O SURGIMENTO DOS AUTÓTROFOS E AERÓBICOS

O SURGIMENTO DOS AUTÓTROFOS E AERÓBICOS

Pelo que foi exposto, os primeiros seres vivos teriam sido heterótrofos fermentativos. Quando esses organismos apareceram na Terra, a camada de ozônio já deveria estar formada, filtrando o excesso de raios poderiam desestabilizar a organização dos primeiros heterótrofos, destruindo-os. Paralelamente, os heterótrofos multiplicavam-se nos mares, aumentando cada vez mais o consumo do material orgânico disponível naquelas “sopas químicas”. Essas “sopas”, por isso mesmo, iriam se esgotando até não poder mais abrigar formas vivas.Mas a hipótese supõe que os mares puderam sustentar os heterótrofos ao longo de milhões de anos, tempo suficiente para que em alguns deles tivessem surgido moléculas capazes de absorver ene enzimático capaz de promover reações de síntese que culminaram com a transformação de substâncias simples em moléculas orgânicas complexas (alimentos). Assim teriam surgido os primeiros autótrofos, que passaram a produzir o alimento necessário á manutenção de vida no planeta.Admite-se que o CO2 necessário á síntese de alimentos promovida pelos primeiros autótrofos, teria se originando de fermentação dos heterótrofos. Com o surgimento dos autótrofos, a Terra passou a conhecer de forma abundante, um novo gás: o oxigênio. Ao longo de milhões de anos, esse gás acumulou-se na atmosfera, propiciando o futuro aparecimento dos seres aeróbicos, capazes de extrair energia dos alimentos com um rendimento muito superior ao processo fermentativo.

Fonte:Apostila Origem da vida (Citologia e histologia parte 1)

Coacervado

A hipótese de Oparin e Haldane

Trabalhando independentemente, o cientista russo Aleksander I. Oparin (1894-1980) e o cientista inglêsJohn Burdon S. Haldane (1892 – 1964) propuseram na década de 1920, hipóteses semelhantes sobre como a vida teria se originado na Terra. Apesar de existirem pequenas diferenças entre as hipóteses desses cientistas, basicamente eles propuseram que os primeiros seres vivos surgiram a partir de moléculas orgânicas que teriam se formado na atmosfera primitiva e depois nos oceanos, a partir de substâncias inorgânicas.

John Burdon S. Haldane e Aleksander I. Oparin

Vamos, de modo simplificado, apresentar uma síntese de dessas idéias: as condições da Terra antes do surgimento dos primeiros seres vivos eram muito diferentes das atuais. As erupções vulcânicas eram muito freqüentes, liberando grande quantidade de gases e de partículas para a atmosfera.

Esses gases e partículas ficaram retidos por ação da força da gravidade e passaram a compor a atmosfera primitiva.

Embora não exista um consenso sobre a composição da atmosfera primitiva, foi proposto no início que, provavelmente, era formada por metano (CH₄), amônia (NH₃), gás hidrogênio (H₂) e vapor d’água (H₂O).Não havia gás oxigênio (O₂) ou ele estava presente em baixíssima concentração; por isso se fala em ambiente redutor, isto é, não oxidante. Nessa época, a Terra estava passando por um processo de resfriamento, que permitiu o acúmulo de água nas depressões da sua costa, formando os mares primitivos.

As descargas elétricas e as radiações eram intensas e teriam fornecido energia para que algumas moléculas presentes na atmosfera se unissem, dando origem a moléculas maiores e mais complexas: as primeiras moléculas orgânicas. É importante lembrar que na atmosfera daquela época, diferentemente do que ocorre hoje, não havia o escudo de ozônio (O₃) contra as radiações, especialmente a ultravioleta, que, assim, atingiam a Terra com grande intensidade.

