Teorias sobre a origem da vida

• Os primeiros seres vivos:

Imagem 1 - Os primeiros seres vivos

Em laboratório é possível observar que proteínas aquecidas e misturadas à água fria podem se agrupar formando pequenas gotas chamadas microsferas, que reagem a variações osmóticas e absorvem compostos orgânicos em sua superfície. 

Outro tipo de aglomerado de moléculas orgânicas foi obtido por Oparin ao mistura acido a uma solução de proteína em água, chamada coloide. Com a mudança de acidez, varias moléculas de proteínas se aproximam, formando aglomerados visíveis ao microscópio, os coacervatos. É possível que muitos coacervatos tenham sido destruídos, enquanto outros evoluíram para uma forma mais complexa, com a adesão de moléculas de gordura a sua superfície.

Essas moléculas poderiam ter formado uma espécie de membrana primitiva.

Os aglomerados citados anteriormente só deveriam ser considerados seres vivos primitivos se apresentassem as propriedades da vida: Metabolismo, reprodução, hereditariedade, evolução, etc. 

Uma célula primitiva ou protocélula poderia apresentar as propriedades de vida se: Estivesse protegida por uma membrana de lipídios, que, separando-a do ambiente, selecionaria as substâncias que entram e saem da célula, permitindo que o seu interior tivesse composição química diferente do exterior e garantindo uma diferença entre o ser vivo e o ambiente; houvesse em  seu interior enzimas que tornassem possíveis as reações químicas do metabolismo; tivesse alguma espécie de molécula com capacidade de replicar e controlar a síntese das enzimas, como fazem os ácidos nucleicos.

No entanto, a duplicação de DNA e seu controle da síntese de proteínas são mecanismos muitos complexos, que exigem a participação de grande número de enzimas. Por isso é pouco provável que os primeiros genes fossem feitos de DNA.

Descobriu-se que na década de 1980, que, alem  das proteínas, moléculas de RNA também podiam funcionar como enzimas; elas foram chamadas ribossomas. 

A medida que os primeiros seres vivos se replicavam, surgiam mutações ao acaso, incorporadas ao material genético. Algumas teriam aprimorado o  processo de replicação e, assim, começava o processo de seleção natural: Os seres que reproduziam mais rapidamente ou que tinham enzimas mais eficientes para a obtenção de alimentos e energia aumentavam de número ao longo das gerações. O resultado foi a evolução de sistemas vivos cada vez mais complexos, capazes de se duplicar e conseguir energia de forma mais eficiente.

O surgimento da molécula de DNA, mais estável, que passou a ocupar o lugar do RNA como material genético do ser vivo, pode ter sido consequência dessa evolução.

• Hipótese Heterotrófica

Segundo a hipótese heterotrófica, os primeiros seres vivos eram estruturas simples, que se desenvolveram através de substâncias inorgânicas, assim não tendo a capacidade de produzir seu próprio alimento. Baseando-se na ideia que a atmosfera primitiva não tinha oxigênio livre, os seres heterotróficos retiravam sua energia através do processo anaeróbico, como a fermentação, excluindo a possibilidade de respiração aeróbica e de fotossíntese, pois esses processos liberam O2, assim concluindo que a única possibilidade seria a respiração anaeróbica.

Essa hipótese afirma que os primeiros seres eram heterotróficos, sendo considerada a melhor das hipóteses para explicar a origem da vida.

Também, segundo essa hipótese, ao passar do tempo os seres vivos começaram a aumentar, diminuindo assim o alimento, até torna-lo escasso. Com isso os seres vivos passaram a evoluir e adquiriram a capacidade de produzir seu próprio alimento, sendo os primeiros seres autótrofos, até a existência dos seres humanos na Terra.

Etapas da origem da vida, conforme a hipótese heterotrófica:

Imagem 2 - Hipótese Heterotrófica

• Mudanças no planeta e sucesso dos autotróficos

Com o tempo, o planeta Terra foi sofrendo modificações ambientas e entre essas modificações, algumas foram causadas pela própria atividade dos organismos iniciais. Uma das alterações importante que a Terra sofreu, foram os gases da atmosfera se transformando em moléculas orgânicas simples. Entre esses gases, apenas o vapor de água é recuperável pela evaporação. Com a quantidade dos outros diminuindo e, consequentemente, a produção de moléculas orgânicas. O resfriamento da Terra ajudou e reduziu a frequência de tempestades, contribuindo na dificuldade de produção de moléculas orgânicas na atmosfera. O aumento da população dos organismos iniciais resultou no consumo maior de moléculas orgânicas simples. Isso acarretou, com os fatos acima, escassez de alimento. Com essas mudanças, favoreceram a nutrição autotrófica.

