A teoria sintética da evolução

 

De 1900 até cerca de 1920, os adeptos da genética mendeliana acreditavam que apenas as mutações eram responsáveis pela evolução e que a seleção natural não tinha importância nesse processo.

Depois disso vários cientistas começaram a conciliar as idéias sobre seleção natural com os fatos da Genética, o que culminou com a formulação da Teoria sintética da evolução, às vezes chamada também de Neodarwinismo.

Conforme Darwin já havia proposto, essa teoria considera a população como a unidade evolutiva. Uma população pode ser definida como um grupamento de indivíduos da mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.

Cada população apresenta determinado conjunto gênico, que pode ser alterado de acordo com fatores evolutivos. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim, quanto maior for o conjunto gênico da população, maior será a variabilidade genética.

Os principais fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos em duas categorias:

• fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população – mutação e permutação;
• fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida – migração, deriva genética e seleção natural.

Sabe-se que uma população está evoluindo quando se verificam alterações na freqüência de seus genes. Atualmente considera-se a evolução como o conceito central e unificador da Biologia, e uma frase marcante que enfatiza essa idéia foi escrita pelo cientista Dobzhansky: “Nada se faz em biologia a não ser à luz da evolução”.

 

Bases genéticas da evolução

A mutação cria novos genes, e a recombinação os mistura com os genes já existentes, originando os indivíduos geneticamente variados de uma população. A seleção natural, por sua vez, favorece os portadores de determinados conjuntos gênicos adaptativos, que tendem a sobreviver e se reproduzir em maior escala que outros. Em função da atuação desses e de outros fatores evolutivos, a composição gênica das populações se modifica ao longo do tempo.

 

Mutações

As mutações podem ser cromossômicas ou gênicas. As mutações cromossômicas podem ser alterações no número ou na forma dos cromossomos. As mutações gênicas originam-se de alterações na seqüência de bases nitrogenadas de determinado gene durante a duplicação da molécula de DNA. Essa alteração pode ocorrer por perda, adição ou substituição de nucleotídeos, o que pode originar um gene capaz de codificar uma proteína diferente da que deveria ter sido codificada.

As mutações gênicas são consideradas as fontes primárias da variabilidade, pois aumentam o número de alelos disponíveis em um lócus, incrementando um conjunto gênico da população. Embora ocorram espontaneamente, podem ser provocados por agentes mutagênicos, como radiações e certas substâncias químicas (a droga ilegal LSD, por exemplo).

As mutações não ocorrem para adaptar o indivíduo ao ambiente. Elas ocorrem ao acaso e, por seleção natural, são mantidas quando adaptativas (seleção positiva) ou eliminadas em caso contrário (seleção negativa). Podem ocorrer em células somáticas ou em células germinativas; neste último caso as mutações são de fundamental importância para a evolução, pois são transmitidas aos descendentes.

 

Fatores que alteram o equilíbrio gênico

Os principais fatores que afetam o equilíbrio gênico são a mutação, a migração, a seleção e a deriva gênica.

 

Mutação e frequências gênicas

A mutação, processo pelo qual um alelo se transforma em outro, pode alterar a frequência gênica de uma população. Se a taxa de mutação de um gene A para seu alelo a for maior do que a taxa de mutação inversa (a à A), ocorrerá aumento na freqüência do alelo a e a diminuição na frequência de A.

 

Migração e frequências gênicas

As diferentes populações de uma mesma espécie nem sempre são isoladas. Indivíduos podem migrar, incorporando-se a uma população (imigração) ou saindo dela (emigração)

As migrações podem alterar a constituição gênica de uma população. Por exemplo, se uma população constituída apenas por pessoas de olhos azuis migrar para uma região onde a maioria das pessoas tenham olhos castanhos, haverá aumento da freqüência do alelo que condiciona olhos azuis e diminuição correspondente na freqüência do alelo que condiciona olhos castanhos.

Seleção e frequências gênicas

Dependendo de sua constituição gênica, um indivíduo pode apresentar maior ou menor chance de sobreviver e se reproduzir.

