Biogênese versus Abiogênese

Introdução

Através dos séculos, muitas hipóteses têm sido propostas para explicar a origem da vida na face da Terra. Até fins do século passado, a hipótese mais simples, aceita pelo povo em geral pela maior parte dos cientistas, era que seres vivos podem se originar de material não vivo.
A teoria que diz que seres vivos podem, em determinadas condições, formar-se a partir de matéria bruta, denomina-se Abiogênese ou Teoria da Geração Expontânea . Apesar de ainda aceita por alguns indivíduos de pouca instrução, esta teoria está morta, cientificamente, desde fins do século XIX. A queda definitiva da abiogênese foi causada pelas brilhantes experiências de Louis Pasteur .
A queda da teoria da geração expontânea causou, entretanto, grande polêmica em torno do problema da origem da vida: como apareceram os seres vivos, se eles não podem se originar da matéria bruta ? A explicação mais simples foi atribuir a origem da vida a uma criação divina. A primeira apresentação científica do problema foi o livro "A origem da vida", do químico russo A I Oparin, é verdadeira e que , realmente, os seres vivos devem sua origem a certas propriedades físicas e químicas da Terra primitiva. Nada de sobrenatural parece Ter sido envolvido na origem dos seres vivos, apenas tempo e leis físicas e químicas naturais, operando nas condições reinantes num ambiente primitivo.
Em experiências bem elaboradas, nas quais as condições da Terra primitiva são simuladas os cientistas têm sido capazes de reproduzir, no laboratório alguns passos importantes, que há bilhões de anos devem Ter contribuído para a formação dos primeiros seres vivos.

Geração Espontânea

A crença na geração espontânea vem desde tempos remotos. Povos antigos da China, da Índia e do Egito já eram adeptos desta teoria. Foi Aristóteles, entretanto, o maior divulgador da geração espontânea (abiogênese). Este filósofo, baseado em suas observações , concluiu que seres inferiores podem originar-se, espontaneamente, de matéria não viva.
Até fins da idade média, filósofos e cientistas ilustres como Willian Harvey, célebre por seus trabalhos sobre circulação sangüínea, René Descartes e Isaac Newton, aceitavam a geração espontânea.
Jean Baptitste van Helmot, célebre médico de Bruxelas, autor de brilhantes trabalhos sobre fisiologia vegetal, foi um grande adepto da teoria da geração espontânea. Helmot chegou a elaborar uma "receita" para produzir ratos por geração espontânea. Dizia ele: "coloca-se, num canto sossegado e pouco iluminado, camisas sujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo e o resultado será que, em 21 dias, surgirão ratos".
A hipótese que os ratos vêm de fora não era levada em consideração.
Em 1688, com uma experiência simples, mas bem controlada, o médico e biologista italiano Francesco Redi pôs abaixo a teoria da geração espontânea.
Para observar o comportamento dos "vermes" que aparecem na carne em putrefação. Redi colocou alguns destes organismos num recipiente fechado. Após alguns dias , os vermes tornaram-se imóveis e assumiram formas ovais, escuras e duras.
As cascas duras quebraram-se após alguns dias , e do interior de cada uma saiu uma mosca, semelhantes as que são vistas diariamente nos açougues ,sobrevoando a carne. Destas observações, Redi concluiu que os "vermes"da carne podre constituem uma etapa do ciclo de vida de certas espécies de mosca .Estas larvas então, deveriam surgir de ovos colocados pelas próprias moscas na carne e não por geração espontânea : a carne servia apenas como alimento para as larvas.Para ostentar esta hipótese. Redi realizou a seguinte experiência : colocou pedaços de carne em alguns frascos de boca larga, tapou metade dos frascos com uma tela, enquanto a outra metade ficava aberta. Nos frascos abertos, onde as moscas entravam e saiam ativamente , surgiu uma grande quantidade de larvas. Nos frascos fechados, onde as moscas não conseguiam entrar, não apareceu nenhuma larva, apesar de muitos dias terem se passado desde que a carne fora lá colocada.
Com essa experiência simples, Redi demonstrou que as larvas da carne podre desenvolvem-se de ovos de moscas e não da transformação da carne, como haviam afirmado os adeptos da abiogênese.
Os resultados de Redi fortaleceram a Biogênese, isto é, a teoria que admite a origem de um ser vivo somente a partir de um ser vivo.

