A Origem da Vida e as Teorias da Evolução Biológica

1.1 Primeiras Teorias sobre a Origem da Vida

• A Criação:

  O mito é a base da maioria das religiões. Nelas, a vida é resultado de algum tipo de ato divino que opera sobre a matéria, a terra, os seres vivos ou as rochas. Por muito tempo, no Ocidente, aceitou-se o relato do Gênesis literalmente.

• A Geração Espontânea:

  Na Grécia Antiga, acreditava-se que a vida surgia espontaneamente sempre que as condições eram adequadas. Aristóteles realizou a grande síntese das ideias sobre geração espontânea. Esta teoria prevaleceu por mais de dois mil anos, até que Francesco Redi desferiu o primeiro golpe contra os defensores deste dogma. Lazzaro Spallanzani também realizou experimentos para provar que esta teoria era falsa.

  • Louis Pasteur: Demonstrou irrefutavelmente que não havia geração espontânea: os seres vivos só provêm de outros antecessores.

• Panspermia (A Origem Cósmica da Vida):

  A teoria da panspermia propõe que a vida veio à Terra na forma de esporos de bactérias, a partir do espaço exterior, impulsionada pela pressão da radiação das estrelas. Para os apoiantes da panspermia, a vida é eterna. Atualmente, a hipótese da origem extraterrestre da vida está novamente em voga.

1.2 Teorias Modernas sobre a Origem da Vida

• A Evolução Química da Vida:

  A hipótese mais aceita supõe que a matéria viva seria o resultado de uma evolução química que teria precedido a evolução biológica. Em 1924, Oparin propôs que os compostos químicos que existiam na atmosfera primitiva serviram como matéria-prima para a síntese de compostos orgânicos simples dos seres vivos. Os primeiros sistemas vivos teriam surgido após uma longa evolução prebiótica.

  • Condições Primitivas da Terra: A atmosfera inicial da Terra possuía uma redução mais ou menos acentuada, pois faltava oxigênio livre e provavelmente era composta por gás metano, vapor de água, amônia, dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio.
  • Síntese de Moléculas Orgânicas Prebióticas: É possível que os gases na atmosfera reagissem espontaneamente, bombardeados por radiação intensa, resultando na formação de pequenas moléculas orgânicas. A chuva química arrastou compostos atmosféricos para os oceanos, onde se dissolveram, dando origem ao caldo ou sopa primitiva. Este conjunto de moléculas orgânicas reagiu com a água e sofreu transformações químicas, formando os blocos biológicos, como os aminoácidos. Polímeros de interesse biológico interagiram entre si e apareceram as microestruturas biológicas. Na sopa primordial, emergiram microestruturas diferentes que agruparam os polímeros e desenvolveram complexos que permitiram a formação de sistemas autorreprodutivos. Estes sistemas vivos primitivos prolongados levaram à gênese.

• Evolução Mineralógica:

  É provável que polímeros biológicos tenham sido sintetizados e acumulados em argilas na sopa primordial. As argilas distribuídas nas superfícies atuaram como biocatalisadores, atraindo e concentrando moléculas simples em sua superfície e facilitando sua polimerização para formar os primeiros polímeros de interesse biológico. Recentemente, uma nova hipótese sobre a origem da vida sugere que espaços confinados poderiam ter fornecido condições facilitadoras para a química pré-biótica.

• As Fontes Hidrotermais:

  Para alguns cientistas, a vida se originou nas profundezas dos oceanos. O ponto de partida para qualquer evolução química teriam sido as fontes hidrotermais localizadas no submarino, cujos sais substituíram a atmosfera primitiva. A presença de pirita teria fornecido as bases adequadas para a formação de polímeros orgânicos.

• Mundo RNA:

  O próximo passo na evolução prebiótica seria a síntese dos primeiros polímeros biologicamente relevantes. Pensa-se que o RNA foi a primeira molécula biológica a aparecer com capacidade catalítica. O RNA formado nos mares primitivos poderia ter determinado a evolução posterior, sendo substituído pelo DNA, que é uma molécula mais estável.

