Questões sobre origem da vida

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Questões sobre origem da vida:
1) Segundo a hipótese mais aceita atualmente para tentar explicar globalmente o fenômeno
da Vida no planeta Terra, duas etapas fundamentais e distintas provavelmente ocorreram
(e, no caso da segunda etapa, ainda ocorre). Explique resumidamente em que essas duas
etapas consistem?
A primeira etapa seria o surgimento da vida na terra primordial através de processos
químicos e físicos que conseguiram dar àquele ambiente uma condição favorável para o
surgimento da primeira célula, seria então a evolução química. A segunda etapa é a etapa
de formação da biodiversidade por meio da seleção natural. A seleção natural iria atuar
então na primeira célula até nos organismos que encontramos atualmente. A formação da
biodiversidade acontece até hoje e é um processo que não possui fim.
2) A primeira dessas etapas foi provavelmente constituída por uma série de possíveis
etapas, cada uma condicionando a próxima. Quais são e explicar sucintamente em que elas
consistem?
Essas etapas estão no processo de evolução química. A primeira etapa desse processo é a
síntese abiótica dos biomonômeros. Essa síntese acontece por meio dos elementos
essenciais inorgânicos que existiam na atmosfera e nos mares da terra primitiva. Então a
partir desses elementos essenciais vai ocorrer um rompimento das ligações covalentes
dessas moléculas inorgânicas e isso acontece porque é necessário para que a molécula
consiga se reorganizar para uma molécula orgânica. Além disso, existem hipóteses que
indicam que as fontes de elementos essenciais e fonte de energia para a síntese dos
biomonômeros teriam sido em de vulcões submersos e fontes hidrotermais. A segunda
etapa é a de formação dos biopolímeros por meio da fusão abiótica dos biomonômeros.
Esses biopolímeros atualmente conseguem se formar em organismos vivos por meio de
ATP e enzimas catalisadoras, então a partir disso foram necessários estudos para identificar
como esses polímeros teriam surgido de maneira abiótica na terra primitiva. Uma hipótese
para esse acontecimento seria pela dessecação por aquecimento. Um exemplo disso seria
a formação de pequenas poças de água próximas a praias, nessas poças iria haver
monômeros diluídos e consequentemente, pela ação do sol, um aquecimento com a
seguinte evaporação da água e nisso haver uma concentração de monômeros nessas
poças de água. Essa ação do aquecimento mais a concentração de monômeros
possivelmente ajudou no processo de polimerização. A segunda hipótese é a de absorção
dos monômeros em superfícies de minerais, como nos filossilicatos. A terceira etapa é a de
formação dos protobiontes. Esses protobiontes são precursores das células, eles são
agregados moleculares que possuem um meio químico interno diferente do meio externo.
Nesse sentido, eles vão possuir uma membrana seletiva, excitabilidade e um metabolismo
próprio. A última fase é a de surgimento da hereditariedade. Para que os protobiontes
pudessem evoluir eles necessitavam de um mecanismo de reprodução para poder repassar
para protobiontes ‘’filhos’’ as mesmas capacidades químicas e metabólicas dos protobiontes
‘’pais’’. O mecanismo então vai ser o de hereditariedade, ele vai necessitar que haja um
sistema de informações estáveis e a capacidade de replicar essas informações de uma
maneira fiel.
3) Porque o surgimento da hereditariedade foi fundamental para permitir a viabilidade (em
termos evolutivos) de uma entidade biológica que pudesse ser chamada “célula’’?
Porque foi através desse mecanismo que houve um processo de reprodução e que nesse
processo de reprodução houve a repassagem de informações dos protobiontes, foi através
desse mecanismo que eles conseguiram evoluir.
4) Na segunda das etapas evocadas na pergunta (1), dois eventos/duas transições
evolutivas de grande porte vão ocorrer. Quais são, e explique resumidamente?
A primeira transição é do organismo procarionte para o eucarionte e a segunda transição é
do organismo eucarionte unicelular para o eucarionte multicelular. Além disso, pode existir
uma terceira etapa de transição que seria o surgimento da reprodução sexuada.
5) O que são os estromatólitos? Por que eles são importantes para nosso conhecimento
dos primórdios da vida no planeta Terra? Foram provavelmente responsáveis por uma das
mais radicais mudanças das condições de vida no planeta Terra. Qual foi essa mudança?
Explique.
Os estromatólitos são rochas sedimentares calcárias, essas rochas possuem vários folhetos
em sua superfície e possuem o formato de domo, coluna ou cone. Nesses estromatólitos é
onde vai existir os procariontes. O descobrimento dos estromatólitos conseguiu mostrar que
havia sim vida no período pré-cambriano, já que esses organismos são datadas do
arqueano/proterozóico. Os estromatólitos vão ser os responsáveis pela oxigenação do
planeta através da fotossíntese aeróbica dos procariontes, essa grande oxigenação vai
trazer consequências como o surgimento da célula eucarionte totalmente dependendo do
oxigênio, a oxigenação da atmosfera e a formação da camada de ozônio.
6) Uma revolução fundamental ocorreu nas condições de vida dos organismos no planeta
Terra, com enormes consequências para a evolução da vida. Essa revolução foi o resultado
da atividade de bactérias com novo tipo de metabolismo energético. Somos os herdeiros
dessa revolução. Qual foi esse novo tipo de metabolismo energético e essa revolução?
Quais foram suas consequências?
