ORIGEM DA VIDA
ABIOGÊNESE E BIOGÊNESE Por muito tempo se acreditou que os seres vivos surgiam espontaneamente a partir da matéria inanimada, como sapos surgindo da lama, por exemplo. Essa teoria recebeu o nome de abiogênese ou geração espontânea. Atualmente, sabemos que isso não ocorre, e a teoria aceita é a da biogênese, que diz que um ser vivo origina-se de outro pré-existente. A teoria da abiogênese começou a ser fortemente contestada a partir de trabalhos de pesquisadores como o Francesco Redi, que, por volta de 1600, conseguiu demonstrar que as larvas não eram geradas de forma espontânea na carne, mas que se desenvolviam a partir de ovos colocados por moscas. No esquema abaixo você pode perceber que no frasco tapado, que impede o acesso das moscas ao pedaço de carne, as larvas não se desenvolvem. Aparecem apenas no vidro aberto.
Já por volta de 1860, outro pesquisador, Louis Pasteur, realizou trabalhos que sustentaram ainda mais a teoria da biogênese. Em seus experimentos, ferveu caldo de carne em vidros com o gargalo alongado e curvo (frascos com “pescoço de cisne”), como representado no esquema abaixo. Esses frascos permitiam a passagem de ar, mas impediam a entrada de microorganismos que ficavam presos ao longo do “pescoço” e não chegavam ao líquido nutritivo. Caso o gargalo do frasco fosse quebrado, os microorganismos entravam em contato com o líquido e se desenvolviam (desenho 5 no esquema abaixo).
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HIPÓTESES SOBRE O PRIMEIRO SER VIVO Sabemos então que os seres vivos atuais se originam de outros seres vivos. Mas e o primeiro organismo vivo? O mais aceito é que a vida surgiu por evolução química. Cientistas como Oparin e Haldane, trabalhando de forma independente, na década de 20, levantaram a possibilidade de que moléculas complexas poderiam se formar a partir das substâncias inorgânicas que acreditavam estar na atmosfera da Terra primitiva (vapor de água, amônia, metano e hidrogênio). Ao longo do tempo, as moléculas orgânicas foram se acumulando deixando os oceanos ricos como uma sopa nutritiva. Essas moléculas poderiam originar coacervados, que são basicamente formados por moléculas orgânicas envolvidas por uma camada de água. Os coacervados não são seres vivos, mas podem ser entendidos como um conjunto de constituintes orgânicos que estão de certa forma isolados do ambiente. Fica mais fácil imaginar que a primeira célula, com metabolismo e capacidade de se duplicar, tenha se originado a partir de um processo semelhante. Já na década de 50, Miller e Urey testaram essa hipótese a partir da construção de um aparelho que simulava as condições da Terra primitiva. Veja o esquema do experimento abaixo, no qual a água que ferve e evapora representa o oceano primitivo, descargas elétricas como uma fonte de energia, e uma mistura de gases que imaginavam ser os que entravam na composição da atmosfera da época . Apenas uma semana após o início deste experimento foi possível isolar substâncias orgânicas, os aminoácidos, o que reforçou a teoria da evolução química. Outra hipótese é conhecida como Panspermia, segundo a qual os seres vivos não se originaram na Terra, mas em algum outro lugar do universo, e acabaram vindo parar aqui através de meteoros, por exemplo.
EVOLUÇÃO DO METABOLISMO E EVENTOS IMPORTANTES NA HISTÓRIA DA VIDA Existem duas grandes hipóteses para a forma como os primeiros seres vivos obtinham e degradavam o alimento, e que também trazem uma ideia sobre a ordem em que as diferentes formas de metabolismo apareceram: a heterotrófica (não produzem o próprio alimento) e a autotrófica (produzem o próprio alimento). Segundo a hipótese heterotrófica, os primeiro organismos eram heterótrofos que viviam em um ambiente rico em matéria orgânica (alimento) mas sem oxigênio disponível. Uma forma de degradar o alimento nessas condições seria a fermentação (processo anaeróbio). No processo de fermentação alcoólica ocorre liberação de CO2. Esses organismos fermentadores podem ter aumentado de número, diminuindo a disponibilidade de nutrientes no ambiente ao mesmo tempo que aumentavam a quantidade de CO2 disponível.
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Essas condições são favoráveis para o surgimento de organismos que conseguem utilizar o CO2 para produzir seu próprio alimento, ou seja, autótrofos. Então, temos agora organismos fermentadores e também fotossintetizantes. A fotossíntese libera O2 e mesmo atualmente a fotossíntese é o processo que mantém os níveis de O2 atmosférico. É possível que naquela época muitos organismos tenham morrido devido ao aumento do oxigênio atmosférico, porque esse gás era tóxico para eles. Entretanto, entre os organismos que sobreviveram estão os que conseguem utilizar o oxigênio para reações mais complexas para degradar o alimento, e que envolvem a respiração celular. Resumindo, segundo a hipótese heterotrófica a sequência de processos é:
Fermentação → Fotossíntese → Respiração
A hipótese heterotrófica foi a mais plausível por muito tempo, uma vez que a fotossíntese é um processo complexo e se acredita que os primeiro seres vivos eram mais simples. Apesar disso, descobertas recentes em fontes submarinas termais indicam que os primeiros seres vivos podem ter sido autótrofos por outro mecanismo, o de quimiossíntese. Assim, conforme essa ideia, os primeiros seres vivos teriam obtido energia a partir da oxidação de substâncias inorgânicas, como fazem bactérias dessas fontes submarinas. Dessa forma, pela hipótese autotrófica “atualizada”, a sequência de processos seria a seguinte:
Quimiossíntese → Fermentação → Fotossíntese → Respiração
Lembre-se que todos esses mecanismos estão presentes até os dias de hoje. Além da origem desses processos metabólicos, ao longo da história de nosso planeta vários eventos são considerados marcantes. A Terra possui em torno de 4,6 bilhões de anos, mas por boa parte do tempo a vida não estava presente. As estimativas mais conservadoras apontam a origem da vida para em torno de 3,7 bilhões de anos atrás, com seres unicelulares e procariontes. Organismos procariontes capazes de realizar fotossíntese surgiram provavelmente há 3 bilhões de anos. Há dois bilhões de anos temos evidências para os primeiros organismos eucariontes e 1 bilhão de anos os primeiros multicelulares. Os últimos 600 milhões de anos englobam as eras Paleozoica, Mesozoica e Cenozoica, cada uma dividida em vários períodos. Entre os diversos momentos importantes dessas eras estão eventos de extinção em massa, como o que define o limite entre as eras Mesozoica e Cenozoica, que foi responsável pela extinção dos grandes dinossauros. Registros antigos calculavam que a idade da nossa espécie, Homo sapiens, seria de 200 mil anos, ao contrário do que apontam descobertas recentes: 300 mil anos. Apesar desse acréscimo de 100 mil anos na idade de nossa espécie, isso não muda o fato de termos surgido no planeta apenas recentemente, se pensamos na escala de tempo geológica, que pode ser vista no desenho abaixo.
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