2.0 Evolução Celular

Todos os organismos da Terra provêm de células ancestrais. Acredita-se que o momento decisivo na origem das células foi o aparecimento de uma membrana biológica. A membrana separou o ambiente interno do ambiente externo, favorecendo a existência de um metabolismo rudimentar que permitiu à célula ancestral obter energia, usá-la para se reproduzir e responder às mudanças ambientais. As primeiras células eram bactérias anaeróbias heterótrofas fermentativas, capazes de obter alimento e energia diretamente de seus ambientes.

Depois de esgotadas as reservas alimentares, aquelas primeiras células desenvolveram um mecanismo próprio de obtenção de energia: a fotossíntese, como ocorreu nas cianobactérias. A liberação de oxigênio como consequência da fotossíntese resultou em uma atmosfera oxidante muito semelhante à de hoje. O oxigênio, tornando-se um veneno mortal para os organismos anaeróbicos, forçou muitas das células existentes a se adaptarem e aprenderem a usá-lo em suas reações metabólicas. Assim, as bactérias heterótrofas primitivas realizaram a respiração celular aeróbia. Mais tarde, as células eucarióticas evoluíram a partir de uma associação simbiótica, de acordo com a teoria endossimbionte.

3.0 A Evolução dos Seres Vivos

3.1 Teorias Antigas sobre a Origem das Espécies

• A Fixidez ou Criacionismo: A fixidez é uma teoria que propõe que as espécies não mudam, mas permanecem praticamente inalteradas ao longo do tempo desde a criação. Karl Linnaeus.
• Catastrofismo: De acordo com o catastrofismo, cataclismos destróem todas as espécies existentes, de modo que novas espécies surgem após uma nova criação. Louis George Leclerc, Conde de Buffon; George Cuvier.

3.2 Do Fixismo ao Evolucionismo: As Teorias Evolutivas

• A Hipótese Evolutiva de Lamarck:

  Lamarck foi o primeiro naturalista que se opôs à imutabilidade da espécie e que formulou uma hipótese científica para explicar a evolução dos seres vivos. A hipótese evolutiva de Lamarck é chamada de Transformismo, que afirma que as espécies evoluem gradualmente para se transformar em outras. Esta hipótese baseia-se em dois pontos:

  1. A função cria o órgão: Os organismos adaptam-se, pois os órgãos mais utilizados se desenvolvem, enquanto os menos utilizados sofrem atrofia contínua.
  2. Os caracteres adquiridos são herdados: As modificações e caracteres adquiridos durante a vida de um indivíduo são herdados por seus descendentes.

• Teoria da Evolução de Darwin-Wallace:

  No século XIX, foram divulgados os novos estudos sobre a evolução das espécies de dois naturalistas ingleses, Darwin e Wallace. Ambos compartilharam seus resultados e os apresentaram na Linnean Society. Um ano depois, Darwin publicou seu livro A Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural, no qual formulou a teoria da seleção natural para explicar o mecanismo evolutivo. A teoria da evolução de Darwin-Wallace baseia-se nos seguintes princípios:

  • Alta capacidade reprodutiva das populações.
  • Variabilidade da vida.
  • A Seleção Natural.
  • As espécies evoluem.

  A teoria da evolução de Darwin-Wallace cria um vínculo de parentesco entre todos os seres vivos. As espécies atuais são o resultado da divergência progressiva e da adaptação contínua de espécies anteriores.

• Neodarwinismo: A Teoria Sintética da Evolução:

  Darwin não sabia como as características hereditárias eram transmitidas de geração em geração, nem qual era a causa da variabilidade das populações sobre as quais a seleção natural atua. A teoria da evolução ficou incompleta por muito tempo, até que foi realizada uma síntese entre a teoria da seleção darwiniana e a genética mendeliana. Assim surgiu o Neodarwinismo, também conhecido como Teoria Sintética da Evolução. De acordo com a teoria proposta por T. Dobzhansky, a evolução deve-se a dois eixos:

  1. Existência da variabilidade genética da população: Embora a maioria dos genes seja comum, há um grande número de genótipos diferentes. Esta variabilidade é causada por mutações e recombinação genética que ocorre durante a reprodução sexual.
  2. Ação da Seleção Natural: A seleção natural varia a proporção de genes em cada população, aumentando as frequências das combinações que parecem vantajosas. Assim, cada população, como um todo, evolui lenta, mas continuamente, para se adaptar cada vez mais ao seu meio ambiente.

