6ª série

Origem da Vida

Desde a antiguidade o homem tem se perguntado como, aonde e quando teria surgido a vida; um tipo de questão que a ciência, talvez, nunca venha a responder completamente. Entretanto, podemos formular hipóteses e desenvolver teorias que nos aproximem cada vez mais de uma "verdade" relacionada a este dilema. Assim fizeram e continuam fazendo, pensadores e cientistas, desde os tempos da Grécia Antiga até os dias de hoje. Historicamente quatro são as hipóteses relacionadas a origem da vida; a saber: hipótese da geração espontânea, hipótese da panspermia cósmica, hipótese autotrófica e hipótese heterotrófica.

GERAÇÃO ESPONTÂNEA OU ABIOGÊNESE
  Tal ideia surgiu com Aristóteles, há cerca de 2000 anos atrás. Ele propôs que a vida poderia surgir da matéria inanimada; para tanto bastava que um "princípio ativo" fosse insuflado na matéria não viva, levando ao surgimento espontâneo da vida. Esta idéia dominou todo o pensamento ocidental até 1861, quando Pasteur demonstrou que ela estava completamente errada. Até então aceitava-se, por exemplo, que moscas poderiam surgir espontaneamente de matéria orgânica em putrefação. Um exemplo clássico é o do belga Van Helmont, que chegou a sugerir que uma camisa suja em contato com germe de trigo durante 21 dias poderia originar camundongos.

Em meados do século XVII a hipótese da geração espontânea começou a ser abalada. No caso das moscas, Redi, cientista florentino, tentou refutar tal idéia, provando que as moscas originavam-se de moscas preexistentes. Em 1745, entretanto, o inglês Needham, corroborou mais uma vez a teoria da geração espontânea. Ele colocou sucos nutritivos num tubo de ensaio, aqueceu-os e fechou-os em seguida; e, logo após, aqueceu-os novamente. Depois de alguns dias Needham verificou o aparecimento de micróbios naquele tubo. O italiano Spallanzani criticou o experimento de Needham, repetindo-o; só que dessa vez ferveu os líquido antes, e assim não foi verificada a presença de micróbios no líquido. Needham, justificou os dados de Spallanzani, dizendo que a fervura havia destruído o tal "princípio ativo", impossibilitando assim o aparecimento dos micróbios. A teoria da geração espontânea, como mencionado anteriormente, foi derrubada por Louis Pasteur, em 1861. Pasteur preparou culturas de bactérias em recipientes abertos providos de um longo tubo em forma de S, que retinha os microorganismos trazidos pelo ar. Ao aquecer o recipiente o calor matava as bactérias, retidas, então, na curvatura do tubo. Pasteur verificou que o líquido do recipiente ficava estéril por um certo tempo. Após resfriado, entretanto, o recipiente, se fosse mantido aberto, voltava a se contaminar. O experimento de Pasteur mostrou que o ar era carregado de microorganismos, e que estes ao encontrarem um meio propicio, no caso, o líquido, proliferavam. Foi assim que Pasteur desenvolveu o princípio da esterilização, amplamente usado hoje em dia, tanto na medicina como na industria de alimentos.

PANSPERMIA CÓSMICA
A hipótese da panspermia cósmica, que apregoa uma origem extraterrena para a vida, foi proposta primeiro por Arrhenius e Richter. Tal hipótese, entretanto, não explica absolutamente nada sobre os processos que teriam gerado as primeiras formas de vida, apenas muda o endereço do local onde estas teriam surgido. Esta idéia foi revitalizada nos últimos anos, com a descoberta de um possível fóssil bacteriano, em Marte.

HIPÓTESE AUTOTRÓFICA
A hipótese autotrófica, também nada explica sobre como teriam se originado as primeiras formas de vida, apenas admitie que estas já teriam surgido como organismos autótrofos, ou seja, capazes de produzir seu próprio alimento. O principal empecilho contra tal hipótese é que um ser autótrofo sintetiza alimento orgânico a custa de uma série muito complexa de reações químicas. Sob a ótica da seleção natural, segundo a qual a evolução é um processo lento e gradual, a complexidade de um organismo autótrofo levaria muito tempo para ser atingida. Assim, os primeiros organismos deveriam ser muito simples, e incapazes de produzir seu próprio alimento.

HIPÓTESE HETEROTRÓFICA
Sabemos que todos os organismos desde bactérias, plantas e animais são constituídos pelos mesmos 6 principais compostos químicos: água, carboidratos, lipídeos, fosfatos de adenosina, proteínas e ácidos nucleicos. A água é o mais comum, fazendo parte da estrutura molecular de compostos essenciais a vida. Os carboidratos são fonte de energia, formados por hidrogênio, oxigênio e carbono. Os lipídeos armazenam energia. Os fosfatos de adenosina (ADP e ATP) são as fontes de energia que possibilitam às células realizar todas as suas funções. As proteínas formam as estruturas dos seres vivos, como: as membranas celulares, os músculos e tendões, o sangue, e os demais tecidos. As enzimas, catalizadores das principais reações químicas que ocorrem nos organismos, são, antes de mais nada, proteínas. Os ácidos nucleicos ocorrem dentro do núcleo celular, principalmente, embora estejam presentes, também, em outras organelas do citoplasma, como é o caso do DNA mitocondrial e do RNA que compõe os ribossomos. Tais moléculas são responsáveis em grande parte pela coordenação da síntese de todas as proteínas. Todos estes compostos mencionados acima, são formados de hidrogênio, oxigênio, carbono, nitrogênio, fósforo e enxofre. Talvez o carbono, dentre todos, seja o elemento mais importante, pois é o único capaz de se combinar com os demais para formar diversas moléculas complexas e de grande tamanho, as quais caracterizam os grandes organismos. Sabemos, também, que todos estes principais elementos, essenciais a vida, encontram-se entre os mais abundantes do Sistema Solar.

