Transcript Origem da Vida - Prof. Daniel

ORIGEM DA VIDA
Como obter essa informação??????
RELATOS HISTÓRICOS E RELIGIOSOS
FÓSSEIS
Informação parcial:
Material rígido e grande – ex: ossos
ESTROMATÓLITOS
3,5 bilhões de anos
ESTROMATÓLITOS
(3.5 bilhões de anos)
ESTROMATÓLITOS
Fóssil de bactéria
Halobacterium halobium
arqueobactéria
Se alguém fizesse a mesma pergunta no
séc. I ou II ???
O que responder? Em que se basear?
Relatos orais
TEMPLOS
ORIGEM DA VIDA
TEORIAS
Teorias sobre Origem da Vida:
- Abiogênese
- Biogênese
- Sopa primordial (Stanley Miller, Oparin e Haldane)
- Panspermia
Ai Jesus!!!
Da sua mãe
Oh imbecil!!!!
De onde eu
vim!!!!!
ABIOGÊNESE ou GERAÇÃO ESPONTÂNEA
Cadáver
Camiseta suja + milho
Aristóteles
larvas
rato
Aceita por mais de 2.000 anos.
manteve-se até ao final do século XVIII
Idade Média – defensores - Santo
Agostinho, René Descartes, Isaac Newton.
ABIOGÊNESE
século XIII
A Teoria da Geração Espontânea foi rejeitada por São Tomás de Aquino que
preferia crer que todos os seres teriam sido criados por Deus
A geração espontânea passou a ser considerada herética pelas autoridades
religiosas
ABIOGÊNESE
testando...testando!!!
Francesco Redi (1626-1698)
Descoberta dos micro-organismos
Em 1683
Entamoeba hystolitica
Antony van Leeuwenhoek
espermatozoide humano
Os micro-organismos se
originam por abiogênese
ABIOGÊNESE
Experiências – CALDO NUTRITIVO
aquecidos ou não, conseguindo
proliferação de micro-organismos
em todos os casos
Needham
CONCLUSÃO: Só poderiam ter aparecido através
da "geração espontânea" já que os caldos foram
aquecidos e as possíveis formas vivas foram
eliminadas
FORÇA VITAL
c
Começando a derrubar a abiogênese
Experimento:16 frascos:
4 foram selados, 4 fortemente rolhados,
4 tapados com algodão e 4 deixados abertos
Proliferação de micro-organismos era
proporcional ao contacto com o ar
c
Começando a derrubar a abiogênese
CONCLUSÃO: os micróbios têm origem no ar e que podem ser eliminados por
fervura
problemas do experimento de Needham:
1. recipientes não foram bem vedados, permitindo a entrada de
micro-organismos no caldo nutritivo
2. uma fervura branda, não matou todos os micro-organismos que
já estavam no caldo nutritivo.
Needham
retruca: fervura de Spallanzani havia acabado com o ar dos recipientes,
impossibilitando o surgimento da vida e destruído a Força Vital
BIOGÊNESE
1822 — 1895
EXPERIMENTO -1862
francês Louis Pasteur
BIOGÊNESE
Pasteur comprovou
TODO SER VIVO SE
ORIGINA DE OUTRO reprodução
Mas e o primeiro ser vivo?????
COMO SABER SUA ORIGEM???
TEORIA DA “SOPA PRIMORDIAL”
Ou NATURALISTA
Por volta de 1930 - cientista russo
Oparin, (1894 - 1980)
possuía conhecimentos em geologia, biologia,
astronomia e bioquímica.
Publicou o livro A Origem da Vida.
TEORIA DA “SOPA PRIMORDIAL”
Atmosfera primitiva: metano (CH4), amônia (NH3), hidrogênio (H2) e vapor de
água (H2O).
temperatura era muito alta e a atmosfera seria cheia de raios
ultravioletas e centelhas elétricas, que teriam alterações nos gases da
atmosfera.
