Origem da vida 1

 Abiogênese x biogênese

 

A abiogênese e biogênese são duas teorias formuladas para explicar a origem da vida na Terra.

A questão de como surgiu a vida na Terra sempre intrigou os cientistas. Para responder a essa pergunta, eles formularam hipóteses e realizam diversos tipos de experimentos.

 

A teoria da abiogênese foi a primeira a surgir, ela descrevia que a vida surgia de forma espontânea.

Os cientistas defensores da abiogênese acreditavam que a vida podia surgir espontaneamente. Por exemplo, os cisnes surgiam de folhas que caíam nos lagos e os ratos surgiam de roupas sujas e úmidas misturadas com sementes de trigo.

Apesar de hoje parecer uma teoria absurda, a abiogênese foi por muito tempo aceita para explicar a origem dos seres vivos.

Alguns cientistas da época também não acreditavam que a vida podia surgir espontaneamente. Assim, surgiu a teoria da biogênese, a qual afirmava que todas as formas de vida só poderiam ser originadas a partir de outras preexistentes. 

 

Diferenças entre Abiogênese e Biogênese

 

A abiogênese e biogênese são duas teorias opostas para explicar o surgimento da vida.

saiba o que é cada uma delas e as suas diferenças:
 

Abiogênese: Os seres vivos eram originados a partir de uma matéria bruta sem vida. Teoria derrubada através de experimentos.

Biogênese: Os seres vivos são originados a partir de outros seres vivos preexistentes. Atualmente aceita para explicar o surgimento dos seres vivos.

Abiogênese x Biogênese

Diversos cientistas testaram as teorias da abiogênese e biogênese através de experimentos.

Em 1668, o médico e cientista italiano Francesco Redi realizou um experimento colocando cadáveres de animais em frascos com bocas largas. Desses, alguns foram vedados com uma gaze fina e outros deixados abertos.

Após alguns dias, ele observou que nos frascos abertos surgiram vermes. Enquanto nos frascos fechados não haviam vermes.

Experimento de Redi

Redi concluiu que o fato das moscas não poderem entrar nos frascos fechados impediu o surgimento de vermes. As moscas seriam as responsáveis pelo surgimento dos vermes. Com o experimento de Redi, a abiogênese começou a perder credibilidade.

Em 1745, John Needham realizou um experimento que voltou a reforçar a teoria da Abiogênese.

Ele aqueceu caldos nutritivos em frascos que foram fechados e novamente aquecidos. A sua intenção era impedir a entrada e proliferação de microrganismos. Com os dias, os microrganismos surgiram nos frascos e Needham concluiu que seu experimento foi resultado da abiogênese.

Em 1770, Lazzaro Spallanzani afirmou que Needham não aqueceu o caldo nutritivo por tempo suficiente para destruir as bactérias. Para comprovar que estava com a razão, Spallanzani realizou o mesmo experimento de Needham. Porém, ele aqueceu o caldo por mais tempo. O resultado foi que não apareceram bactérias.

Mais uma vez a teoria da abiogênese perdia a credibilidade.

Em 1862, a teoria da abiogênese foi derrubada definitivamente por Louis Pasteur.

Pasteur realizou experimentos com caldos nutritivos em balões do tipo pescoço de cisne. Após ferver o caldo, o pescoço do balão era quebrado e surgiam microrganismos. Em balões sem o pescoço quebrado, os microrganismos não apareciam.

Experimento de Pasteur

Pasteur provou que a fervura não destruía nenhum tipo de "força ativa". Além disso, bastava quebrar o pescoço do balão para que os microrganismos surgissem, através do contato com o ar.

 

 

 

 

Especiação

A especiação diz respeito ao processo evolutivo que envolve o surgimento de novas espécies. Desde a origem da vida, os seres vivos vêm sofrendo a diferenciação através de variações genéticas em decorrência de mutações genéticas.