Enquanto a natureza se modificava, os seres vivos sofriam mutações. Umas vantajosas, aos poucos, se acumulavam. Com isso pode ter surgido organismos capazes de obter alimento através da fotossíntese. Como eles não dependiam do alimento dissolvido no mar, esses seres tinham a maior possibilidade de sobreviver. Na seleção natural, eles eram cada vez mais numerosos, surgindo os organismos autotróficos. 

Imagem 3 - Autotróficos

Alguns cientistas acreditam que os primeiros organismos autotróficos deveriam ter sido bactérias primitivas que usavam gás sulfídrico como fonte de hidrogênio em vez de água. Somente depois teriam aparecido aqueles que por usarem água como doadora de hidrogênio, liberava oxigênio livre na atmosfera.

Com o aumento do número desses autotróficos, que seriam os ancestrais das atuais cianobactérias, a concentração de oxigênio aumentou na atmosfera. Há 2,3 bilhões de anos o oxigênio já era um componente importante da atmosfera, isso só foi confirmado com análises da composição química de rochas antigas. Parte desse oxigênio foi transformada em ozônio, que, com o tempo, formou uma camada no alto da atmosfera. Essa camada filtra o raio ultravioleta, representando uma proteção importante para os seres vivos atuais.

• Sucesso dos aeróbicos, dos procariontes e eucariontes

Sucesso dos aeróbios

Com o aparecimento do gás oxigênio, apareceram problemas na vida dos seres vivos. Muitos organismos anaeróbicos e organismos que não tinham uma defesa na célula de efeitos oxidativos e nocivos do gás oxigênio. Por causa disso os seres vivos precisaram evoluir, para  criar mecanismo de defesa das células contra processos oxidantes, e usada também na fotossíntese quebrando as moléculas orgânicas com o uso do oxigênio, processo utilizado pelos ancestrais das cianobactérias. Com tudo que aconteceu surgiu a respiração aeróbica e daí veio o sucesso dela por causa da sua proteção contra os processos oxidantes.

De procariontes a eucariontes

Comprova-se   que a cerca de 3,5 bilhões de anos atrás, rochas encontradas teriam vestígios  de células procariontes que surgiram antes das células eucariontes. A clorofila é capaz de canalizar energia da luz solar através do processo de fotossíntese, algumas células acabaram tirando proveito dessa vantagem energética, e assim surgindo os procariontes fotossintetizantes.  A fotossíntese também é um processo produtor de oxigênio (O2), dessa forma, tais células liberavam esse gás no ambiente. E dessa forma surgiram as células procarióticas. 

• Domínios e Reinos

DOMÍNIO:

é a designação dada em biologia ao táxon¹ de nível mais elevado utilizado para agrupar os organismos numa classificação científica.

OBS¹.: unidade taxonômica ligada à um sistema de classificação.

Ao longo do tempo foram propostos vários sistemas de classificação para organizar a variedade de espécies atuais e indicar o grau de parentesco evolutivo entre elas – ou seja, indicar o caminho da evolução. 

Mais recentemente, os seres vivos são agrupados em três domínios:

ARCHAEA

BACTERIA

EUKARYA

Domínio Archaea (arqueas) reúne procariontes;

No domínio Bacteria estão as bactérias e as cianobactérias;

O domínio Eukarya (eucariontes) incluem as plantas, os animais, fungos e organismos anteriormente classificados como protistas.

Na Árvore Filogenética da Vida acima percebe-se que os Domínios Archaea e Bacteria são procariontes. Estes dois domínios diferem na composição do RNA ribossômico, na estrutura da parede celular e no metabolismo. 

Os vírus são os únicos seres vivos acelulares. Sendo assim, eles não se enquadram neste tipo de classificação. 

REINO

é a categoria superior da classificação científica dos organismos introduzida por Linnaeus no século XVIII. Em 1969 o cientista Robert Whittaker agrupou os seres vivos em cinco reinos que conhecemos hoje, com base na organização celular e no tipo de nutrição:

MONERA

PROTISTA

PLANTAE ou METAPHYTA

ANIMALIA ou METAZOA

FUNGI

Monera: formado pelas bactérias, cianobactérias (ou cianofíceas), organismos unicelulares procariontes; de maioria heterotrófica.

Protista: seres unicelulares eucariontes (protozoários e algas uni e pluricelulares).

Plantae (plantas): plantas terrestres, organismos eucariontes, pluricelulares e autotróficos. Algas verdes são colocadas aqui por alguns autores.

Animalia ou Metazoa (animais): eucariontes pluricelulares e heterotróficos por ingestão.

