1. A
origem
da vida
A
origem
da vida
Prof. César Milani

2. BIG BANG
Explosão de matéria
Há aprox. 14 bilhões de anos
Matéria em expansão / “FRAGMENTOS
DE UMA BOMBA”
Força Gravitacional
Aglomeração de matéria / Surgimento do
Sol, Terra...

3. SOL
Estrela dentre várias
5 bilhões de anos
Aglomeração dos fragmentos em
expansão
Calor do Sol: H + H He

4. TERRA
Aglomeração da mesma matéria
4,5 bilhões de anos
“Bola de Fogo”
Aumento de tamanho / Retenção de
gases / Atmosfera terrestre primitiva /
“HIDROGÊNIO e HÉLIO”

5. Origem da Vida
Teoria da Abiogênese:
Criada por Aristóteles (384-322 a. C) ;
Afirmava que as espécies surgem por
geração espontânea;
Os organismos podiam surgir a partir de
uma massa inerte segundo um princípio ativo
(nascimento de um rato através da
combinação de uma camisa suja com um
pouco de milho);

6. Origem da vida
Até meados do séc. XIX, acreditava-se que
seres podiam surgir espontaneamente da
matéria não-viva.
Hoje, sabe-se que um ser vivo surge
somente através da reprodução.
Biogênese versus abiogênese

7. Origem da vida
Defensores da
abiogênese
Helmont
Needham
Aristóteles
Isaac Newton
René Descartes
Críticos da
abiogênese
Redi
Joblot
Spallanzani
Louis Pasteur

8. Origem da vida
Jan Baptista van Helmont(1577-1644)
“(...)coloca-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.”

9. Origem da vida
Francesco Redi(1626-1697)
Um dos primeiros a empregar o método experimental
Uma das principais evidências da abiogênese era o
aparecimento “espontâneo” de “vermes” em carne podre
Hipótese de Redi: “Os seres vermiformes que surgem
na carne em putrefação são larvas, um estágio do ciclo
de vida das moscas. As larvas devem surgir de ovos
colocados por moscas, e não por geração espontânea a
partir da putrefação da carne”

11. Origem da vida
Meados do século XVII: descoberta dos
micróbios.
Reanimação da hipótese da geração
espontânea
Os abiogenistas achavam que seres tão
pequenos e simples como os micróbios não se
reproduziam, surgindo por geração espontânea

12. Origem da vida
Louis Joblot(1645-1723)
Em 1711, ferveu um caldo nutritivo à base de carne e
repartiu-o entre duas séries de frascos: uns abertos e
outros tampados com pergaminho
Após alguns dias, os frascos abertos estavam repletos
de micróbios, enquanto os frascos tampados
continuavam inalterados.
Conclusão de Joblot: Os micróbios surgiam de
“sementes” provenientes do ar, e não por geração
espontânea a partir do caldo

13. Origem da vida
John Needham(1713-1781)
Hipótese da geração espontânea ganha novo impulso
Colocou caldo nutritivo em diversos frascos, fervendo-os
por 30 min e tampou os frascos com rolhas
Depois de alguns dias, os caldos estavam repletos de
micróbios. Argumentou então que os seres presentes
nos caldos surgiram por geração espontânea.

14. Origem da vida
Lazzaro Spallanzani(1729-1799)
Realizou experimentos semelhantes aos
de Needham, mas obteve resultados
diferentes
As infusões preparadas por Spallanzani,
muito bem fervidas e cuidadosamente
arrolhadas, continuaram livre de micróbios

16. Origem da vida
Needham versus Spallanzani
Argumento de Spallanzani: Needham não ferveu o caldo
por tempo suficiente ou não vedou os frascos de forma
eficiente
Resposta de Needham: A fervura por tempo prolongado
destruía a “força vital” presente no caldo
François Appert: Aproveitou as experiências de
Spallanzani e inventou a indústria de enlatados

17. Origem da vida
Final do século XVIII: descoberta do gás
oxigênio e seu papel essencial à vida
Novo ponto de apoio para os
abiogenistas, que argumentavam que o
aquecimento prolongado e a vedação
hermética excluíam o oxigênio necessário
à geração espontânea e à sobrevivência
dos seres.