A seleção natural, revelada por Darwin, possibilita os indivíduos que possuem características benéficas sobreviverem com as condições impostas pelo meio ambiente. Essas características são provocadas pelas alterações genéticas que, por sua vez, ao longo do tempo, podem gerar duas consequências: adaptação das populações às condições ambientais ou formação de novas espécies (especiação).

Outra forma de especiação, já abordada por Darwin no livro “A origem das espécies”, é a situação de espécies separadas ao longo do tempo que adquirem características próprias nas diferentes regiões e, ocorrendo isso gradativamente por várias gerações, podem resultar em uma nova espécie.

Podemos dividir a especiação em três tipos, que serão explicados a seguir:
- Especiação alopátrica;
- Especiação simpátrica;
- Especiação parapátrica.

Alopátrica

A especiação alopátrica ocorre quando duas espécies são separadas por um isolamento geográfico. O isolamento pode ocorrer devido à grande distância ou uma barreira física, como um deserto, rio ou montanha. A especiação bem-sucedida é vista na figura abaixo. Os tentilhões observados por Darwin é um exemplo dessa especiação na qual ele observou que, nas ilhas Galápagos, eles se diferenciavam pelo tipo de bico. Além disso, seria uma forma de adaptação à dieta alimentar de cada uma das 14 espécies. 

Simpátrica

A especiação simpátrica diferencia-se da alopátrica pela ausência da separação geográfica. Nessa especiação, duas populações de uma mesma espécie vivem na mesma área, mas não há cruzamento entre as mesmas, resultando em diferenças que levarão à especiação, ou seja, a uma nova espécie. Isso pode ocorrer pelo fato dos indivíduos explorarem outros nichos, como insetos herbívoros que experimentam uma nova planta hospedeira.

Parapátrica

A especiação parapátrica ocorre em duas populações da mesma espécie que também não possuem nenhuma barreira física, mas sim uma barreira ao fluxo gênico (migração de genes) entre as espécies. É uma população contínua, mas que não se cruza aleatoriamente, caso tenha o intercruzamento, o resultado são descendentes híbridos. Um exemplo dessa especiação é o caso das gramíneas Anthoxanthum, que se diferenciou por certas espécies estarem fixadas em um substrato contaminado com metais pesados.

Dessa forma, houve a seleção natural para esses indivíduos, que foram se adaptando para genótipos tolerantes a esses metais pesados. Ao longo prazo, essas espécies foram adquirindo características diferentes, como a mudança de floração impossibilitando o cruzamento, acabando com o fluxo gênico entre esses grupos.  

Evidencias Evolutivas

No mundo científico, as hipóteses são elaboradas como respostas para determinadas perguntas acerca de um fenômeno específico. Quando uma hipótese é confirmada diversas vezes, por experimentações e/ou um conjunto de evidências, ela tem grandes chances de se tornar uma teoria.

Assim, a Teoria da Evolução reúne uma série de evidências e provas que a faz ser irrefutável até o presente momento:

A primeira evidência refere-se aos registros fósseis, sendo uma prova consistente de que nosso planeta já abrigou espécies diferentes das que existem hoje. Esses registros são uma forte evidência da evolução porque podem nos fornecer indícios de parentesco entre estes e os seres viventes atuais ao observarmos, em muitos casos, uma modificação contínua das espécies.

A adaptação, capacidade do ser vivo em se ajustar ao ambiente, pode ser outra evidência, uma vez que, por seleção natural, indivíduos portadores de determinadas características vantajosas - como a coloração parecida com a de seu substrato - possuem mais chances de sobreviver e transmitir a seus descendentes tais características. Assim, ao longo das gerações, determinadas características vão se modificando, tornando cada vez mais eficientes. Como exemplos de adaptação por seleção natural temos a camuflagem e o mimetismo.

