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Durante séculos
as explicações para o origem da vida situavam-se nos
terrenos da lenda e do fantástico. A primeira teoria foi
esboçada em 1828, quando Wöhler sintetizou uma substância
orgânica, a uréia. A questão, porém,
só foi definitivamente resolvida em 1967, quando Kornberg
e Goulian conseguiram sintetizar o portador do código genético:
o DNA.
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| Até a década
de 50, as preocupações quanto à origem da vida
eram consideradas assunto especulativo, incapaz de levar a conclusões
mais decisivas. Era comum que posições religiosas e
dogmáticas impedissem uma abordagem científica do tema.
Hoje, não só muitas perguntas relativas à origem
dos seres vivos foram respondidas como incontáveis experimentos
de laboratório reproduziram condições supostamente
vigentes na época. Obteve-se assim um conjunto de informações
que permitiu formular teorias coerentes e plausíveis. Os
"tijolos" básicos
A Terra formou-se há cerca de quatro a cinco bilhões
de anos. Há fósseis de criaturas microscópicas
de um tipo de bactéria que prova que a vida surgiu há
cerca de três bilhões de anos. Em algum momento, entre
estas duas datas - a evidência molecular indica que foi há
cerca de quatro bilhões de anos - deve ter ocorrido o incrível
acontecimento da origem da vida.
Entretanto, antes de surgir qualquer forma de vida sobre a Terra
não havia o oxigênio atmosférico (que é
produzido pelas plantas), mas sim vapor d'água. É
provável que no princípio a atmosfera da Terra contivesse
apenas vapor d'água (H2O), metano (CH4), gás carbônico
(CO2), hidrogênio (H2) e outros gases, hoje abundantes em
outros planetas do sistema solar.
Nesse ambiente, surgiram espontaneamente os "tijolos"
químicos que formam as grandes moléculas da vida.
Esses "tijolos" são: os aminoácidos, que
formam as proteínas; os ácidos graxos, que compõem
as gorduras; e os açúcares, que constituem os carboidratos.
Carboidratos e gorduras são compostos de carbono, hidrogênio
e oxigênio. Das proteínas faz parte também o
nitrogênio. |
Quando
a vida se formou, há 3,5 bilhões de anos, o ácido
desoxirribonucleico, o DNA (acima, um modelo molecular), funcionou
como elemento seletivo na manutenção da individualidade
dos seres vivos.
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| Algumas provas da existência, na atmosfera primitiva,
de água, hidrogênio, metano e amoníaco são
fornecidas pela análise espectroscópica das estrelas;
outras, pela observação de meteoritos provenientes do
espaço interestelar. A análise das estrelas revela também
a existência, em vários pontos do Universo, de pequenas
moléculas orgânicas que estariam numa etapa primitiva
de formação da vida. Os químicos reconstruíram
em laboratórios, a nível experimental, estas condições
primitivas, misturando os gases adequados e água num recipiente
de vidro e adicionando energia, através de uma descarga elétrica.
Desta forma, sintetizaram substâncias orgânicas de forma
espontânea. É claro que o fato de as moléculas
orgânicas aparecerem nesse caldo primitivo não seria
suficiente. O passo mais importante foi o aparecimento de moléculas
que se autoduplicavam, produzindo cópias de si mesmas.
Outro passo importante foi o aparecimento de estruturas anteriores
às membranas, que proporcionaram espaços circunscritos
onde aconteciam as reações químicas. Pode ter
sido pouco depois deste estágio que criaturas simples, como
as bactérias, deram lugar aos primeiros fósseis, há
mais de três bilhões de anos. |
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Numa experiência pioneira, no início dos anos 50,
o cientista americano Stanley Miller recriou a provável atmosfera
primitiva. Misturou num recipiente hermeticamente fechado hidrogênio
(H2), vapor d'água (H2O), amônia (NH3) e metano (CH4).
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.
O canibalismo inicial
No início, grande número de lagoas e oceanos foi se
convertendo numa "sopa" de "tijolos da vida".
Como não existiam ainda os seres vivos para comê-los,
nem oxigênio livre para decompô-los, sua concentração
só aumentava. A energia necessária à combinação
entre essas pequenas moléculas (que leva à síntese
de grandes moléculas como proteínas, gorduras e carboidratos)
era proveniente sobretudo do calor do Sol, mas também da
eletricidade.
O problema da síntese das grandes moléculas subdivide-se
em dois, interdependentes: o primeiro trata apenas do aparecimento
das moléclas que se conhecem atualmente; o segundo refere-se
ao modo pelo qual se deu a passagem do estado de uma simples "sopa"
de moléculas orgânicas para o aparecimetno de formas
celulares organizadas.
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O problema de como se
formaram os tijolos da vida não se resolve pelo simples aparecimento
de hidrogênio e de compostos de carbono e nitrogênio.
Era preciso que eles se tivessem combinado de uma certa maneira. |
| Para o primeiro problema, a resposta é aparentemente
paradoxal. Imaginemos uma pequena proteína formada por cinqüenta
aminoácidos, de vinte variedades. Desmontando-se essa proteína
e reagrupando-se seus aminoácidos, de todas as formas possíveis,
isso resulta num número altíssimo: a unidade seguida
de 48 zeros. Portanto, se nos mares primitivos eram possíveis
todas as combinações (e eram, sem dúvida), por
que razão vingaram as que produziram a vida? O paradoxo está
em que vingaram exatamente porque produziram vida. Apareceram macromoléculas
de diversos tipos, mas as que conseguiram organizar-se em pequenas
unidades autoreprodutoras (como o DNA) usaram as outras como alimento.
Isso permite saber que tipo de seres povoou primeiramente o Universo.