Um exemplo disso é o melanismo industrial. Mariposas portadoras de genótipo para a cor escura são mais intensamente caçadas pelos pássaros do que as mariposas claras, em áreas não-poluídas. Por isso, a frequência do gene que condiciona cor escura permanece baixa. Nas áreas poluídas ocorre o contrário: as mariposas mais intensamente caçadas pelos pássaros são as de cor clara. Com isso, aumenta a freqüência de mariposas escuras e a freqüência do alelo que condiciona esta característica.

 

Deriva gênica

Desastres ecológicos, como incêndios florestais, inundações, desmatamentos, etc., podem reduzir tão drasticamente o tamanho de uma população que os poucos sobreviventes não são amostras representativas da população original, do ponto de vista genético. Por acaso, e não por critérios de adaptação, certos alelos podem ter a sua freqüência subitamente aumentada, enquanto os outros alelos podem simplesmente desaparecer. Esse fenômeno é denominado deriva gênica.

Principio do fundador

Um caso extremo de deriva gênica é o chamado principio do fundador: uma nova população é “fundada” por um ou poucos indivíduos, seja porque a população ancestral sofreu uma diminuição drástica, seja porque um pequeno número de indivíduos de uma população migrou para outra região, onde deu origem a uma nova população.

Nessas condições, os indivíduos que iniciaram a nova população, por serem poucos, geralmente não constituem uma amostra representativa da população original. Há casos em que uma única fêmea grávida funda uma nova população. Essa fêmea obviamente não possuirá uma amostra significativa dos diferentes tipos de alelos presentes na população original.

A deriva gênica parece ter sido um fenômeno comum na colonização de ilhas distantes dos continentes, às quais conseguem chegar poucos indivíduos provenientes das populações continentais. Nas ilhas, os “fundadores” iniciam populações cujas frequências gênicas são geralmente bem diferentes das populações continentais originais.

 

Exemplo do princípio fundador no homem

Um exemplo do princípio do fundador na espécie humana foi verificado em comunidades religiosas, originárias da Alemanha, que se estabeleceram nos Estados Unidos. Devido a seus costumes e religião, os membros dessas comunidades, chamadas Dunker, mantiveram-se isolados da população norte-americana.

A análise da freqüência de alguns genes nos membros da comunidade Dunker mostrou diferenças significativas tanto em relação à população norte-americana quanto em relação à população alemã. As diferenças de freqüência gênica na população Dunker não posem ser atribuídas a fatores seletivos ambientais, pois esses também teriam agido sobre a população norte-americana.

A explicação mais plausível é que os Dunker norte-americanos, oriundos da Alemanha, não eram amostra representativa da população alemã, no tocante às freqüências dos genes analisados. Nos Estados Unidos, como eles se mantiveram isolados, suas freqüências gênicas se mantiveram diferenciadas da população norte americana.

Seleção Natural

A ação da seleção natural consiste em selecionar indivíduos mais adaptados a determinada condição ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para essa mesma condição.

A expressão mais adaptado refere-se à maior probabilidade de determinado indivíduo sobreviver e deixar descendentes em determinado ambiente.

A seleção natural atua permanentemente sobre todas as populações. Mesmo em ambientes estáveis e constantes, a seleção natural age de modo estabilizador, está presente, eliminando os fenótipos desviantes.

Entretanto, o ambiente não representa um sistema constante e estável, quer ao longo do tempo, quer ao longo do espaço, o que determina interações diferentes entre os organismos e o meio.

Essa heterogeneidade propicia diferentes pressões seletivas sobre o conjunto gênico da população, evitando a eliminação de determinados alelos que, em um ambiente constante e estável, não seriam mantidos. Dessa forma, a variabilidade genética sofre menor redução.

É o que acontece com a manutenção na população humana de certos alelos que normalmente seriam eliminados por serem pouco adaptativos. Um exemplo é o alelo que causa uma doença chamada anemia falciforme ou siclemia.

Essa doença é causada por uma alelo que condiciona a formação de moléculas anormais de hemoglobina com pouca capacidade de transporte de oxigênio. Devido a isso, as hemácias que as contêm adquirem o formato de foice quando a concentração de oxigênio diminui. Por essa razão são chamadas hemácias falciformes.

Os heterozigóticos apresentam tanto hemácias e hemoglobinas normais como hemácias falciformes. Apesar de ligeiramente anêmicos, sobrevivem, embora com menor viabilidade em relação aos homozigóticos normais.