3.3 Novas Teorias da Evolução

• Teoria Neutralista ou Neutralismo: De acordo com esta teoria, não é a seleção natural, mas o puro acaso que faz com que as populações variem, de modo que um único gene mutante pode ser disperso sem qualquer vantagem seletiva.
• Teoria do Equilíbrio Pontuado ou Saltacionista: O equilíbrio pontuado postula que a ausência de etapas intermediárias no registro fóssil não se deve a um registro incompleto, mas sim ao fato de que a evolução ocorre em saltos.

4.0 Provas Científicas: Evidências da Evolução

4.1 Evidências Clássicas

• Evidência Morfológica: Baseada no estudo da anatomia comparada, que permite encontrar semelhanças e diferenças nos mesmos órgãos de diferentes espécies. Órgãos análogos são o resultado de evolução divergente; organismos semelhantes são um exemplo de convergência evolutiva.
• Paleontológica: A paleontologia estuda os fósseis, que são restos mineralizados de organismos que ficaram incluídos nas rochas sedimentares. Os fósseis permitem-nos conhecer o estilo de vida do passado e estudar a sua evolução.
• Relação Embriológica: A embriologia estuda os estágios iniciais de desenvolvimento dos organismos. O princípio da recapitulação de Haeckel diz que o desenvolvimento embrionário de um animal resume a evolução da espécie.
• Evolução Taxonômica: O sistema de classificação dos seres vivos agrupa aqueles organismos que possuem características semelhantes.

4.2 Evidências Recentes (Bioquímica e Biologia Celular)

• Bioquímica e Biologia Celular Comparativas: Os seres vivos possuem uma unidade química. Os dados que o confirmam são:
  • O código genético estabelece as relações entre a sequência de ácidos nucleicos e as proteínas.
  • O ATP é a molécula que fornece energia metabólica às células.
  • O metabolismo e os processos fisiológicos mais importantes são comuns a grupos de seres vivos muito diferentes.
• Sequências de DNA e Proteínas: A comparação de sequências de nucleotídeos de um mesmo gene ou sequências de aminoácidos da mesma proteína em diferentes espécies revela a existência de semelhanças. O número de diferenças está em relação direta com a distância evolutiva entre as espécies comparadas.
• Hibridização de DNA: Baseia-se na capacidade do DNA de renaturar e reconstruir as pontes de hidrogênio entre as bases de suas cadeias após ser submetido ao processo de desnaturação.
• Estudo Cromossômico em Bandas: A citogenética evolutiva estuda e compara as características cromossômicas das formas de cada espécie. O bandeamento cromossômico estuda a diferenciação longitudinal e a caracterização de cada par de cromossomos homólogos.
• Análise Imunológica ou Sorológica: A introdução de um antígeno no organismo resulta na produção de anticorpos que podem se ligar aos antígenos em uma reação de aglutinação. Portanto, os anticorpos contra antígenos dão uma resposta muito forte no ser humano.

5.0 A Biodiversidade como Resultado da Evolução

Uma espécie é um conjunto de organismos que possuem semelhanças morfológicas, podem se reproduzir dando origem a uma descendência fértil e possuem um isolamento reprodutivo de outras espécies. O isolamento reprodutivo é a incapacidade que um organismo tem de se reproduzir com outros organismos. Quando este isolamento aparece entre diferentes populações de uma espécie, inicia-se o processo de especiação.

5.1 O Processo de Especiação

A especiação é o aparecimento de duas ou mais espécies diferentes a partir de uma inicial. O fator mais importante neste processo é o isolamento geográfico, que é a separação das populações por barreiras físicas, como montanhas, rios ou oceanos.

5.2 A Classificação dos Seres Vivos

De acordo com o sistema binomial, o nome de uma espécie consiste em duas palavras latinas em itálico, a primeira das quais corresponde ao gênero. A espécie humana é chamada Homo sapiens e, portanto, pertence ao gênero Homo. A taxonomia é o ramo da biologia responsável pela classificação e nomenclatura dos seres vivos.