Mapa Mental: Evidências da Evolução

As analogias e homologias também podem ser consideradas como provas da evolução baseadas em aspectos morfológicos e funcionais, uma vez que o estudo comparativo da anatomia dos organismos mostra a existência de um padrão fundamental similar na estrutura dos sistemas de órgãos.

Estruturas análogas desempenham a mesma função, mas possuem origens diferenciadas, como as asas de insetos e asas de aves. Estas, apesar de exercerem papéis semelhantes, não são derivadas das mesmas estruturas presentes em um ancestral comum exclusivo entre essas duas espécies. Assim, a adaptação evolutiva a modos de vida semelhantes leva organismos pouco aparentados a desenvolverem formas semelhantes, fenômeno este chamado de evolução convergente.

Homologia se refere a estruturas corporais ou órgãos que possuem origem embrionária semelhante, podendo desempenhar mesma função (nadadeira de uma baleia e nadadeira de um golfinho) ou funções diferentes, como as asas de um morcego e os braços de um humano, e nadadeiras peitorais de um golfinho e as asas de uma ave. Essa adaptação a modos de vida distintos é denominada evolução divergente.

Os órgãos vestigiais – estruturas pouco desenvolvidas e sem função expressiva no organismo, como o apêndice vermiforme e o cóccis - podem indicar que estes órgãos foram importantes em nossos ancestrais remotos e, por deixarem de ser vantajosos ao longo da evolução, regrediram durante tal processo. Estes órgãos podem, também, estar presentes em determinadas espécies e ausentes em outras, mesmo ambas existindo em um mesmo período.

Uma última evidência, a evidência molecular, nos mostra a semelhança na estrutura molecular de diversos organismos sendo que, quanto maior as semelhanças entre as sequências das bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos ou quanto maior a semelhança entre as proteínas destas espécies, maior o parentesco e, portanto, a proximidade evolutiva entre as espécies.

Exemplos de seleção natural

Resistência a antibióticos ou a inseticidas

A resistência de bactérias a antibióticos e de insetos a inseticidas têm aumentado muito nos últimos anos, havendo sempre a necessidade de se desenvolverem novos antibióticos e novos inseticidas.

Tomemos como exemplo a resistência a antibióticos. Para isso imaginemos inicialmente a existência de indivíduos adaptados a determinada condição ambiental. Se introduzirmos nesse ambiente certa quantidade de antibiótico, haverá grande mortalidade de bactérias, mas algumas, que já apresentavam mutações que lhes conferem resistência a essa substância sobreviverão. Estas, por sua vez, ao se reproduzirem originarão indivíduos com características distribuídas em torno de outro tipo médio.

Se esses indivíduos forem submetidos a doses mais alta desse mesmo antibiótico, novamente haverá alta mortalidade e sobreviverão apenas os que já tiverem condições genéticas para resistir a doses mais altas do remédio. Repetindo-se o procedimento, será possível obter populações cada vez com mais indivíduos resistentes ao antibiótico em questão, podendo ocorrer um deslocamento da média das características no sentindo da maior resistência a determinada substância

Coloração de advertência

Alguns animais produzem ou acumulam substâncias químicas nocivas e apresentam coloração vistosa, chamada coloração de advertência , sinalizando que eles não devem ser ingeridos. Quem tenta se alimentar de um desses organismos aprende a não comer outro semelhante.

  
A cobra coral e a rã de cores vibrantes possuem um veneno muito perigoso.

Um exemplo é a borboleta-monarca, que possui coloração laranja e preta muito vistosa, sendo um animal facilmente visível no ambiente. Essa espécie de borboleta produz substâncias que as tornam não-palatáveis aos seus predadores. Eles aprendem a associar o padrão de coloração ao sabor desagradável e evitam capturar essas borboletas.

O Melanismo Industrial

Antes da industrialização da Inglaterra, predominavam as mariposas claras; mas as vezes apareciam mutantes escuros, dominantes, que, apesar de serem mais robustos, eram eliminados pelos predadores por serem visíveis. Depois da industrialização, no século passado, os mutantes escuros passaram a ser mimetizados pela fuligem. Estes passaram a ser menos predados, por estarem "escondidos", o que aumentou a sua frequência na população. Os predadores das mariposas, como por exemplo, os passaros atuam como agentes seletivos.