18. Origem da vida
Nova disputa travada entre biogenistas e abiogenistas
Abiogenistas: A presença de ar fresco era fundamental
para a geração espontânea da vida
Biogenistas: O ar era a fonte de contaminação dos
caldos
Academia Francesa de Ciências: prêmio para quem
apresentasse um experimento definitivo sobre essa
questão

19. Origem da vida
Louis Pasteur(1822-1895)
Experiência nos Alpes – Pasteur Levou frascos de vidro
fechados completamente contendo caldo nutritivo até as
altitudes dos Alpes
Abriu os frascos para que os caldos ficassem expostos
ao ar das montanhas; depois, foram novamente
derretidos e fechados
De volta ao laboratório, verificou que apenas um 1 dos
vinte frascos abertos nas montanhas havia se
contaminado

20. Origem da vida
Os frascos com pescoço de cisne: novo experimento
Pasteur amoleceu os gargalos no fogo, esticando-os e
curvando-os em forma de pescoço de cisne; em seguida
ferveu os caldos até que saísse vapor pela extremidade
dos gargalos
À medida que esfriava, o ar penetrava pelo gargalo, mas
as partículas do ar ficavam retidas nas paredes do
gargalo em forma de pescoço; Nenhum frasco se
contaminou
Derrubada definitiva da hipótese da geração espontânea

22. BIOGÊNESE
Pasteur comprovou
TODO SER VIVO SE
ORIGINA DE OUTRO -
reprodução
Mas e o primeiro ser
vivo?????
COMO SABER SUA
ORIGEM???

23. TEORIAS MODERNAS SOBRE A ORIGEM DA VIDA
PANSPERMIA E EVOLUÇÃO QUÍMICA
Químico ARRHENIUS
Proposta inicialmente pelo biólogo
THOMAS HUXLEY (1825 – 1895) e retomada
na década de 1920 pelo biólogo
HALDANE (1862 – 1964)
e pelo bioquímico OPARIN (1894 – 1980)
IMPORTANTE: AS DUAS TEORIAS NÃO SÃO ANTAGONISTAS

24. Origem da Vida
Teorias Modernas sobre a origem da vida:
Teoria da Evolução Química ou Molecular:
Admite-se que a vida seja resultado de um
processo de evolução química em que compostos
inorgânicos se combinaram, originando moléculas
orgânicas simples (a.a., açúcares, bases
nitrogenadas etc.);
Estas, por sua vez, combinaram-se produzindo
moléculas mais complexas (proteínas, lipídios,
ácidos nucléicos etc.) com capacidade de
autoduplicação e metabolismo.

25. Oparin, (1894 - 1980)
TEORIA DA “SOPA PRIMORDIAL”
Ou NATURALISTA
possuía conhecimentos em geologia, biologia,
astronomia e bioquímica.
Publicou o livro A Origem da Vida.
Por volta de 1930 - cientista russo

26. Atmosfera primitiva: metano (CH4), amônia (NH3), hidrogênio (H2) e vapor de
água (H2O).
TEORIA DA “SOPA PRIMORDIAL”

27. TERRA PRIMITIVA

28. O coacervado
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

29. Origem da Vida
Numa experiência pioneira, no início
dos anos 50, o cientista americano
StanleyMiller (07/03/1930–20/05/2007)
recriou a provável atmosfera
primitiva.
Misturou num recipiente
hermeticamente fechado hidrogênio
(H2), vapor d'água (H2O), amônia
(NH3) e metano (CH4).

30. Origem da Vida

31. 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 nucléico peptídico, em inglês).
Outra molécula candidata a precursora do RNA
também foi criada artificialmente na Califórnia,
pelo Instituto Scripps.

32. Stanley Miller (na Universidade da Califórnia em San
Diego) realizou em um experimento (1953) semelhante ao
de Oparin e obteve AMINOÁCIDOS.
Poucos anos depois (1957), seguindo a mesma linha, o
bioquímico estadunidense Sidney Fox aqueceu uma
mistura seca de aminoácidos e constatou a presença de
moléculas de natureza proteica (ligações peptídicas)
Melvin Calvin, outro cientista norte-americano, realizou
experiências, bombardeando os gases primitivos com
radiações altamente energéticas e obteve, entre outros,
compostos orgânicos do tipo carboidrato.

