A origem da vida na Terra Resumo

Qual é a origem da vida na Terra? Como ela teria iniciado? Essas, são algumas das perguntas mais intrigantes já feitas pelo homem. Em pleno século XXI, com toda tecnologia que dispomos, ainda faltam muitas peças de um complexo quebra cabeça. No vídeo logo a seguir você vai ver várias teorias e provas de como poderia a vida ter surgido em nosso planeta. Veja o vídeo, o slide e depois continue com o texto.

UM POUCO SOBRE VIDA

O que é um ser vivo?

Existem algumas características comuns à maioria dos seres vivos, como:

  • Estrutura celular – presença de pelo menos uma célula.
  • Reprodução – capacidade de gerar indivíduos semelhantes a si mesmos.
  • Nutrição – necessidade de obter nutrientes para realizar suas funções vitais. Os seres vivos utilizam diferentes estratégias para conseguir alimento.
  • Crescimento e adaptação – os seres vivos aumentam de tamanho no decorrer da vida e podem se adaptar a certas condições do ambiente em que vivem.
  • Ciclo vital – os seres vivos passam por diferentes fases durante a sua vida. Os seres humanos, por exemplo, quando nascem são bebês, depois passam a ser crianças, adolescentes, jovens e chegam à fase adulta. Um dia, todos os seres vivos morrem, fechando, assim, seu ciclo vital.

Por outro lado, os elementos naturais não vivos (matéria inanimada) não apresentam essas características. No entanto, há casos de elementos naturais não vivos, como os cristais, que também podem crescer.

Atualmente, há diversas definições para o que é vida, que partem de ideias distintas, às vezes bastante complexas.

UMA DEFINIÇÃO PARA A VIDA

Definir o que é vida é um desafio. Sabemos, por exemplo, que os seres vivos apresentam algumas características, como ser formados por célula(s), poder se reproduzir, se nutrir, crescer, se adaptar e passar por um ciclo vital. O desafio vem do fato de que, nem sempre todas essas características estão presentes em um ser vivo.

A maioria dos cientistas aceita uma definição de vida, conhecida como definição darwinista, em que a vida é um sistema químico autossustentável capaz de sofrer evolução darwiniana. No entanto, essa definição também apresenta problemas. Pensemos no exemplo das mulas: por serem crias de animais de espécies diferentes, as mulas são incapazes de se reproduzir, e, deste modo, não seriam capazes de uma evolução darwiniana. Elas não seriam consideradas seres vivos?

Outra definição aceita por muitos cientistas é a da autopoiese, que quer dizer autocriação. Segundo essa definição, a vida só pode existir em seres que conseguem, por processos internos, produzir os componentes de que são formados. Veja o exemplo das bactérias: elas são constituídas por uma única célula, que é delimitada pela membrana plasmática. Todas as bactérias são capazes de produzir essa membrana no interior de sua própria célula, o que garante que haja um limite entre o ambiente interno e externo. Dentro da célula bacteriana, as condições são apropriadas para que processos internos produzam os seus componentes celulares. Sem a membrana, não haveria um ambiente onde esses processos pudessem ocorrer; sem processos internos, não há como fabricar a membrana plasmática e todos os seus outros componentes celulares.

BIOGÊNESE E ABIOGÊNESE

Até meados do século XVII, atribuía-se o surgimento da vida na Terra exclusivamente a um ser supremo. Como já vimos no capítulo 6, essa visão de mundo é chamada de criacionismo.

Abiogênese e BiogêneseeTambém predominava, desde a Antiguidade, a teoria de que alguns seres vivos poderiam surgir da matéria inanimada (sem vida). Essa ideia era conhecida como geração espontânea ou abiogênese (do grego a = sem; bios = vida; genesis = = origem). Acreditava-se, por exemplo, que sapos, crocodilos e cobras poderiam se originar espontaneamente da lama de rios e de lagos. E os peixes que surgiam em lagos que estavam secos antes da época das chuvas originavam-se de “sementes” que vinham do ar com as chuvas.

Veja a aula Hipótese heterotrófica aqui no site para complementar seus estudos.

