1. BIOLOGIA INTERATIVABIOLOGIA INTERATIVA
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2. ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

3. ORIGEM DA VIDAORIGEM 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

4. • Defensores da abiogênese
 Helmont
 Needham
 Aristóteles
 William Harvey
 Isaac Newton
 René Descartes
• Críticos da abiogênese
 Redi
 Joblot
 Spallanzani
 Louis Pasteur
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

5. • 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.”
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

9. • 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”
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

10. • Meados do século XVII: descoberta dos micróbios (Antonie van
Leeuwenhoek).
• 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
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

11. • 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
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

12. • John T. 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.
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

13. • 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.
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

14. • 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
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

15. • Em fins 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.
ORIGEM DA VIDAORIGEM DA VIDA

16. 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

17. 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

18. 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

19. 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

21. Exercício
1. Dentre os cientistas abaixo, aquele que foi
defensor da biogênese:
a) Aristóteles
b) Helmont
c) Needham
d) Spallanzani
e) Albert Einstein

22. Exercício
1.Needham
2.Joblot
3. Louis Pasteur
4. Redi
I. Realizou experimentos com com
caldos nutritivos e forte adepto
da abiogênese
II. Realizou o célebre experimento
com frascos de pescoço de cisne
III. Afirmou que os seres
vermiformes que surgiam das
carnes em putrefação eram
larvas e não surgiam por geração
espontânea
IV. Biogenista que realizou
experimentos com caldos
nutritivos

23. 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

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

25. 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

26. 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

27. 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 combinar-
se 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
moléculas de proteínas e de lipídios se organizassem na periferia de cada
gotícula, formando uma membrana lipoprotéica
O coacervado

28. 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

29. VAMOS TESTAR
AS IDEIAS DE OPARIN
Será que o russo está certo?

30. 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

31. Comprovando a teoria de Oparin
EXPERIÊNCIA DE UREY MILLER

32. O EXPERIMENTO DE MILLER - UREY
RESULTADOS
- Substâncias como aldeídos, aminoácidos e açúcares

33. 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"
Comprovando a teoria de Oparin
EXPERIÊNCIA DE UREY MILLER
O químico Friedrich Wöhler, ainda em 1828,
demonstrou que compostos orgânicos podem formar-
se a partir de substâncias inorgânicas em laboratório

34. 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
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
Comprovando a teoria de Oparin
EXPERIÊNCIA DE UREY MILLER

35. 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
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
PROBLEMAS

36. 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

38. 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

39. 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????

40. Autótrofos ou Heterótrofos
FAGOCITOSE
FOTOSSÍNTESE
cianobactériaalga
Heterótrofos

41. TEORIA DA PANSPERMIA
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
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

42. TEORIA DA PANSPERMIA
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
1,9 kg
cristalizou-se
no magma de
Marte há 4,5
bilhões de anos
caiu na
Antárctica 13
mil anos atrás

43. problemas
Meteoritos
queimam ao entrar
na atmosfera
Como a vida se
originou em outro
local do universo?
TEORIA DA PANSPERMIA

44. 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

45. Procura de vida em Europa (satélite de Júpiter)
TEORIA DA PANSPERMIA
- superfície coberta de gelo (60 km de espessura)
- evidências de água líquida abaixo da superfície
- fonte de aquecimento: forças de maré produzidas por Júpiter

46. 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
VIDA EXTRATERRESTRE – Será???

47. OBRIGADOOBRIGADO