Tudo isto sugere que a atmosfera da Terra, no início, era formada por estes principais elementos, com exceção do oxigênio e do nitrogênio, que teriam se libertado, mais tarde, a partir da mistura gasosa daquela atmosfera. Segundo a hipótese heterotrófica, a mais aceita hoje em dia, formulada em 1920 e 1930, pelo biólogo inglês J. B. S. Haldane e pelo bioquímico russo, A. I. Oparin, as formas primitivas de vida originaram-se a partir destes primeiros compostos, de maneira lenta e gradual, de acordo com o paradigma darwiniano. Há cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, condições de temperatura e umidade associadas a esta atmosfera primitiva, e à ação da radiação solar e de descargas elétricas frequentes, poderiam ter dado origem a agregados de aminoácidos e ácidos nucleicos. Tais agregados, teriam se acumulado num mar antigo, formando o que Haldane chamou de "sopa orgânica diluída." As ideias de Haldane e Oparin, vieram a ser corroboradas e revitalizadas, em 1954, pelo famoso experimento de S. L. Miller, da Universidade de Chicago, bem como por outros experimentos, realizados posteriormente. Deste primeiro agregado, teriam surgido formas de vida primitivas que se alimentavam dos compostos carbonosos inorgânicos presentes na própria "sopa orgânica" primordial da qual se originaram. Estes primeiros organismos teriam sido anaeróbios, já que a atmosfera de então era desprovida de oxigênio.

Com o passar do tempo a "sopa" foi minguando, devido a ação e proliferação destes primeiros organismos, e a ação de novos compostos derivados do metabolismo dos mesmos. Tais organismos, logicamente, estariam fadados a se extinguir quando a "sopa" acabasse, a menos que estes pudessem evoluir para formas capazes de elaborar seus próprios alimentos. Mecanismos evolutivos, então, favoreceram ou fixaram as possíveis mutações que levaram ao surgimento de organismos autótrofos (plantas fotossintetizadoras). Estes novos organismos utilizavam-se do CO₂ da água e da energia solar para produzir sua própria energia. Em troca, eles iam enriquecendo a atmosfera com oxigênio, liberado durante o processo da fotossíntese. Este novo ambiente possibilitaria o aparecimento de novas formas de vida. Milhões e milhões de anos foram necessários para o surgimento dos primeiros eucariotos. Depois viriam os primeiros organismos multicelulares, vegetais e animais, cada vez mais complexos e diversificados.

Responda:

01)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.
02) Sobre a origem e a evolução dos primeiros seres vivos é CORRETO afirmar que:

a) a atmosfera da Terra primitiva era composta principalmente de metano, oxigênio e vapor d’água.
b) os primeiros organismos eram autotróficos.
c) os primeiros organismos a conquistar o ambiente terrestre foram os répteis.
d) os primeiros invertebrados viviam exclusivamente no mar.

03) Charles Darwin, além de postular que os organismos vivos evoluíam pela ação da seleção natural, também considerou a possibilidade de as primeiras formas de vida terem surgido em algum lago tépido do nosso Planeta. Entretanto, existem outras teorias que tentam explicar como e onde a vida surgiu. Uma delas, a panspermia, sustenta que:

a) As primeiras formas de vida podem ter surgido nas regiões mais inóspitas da Terra, como as fontes hidrotermais do fundo dos oceanos.
b) Compostos orgânicos simples, como os aminoácidos, podem ter sido produzidos de maneira abiótica em vários pontos do planeta Terra.
c) Bactérias ancestrais podem ter surgido por toda a Terra, em função dos requisitos mínimos necessários para a sua formação e subsistência.
d) A capacidade de replicação das primeiras moléculas orgânicas foi o que permitiu que elas se difundissem pelos oceanos primitivos da Terra.
e) A vida se originou fora do Planeta Terra, tendo sido trazida por meteoritos, cometas ou então pela poeira espacial.
04) 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
05) Cientistas americanos descobrem num meteorito de Marte, que caiu sobre a Antártida, fortes indícios de vida fora da Terra. Entre as certezas e dúvidas levantadas por tal fato, ainda sob a luz das teorias atuais, podemos afirmar que as primeiras formas de vida surgidas no nosso planeta eram:
a) todas autótrofas devido à escassez de alimentos nos oceanos primitivos.
b) fermentadoras que utilizavam a energia radiante para produzir suas moléculas orgânicas.
c) heterótrofas que utilizavam substâncias formadas na atmosfera e acumuladas nos mares primitivos.
d) fungos primitivos com capacidade de atividade fotossintética.
e) aeróbias graças à abundância de átomos de oxigênio existente nas águas do oceano.
06)  
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

07) A definição de vida é motivo de muitos debates. Segundo a Biologia, o início da vida na Terra deu-se com:
a) O "big bang", que deu origem ao universo e, consequentemente, à vida.
b) O aumento dos níveis de O‚ atmosférico, que permitiu a proliferação dos seres aeróbios.
c) O surgimento dos coacervados, os quais, em soluções aquosas, são capazes de criar uma membrana, isolando a matéria orgânica do meio externo.
d) O surgimento de uma bicamada fosfolipídica, que envolveu moléculas com capacidade de autoduplicação e metabolismo.