As moléculas orgânicas formadas eram arrastadas pelas águas das chuvas e passavam a se acumular nos mares primitivos, que eram quentes e rasos. Esse processo, repetindo-se ao longo de muitos anos, teria transformado os mares primitivos em verdadeiras “sopas nutritivas”, ricas em matéria orgânica. Essas moléculas orgânicas poderia ter-se agregado, formando coacervados, nome derivado do latimcoacervare, que significa formar grupos. No caso, o sentido de coacervados é o de conjunto de moléculas orgânicas reunidas em grupos envoltos por moléculas de água.

Esses coacervados não eram seres vivos, mas uma primitiva organização das substâncias orgânicas em um sistema semi-isolado do meio, podendo trocar substâncias com o meio externo e havendo possibilidade de ocorrerem inúmeras reações químicas em seu interior.

Não se sabe como a primeira célula surgiu, mas pode-se supor que, se foi possível o surgimento de um sistema organizado como os coacervados, podem ter surgido sistemas equivalentes, envoltos por uma membrana formada por lipídios e proteínas e contendo em seu interior a molécula de ácido nucléico. Com a presença do ácido nucléico, essas formas teriam adquirido a capacidade de reprodução e regulação das reações internas.

Nesse momento teriam surgido os primeiros seres vivos que, apesar de muito primitivos, eram capazes de se reproduzir, dando origem a outros seres semelhantes a eles.

fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Evolucao/evolucao4.php

Órgãos Vestigiais 

Órgãos vestigiais são aqueles que, em alguns organismos, encontram-se com tamanho reduzido e geralmente sem função, mas em outros organismos são maiores e exercem função definitiva. A importância evolutiva desses órgãos vestigiais é a indicação de uma ancestralidade comum. Um exemplo bem conhecido de órgão vestigial no homem é o apêndice vermiforme , estrutura pequena e sem função que parte do ceco(estrutura localizada no ponto onde o intestino delgado liga-se ao grosso).

.

Os fósseis 

O que são fósseis?

Fósseis são restos ou vestígios preservados de animais, plantas ou outros seres vivos em rochas, como moldes do corpo ou partes deste, rastros e pegadas. A totalidade dos fósseis e sua colocação nas formações rochosas e camadas sedimentares é conhecido como registro fóssil. A palavra "fóssil" deriva do termo latino "fossilis" que significa "ser desenterrado". A ciência que estuda os fósseis é a Paleontologia. A fossilização raramente ocorre porque a matéria orgânica dos seres vivos tende a ser rapidamente decomposta. Logo, para que um organismo seja fossilizado, os restos devem ser cobertos por sedimentos o mais rápido possível. Existem diferentes tipos de fósseis e diferentes processos de fossilização.

Fonte:http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/fosseis.php

A terra primitiva

Estima-se que o planeta Terra surgiu há aproximadamente 4,6 bilhões de anos e que, durante muito tempo, permaneceu como um ambiente inóspito, constituído por aproximadamente 80% de gás carbônico, 10% de metano, 5% de monóxido de carbono, e 5% de gás nitrogênio. O gás oxigênio era ausente ou bastante escasso, já que sua presença causaria a oxidação e destruição dos primeiros compostos orgânicos – o que não ocorreu, propiciando mais tarde o surgimento da vida.

Nosso planeta foi, durante muito tempo, extremamente quente em razão das atividades vulcânicas, jorrando gases e lava; ausência da camada de ozônio; raios ultravioletas, descargas elétricas e bombardeamento de corpos oriundos do espaço. Sobre isso, inclusive, sabe-se que a maioria do carbono e de moléculas de água existentes hoje foi parte constituinte de asteroides que chegaram até aqui.

Foi esta água que permitiu, ao longo de muito tempo, o resfriamento da superfície terrestre, em processos cíclicos e sucessivos de evaporação, condensação e precipitação. Após seu esfriamento, estas moléculas se acumularam nas depressões mais profundas do planeta, formando oceanos primitivos.

Agregadas a outras substâncias disponíveis no ambiente, arrastadas pelas chuvas até lá; propiciaram mais tarde o surgimento de primitivas formas de vida. Muitas destas substâncias teriam vindo do espaço, enquanto outras foram formadas aqui, graças à energia fornecida pelas descargas elétricas e radiações.