33. Origem da Vida
Teorias Modernas sobre a origem da vida:
Panspermia ou cosmozóica :
A ideia surgiu no final do século XIX e início
do século XX por Arrhenius (1859-1927) –
entre outros;
A vida teria surgido de seres vivos ou de
substâncias precursoras da vida
provenientes de outros locais do cosmos;

34. TEORIA DA PANSPERMIA
Em agosto de 1996 foi encontrado o meteorito 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
1,9 kg
cristalizou-se
no magma de
Marte há 4,5
bilhões de anos
caiu na
Antárctica 13
mil anos atrás

35. 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
No início era DNA ou RNA??

37. Evolução dos processos
energéticos
Hipótese heterotrófica: a fonte de alimento
desses seres seria constituída de moléculas que se
acumulavam nos mares e lagos primitivos.
Hipótese autotrófica (Quimiolitoautotróficos):
produziam seu alimento a partir da energia
liberada por reações químicas (ferro e
enxofre) da crosta terrestre.
Ideia reforçada pela descoberta de microrganismos que vivem
atualmente em locais inóspitos como vulcões e fontes de água
quente.

38. HIPÓTESE HETEROTRÓFICA
Alimento escasso / linhagens evoluem
para fotossíntese.
“não possuiam sistemas evoluídos para
processos fotossintéticos”

39. HIPÓTESE AUTOTRÓFICA
É a mais aceita atualmente
“QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS”
FeS + H2S FeS2 + H2 + ENERGIA
“Arqueas “
Não existiam moléculas orgânicas
suficientes para sustentar a multiplicação
dos 1º seres até o aparecimento da
fotossíntese.

40. ORIGEM DA FOTOSSÍNTESE
Sulfobactérias
Trocaram H2S (Sulfeto de Hidrogênio)
por H2O (abundância)
6 CO2 + 6 H2O 1 C6H12O6 + 6 O2 + ENERGIA
Consequência : O2
Metais oxidados, mortes...

41. RESPIRAÇÃO AERÓBICA
Desenvolvimento de sistema antioxidantes
Uso do alto poder de oxidação do O2
1 C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + ENERGIA
Equilíbrio na Terra: “reagentes e produtos”
Aparecimento da camada de O3

42. HIPÓTESE ENDOSSIMBIÓTICA
Célula eucariótica primitiva
Englobamento de células procarióticas,
mitocôndrias e cloroplastos.
Simbiose vantajosa: abrigo e alimento / energia.
Relação bem sucedida.
EVIDÊNCIAS;
Autoduplicação
DNA mitocôndrial e
cloroplástico

43. COMO SURGIRAM OS PRIMEIROS MULTICELULARES??
SIMBIÓTICA
Diferentes protistas se
agregam simbionticamente
COLONIAL
Após a divisão celular de um
protista, suas células
permanecem unidas
CELULARIZAÇÃO
Organismo unicelular
multinucleado desenvolve
membranas entre os núcleos
Simbiose e Celularização trouxeram benefícios....proteção contra predação
ou variações do meio ambiente e aumento da aderência ao substrato

44. Volvox – forma multicelular
esférica com 2000 células
somáticas flageladas e 16
células reprodutivas
Pandorina – forma
multicelular esférica com
16 células idênticas
Gonium – forma multicelular
achatada com 4 a 16 células
ciliadas idênticas
Pleodorina – forma
multicelular esférica com 64
ou 128 células, sendo 24 ou
48 somáticas flageladas
ALGAS VERDES UNICELULARES...
OS ANCESTRAIS DE FUNGOS E PLANTAS...

45. Em determinadas condições
ambientais, esses protistas se
agregam, formando colônias de
células idênticas
Eucariotos unicelulares
(protistas) aquáticos formados
por uma célula arredondada com
um único flagelo rodeado por
uma coroa de cílios
COANOFLAGELADOS,
OS ANCESTRAIS DOS ANIMAIS...