Em condições ambientais normais, o alelo para anemia falciforme sofre forte efeito seletivo negativo, ocorrendo com baixa freqüência nas populações. Observou-se, no entanto, alta freqüência desse alelo em extensas regiões da África, onde há grande incidência de malária.

Essa alta freqüência deve-se à vantagem dos indivíduos heterozigotos para anemia falciforme, pois são mais resistentes à malária. Os “indivíduos homozigóticos normais” correm alto risco de morte por malária enquanto os “indivíduos homozigóticos para a anomalia” morrem de anemia. Os heterozigóticos, entretanto, apresentam, sob essas condições ambientais, vantagem adaptativa, propiciando a alta taxa de um alelo letal na população.

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 acima 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 freqüência 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 

Um pouco da História do Darwinismo

A viagem de Darwin ao redor do mundo

Muitas das observações que levaram Charles Darwin a elaborar sua teoria evolucionista ocorreram durante a viagem ao redor do mundo, como naturalista do navio inglês H. S. S. Beagle. Durante os cinco anos que durou a viagem, iniciada em 1831, Darwin visitou diversos locais da America do Sul (inclusive o Brasil) e da Austrália, além de vários arquipélagos tropicais.

    

Durante a viagem do Beagle, Darwin fez escavações na Patagônia, onde encontrou fósseis de mamíferos já extintos. Darwin descobriu o fóssil de um animal gigantesco, com a organização esquelética muito semelhante à dos tatus que hoje habitam o continente sul-americano.

Nas ilhas Galápagos, um conjunto de ilhas pequenas e áridas, situadas no Oceano Pacífico a cerca de 800 Km da costa do Equador, Darwin encontrou uma fauna e uma flora altamente peculiares, que variavam ligeiramente de ilha para ilha.

 

Darwin se torna adepto do evolucionismo

Darwin só se tornou verdadeiramente evolucionista vários meses após regressar de sua viagem, em cerca de 1837. Só então, pode compreender o significado evolutivo de suas observações em Galápagos e em outros locais ao rever suas anotações e submeter o material coletado na viagem a diversos especialistas.

A pergunta que Darwin se fazia era: se os animais e plantas tinham sido criados tal e qual se apresentam hoje, porque razão espécies distintas, mas notadamente semelhantes, como as de pássaros e tartarugas de Galápagos, foram colocadas pelo criador e ilhas próximas, e não distribuídas homogeneamente pelo mundo? Era realmente surpreendente que ilhas de clima e condições físicas semelhantes, mas distantes uma das outras (como Galápagos e Cabo Verde, por exemplo) não tivessem espécies semelhantes.

Darwin acabou concluindo que a flora e a fauna de ilhas próximas são semelhantes porque se originam de ancestrais comuns, provenientes dos continentes próximos. Em cada uma das ilhas, as populações colonizadoras sofrem adaptações específicas, originando diferentes variedades de espécies. Por exemplo, as diversas espécies de pássaros fringilídeos de Galápagos provavelmente se originaram de uma única espécie ancestral oriunda do continente sul-americano. A diversificação da espécie original, que teria originado as diferentes espécies atuais, deu-se como resultado às diferentes ilhas do arquipélago.

Idéias e pessoas que influenciaram Darwin

Darwin foi influenciado pelos trabalhos de cientistas famosos, como o astrônomo John Herschel (1792–1871) e o naturalista e viajante Alexandr Humboldt (1767–1835). Este último foi responsável, segundo o próprio Darwin, pelo impulso de viajar a terras desconhecidas em expedições científicas. O trabalho do geólogo e amigo Charles Lyell (1797 – 1875) também marcou o estudo de Darwin. Além de levar uma cópia do Princípios de Geologia, de Lyell, em sua viagem a bordo de Beagle, as primeiras anotação de viagem de Darwin eram sobre os temas de geologia.