Biogênese versus Abiogênese

Em meados do século XVII, utilizando um microscópio rudimentar, o holandês Antoine Van Leeuwenhoek descobriu seres microscópicos. Esta descoberta foi revelada ao mundo através da descrição de uma infinidade de seres microscópicos, tais como: protozoários, alagas , fungos e bactérias.
Para explicar a origem dos minúsculos seres descobertos por Leeuwenhoek , o mundo científico dividiu-se em duas escolas. Alguns cientistas acreditavam que os microorganismos originavam-se espontaneamente da matéria não viva que lhes serviu de alimento. Com essa hipótese, a teoria da geração espontânea voltava a tomar vulto. Outros cientistas, inclusive Leeuwenhoek acreditavam que as "sementes" ou "germes" dos micróbios estavam no ar e que, caindo em ambientes propícios cresciam e se reproduziam.
Em 1711, o cientista francês Joblot ,publicou suas experiências que sugerem uma procedência externas dos micróbios que proliferam nas infusões. Joblot verificou que uma grande quantidade de micróbios aparecem numa infusão de feno em água fria. Entretanto se estas mesmas infusões forem fervidas por 15 minutos e depositadasem recipientes fechados , elas permanecem livres de micróbios por vários dias. Basta, entretanto, abrir estes tubos ao ar para que micróbios proliferem rapidamente em seu interior.
Com os resultados de Joblot, o problema da origem dos microorganismos parecia estar resolvido : estes seres originam-se de "sementes" existentes no ar. Entretanto, em 1749, o cientista John Nedhan relata que microorganismos surgem de muitos tipos de infusões, independentemente do tratamento que recebam: fechadas ou não fechadas, fervidas ou não fervidas.
Os resultados de Nedhan deram novo apoio à teoria da geração espontânea.
Alguns anos após as publicações de Nedhan , o pesquisador Lázzaro Spallanzani demonstrou, em uma série de experiências, que o aquecimento de infusões Hermeticamente fechadas impede o aparecimento de micróbios, apesar de ser variável a duração do aquecimento necessário para tornar estéreis diferentes tipos de infusões .
Baseado em seus experimentos, Spallanzani criticou Nedhan violentamente. Ele sugeriu que o aquecimento e a vedação, a que Nedhan submeteu suas infusões, não tinham sido suficientes para esterilizar o meio nutritivo, isto é, matar todas as "sementes" ou "germes" presentes na infusão e evitar a entrada de outros. Spallanzani acreditava que os "germes" ou "sementes" de micróbios são levados às infusões pelo ar, sendo esta a explicação para a suposta geração espontânea de micróbios em infusões muito bem aquecidas. Para Spallanzani, não havia tampo mecânico, se não a vedação hermética, capaz de impedir a passagem das "sementes" de micróbios. Nas experiências de Nedhan poderia Ter ocorrido passagem de germes através da tampa.
Em fins do século XVIII, com a descoberta do oxigênio e a demonstração de que este gás é essencial à vida, os defensores da Biogênese encontraram um novo ponto de apoio. Explicaram os resultados de Spallanzani da seguinte maneira: a vedação hermética e o aquecimento prolongado, recomendados por Spallanzani impedem a ploriferação de micróbios, não porque destroem germes existentes na infusão, mas porque excluem o oxigênio necessário à geração espontânea e à sobrevivência dos germes.
Apesar da controvérsia existente sobre a teoria da geração espontânea no mundo científico da época, um confeiteiro parisense, françois Appert , utilizou sabiamente as experiências de Spallanzani. Qualquer que fosse o motivo da esterilização das infusões de Spallanzani, fosse pela morte dos seres ali existentes, fosse pela alteração das condições necessárias à geração da vida, estava claro que um líquido nutritivo, colocado em recipiente hermeticamente fechado e aquecido durante certo tempo, tornava-se estéril. Baseado neste princípio, Appert inventou a indústria de enlatados: alimentos colocados em recipientes hermeticamente fechados e aquecidos durante certo tempo não estragam.
No início do século XIX, através de engenhosas experiências, ficou demonstrado que a proliferação de microorganismos não ocorre em infusões que tenham sido adequadamente aquecidas, mesmo quando expostas ao ar, desde que esse ar esteja isento de qualquer germe. Schwann, em 1837, infiltrando o ar previamente auqecido em uma infusão fervida verificou que a infusão permanecia estéril. Schroeder e Von Dusch, em 1854, conseguiram impedir o crescimento microbiano em infusões de carne previamente fervida, mesmo oassando, através dela, ar filtrado em algodão.
Por volta de 1860, o cientista francês Ouis Pasteur demonstrou que germes microscópicos estão presentes no ar, sobre o corpo dos animais e do homem, sobre os utensílios usados nas experiências e sobre as demais coisas expostas ao ar. Demonstrou, ainda, que todas as "gerações espontâneas" de microorganismos resultam, na realidade da contaminação dos tubos de cultura por germes do ar. Uns poucos micróbios do ar, encontrando um meio rico em alimentos, reproduzem-se rapidamente, originando, em questão de horas, milhões de descendentes.
Com experiências de frascos tipo "pescoço de cisne" , Pasteur demonstrou que uma solução nutritiva, previamente esterilizada, mantém-se estéril indefinidamente, mesmo na presença de ar, desde que, a entrada de germes seja impedida.
Praticamente destruída pelas experiências de Pasteur, a teoria da geração espontãnea de microorganismos recebeu um último golpe com as experiências de Tyndall. Este cientista, em suas experiências sobre abiogênese , verificou que infusões de feno seco são muito mais difíceis de serem esterilizadas que outros tipos de infusões. Ele verificou que os cinco minutos de fervura, normalmente usados para esterilizar as infuzões, são insuficientes para esterilizar as infuzões de feno seco. Mesmo prolongando-se a fervura por uma hora ou mais, as infusões de feno não se tornam estéreis. Após muitas experiências, Tyndall compreendeu o que estava ocorrendo: no feno seco existem formas bacterianas, muito mais resistentes ao calor que qualquer outro micróbio (sendo que as bactérias tem duas fases: umas resistente ao calor que é chamada de esporo e outra sensível ao calor, forma vegetativa.
Tyndall desenvolveu um método para esterilizar infusões de feno. Este método pode ser empregado para esterilizar qualquer meio que contenha esporos de bactérias. As infusões são colocadas em repouso (são colocadas em temperaturas altamente quentes), formando assim um ambiente adequado para a formação de bactérias. Os esporos começam a germinar, e germinam bactérias não sensíveis ao calor. Sendo assim estas bactérias que surgiram são eliminadas pelo calor.
Com a publicação dessas experiências, foi descartado defitivamente a teoria da geração espontânea.