Fungi: fungos, seres eucariontes, uni ou pluricelulares e heterotróficos por absorção.

SINTETIZANDO, temos:

 A hierarquia da classificação científica dos seres vivos abaixo:

E um esquema de reinos da natureza:

• Outras teorias sobre a origem da vida

Os cientistas ainda não conseguiram chegar a um consenso sobre a origem da vida. Mas novas descobertas estão trazendo revelações surpreendentes sobre o assunto. A vida, enfim, é mais resistente do que se imaginava. Mesmo assim, é provável que nem sempre tenha havido vida no Universo. Em algum momento, isso que chamamos de vida surgiu. Séculos de pesquisas não foram suficientes para que alguém conseguisse reproduzir, em todos os seus detalhes, as condições reais da Terra primitiva.

“A mais complicada máquina inventada pelo homem não passa de brinquedo diante do mais simples organismo”, escreveu o biólogo americano e prêmio Nobel de medicina George Wald. “A maior dificuldade está na minuciosa ajustagem de uma molécula na outra, proeza que não está ao alcance de nenhum químico.”

 Então, vários biólogos, físicos e cientistas criaram teorias para tentar responder as perguntas: Como surgiu a vida? Quais os primeiros seres vivos?

Liebig - Richter - Helmholtz

Teoria Cosmozóica: tentaram explicar o aparecimento da Vida na Terra com a hipótese de que esta tivesse sido trazida de outro ponto do Universo sob a forma de esporos resistentes, nos meteoritos. A presença de matéria orgânica em meteoritos encontrados na Terra tem sido usada como argumento a favor desta teoria, o que não invalida a possibilidade de contaminação terrestre, após a queda do meteorito.

Arrhenius

Teoria de Panspermia: A vida teria originado em esporos impelidos por energia luminosa, vindos numa “onda” do espaço exterior. È difícil aceitar que qualquer esporo resista á radiação do espaço, ao aquecimento da entrada da atmosfera.

Crick e Orgel

Teoria de Panspermia dirigida: o agente inicial da Vida na Terra passaria a ser colônias de microrganismos, transportadas numa nave espacial não tripulada, lançada por uma qualquer civilização muito avançada. A Vida na Terra teria surgido a partir da multiplicação desses organismos no oceano primitivo.



Essas teorias apenas deslocam a questão para outro local, não respondendo à questão fundamental: Como surgiu a vida?

• Alexander Oparin formulou uma teoria revolucionária, que tentava explicar a origem da Vida na Terra, sem recorrer a fenômenos sobrenaturais ou extraterrestres.

• O metano, amônia, hidrogênio e vapor de água presentes na atmosfera, sob altas temperaturas, unidos a centelhas elétricas e raios ultravioletas, teriam se combinado, originando aminoácidos, que ficavam flutuando na atmosfera.
• Os aminoácidos eram arrastados com as chuvas para o solo, aquecendo-se, os aminoácidos combinavam-se uns com os outros, formando proteínas.
• As chuvas lavavam as proteínas para os mares. Formando uma "sopa de proteínas" nas águas mornas dos mares primitivos. As proteínas dissolvidas em água formavam colóides .
• Organizaram-se em gotículas surgindo as primeiras células simples, ainda não dispunham de um equipamento enzimático capaz de realizar a fotossíntese. Eram, heterótrofas. Só mais tarde, surgiram as células autótrofas, mais evoluídas. E isso permitiu o aparecimento dos seres de respiração aeróbia.

• Stanley Miller colocou num balão de vidro: metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Submeteu-os a aquecimento prolongado. Uma centelha elétrica de alta tensão cortava continuamente o ambiente onde estavam contidos os gases. Ao fim de certo tempo, Miller comprovou o aparecimento de moléculas de aminoácido no interior do balão, que se acumulavam no tubo em U.

As experiências de Miller  comprovaram a veracidade da hipótese de Oparin.

Referências: 

http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Corpo/origem_da_vida2.php

http://pt.scribd.com/doc/88304640/Dominios-e-Reinos

http://pt.wikipedia.org/wiki/Dom%C3%ADnio_(biologia)

Biologia Hoje, volume 1, Sérgio Linhares e Fernando Gewandsznajder – Editora Ática

http://biologia2013.wordpress.com/2013/03/27/reinos-e-dominios/

http://www.trabalhosfeitos.com/ensaios/Sete-Reinos-Biologia/636966.html

http://pt.wikipedia.org/wiki/Reino_(biologia)

http://www.infoescola.com/evolucao/origem-da-respiracao-aerobia/;

http://evolucionismo.org/profiles/blogs/nossas-celulas-e-nossa-origem.

http://www.colegioweb.com.br/wp-content/uploads/18690.jpg