Camuflagem e mimetismo

A ação da seleção natural também é verificada no estabelecimento de características que tornam os organismos semelhantes a outros ou a objetos do ambiente, de modo que passam despercebidas de seus predadores ou estes às suas presas.

  
Falsa coral e coral verdadeira.

É o caso de certos animais que são menos predados, pois, por seleção natural, passam a ter uma coloração que os torna imperceptíveis no meio, combinando seu padrão de cor com o do ambiente: cascas de árvores, cor da areia galhos e folhas, por exemplo.

Por outro lado, certos predadores também podem apresentar a cor do meio de modo que a presa não percebe a sua presença e é mais facilmente capturada.

Além da cor, certos animais passam a ter também por seleção natural, a forma e a cor de estruturas do meio onde vivem. É o caso dos insetos bicho-folha e bicho-pau, que se assemelham a folhas e gravetos respectivamente. Esses casos são chamados de camuflagem.

  
Bicho-folha e Bicho-pau

 

Neodarwinismo

 

Chamamos de Neodarwinismo uma teoria evolutiva que, nos dias atuais, é aceita por toda a comunidade científica. Os conhecimentos em torno da genética, entre as décadas de 1930 e 1940, foram unidos com as ideias de Charles Darwin que, sintetizados, formaram uma teoria abrangente e embasada, aceita atualmente como forma de explicação para leis do processo evolutivo.

Também chamada de teoria moderna da evolução ou ainda teoria sintética, o Neodarwinismo segue duas principais linhas de raciocínio. A primeira, de que a evolução pode ser elucidada pela recombinação gênica e pelas mutações, mas norteadas pelo processo de seleção natural. A segunda é de que os fenômenos evolutivos tem fundamento em mecanismos genéticos.

 

Essa teoria é baseada em quatro processos evolutivos básicos: mutação, recombinação genética, seleção natural e isolamento reprodutivo.

 

Mutação e recombinação

Quando falamos em mutação, nos referimos às alterações que acontecem na sequência de bases do DNA. Em sua maioria acontecem de forma espontânea ou ainda na estrutura dos cromossomos. Só são importantes para a evolução as mutações que acontecem nas células reprodutoras. Muitas pessoas associam a palavra mutação a coisas ruins, mas nem sempre essas são prejudiciais.

A recombinação, por sua vez, acontece durante a reprodução sexuada, podendo ser definida como uma mistura de genes com origens diversas. Esses mecanismos são responsáveis pela variabilidade genética, gerando portanto as características genéticas que vão auxiliar no processo evolutivo.

Seleção natural

A seleção natural é outra forma de imposição de ordem ao processo evolutivo. Durante esse processo, os seres mais adaptados permanecem vivos e reproduzem-se, enquanto os menos adaptados não seguem.

Com isso, os indivíduos adaptados deixam descendentes e tornam a população de animais mais adaptados ao ambiente em que vivem.

Isolamento reprodutivo

O isolamento reprodutivo refere-se às populações que são separadas por características geográficas fazendo com que os animais reproduzam-se em grupos separados que passarão a evoluir de forma isolada de sua antiga população. Isso pode acontecer com o isolamento sexual também.

Pontos básicos:

A teoria moderna de evolução, chamada Neodarwinismo, tem, portanto, 5 pontos básicos que devem ser lembrados:

1) As variações que acontecem de uma espécie para a outra vão depender das mutações;

2) Essas mutações acontecem ao acaso;

3) A luta pela vida acontece entre os indivíduos e o meio ambiente;

4) Com a luta pela vida, temos a ação da seleção natural que define os aptos e não aptos às condições do meio.