                           

EXPERIÊNCIAS DE MILLER, FOX E CALVIN

Em 1953, o norte-americano Stannley Lloyd Miller construiu um aparelho contendo metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, segundo o modelo de Oparin, que simulava as possíveis condições da Terra primitiva. Essa mistura gasosa foi submetida a descargas elétricas, como forma de simular os raios que deveriam ter ocorrido. Com a presença de um condensador no sistema, o produto era resfriado, se acumulava e depois era aquecido. Esse último processo fazia o líquido evaporar, continuando o ciclo.

Após uma semana funcionando, observou-se o acúmulo de substâncias orgânicas de cor castanha numa determinada região do aparelho, entre as quais encontrou vários aminoácidos.

A pesquisa de Miller foi pioneira no sentido de levantar questões acerca da possibilidade da matéria precursora da vida ter se formado espontaneamente, pelo conjunto de condições existentes ali. Hoje se sabe que a atmosfera terrestre primitiva continha 80% de gás carbônico, 10% de metano, 5% de monóxido de carbono e 5% de gás nitrogênio.

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, constituídas por alguns poucos aminoácidos. O experimento evidenciou que estes poderiam ter se unido através de ligações peptídicas, numa síntese por desidratação.

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.

Todas essas experiências demonstraram a possibilidade da formação de compostos orgânicos antes do surgimento da vida na Terra. Isso favoreceu a hipótese heterotrófica, uma vez que a existência prévia de matéria orgânica é um requisito básico não só para a alimentação dos primeiros heterótrofos, como também para sua própria formação.

Por: Mariana Araguaia - Graduada em Biologia

Abiogênese x Biogênese

A teoria da abiogênese ou geração espontânea  foi a primeira idéia proposta pela origem da vida e teve uma participação muito importante do filósofo grego Aristóteles. Naquela época, como Aristóteles influenciava o pensamento de muitas pessoas, e até de grandes cientistas, essa teoria foi muito aceita.

Nessa teoria, os seres vivos podiam brotar a partir da matéria orgânica. Sapos poderiam brotar dos pântanos, vermes brotavam das frutas. Um médico chamado Jan Baptista van Helmont elaborou uma receita de como fabricar ratos por geração espontânea, que consistia em colocar grãos de trigo em camisas sujas e esperar alguns dias. Ele estava tão envolvido com essa idéia que não foi capaz de imaginar que os ratos na verdade eram atraídos pela sujeira, e não brotavam nessa “receita”.

Queda da Abiogênese

Francesco Redi (1626-1697), um médico Italiano, realizou alguns experimentos que comprovaram que a teoria da geração espontânea estava errada. Na teoria, vermes brotavam de cadáveres e alimentos podres. Ele observou que esses vermes não brotavam, mas sim se originavam de ovos que eram depositados pelas moscas.

Em seu experimento utilizou frascos, cadáveres de animais e pedaços de carne. Cada frasco continha carne e cadáver. Alguns frascos foram vedados com gaze e outros não. Nos frascos vedados, não houve formação de larvas, mas nos frascos em que o conteúdo ficou exposto, muitas larvas se desenvolveram, pois as moscas entravam e saíam com liberdade.

Mesmo após isso, alguns cientistas insistiam na teoria da abiogênese. John Needan, em 1745 afirmou que os seres vivos surgiam por geração espontânea graças a uma força vital. Ele realizou um experimento onde preparou um caldo nutritivo, colocou em alguns frascos, ferveu por 30 minutos e os vedou com rolha de cortiça. Mesmo assim, depois de alguns dias apareceram alguns microorganismos no caldo. Needan acreditava que a fervura e a vedação da rolha eram suficientes para impedir a entrada de microorganismos.

Mais tarde, Lazzaro Spallanzani repetiu os experimentos e concluiu que a vedação utilizada e o tempo de fervura eram insuficientes para matar os microorganismos. Needam se defendeu dizendo que o tempo prolongado de fervura destruía a força vital do caldo nutritivo.