Malthus

Darwin também aponta a influência das idéias do vigário inglês Thomas R. Malthus (1766 – 1834) na elaboração do conceito de seleção natural. Em 1798, Malthus sugeriu que a principal causa da miséria humana erro o descompasso entre o crescimento das populações e a produção de alimentos. Disse ele: “O poder da população é infinitamente maior do que poder da terrade produzir os meios de subsistência para o homem. A população, se não encontra obstáculos, cresce de acordo com uma progressão aritmética”. Malthus não se referiu apenas às populações humanas, mas tentou imaginar a humanidade submetida às mesmas leis gerais que regem populações de outras espécies de seres vivos. Esse foi um dos méritos de seu trabalho, que chamou a atenção de Darwin para as idéias de “luta pela vida” e “sobrevivência dos mais aptos”. Segundo Malthus, enquanto o crescimento populacional se dá em progressão geométrica, a produção de alimentos aumenta em progressão aritmética. Isso seria uma das explicações para a fome que assola boa parte da humanidade. Essas e outras conclusões constam em seu Ensaio sobre a lei da população, de 1798.

 

Seleção artificial

Um dos argumentos apresentados por Darwin em favor da seleção dos mais aptos baseou-se no estudo das espécies cultivadas pelo homem. Sabia-se que pelo menos alguns animais domésticos e vegetais cultivados pertenciam a espécie com representantes ainda em estado selvagem. Os exemplares domésticos, entretanto, diferiam em tantas características dos selvagens que podiam, quanto ao seu aspecto geral, até ser classificados como espécies diferentes.

Darwin se dedicou à criação de pombos, cujas as variedades domésticas eram sabidamente originadas de uma única espécie selvagem, a Columba livia, a partir da seleção artificialmente conduzida pelos criadores. Sua conclusão foi que a seleção artificial podia ser compara àquela que a natureza exercia sobre as espécies selvagens.

Da mesma forma que o homem seleciona reprodutores de uma determinada variedade ou raça, permitindo que apenas os que têm a característica desejadas se reproduzam, a natureza seleciona, nas espécies selvagens, os indivíduos mais adaptados às condições reinantes. Estes deixam um número proporcionalmente maior de descendentes, contribuindo significativamente para a formação da geração seguinte.

A publicação da teoria de Darwin

Em 1844, Darwin escreveu um longo trabalho sobre a origem das espécies e a seleção natural. Não o publicou, porém, porque tinha receio de que suas idéias fossem um tanto revolucionárias. Amigos de Darwin, conhecedores da seriedade de seu trabalho, tentaram inutilmente convencê-lo a publicar o manuscrito antes que outros publicassem idéias semelhantes.

 

A teoria selecionista de Wallace

Em junho de 1858, Darwin recebeu uma carta do naturalista inglês Alfred Russel Wallace (1823 – 1913), que continha conclusões fundamentalmente semelhantes às suas. Wallace havia estudado as faunas da Amazônia e das Índias Orientais, chegando à conclusão de que as espécies se modificavam por seleção natural. Darwin ficou assombrado com as semelhanças do trabalho de Wallace em relação ao seu próprio trabalho, entre outras coisas pelo fato de Wallace ter também se inspirado em uma mesma fonte não biológica, o livro de Malthus, Ensaio sobre a lei da população.

Darwin escreveu, então, um resumo de suas idéias, que foram publicadas juntamente com o trabalho de Wallace, em 1º de julho de 1858. Um ano mais tarde, Darwin publicou o trabalho completo no livro A origem das espécies. As anotações de Darwin confirmaram que ele concebeu a sua teoria de evolução cerca de 15 anos antes de ter recebido a carta de Wallace, e este admitiu que Darwin tinha, realmente, sido o pioneiro.

 

Evidências moleculares da evolução

A comparação entre moléculas de DNA de diferentes espécies tem revelado o grau de semelhança de seus genes, o que mostra o parentesco evolutivo. O mesmo ocorre para as proteínas que, em última análise, refletem as semelhanças e diferenças genéticas.

O citocromo c é uma proteína presente em todos os seres vivos que fazem respiração aeróbica, sendo constituído por 104 aminoácidos encadeados. A porcentagem de cada tipo de aminoácido presente nessa proteína varia nas diferentes espécies de organismos e está relacionada com a proximidade evolutiva entre as espécies. O citocromo c surgiu, como provavelmente, nos primórdios da vida na Terra, quando os primeiros seres vivos passaram a utilizar a respiração como processo para obtenção de energia. Hoje essa proteína apresenta pequenas variações em cada grupo de organismos, nas quais devem ter se estabelecido ao longo do processo evolutivo.