A partir daqui, vamos explicar todo processo da origem da vida (as teorias que são mais aceitas hoje)

A formação da Terra:

"Se um ser vivo só pode se originar de outro ser vivo, como então surgiu o primeiro?" Para essa pergunta podem ser apresentadas duas hipóteses:

a) a vida surgiu por criação divina
b) a vida surgiu da evolução gradual de sistemas químicos

A primeira hipótese foi a que dominou o pensamento dos povos antigos, presente nos documentos religiosos. Mas é a segunda, através de estudos científicos é a que possui maior probabilidade da verdade.
No início da formação dos planetas, a temperatura era tão alta que as ligações químicas eram impossíveis... Entretanto, o contato com o espaço cósmico gelado fez com que as superfícies dos planetas resfriassem gradualmente. E com esse resfriamento a maior parte dos átomos ligaram, formando elementos químicos essenciais para o desenvolvimento de uma vida. Durante alguns milhões de anos, a Terra continuou no processo de resfriamento até chegar na temperatura atual... as águas das tempestades que aqui caiam quase não pararam aqui, evaporavam logo.
Como ainda faltava oxigenio na atmosfera primitiva, uma grande quantidade de radiação ultra-violeta, presente na luz solar, atingisse a superfície terrestre.
E foi um processo demorado, até que as primeiras moléculas começaram a ser formar. As radiações e descargas elétricas, fizeram com que moléculas rompesse, e o pedaço dessas moléculas denominadas de radicais livres, foram através das chuvas para os oceanos, onde se acumularam.
Na década de 1920, cientistas propuseram que as moléculas quebradas (radicais livres) formavam os seres vivos atuais, nas condições da Terra naquela época.
Esta hipótese foi testada em laboratório e deu certo...

A Origem dos primeiros seres vivos:

Á partir desses fenômenos que faziam a molécula "quebrar" (calor dos vulcões, descargas elétricas e tempestades) formou-se uma grande "sopa" no Oceano, que dava condições de que os primeiros seres vivos aparecessem.
Então, com isso pode-se concluir que a vida surgiu nos oceanos... Esta é atualmente a hipótese mais aceita sobre a origem da vida.