Estas alterações, teriam originado moléculas orgânicas compostas e
complexas, que poderiam ter originado os aminoácidos
o primeiro ser vivo a partir da combinação de elementos químicos presentes
na Terra primitiva
chuvas arrastavam moléculas de aminoácidos que ficavam sobre o solo
aminoácidos que eram depositados pelas chuvas não retornavam à atmosfera
com o vapor de água e assim permaneciam sobre as rochas quentes
as moléculas de aminoácidos, sob o estímulo do calor, poderiam se combinar
por ligações químicas. Assim surgiriam moléculas maiores. Seriam então as
primeiras proteínas a existir
chuvas por milhares ou milhões de anos acabaram levando ao aparecimento
dos primeiros mares da Terra
para estes mares foram arrastadas, com as chuvas, as proteínas e aminoácidos
que permaneciam sobre as rochas
As moléculas se combinavam e partiam-se e novamente voltavam a combinarse em nova disposição. E dessa maneira, as proteínas multiplicavam-se
É possível que nessa época já existissem proteínas complexas com
capacidade catalisadora, como enzimas ou fermentos, que facilitam certas
reações químicas, e isso acelerava bastante o processo de síntese de novas
substâncias
O coacervado
moléculas de proteínas e de lipídios se organizassem na periferia de cada
gotícula, formando uma membrana lipoprotéica
O coacervado pode interagir com o meio, incorporando moléculas na sua
estrutura, crescer e dividir-se
Os coacervados se dispersaram pelos oceanos e absorviam mais e mais
moléculas orgânicas e inorgânicas.
É possível que certas reações químicas que ocorriam dentro desses
coacervados liberassem energia o suficiente para formação de outras estruturas
químicas que tornavam estes proto-organismos mais e mais estáveis.
Talvez neste momento alguns coacervados tenham absorvido moléculas de
ácidos nucleicos carregadas pelos rios até os mares, possibilitando que estes
proto-organismos se replicassem e transmitissem as suas características aos
seus descendentes
Oparin obteve coacervados ao misturar ácido a uma solução de proteínas em
água.
O coacervado que tivesse aprisionado proteínas enzimáticas e uma molécula
de ácido de nucléico seria considerado o primeiro ser vivo. Ele seria capaz de
realizar metabolismo, de reproduzir-se, de apresentar hereditariedade e evoluir
VAMOS TESTAR
AS IDEIAS DE OPARIN
Será que o russo está certo?
Comprovando a teoria de Oparin
EXPERIÊNCIA DE UREY - MILLER
Stanley Miller químico
1953 o estudante de química Stanley
L. Miller e seu professor Harold C.
Urey da Universidade de Chicago
Comprovando a teoria de Oparin
EXPERIÊNCIA DE UREY MILLER
O EXPERIMENTO DE MILLER - UREY
RESULTADOS
- Substâncias como aldeídos, aminoácidos e açúcares
Comprovando a teoria de Oparin
EXPERIÊNCIA DE UREY MILLER
A análise (por cromatografia) da água demonstrou ser uma mistura complexa de
aminoácidos (alanina, ácido aspártico e glutamato – os aminoácidos são os
"tijolos" moleculares que compõem as proteínas dos seres vivos) e ácidos
orgânicos simples (fórmico, acético, propiónico, láctico e succínico) usuais nos
seres vivos.
O cenário exótico ganhou o apelido de "sopa primordial"
O químico Friedrich Wöhler, ainda em 1828,
demonstrou que compostos orgânicos podem formarse a partir de substâncias inorgânicas em laboratório
Comprovando a teoria de Oparin
EXPERIÊNCIA DE UREY MILLER
1957, Sidney Fox submeteu uma mistura de aminoácidos secos a
aquecimento prolongado e demonstrou que eles reagiam entre si, formando
cadeias peptídicas, com aparecimento de moléculas proteicas pequenas
PROBLEMAS
Os aminoácidos obtidos por Urey e Miller não eram de todos 20 tipos
existentes, e até hoje nenhuma mistura de gases em testes do estilo "sopa
primordial" foi capaz de produzir sozinha todas as variedades
PROBLEMAS
O ambiente usado no teste de Miller era inspirado na atmosfera de planetas
gigantes, que tem uma composição diferentemente da Terra primitiva.
É bem possível que alguns aminoácidos tenham vindo de outros planetas
já foi comprovada a existência de moléculas orgânicas no espaço, como o
formaldeído, álcool etílico e alguns aminoácidos
formação de ácidos nucleicos, a partir de açúcares e fosfatos em DNA e RNA
não foi possível
Experimento De Juan Oro produziu aminoácidos e bases nitrogenadas
No início era DNA ou RNA
O RNA é hoje uma espécie de intermediário entre o DNA e a síntese de
proteínas, mas os cientistas acreditam que nem sempre ele teve esse papel
secundário
RNA tem uma estrutura semelhante ao DNA, por isso também é capaz de
guardar informação genética. Na verdade ele é quem "lê" a informação
do DNA e a transporta para sintetizar proteínas.