O fim da Abiogênese

Louis Pasteur, na década de 1860, realizou experimento que derrubou de vez a teoria da abiogênese. Realizou experimentos utilizando frascos de vidro que possuíam o gargalho semelhante à pescoços de cisne. Dentro havia um caldo nutritivo. Esses frascos com caldo foram fervidos e deixados em repouso por alguns dias. Não houve formação de microorganismos, pois a água que evaporou do caldo ficou retida nas paredes do gargalo e funcionou como um filtro de ar, e os microorganismos ficavam retidos nele, não entrando em contato com o caldo. Pasteur quebrou os gargalos e deixou o caldo em contato com o ar. Após alguns dias ele observou o desenvolvimento de microorganismos no caldo, que antes estavam no ar.

                 

Fontes: Amabis, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna.

                 

Homologia e analogia

Órgãos homólogos são órgãos que têm origem embrionária semelhante, porém podem ou não desempenhar as mesmas funções. Isso nos leva a crer que diferentes seres vivos tiveram um ancestral comum, que, conforme evoluía, originou novas espécies, desenvolvendo e adaptando os órgãos de acordo com suas necessidades. Por exemplo: braço humano, asas de morcego, nadadeiras anteriores de um golfinho.


Órgãos análogos são órgãos que têm a mesma função em diferentes tipos de seres vivos, mas que possuem origem embrionária e estruturas diferentes. Na figura abaixo podemos observar exemplos de animais que possuem órgãos análogos. Espinhos nos cactos e nas eufórbias; asas nos insetos e nas aves.

Fonte:http://www.brasilescola.com/biologia/Orgaos-analogos-homologos.htm

Especiação - Formação de novas especies

Desde a origem da vida no planeta Terra, os seres vivos existentes sofreram diferenciação através de variações genéticas com a ocorrência de mutações gênicas.

A seleção natural possibilita a sobrevivência de indivíduos que possuem caracteres que melhor os adaptam às diferentes condições ambientais.

Com alterações ambientais, são mudadas as formas de seleção natural sobre as populações, provocando, conseqüentemente, alterações na composição genética das populações.

As contínuas alterações ambientais, ao longo dos tempos, provocam alterações dos seres vivos, que podem levar a dois fatos principais:

a) Extinção da espécie (que é a regra!) ou

b) Formação de novas espécies a partir das pré-existentes (que é a exceção à regra).

Podemos dizer que as conseqüências do processo evolutivo são:

- adaptação das populações às condições ambientais.

- formação de novas espécies (especiação)

O Conceito de Espécie

Espécies são grupos de populações naturais que se cruzam real ou potencialmente e que são reprodutivamente isolados de outros grupos semelhantes.

Raça são populações isoladas com características diferentes entre si, mas pertencentes a uma mesma espécie.

O processo de formação de raças se dá por isolamento geográfico, que de algum modo não podem mais se encontrar e cruzarem-se. Neste período ocorre o acúmulo de características diferentes e atuação de seleção natural.

As raças ou subespécies são sempre alopátricas, isto é, vivem em regiões diferentes, durante o seu processo de formação.

Se durante o isolamento geográfico começam a surgir alterações genéticas até o ponto dos indivíduos serem incompatíveis reprodutivamente, estarão formadas novas espécies.

Fonte:http://www.biomania.com.br/bio/conteudo.asp?cod=1259

A evolução segundo Lamarck

Em 1809, O biólogo francês Jean Baptiste lamarck propôs uma teoria para explicar de qual maneira os seres vivos evoluem. Segundo Lamarck, uma grande alteração no meio ambiente provocaria, em uma espécie, uma necessidade de se modificar. Essa necessidade levaria à formação de novos hábitos. Essa idéia aliada a observação da natureza lavaram Lamarck o formular as duas leis básicas de sua teoria evolutiva.   Lamarck baseou sua teoria em duas suposições: a lei do uso a desuso a lei dos caracteres adquiridos.