A variação da estrutura primária de uma determinada proteína, em diferentes espécies, revela indiretamente suas diferenças genéticas uma vez que o código para a proteína está escrito nos genes.

 

Semelhanças entre moléculas de DNA

Os recentes avanços da Biologia Molecular têm permitido comparar diretamente a estrutura genética de diferentes espécies, através da comparação das seqüências de nucleotídeos presentes nas moléculas de DNA.

Os resultados das análises bioquímicas têm confirmado as estimativas de parentesco entre espécies obtidas por meio do estudo de fósseis e anatomia comparada. Isso reforça ainda mais a teoria de que os seres vivos atuais resultam da evolução de seres vivos que viveram no passado, estando todos os seres vivos relacionados por graus de parentescos mais ou menos distantes.

O homem descende do macaco?

Na polêmica apresentação de seu trabalho a respeito do processo de seleção natural e da origem das espécies, Darwin foi acusado de defender a tese de que o homem descendeu dos macacos. Será que isso é verdade? A acusação é injustificada. Darwin nunca afirmou isso. O que ele procurava esclarecer era o fato de que todas as espécies viventes, inclusive a humana, teriam surgido por meio de um longo processo de evolução a partir de seres que o antecederam. Nesse sentido, homens e chipanzés, que tiveram um ancestral comum, seriam “primos em primeiro grau”, fato que provocou a ira de muitos oponentes de Darwin. E não é que o assunto pode ser agora esclarecido, com uma fascinante descoberta na formação Chorora, na Etiópia central?

Um grupo de cientistas etíopes e japoneses encontrou restos fossilizados, na verdade oito dentes; de uma nova espécie de macaco – batizada com o nome Chororapithecus abyssinicus (ou macaco abissínico de Chorora) – que viveu a cerca de 10 milhões de anos e está sendo considerado o mais velho parente dos gorilas.

Explicando melhor: até agora, os cientistas acreditavam que os gorilas, ao longo da evolução, tivessem se separado dos chimpanzés bem mais tarde. E, depois disso, teria havido a separação das linhagens que originaram os chimpanzés e os hominídeos (família a que pertence a espécie humana). Agora, com essa nova descoberta, tudo leva a crer que a origem do homem é mais antiga, cerca de 9 milhões de anos. E, para completar, essa descoberta é um forte apoio da origem africana tanto dos humanos quanto dos grandes macacos modernos.

Para aqueles que acreditam na evolução biológica, descobertas como essa ajudam a esclarecer a origem dos seres humanos. E, também, a desfazer os mitos baseados em acusações infundadas.

Anatomia comparada

A asa de uma ave, a nadadeira anterior de um golfinho e o braço de um homem, ainda que muito diferentes, possuem estrutura óssea e muscular bastante parecidas. A semelhança pode ser explicada admitindo-se que esses seres tiveram ancestrais em comum, dos quais herdaram um plano básico de estrutura corporal.

O parentesco evolutivo entre as aves e os mamíferos, por exemplo, também permite explicar as semelhanças entre os órgãos internos desses animais. O coração e o sistema circulatório e nervoso, entre outros, são constituídos pelas mesmas partes básicas.

 

Semelhanças embrionárias

As semelhanças entre os embriões de determinados grupos de animais são ainda maiores do que as semelhanças encontradas nas formas adultas. por exemplo, é difícil distinguir embriões jovens de peixes, sapos, tartarugas, pássaros e seres humanos, todos pertencentes ao grupo dos vertebrados. Essa semelhança pode ser explicada se levarmos em conta que durante o processo embrionário é esboçado o plano estrutural básico do corpo, que todos eles herdaram de um ancestral comum.

Órgãos ou estruturas homólogos

Certos órgãos ou estruturas se desenvolvem de modo muito semelhante nos embriões de todos os vertebrados. São os órgãos homólogos. Apesar de terem a mesma origem embrionária, os órgãos homólogos podem ter funções diferentes, como é o caso do braço humano e da asa de uma ave, por exemplo.