Big Bang

Teoria mais aceita sobre a origem do Universo , é enunciada em 1948 pelo cientista russo naturalizado norte-americano George Gamow (1904-1968). Segundo ela, o Universo teria nascido de uma grande explosão cósmica, o Big Bang, entre 8 bilhões e 20 bilhões de anos atrás. Até então, as estruturas do Universo concentravam-se em um único ponto, de temperatura e densidade energética altíssimas. Esse ponto explode - é o instante inicial - e começa assim a sua expansão, que continua até hoje.
O Universo primitivo é uma mistura de partículas subatômicas (quarks, elétrons, neutrinos e suas antipartículas) que se movem em todos os sentidos a velocidades próximas à da luz. As primeiras partículas pesadas, prótons e nêutrons, associam-se para formar os núcleos de átomos leves, como hidrogênio, hélio e lítio, que estão entre os principais elementos químicos do Universo. Ao expandir-se, o Universo também resfria-se, passando da cor violeta à amarela, depois laranja e vermelha. Cerca de 1 milhão de anos após o instante inicial, a matéria e a radiação luminosa separam-se e o Universo torna-se transparente: com a união dos elétrons aos núcleos atômicos, a luz pode caminhar livremente. Cerca de 1 bilhão de anos depois do Big Bang, os elementos químicos começam a unir-se para originar as galáxias.
A Teoria do Big Bang baseia-se em parte na Teoria da Relatividade do físico Albert Einstein (1879-1955) e nos estudos dos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972), que demonstram que o Universo não é estático e se encontra em expansão. A hipótese, admitida pela maioria dos astrofísicos, apóia-se na constatação de que as galáxias se afastam umas das outras numa velocidade proporcional à sua distância da Terra.
Os estudos sobre o Big Bang ganham novo impulso em 1964 e 1965, com a descoberta, pelos radioastrônomos Arno Penzias (1933-) e Robert Wilson (1936-), de um possível traço "fóssil" dessa grande explosão cósmica: um ruído que recebe o nome de radiação cósmica de fundo. O ruído, detectado durante a medição do som da Via Láctea, é um sinal estático uniforme e constante que não provém de nenhuma fonte determinada e sugere a existência de uma energia térmica residual através do Universo. Em 1990, o satélite Cosmic Background Explorer (Cobe), lançado pela Nasa (Administração Nacional de Aeronáutica e Espaço), faz um mapeamento das regiões onde existe essa energia.
A grande questão que norteia a astronomia atual - introduzida por Hubble, o pai da cosmologia moderna - é a determinação de uma velocidade mais precisa para a expansão do Universo. Os cientistas acreditam que as observações do telescópio espacial Hubble , lançado pelos EUA em 1990, podem contribuir decisivamente para a sua solução

Origem da vida

Processo pelo qual surge a vida na Terra e que até hoje não foi totalmente definido pela Ciência. As formas de vida mais antigas conhecidas são bactérias de 3,5 milhões de anos. A reprodução dos seres vivos é controlada por substâncias chamadas ácidos nucléicos, DNA e RNA, material hereditário que passa de um organismo a outro. O desafio é esclarecer como se formaram os ancestrais dessas moléculas complexas.
Na década de 20, o bioquímico russo Aleksandr Ivanovich Oparin (1894-1980) e o geneticista britânico John Burdon Sanderson Haldane (1892-1964) afirmam que as moléculas que teriam dado origem à vida surgiram em oceanos primordiais. Essa idéia é testada em 1953 pelos químicos norte-americanos Stanley Lloyd Miller (1930-) e Harold Clayton Urey (1893-1981), que reproduziram em laboratório as condições desses oceanos e, a partir daí, conseguiram produzir compostos orgânicos essenciais (aminoácidos).
Essa experiência e outros estudos permitiram a formulação da teoria mais aceita sobre a origem da vida. Segundo ela, há cerca de 3,8 bilhões de anos a atmosfera terrestre era composta basicamente de metano (CH4), amônia (NH3), vapor d'água (H2O), hidrogênio (H) e nitrogênio (N). O excesso de calor provocado pelos vulcões, radiação ultravioleta e descargas elétricas favorece a combinação desses elementos resultando em moléculas orgânicas simples como os aminoácidos, açúcares e ácidos graxos. Essas moléculas se depositaram nos oceanos formando o caldo primordial. Ali elas reagiram e deram origem a moléculas orgânicas maiores, parecidas com o RNA (ácido ribonucléico) de hoje.
Capazes de se auto-reproduzirem e de evoluírem, as moléculas adquiriram membranas por um processo ainda desconhecido e individualizaram as primeiras células, que têm RNA como seu material genético. Aos poucos, começam a surgir células nas quais o RNA é substituído pelo DNA , uma molécula mais estável.
Por um processo de seleção natural, a estrutura que sobrevive é a célula de DNA (ainda sem núcleo organizado - procarionte), considerada a ancestral de todos os seres vivos.
O princípio básico da vida é a origem de algum modo de duplicação do ser vivo movido por uma fonte externa de energia. Um ser vivo é essencialmente um motor que converte formas de energia para a realização de todas as suas atividades, desde a respiração até a reprodução. Nos casos das plantas, por exemplo, a fonte é a radiação solar, que é convertida em uma forma de energia aproveitável no processo de fotossíntese. As formas primitivas de vida passaram por algum tipo de seleção natural que favoreceu as moléculas capazes de absorver energia do meio com mais facilidade e de se reproduzir mais rapidamente.