. Lei do Uso a Desuso: Segundo tal lei, quanto mais uma parta ou órgão do corpo é usada, mais se desenvolva; contrariamente as partes que não são usadas enfraquecem, atrofiam chegando até a desaparecer. 

. Lei da herança dos Caracteres Adquiridos: Segundo Lamarck qualquer animal poderia transmitir aos seus descendentes aquelas características que se atrofiavam pelo desuso ou se desenvolveram pelo uso.
Portanto, de acordo com Lamarck as novas espécies aparecem, por evolução, devido a aquisição ou perda de caracteres.
Numerosos exemplos da natureza foram usados por Lamarck para explicar as suas leis. Assim, citaremos:

. A girafa habita locais onde o solo é seco e com pouca vegetação. Obrigada a comer brotos de árvores a girafa foi se esticando para cima. Esse hábito provocou o enorme pescoço e as pernas anteriores, meio longas do que as posteriores. 

. As cobras evoluíram a partir de ancestrais que apresentavam pernas a corpos curtos. Obrigados, por modificação ambiental, a rastejar a passar através de aberturas estreitas, acabavam sendo ápodes a de corpo alongado. 

. As membranas entre os dedos das aves aquáticas resultaram do uso durante a natação. 

. Aves pernaltas como as garças, teriam desenvolvido as pernas, esticando-as para manter o corpo fora dipedloucura30, em regiões inundadas. 

. plantas de regiões desérticas teriam diminuído a superfície das folhas, para evitar a transpiração; tais folhas acabaram transformadas em espinhos. Para conservar água os caules adquiriram a consistência suculenta.

A primeira suposição da Lamarck é válida: o uso a o desuso provocam alteração nos organismos. Assim, sabemos que os atletas desenvolvem seus músculos através do uso, enquanto que a paralisação das pernas, por exemplo, determina atrofia. A falha está na segunda hipótese: caracteres adquiridos por uso e desuso nunca são transmitidos aos seus descendentes. 

O golpe definitivo no lamarquismo foi dado por Weismann, nas suas famosas experiências cortando caudas de camundongos por sucessivas gerações a mostrando que não havia atrofia dessa apêndice. Ele foi o autor da teoria da "continuidade do plasma germinativo", pela qual o germe é imortal, sendo as alterações provocadas pelo meio ambiente na soma não transmissíveis aos descendentes.

O darwinismo

A teoria proposta por Darwin (Darwinismo) propõe, em resumo, que, na luta pela sobrevivência, os indivíduos portadores de variações (características) adaptativas às condições ambientais levam vantagem competitiva sobre os indivíduos que não as possuem. Os adaptados deixam mais descendentes, e os não adaptados são eliminados.

A essa eliminação diferencial dos indivíduos de uma espécie, Darwin denominou seleção natural. A seleção natural, atuando continuamente sobre uma espécie, pode modificá-la gradualmente, a ponto de originar uma nova espécie.

As idéias de Darwin podem ser assim resumidas: 
1. Os organismos vivos têm grande capacidade de reprodução. Apesar disso, já que o suprimento alimentar é reduzido, poucos indivíduos chegam à idade de procriação. Disso decorre que os organismos com as mesmas exigências alimentares competem entre si, "lutando" constantemente pela existência.

2. Os organismos apresentam variações hereditárias e, portanto, transmissíveis. Algumas variações são mais favoráveis à existência do que outras, num determinado ambiente. Disso decorre que os organismos com as variações mais favoráveis num determinado ambiente, onde estarão mais capacitados a sobreviver e a se reproduzir nele do que os que possuem variações desfavoráveis.

Assim, cada geração sucessiva fica mais bem adaptada ao ambiente.

Darwin só não foi mais completo porque não soube explicar a razão pela qual existiam tantas variações em indivíduos pertencentes à mesma espécie. Mais tarde com a aceitação dos cientistas em relação às teorias genéticas de Mendel o porquê destas variações veio à tona.

Fonte: http://www.colegioweb.com.br/