O médico belga Jean Baptiste van Helmont (1579-1644) defendia a geração espontânea e indicava a seguinte receita:

“[…] colocam-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas sujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo e o resultado será que, em 21 dias, surgirão ratos

Nesta mesma época, a maioria dos cientistas supunha que os vermes que surgiam em cadáveres ou em carnes em putrefação eram originados espontaneamente dessa matéria já sem vida. No século XVII, alguns experimentos começaram a colocar em dúvida a possibilidade da abiogênese. O experimento realizado pelo médico italiano Francesco Redi (1626-1697) produziu evidências de que os vermes que surgiam na carne eram, na verdade, larvas de moscas, que apareceriam se as moscas pusessem seus ovos nela.

A origem da vida na Terra

Redi concluiu que seres vivos só poderiam se originar de outros seres vivos preexistentes (biogênese). Após essa constatação, a abiogênese começou a perder força.

Ainda no século XVII, o holandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) construiu um microscópio e observou um microrganismo pela primeira vez na história, abrindo novas possibilidades para os pesquisadores.

No entanto, com o argumento de que seres tão simples e pequenos como os microrganismos não apresentam os órgãos necessários para a reprodução (como os organismos mais complexos), a ideia de que poderiam surgir por geração espontânea foi reforçada.

Foi apenas no início da década de 1860 que o cientista francês Louis Pasteur (1822-1895) conseguiu evidências de que os microrganismos também só poderiam surgir de outros microrganismos, reforçando a hipótese da biogênese.

Pasteur repetiu um experimento que vários pesquisadores já haviam feito: ele preparou alguns frascos com caldo nutritivo (líquido favorável ao desenvolvimento de microrganismos). A diferença entre o experimento de Pasteur para o de outros pesquisadores é: Pasteur amoleceu os gargalos de vidro no fogo, esticou-os e curvou-os na forma de um pescoço de cisne. Depois, ele ferveu o caldo dos frascos com a intenção de esterilizá-los, deixando que o vapor percorresse o gargalo. Em seguida, Pasteur deixou que os frascos esfriassem lentamente, de forma que o vapor-d’água se condensasse e se acumulasse no “pescoço de cisne” dos frascos. Dessa forma, a água acumulada na curva do gargalo funcionava como um filtro que retinha as impurezas e os microrganismos (ou seus esporos) do ar. Pasteur observou que em nenhum desses frascos esterilizados houve desenvolvimento de microrganismos.

Somente quando quebrou os gargalos de alguns frascos, Pasteur verificou que, em poucos dias, seus conteúdos tornaram-se repletos de microrganismos. Com essas evidências, ele derrubou a ideia de que microrganismos tinham geração espontânea.

Geração Espontânea Pasteurização

Os resultados de vários experimentos realizados por Pasteur permitiram o entendimento de uma série de fenômenos, entre eles, o da contaminação do vinho e da cerveja. Esse tipo de contaminação pôde ser evitada por um processo criado por Pasteur: a pasteurização.

A pasteurização é uma técnica muito utilizada na industrialização do leite e de seus derivados. Consiste no aquecimento seguido de resfriamento do produto, com a finalidade de matar microrganismos. Com o emprego dessa técnica, os alimentos puderam ser conservados por mais tempo.

Com o conhecimento de que os seres vivos só podem se originar de outros seres vivos (biogêne-se), surge uma pergunta: como deve ter surgido o primeiro ser vivo?

Apesar de existirem várias hipóteses, essa questão não tem uma resposta.

HIPÓTESES SOBRE A ORIGEM DA VIDA

Existem evidências que estimam que a Terra tenha cerca de 4,5 bilhões de anos e que a vida tenha surgido nela há cerca de 3,8 bilhões de anos.

Antes da origem da vida, tanto a superfície quanto a atmosfera da Terra eram muito diferentes do que são hoje. A temperatura na superfície era muito elevada, apesar de a luz do sol quase não atravessar a atmosfera primitiva.

Há várias hipóteses sobre a composição da atmosfera primitiva. Uma delas sugere que ela seria constituída por gás metano (CH4), gás amônia (NH3), gás hidrogênio (H2) e vapor d’água (H20). Perceba que há diferenças em relação à composição atual, que é, em grande parte, composta por gás nitrogênio (N2) e gás oxigênio (02). Além disso, naquela época, a Terra sofria um bombardeio constante de cometas, asteroides e raios provenientes das tempestades.