5) Por fim, o isolamento geográfico, ou ainda sexual, impede que características dos seres adaptados misturem-se com as características dos primitivos.

 

TEORIAS EVOLUTIVAS

 

 

A fascinante diversidade de seres vivos e documentos fósseis sempre chamou a atenção dos humanos, e por isso surgiram muitas teorias de como evoluiu esta biodiversidade. Atualmente, a teoria mais aceita pela ciência é a evolução biológica. A ideia por trás da evolução biológica é que toda a vida na Terra compartilha um mesmo ancestral e as características hereditárias herdadas sofrem mudanças de uma geração para outra.

Lamarckismo

Desde o século VI a.C., filósofos já arquitetavam o pensamento evolutivo, e à medida que o conhecimento biológico foi aumentando, no século XIX algumas teorias evolutivas já estavam concretizadas. Uma delas foi a do naturalista francês Jean-Baptiste de Lamarck, que desenvolveu a teoria dos caracteres adquiridos, também conhecida como Lamarckismo, cuja influência foi grande em sua época, mas que atualmente é desacreditada. 
Lamarck acreditava que alterações no ambiente resultavam em mudanças nas necessidades dos organismos e consequentemente em mudanças no seu comportamento. O lamarckismo se baseava em dois princípios:

• Uso e desuso: órgãos ou estruturas utilizadas constantemente tenderiam a aumentar de tamanho, enquanto àquelas não utilizadas sofreriam atrofiamento e consequente desaparecimento;


• Transmissão dos caracteres adquiridos: as características adquiridas pelo processo de uso e desuso seriam transmitidas para as gerações seguintes.



 

 

 

 

 

Darwinismo

Em 1931, o naturalista inglês Charles Darwin embarcou no navio H. M. S. Beagle em uma viagem ao redor do mundo. Durante os cinco anos de duração da viagem Darwin visitou diversos locais da Austrália e da América do Sul, inclusive o Brasil. Em uma parada no arquipélago de Galápagos, localizado no Oceano Pacífico, a cerca de 800 km da costa do Equador, Darwin ficou impressionado com as pequenas variações na morfologia de espécies de animais e plantas encontras em cada uma das pequenas ilhas. Após seu retorno para a Inglaterra, Darwin desenvolveu uma explicação para a adaptação e especialização dos seres vivos: a seleção natural.

 

Na metade do século XIX, Darwin esboçava sua teoria da seleção natural, quando Alfred Wallace lhe enviou uma carta que falava de uma teoria semelhante, desenvolvida por ele. Ambas foram apresentadas à sociedade científica da época. No final de 1959, a publicação de A origem das espécies, por Charles Darwin, explicava, em detalhes, a evolução das espécies através da seleção natural, e também apresentava provas que levam a aceitação de sua teoria até hoje.

A seleção natural proposta por Darwin e Wallace é um processo pelo qual as características hereditárias que contribuem para a sobrevivência e a reprodução dos organismos tornam-se comuns em gerações sucessivas de uma população, enquanto que as características prejudiciais se tornam mais raras. Isto ocorre porque indivíduos com características vantajosas tem mais sucesso na reprodução, transmitindo estas características para as gerações seguintes. Para exemplificar este processo, imagine dois insetos de uma mesma espécie com variações em seu padrão de cor, sendo um de coloração esverdeada e outro de coloração alaranjada. Suponha que estes insetos habitem as folhas de árvores e que são predados por certas espécies de aves. Seus predadores, naturalmente, terão mais dificuldade para detectar os insetos verdes nas folhas, capturando, então, àqueles laranjas. Dessa forma, o ambiente atua selecionando os insetos verdes, cujas chances de sobrevivência e reprodução serão maiores.

Atualmente, a teoria evolutiva moderna (ou neodarwinismo) combina a teoria da evolução por meio da seleção natural, a hereditariedade mendeliana e a genética de populações para explicar a diversidade e evolução dos seres vivos.