46. Há 135 anos,
biólogos notaram que
células muito
semelhantes aos
COANOFLAGELADOS
faziam parte da
estrutura das
esponjas...
...e chamaram essas
células de
COANÓCITO

47. Uma vez agregadas, as células
iniciam um processo de
diferenciação, em resposta ao meio
ambiente, tornando-se
especializadas em determinadas
funções...

48. Nestas diferenciações, surgem
grupos de células germinativas e
estruturas reprodutivas....

49. 1) (UFMG) Observe esta figura:
É CORRETO afirmar que a presença de lagartas em espigas de milho se deve:
a) ao processo de geração espontânea comum aos invertebrados.
b) à transformação dos grãos em lagartas.
c) ao desenvolvimento de ovos depositados por borboletas.
d) ao apodrecimento do sabugo e dos grãos.

50. 2) (UNIFAL) Do início da vida na Terra, até o aparecimento dos seres vivos atuais,
aconteceram vários eventos, como por exemplo:
I - formação das primeiras células;
II - formação de moléculas orgânicas complexas;
III - aparecimento de organismos capazes de produzir alimentos pela fotossíntese;
IV - surgimento dos primeiros organismos aeróbicos.
Marque a alternativa que indica a ordem mais aceita, atualmente, para o
acontecimento desses eventos.
a) I - II - IV - III
b) II - III - IV - I
c) I - IV - III - II
d) II - I - III – IV
e) II – IV – I - V

51. (MACKENZIE)
I - Segundo a hipótese heterotrófica, os organismos com esse tipo de nutrição foram os
últimos a surgir.
II - O surgimento dos organismos fotossintetizantes permitiu o aparecimento da
respiração aeróbica.
III - Sob determinadas circunstâncias, foi possível o surgimento de substâncias
orgânicas a partir de substâncias inorgânicas.
IV - O surgimento dos coacervados permitiu que algumas moléculas como o DNA se
mantivessem íntegras por mais tempo.
Dentre as afirmações acima, relativas à origem dos seres vivos, estão corretas, apenas:
a) II, III e IV.
b) II e III.
c) III e IV.
d) I e II.
e) I e IV.

52. ATÉ A PRÓXIMA!!

53. Origem da vida
Argumento de Pasteur: O ar das montanhas
continha muito menos “sementes” de
organismos microscópicos do que o ar da
cidade, onde qualquer frasco aberto sempre se
contaminava
Na presença de membros da academia,
quebrou o gargalo de alguns frascos, expondo
os caldos ao ar da cidade; 3 dias depois, todos
os frascos haviam sido contaminados
Comissão julgadora solicitou mais provas

54. Origem da Vida
Os aglomerados proteicos formadas na
primitividade da Terra foram organizados e
envoltos por uma película de moléculas de água
chamados de Coacervados ou Coacervatos.
A partir destas estruturas é que surgiram
todos os seres vivos da Terra.
“Segundo a proposta evolucionista!”

55. TEORIA DA PANSPERMIA
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.
"Panspermia", 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.

56. 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
No início era DNA ou RNA??

57. HIPÓTESE HETEROTRÓFICA
“Sopas Orgânicas”
- Constituição dos seres
- Alimento dos seres
Fermentação
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + ENERGIA

58. HIPÓTESE AUTOTRÓFICA
É a mais aceita atualmente
“QUIMIOLITOAUTOTRÓFICOS”
FeS + H2S FeS2 + H2 + ENERGIA
“Arqueas “
FeS e H2S foram substituídos pela H2O /
muito abundante na Terra

59. Origem da Vida
Fez passar através dessa mistura fortes
descargas elétricas para simular os raios das
tempestades ocorridas continuamente na
época e obteve então aminoácidos - "tijolos"
básicos das proteínas.
Outras experiências testaram os efeitos do
calor, dos raios ultravioleta e das radiações
ionizantes sobre misturas semelhantes à de
Miller - todas simulando a atmosfera
primitiva. ( SIDNEY FOX 1912 – 1998,
OBTEVE MICROESFERAS – BOLSAS COM
MEMBRANAS PROTEICAS)