Com o passar do tempo, a Terra se resfriou, e foi nesse cenário que devem ter surgido os primeiros seres vivos.

Atualmente, sabemos que todos os seres vivos são formados por substâncias orgânicas, isto é, apresentam obrigatoriamente na sua composição o elemento químico carbono (C). Algumas das substâncias orgânicas que podemos encontrar nos seres vivos são: carboidratos, proteínas, lipídios e ácidos nucleicos (componentes do material genético).

Origem das substâncias orgânicas na Terra

Em 1953, o químico norte-americano Stanley Miller (1930-2007) propôs um experimento para testar uma hipótese de formação de substâncias orgânicas.

Nesse experimento, o vapor d’água, proveniente da ebulição da água, misturava-se com os prováveis gases presentes na atmosfera primitiva. Durante uma semana, essa mistura foi submetida a descargas elétricas, que simulavam os raios. Após esse tempo, o líquido resultante foi analisado e nele foram encontradas diversas substâncias ausentes no início do experimento, entre elas alguns aminoácidos – os componentes básicos das proteínas, que estão presentes em todos os seres vivos. Os aminoácidos têm, em sua composição, os elementos carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N), todos presentes nas substâncias que, supostamente, compunham a atmosfera primitiva.

Imagem sobre a experiência de Miller

Atmosfera primitiva

Panspermia e outras hipóteses mais recentes

A panspermia é a ideia de que a vida na Terra pode ter vindo do espaço. Essa ideia é bem antiga e, apesar de nunca ter havido evidência de vida semelhante à nossa fora da Terra, a hipótese de que as primeiras substâncias orgânicas tenham vindo do espaço é cada vez mais aceita na comunidade científica.

É muito comum encontrar no espaço materiais com elementos químicos que são comuns na composição dos seres vivos e também com substâncias orgânicas. Alguns desses materiais, que são fragmentos de meteoritos que podem ter menos de 1 mm de tamanho, caem regularmente na Terra.

Há diferentes hipóteses para a formação das substâncias orgânicas, vindas do espaço ou da superfície terrestre. A hipótese mais aceita atualmente sugere que houve formação de substâncias orgânicas – conhecida como sopa orgânica ou primordial – em corpos d’água muito pequenos (pequenas poças, por exemplo).

As substâncias orgânicas acumuladas durante milhares de anos teriam passado por reações químicas possibilitando a formação de substâncias mais complexas.

Uma crítica sobre essa hipótese é que não há evidências de que a energia solar disponível fosse suficiente para possibilitar a ocorrência dessas reações. Em respostas às críticas, novas hipóteses sugerem que a fonte energética para a ocorrência dessas reações era a energia química do próprio planeta Terra, vinda de fontes hidrotermais, no fundo dos oceanos.

Até hoje não foi possível recriar nenhuma forma de vida em laboratório. Entretanto, há pesquisadores que estão estudando as propriedades do RNA, uma substância que, nas células, participa da produção de proteínas.

Essa molécula, que é capaz de se replicar e se modificar e, dentro de gotículas oleosas, poderia, segundo hipóteses recentes, ser a precursora do primeiro ser vivo.

A hipótese de Miller é definitiva?

Recentemente, alguns cientistas questionaram o experimento de Miller devido à descoberta de que a composição da atmosfera primitiva era diferente da utilizada por Miller em seu experimento.

Curiosamente, quando o experimento de Miller foi refeito utilizando-se essa outra composição da atmosfera, também se verificou a formação de substâncias orgânicas. E assim, mais uma vez, a ciência caminha…

Veja este simulador sobre evolução.

Resumo desta aula

As características comuns aos seres vivos.

As diferenças entre abiogênese e biogênese.

Os experimentos de Redi e de Pasteur e suas conclusões.

As prováveis condições da atmosfera da Terra na origem dos seres vivos.

O experimento de Miller e suas conclusões.

A panspermia e sua relação com a matéria-prima que permitiu vida na Terra. 0 que é a “sopa primordial”.

Hipóteses mais atuais sobre a origem da vida que levam em conta o RNA.

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Fonte: Companhia das Ciências, de José Manoel, Eduardo Schechtman, Luiz Carlos Ferrer, Herick Martin Velloso

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