Além disso, ele é capaz de atuar como alguns tipos de enzimas,
proteínas que controlam reações químicas da célula
bioquímico Leslie Orgel, do Instituto Salk (Califórnia) - fim da década de 60:
caso uma enzima de RNA fosse capaz de se auto-replicar, poderia ao
mesmo tempo guardar informação genética e sustentar o metabolismo de
um ser vivo - tudo isso sem precisar do DNA e da polimerase.
Orgel previa um mundo de micróbios de RNA, que só foram desbancados
pela seleção natural após surgir o primeiro ser vivo com DNA, molécula
muito mais eficaz na tarefa de guardar informação genética
Em 1999, Stanley Miller (na Universidade da Califórnia em San Diego)
realizou em um experimento semelhante ao de 1953 (mas com ingredientes
diferentes) gerando uma molécula batizada de "PNA" (sigla de ácido
nucleico peptídico, em inglês).
Outra molécula candidata a precursora do RNA também foi criada
artificialmente na Califórnia, pelo Instituto Scripps. Ela se encaixa no
RNA, mas é bem mais estável
o planeta tem 4.6 bilhões de anos
e há 3.8 bilhões de anos surgiu a vida
intervalo de tempo de 800 milhões de anos. Por
quê????
Autótrofos ou Heterótrofos
alga
cianobactéria
FOTOSSÍNTESE
FAGOCITOSE
Heterótrofos
TEORIA DA PANSPERMIA
Anaxágoras (filósofo grego do período pré-socrático; c. 500 a.C. - 428 a.C.)
"Panspermia", que é a hipótese segundo a qual as
“sementes de vida” são prevalentes em todo o
Universo e que a vida na Terra começou quando
uma dessas sementes aqui
Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe maiores defensores da Panspermia.
"Esporos de vida" fazem parte das nuvens interestelares e chegam a planetas
próximos às estrelas, abrigados no núcleo de cometas. Esses "esporos" já
conteriam códigos que regeriam seus desenvolvimentos futuros
Estudos realizados sobre
o meteorito de nome
EETA79001 (de origem
provável de Marte), está
ainda longe de nos dar
resultados conclusivos
já foi comprovada a existência
de moléculas orgânicas no
espaço, como o formaldeído,
álcool etílico (álcool comum) e
alguns aminoácidos
TEORIA DA PANSPERMIA
cristalizou-se
no magma de
Marte há 4,5
bilhões de anos
1,9 kg
caiu na
Antárctica 13
mil anos atrás
Em agosto de 1996 foi encontrado o meteorito marciano ALH84001 (nome:
meteorito número 001, coletado em 1984, na região chamada Allan Hills, na
Antártica). Este meteorito é um dos 30 meteoritos já coletados na Terra que
acredita-se foram arrancados de Marte por colisões de asteroides.
Ele mostra traços de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e depósitos
minerais parecidos com os causados por bactérias na Terra
problemas
Meteoritos
queimam ao entrar
na atmosfera
Como a vida se
originou em outro
local do universo?
TEORIA DA PANSPERMIA
HABITABILIDADE : ONDE PROCURAR VIDA ?
Zona habitável: temperatura adequada para que o planeta tenha água em forma
líquida, para permitir o movimento das partículas e a eventual formação de
moléculas orgânicas complexas
fontes de energia (luz estelar, calor interno ou energia química ) para manter o
metabolismo
TEORIA DA PANSPERMIA
Procura de vida em Europa (satélite de Júpiter)
- superfície coberta de gelo (60 km de espessura)
- evidências de água líquida abaixo da superfície
- fonte de aquecimento: forças de maré produzidas por Júpiter
VIDA EXTRATERRESTRE – Será???
Paradoxo de Fermi: Onde estão todos os outros?
Enrico Fermi (1950): se de fato existem muitas civilizações inteligentes
em nossa Galáxia, por que nunca detectamos seus sinais? Muitas delas
seriam sem dúvida mais avançadas do que nós, teriam se "espalhado"
pela Galáxia.
Algumas respostas propostas:
- Nossa civilização é a única da Galáxia. As condições para desenvolvimento da
vida inteligente são muito raras.
- As civilizações se auto-destroem
- Os aliens existem mas estão escondidos
- Os aliens vieram e nós somos seus descendentes
- Os aliens existem, mas não podem se comunicar porque estão muito distantes
E você, veio de onde?