Foram os heterótrofos, seres vivos, como animais e fungos,
que comem outros seres vivos. Só depois surgiram os seres
autótrofos, aqueles que, como as plantas, sintetizam seu
próprio alimento.
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| Os primeiros seres vivos, unicelulares e muito simples,
começaram a obter sua energia da ruptura das moléculas
da "sopa" à sua volta; esgotada esta, passaram a
tirar energia de outros seres vivos. Mas nesse ponto já deviam
encontrar-se num estágio de complexidade que permitia o aproveitmanto
das reações fotoquímicas: se não tivessem
existido, nesta fase, seres capazes de explorar a luz solar, o período
inicial de canibalismo teria acabado com a vida incipiente. Assim,
a resposta para o primeiro problema - por que vingaram apenas certos
tipos de macromoléculas - depende da resolução
do segundo: como apareceram indivíduos que eliminaram aqueles
incapazes de formar seus próprios sistemas de auto-reprodução.
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Gotículas de coacervado obtidas artificialmente
e fotografadas ao microscópio sugerem como devem ter se organizado
as substâncias orgâmicas nos mares primitivos para o
aparecimento das primeiras formas de vida.
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A individualização
Primeiro, é preciso entender como surgiram as primeiras macromoléculas
não dissolvidas no ambiente, mas agrupadas numa unidade constante
e auto-reprodutora. O cientista soviético Alexander Oparin
foi o primeiro a dar uma resposta aceitável: com raríssimas
exceções as moléculas da vida são insolúveis
na água e, nela colocadas, ou se depositam ou formam uma suspensão
coloidal, o que é um fenômeno de natureza elétrica.
Há dois tipos de colóides: os que não têm
afinidade elétrica com a água e os que têm afinidade.
Devido a essa afinidade, os colóides hidrófilos permitem
que se forme á volta de suas moléculas uma película
de água difícil de romper. Existe ainda um tipo especial
de colóide orgânicos. São os coacervados: possuem
grande número de moléculas, rigidamente licalizadas
e isoladas do meio ambiente por uma película superficial
de água. Desse modo, os coacervados adquirem sua "individualidade".
Tudo era favorável para que na "sopa" oceânica
primitiva existissem muitos coacervados. Sobre eles atuou a seleção
natural: somente as gotas capazes de englobar outras, ou de devorá-las,
puderam sobreviver. Imagine um desses coacervados absorvendo substâncias
do meio exterior ou aglutinando outras gotas. Ele aumenta e ao mesmo
tempo que engloba substâncias elimina outras. Esse modelo
de coacervado, que cresce por aposição, não
bastaria, porém, para que a vida surgisse.
Era preciso que entre os coacervados aparecesse algum capaz de
se auto-reproduzir, preservando todos os seus componentes. A esta
etapa do processo evolutivo, a competição deve ter
sido decisiva. As gotas que conseguiram auto-reproduzir-se ganharam
a partida. Elas tinham uma memória que lhes permitia manter
sua individualidade. Era o ácido desoxirribonucleico (DNA).
As que não eram governadas pelo DNA reproduziram-se caoticamente.
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Enfim,
pode-se caracterizar os primeiros seres vivos como:
· simples
· unicelulares
· abiogenéticos
· heterótrofos
· fermentadores
· anaeróbicos.
"Dicionário"
Abiogênese: teoria
de origem da vida baseada na geração espontânea,
sendo que um ser não vivo trsnformaria-se em um ser
vivo através de um princípio ativo. Foi defendida
por grandes cientistas como Aristóteles, Van Helmont,
Newton, Harwey, Descartes e John Needham.
Autótrofo: ser capaz
de sintetizar seu próprio alimento, através
da fotossíntese.
Biogênese: teoria de
baseada na origem de um ser vivo apenas oriundo de outro ser
vivo. Defendida por Francisco Redi, Lázaro Spallanzani
e Louis Pasteur.
Coacervado: é um aglomerado
de moléculas proteicas circundadas por uma camada de
água; foram, possivelmente, as formas mais próximas
dos primeiros seres vivos.
Cosmozoários: são
os primeiros seres do planeta, vindos de outros planetas do
Sistema Solar.
Criacionismo: teoria religiosa
sobre a origem da vida, baseada na criação divina
dos seres, Adão e Eva.
Fermentador: ser que realiza
fermentação para obtenção de energia.
Heterótrofo: ser incapaz
de sintetizar seu próprio alimento.
Panspermia cósmica: teoria
de Arrhenius sobre a origem da vida, baseada no surgimento
da vida em outro planeta, sendo que os cosmozoários
teriam alcançado a Terra através de meteoritos.
Unicelular: ser constituído
de uma única célula |
Quem
foi ...
Francisco Redi?
Cientista que demonstrou que os vermes da carne em putrefação
eram originados de ovos deixados por moscas e não
da transformação da carne.
Lázaro Spallanzani?
Cientista que demonstrou que o aquecimento de frascos até
a fervura (esterilização), se mantidos hermeticamente
fechados, evitava o aparecimento de micróbios.
Louis Pasteur?
Cientista que demonstrou que germes microscópicos
estão no ar e com experências com frascos tipo
"pescoço de cisne demonstrou que uma solução
nutritiva, previamente esterilizada, nmantém-se estéril
indefinidamente, memso na presença do ar (pausterização).
Alexander Oparin?
Cientista que desenvolveu a teoria de que a vida teria surgido
de forma lenta e ocasional nos oceanos primitivos. Os gases
existentes na atmosfera primitiva eram provenientes da ação
vulcânica e entre eles não havia oxigênio.
Stanley Miller?
Cientista que comprovou a teoria de Oparin em laboratório,
demonstrando a possibilidade da formação de
moléculas orgânicas na atmosfera primitiva
e sem a participação direta de um ser vivo.
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origem da vida
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origem da vida II |
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