Esse novo tipo de metabolismo energético é a fotossíntese aeróbica, ela foi adquirida pelos
procariontes através de processos que esses organismos sofreram por conta do ambiente
em que eles viviam, já que ele estava em constante mudança. Primeiramente esses
procariontes vão passar por uma crise metabólica no qual a produção abiótica do ATP vai
ser afetada, nesse sentido a seleção natural vai atuar nos organismos que conseguem
regenerar o ATP em ADP através de enzimas que capturavam a energia de moléculas
orgânicas. Após isso, outra crise energética aconteceria por conta do grande consumo
dessas moléculas orgânicas, os procariontes vão então ter que sintetizar essas moléculas
orgânicas ricas em energia através de fontes de carbono. Então esses procariontes usaram
a energia luminosa para extrair o hidrogênio do H2S sobre o NADP+, isso aconteceu graças
a uma fotossíntese acoplada a uma cadeia transportadora de elétrons, que formou o
NADPH e que foi usado para reduzir o CO2, que era uma grande fonte de carbono. Todo
esse processo faria com que. Todo esse processo seria então a fotossíntese anaeróbica.
Após isso, procariontes conseguiram substituir esse HS2 por moléculas de H2O, que são
fontes mais abundantes e que também podem capturar elétrons para o fotossistema, dessa
forma houve uma revolução biológica que é o surgimento da fotossíntese aeróbica. A
consequência para esse advento do metabolismo energético da fotossíntese aeróbica é a
grande oxigenação no planeta pelos estromatólitos. Essa oxigenação vai criar uma crise
ambiental que vai causar a extinção de vários procariontes.
7) Numa escala de tempo indo de ± 3,5 bilhões de anos atrás até o período chamado
Cambriano, retracem todos os eventos chaves na evolução da Vida, com os fatos
conhecidos? Descreva sucintamente cada um desses eventos.
O primeiro evento chave seria a possibilidade de se haver vida na terra através dos
processos químicos e físicos no planeta, processos esses como o fim da acreção
planetária, a formação da proto-crosta e o surgimento dos oceanos. Além disso as fontes de
energia foram grandes auxiliares nesse processo, fontes essas como os relâmpagos e
atividade vulcânica intensa. Com o ambiente proporcionando o surgimento da vida e depois
de todos os acontecimentos da evolução química, com suas etapas que eram a síntese
abiótica dos biomonômeros, a fusão abióticas dos biomonômeros em biopolímeros, o
surgimento dos protobiontes e o surgimento da hereditariedade, pode-se surgir a vida.
Nesse sentido, foram encontrados fósseis de estromatólitos e com eles puderam
compreender que a vida já poderiater surgido a cerca de 3,5 bilhões de anos atrás e além
disso esses estromatólitos proporcionaram toda a oxigenação do planeta durante o
arqueano e o proterozóico. Após isso, já com todos os metabolismos energéticos
estabelecidos, a célula eucarionte surgiu e essa célula era totalmente dependendo do
oxigênio por conta da grande crise de oxigenação que havia ocorrido na terra, esses
eucariontes logo se tornaram multicelulares e podiam fazer reprodução sexuada. 8) O que o
registro fóssil nos ensina sobre os primórdios da história evolutiva dos Animais? Fale desse
registro fóssil e do provável tipo de fauna presente no planeta Terra nesses primórdios da
vida Animal. Os registros fósseis do pré-cambriano, os estromatólitos, datados de 3,5
bilhões de anos atrás mostram que a vida poderia ter surgido assim que foi possibilitada as
condições favoráveis para o surgimento da primeira célula. (não respondi toda e não tenho
certeza se a resposta que dei esta certa).
9) O que é a fauna de Ediacara e por que recebeu esse nome? A fauna de ediacara é a
fauna encontrada de registros fósseis do pré-cambriano, no proterozóico.
Essa fauna é de animais marinhos que não possuem esqueleto, são moles, não tem boca e
nem anus e não possuem poros em seu corpo. Além disso, eles não possuíam uma simetria
bilateral particular, alguns até tinham, e em relação a isso eles eram animais que eram
fixados ao substrato ou que poderiam rastejar. A nutrição deles era por osmotrofia, osmose
por meio da superfície do corpo, ou por fagocitose, também pela superfície do corpo. O fato
deles terem esse tipo de nutrição, não terem movimento e não possuírem esqueleto quer
dizer que eles não tinham uma relação presa/predador.
10) O que significa “explosão do Cambriano”? Porque foi dado esse nome de “explosão”
pelos geólogos e paleontólogos do século 19 e início do século 20, e por que esse episódio
evolutivo intriga tanto os cientistas?
O nome explosão do cambriano se deve ao fato de que no período do cambriano ter havido
uma grande diversificação dos animais em um curto período de tempo. O fato dessa
diversificação intrigar os cientistas é porque por conta dessa grande diversificação em um
pequeno período de tempo não se encontrou registros fósseis que ligassem esses animais
do cambriano com os animais do pré-cambriano.
11) Quais são as diferenças fundamentais (morfológicas/ecológicas) entre a fauna de
Ediacara e a fauna que vai substituí-la no Cambriano?
Os animais do ediacara possuem características como não possuir esqueleto, movimento,
simetria bilateral, boca, anus e nem poros em seu corpo. São animais geralmente que ficam
fixados e possuem nutrição por fagocitose ou por osmotrofia pela superfície de seu corpo.
Além disso, eles não têm uma relação presa/predador. Já os animais do cambriano vão
possuir esqueleto, seja concha, carapaça ou exoesqueleto, vão ter movimentação, tanto
para nadar, cavar e andar. Também vão possuir simetria bilateral e ter uma relação
presa/predador. Essa relação vai propiciar uma evolução do movimento, com os apêndices
locomotores, e na proteção, com os esqueletos protetores.