 

Órgãos ou estruturas análogos

Se dois órgãos ou estruturas desempenham a mesma função, mas têm origem embrionária diferente, são chamados análogos. As asas de aves e de insetos, por exemplo, são estruturas análogas: ambas servem para voar, porém suas origens embrionárias são totalmente distintas.

 

 

Órgãos vestigiais

Órgãos vestigiais são estruturas atrofiadas, sem função evidente no organismo. O apêndice cecal do intestino humano, por exemplo, é um órgão vestigial. Esse órgão é uma pequena projeção do ceco (região do intestino grosso) e não desempenha nenhuma função importante no homem e nos animais carnívoros. Já nos herbívoros, o apêndice é muito desenvolvido e tem importante papel na digestão da celulose; nele vivem microorganismos que atuam na digestão dessa substância.

Tudo indica que os mamíferos atuais, carnívoros e herbívoros, tiveram ancestrais comuns, cuja dieta devia ser baseada em alimentos vegetais, ricos em celulose. Entretanto, no decorrer da evolução, cecos e apêndices deixaram de ser vantajosos para alguns grupos de organismos, nos quais se encontram reduzidos, como vestígios de sua origem.

São exemplos, também, de estruturas vestigiais a vértebra coccígea, a membrana nictitante e os músculos das orelhas. 

Será que os Homens descendem dos macacos?

Um dos argumentos usados para defender o evolucionismo é o da Anatomia Comparada. Na imagem que se segue podemos verificar a existência de órgãos homólogos (órgãos que têm a mesma origem, a mesma estrura básica e posição idêntica no organismo, podendo desempenhar funções diferentes) entre o homen e outro primata.

As evidências da evolução

O esclarecimento do mecanismo de atuação da evolução biológica somente foi concretamente conseguido a partir dos trabalhos de dois cientistas, o francês Jean Baptiste Lamarck (1744 – 1829) e o inglês Charles Darwin (1809 – 1882). A discussão evolucionista, no entanto, levanta grande polêmica. Por esse motivo é preciso descrever, inicialmente, as principais evidências da evolução utilizadas pelos evolucionistas em defesa de sua tese. Dentre as mais utilizadas destacam-se:

• os fósseis;
• a semelhança embriológica e anatômica existente entre os componentes de alguns grupos animais (notadamente os vertebrados),
• a existência de estruturas vestigiais e
• as evidências bioquímicas relacionadas a determinadas moléculas comuns a muitos seres vivos.

 

O que são fósseis?

Um fóssil (do latim fossilis, tirado da terra) é qualquer vestígio de um ser vivo que habitou o nosso planeta em tempos remotos, como uma parte do corpo, uma pegada e uma impressão corporal. O estudo dos fósseis permite deduzir o tamanho e a forma dos organismos que os deixaram, possibilitando a reconstrução de uma imagem, possivelmente parecida, dos animais quando eram vivos.

  
Fossil de um dinossauro e de uma planta.

Processo de fossilização

Um fóssil se forma quando os restos mortais de um organismo ficam a salvo tanto da ação dos agentes decompositores como das intempéries naturais (vento, sol direto, chuvas, etc.). As condições mais favoráveis a fossilização ocorrem quando o corpo de um animal ou uma planta é sepultado no fundo de um lago e rapidamente coberto por sedimentos.

Dependendo da acidez e dos minerais presentes no sedimento, podem ocorrer diferentes processos de fossilização. A permineralização, por exemplo, é o preenchimento dos poros microscópicos do corpo de um ser por minerais. Já a substituição consiste na lenta troca das substâncias orgânicas do cadáver por minerais, transformando-o em pedra.

Gastrópode conservado por permineralização

Datação radioativa dos fósseis

A idade de um fóssil pode ser estimada através da medição de determinados elementos radioativos presentes nele ou na rocha onde ele se encontra.

Se um fóssil ainda apresenta substâncias orgânicas em sua constituição, sua idade pode ser calculada com razoável precisão pelo método do carbono-14. O carbono-14 (¹⁴C) é um isótopo radioativo do carbono (¹²C).

