolução da vida.
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