Download - Origens - primeiras células
De onde viemos?
História do universo
Mitos da criação
existe um começo?
Gleiser, 1997
SIM NÃO
mitos com criação
Ser positivo
(Deus, o criador)
Ser negativo
(criação do nada)
Ser X não Ser
(ordem X caos)
mitos sem criação
existência eterna
universo rítmico
O modelo científico
• Qual a idade do universo?– entre 14 e 20 bilhões de anos (2x1010)– Sol ~5 bilhões de anos– Terra ~4,5 bilhões de anos– Vida ~3,8 bilhões de anos
• Como aconteceu?– o modelo do “Big-Bang”
Enquanto o Universo se expande, a radiação
contida e a matéria se esfriam
Grande explosão térmica
Big Bang
Universo em Expansão
Big Bang
10-43 segundosQuantum gravity
10-5 segundosPrótons e
neutrons a partir dos quarks
3 minutosNúcleos atômicos
300.000 anosPrimeiros átomos
1 bilhão de anosPrimeiras galáxias
10 a 15 bilhões de anosGaláxias atuais
Onde se Formam os Átomos?
NebulosaTarântula
NebulosaOlho de gato
Ciclo das estrelas
Nebulosa
GlóbulosEstrela
Gigante vermelha
Nebulosa planetária
e Anã branca
http://www.astronomybuff.com/if-the-sun-stopped-shining-today-we-wouldnt-know-it-for-6-million-years/
Surgimento da Terra
• Explosão de supernovas– geração de elementos químicos pesados
• Colapso da matéria gasosa– formação de novas estrelas
• Condensação de planetesimais ao redor das estrelas– formação de planetas
Terra primitiva
(1993, acrylic and gouache). site contents © 2008 Don Dixon /
cosmographica.com
Evolução química• Atmosfera primitiva
– metano (CH4), – amônia (NH3), – água (H2O), – ácido sulfídrico (H2S), – dióxido de carbono (CO2)– monóxido de carbono (CO) – fosfato (PO4
3-). – ausência de oxigênio molecular (O2) e ozônio
(O3)• Radiação U.V.• Erupções vulcânicas• Tempestades elétricas
Aparato de Miller-UreyDenver Museum of Natural
History
Experimento de Miller e Urey
O mundo do RNA
• Caos ordem– produção dos primeiros polímeros– reprodução dos polímeros
• “Seleção natural” no mundo químico– estabilidade da molécula– velocidade de reprodução– acurácia da cópia
Estruturas secundárias de RNA
Interações terciárias de RNA
Ribozimas
Ribozimas
O mundo do RNA
• Fluxo de informação– polinucleotídeos polipeptídeos
• Compartimentalização
• Aumento da complexidade metabólica
• Reprodução do compartimento– unidade autopoiética
Encapsulamento de RNA
RNA + montmorilonita + ác. graxos
Resumindo...
http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookCELL1.html#origin
Microfósseis de 3,465 bilhões de anos
Semelhantes a cianobactérias
Fluorescence micrographs of cyanobacteria.
Credit: Mary Sarcina University College London
Cianofíceas: atualmente mais de dez mil espécies
Anabaena
sphaerica
http://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthesis#In_algae_and_bac
teria
Registros do passado no presente
Archaeoglobus fulgidus•vive nas fontes termais do fundo dos oceanos, a 83oC
•reduz sulfatos para crescer
Methanococcoides burtonii
•sobrevive a -5oC
•forma metano (CH4) a partir de CO2 e H2
Outra hipótese
Pequenas moléculas e metabolismo primordial
• Exigências:1. compartimentalização
– sistema isolado e diminuição de entropia– não necessariamente uma membrana
2. fonte de energia– reações redox– luz– potenciais eletroquímicos
3. acoplamento energético a processos4. aumento da rede de reações
– reação propulsora– adaptação a mudanças circunstanciais
5. rede de reações atrair mais material do que perder, reproduzindo-se.
Hipótese das pequenas moléculas
*
Hipótese das pequenas moléculas
evolução de redes químicas
XY
AB
CD
E
reação redox
reação propulsora
calor
formação do ciclo
XY
AB
CD
E
reação redox
reação propulsora
breu
F
GH
I
OFERTA DE CARBONO
ação catalítica
calor
aumento da complexidade
Outras hipóteses?
Europa
http://www.astrobio.net/news/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=3
75
http://www.astrobio.net/news/modules.php?op=modload&name=News&file=article&sid=375
Condritos carbonáceos são considerados os meteoritos mais primitivos, com composição de
elementos solares (Fe, Si, Mg, Ca, Al).
O meteorito Murchison caiu em 28 de setembro de 1969, perto de
Murchison, na Austrália. Ele contém minerais, água e
moléculas orgânicas complexas, como aminoácidos.
composição química dos seres vivos X algumas partes do
universobactérias mamífero
spoeira
interestelar
porção volátil
dos cometas
hidrogênio
63 61 55 50
oxigênio 29 26 30 31
carbono 6,4 10,5 13 10
nitrogênio
1,4 2,4 1 2,7
fósforo 0,12 0,13 - -
enxofre 0,06 0,13 0,8 0,3
cálcio - 0,23 - -
Metabolismo primitivo
glicóliseC6H12O6 + 2ADP + 2Pi 2 C3H4O3 + 4H+ + 2ATP
fotossíntese6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
respiraçãoC6H12O6 + 6O2
+ 36ADP + 36Pi 6CO2 + 6H2O + 36ATP
O2
Glicose
CO2
H2O
Portanto, a vida na terra existe porque existe a transmutação
da energia solar.
Somos estruturas separadas do universo?
Ou somos parte de um organismo maior, e o cloroplasto só está situado
em outro compartimento?
Somos todos um único sistema?
Então, quem somos nós?
Estamos sozinhos no universo?
Viemos da poeira interestelar?
E para onde vamos?