Os cientistas determinaram que a meia vida do carbono-14 é de 5.740 anos. Isso significa dizer que, nesse período, metade do carbono-14 de uma amostra se desintegra. Na hora da morte, um organismo que se fossiliza contém determinada quantidade de ¹⁴C, que os cientistas estima ser a mesma que a encontrada nos seres de hoje. Passados 5.740 anos, restará no fóssil apenas metade da quantidade de 14C presente na hora da morte. Ao fim de mais 5.740 anos, terá se desintegrado a metade do que restou, e assim por diante, até que não haja praticamente mais esse isótopo radioativo na matéria orgânica remanescente.

Assim, através de medidas da quantidade residual de carbono-14 em um fóssil, é possível calcular quanto tempo se passou desde a morte do ser vivo que o originou. Por exemplo, se um fóssil apresentar 1/8 do carbono radioativo estimado para um organismo vivo, isso significa que sua morte deve ter ocorrido entre aproximadamente 22 e 23 mil anos.

Como a meia vida do carbono-14 é relativamente curta, a datação por esse isótopo só serve para fósseis com menos de 50 mil anos. Para datar fósseis mais antigos, os “paleobiólogoa” utilizam isótopos com meia-vida mais longa, que podem ser encontrados nas rochas fossilíferas. Por exemplo, rochas que se formaram há alguns milhões de anos podem ser datadas por meio do isótopo urânio-235 (²³⁵U), cuja meia-vida é de 700 milhões de anos. Para rochas ainda mais antigas, com centenas de milhões de anos de idade, pode-se usar o potássio-40, que tem meia vida de 1,3 bilhões de anos.

Evolução biológica

Entre os seres vivos e o meio em que vivem há um ajuste, uma harmonia fundamental para a sobrevivência. O flamingo rosa, por exemplo, abaixa a cabeça até o solo alagadiço em que vive para buscar ali seu alimento; os beija-flores, com seus longos bicos, estão adaptados à coleta do néctar contido nas flores tubulosas que visitam. A adaptação dos seres vivos ao meio é um fato incontestável. A origem da adaptação, porém, sempre foi discutida.

   

Na Antigüidade, a idéia de que as espécies seriam fixas e imutáveis foi defendida pelos filósofos gregos. Os chamados, fixistas propunham que as espécies vivas já existiam desde a origem do planeta e a extinção de muitas delas deveu-se a eventos especiais como, por exemplo, catástrofes, que teriam exterminado grupos inteiros de seres vivos. O filósofo grego Aristóteles, grande estudioso da natureza, não admitia a ocorrência de transformação das espécies. Acreditava que os organismos eram distribuídos segundo uma escala que ia do mais simples ao mais complexo. Cada ser vivo nesta escala, tinha seu lugar definido. Essa visão aristotélica, que perdurou por cerca de 2.000 anos, admitia que as espécies eram fixas e imutáveis.

Lentamente, a partir do século XIX, uma série de pensadores passou a admitir a idéia da substituição gradual das espécies por outras, por meio de adaptações a ambientes em contínuo processo de mudança. Essa corrente de pensamento, transformista, explicava a adaptação como um processo dinâmico, ao contrário do que propunham os fixistas. Para o transformismo, a adaptação é conseguida por meio de mudanças: à medida que muda o meio, muda a espécie. Os adaptados ao ambiente em mudança sobrevivem. Essa idéia deu origem ao evolucionismo.

Evolução biológica é a adaptação das espécies a meios em contínua mudança. Nem sempre a adaptação implica aperfeiçoamento. Muitas vezes, leva a uma simplificação. É o caso, por exemplo, das tênias, vermes achatados parasitas: não tendo tubo digestório, estão perfeitamente adaptadas ao parasitismo no tubo digestório do homem e de outros vertebrados.

Criacionismo: origem da vida por criação especial

Anterior às tentativas científicas relacionadas à origem da vida, já era difundida a idéia de criação especial, segundo a qual a vida é fruto da ação consciente de um Criador. Essa corrente de pensamento, que passou a ser denominada criacionista, baseia-se na fé e nos textos bíblicos – principalmente no livro de Gênesis – que relatam a idéia sobre a origem da vida do ponto de vista religioso.

Este afresco, pintado por Michelangelo no teto da Capela Sistina, na cidade do Vaticano, entre 1508 e 1512, representa o momento em que Deus (à direita) dá alma ao recém-criado Adão (à esquerda) por meio do toque de seus dedos. Acredita-se que, nessa representação, Deus envolve Eva com seu braço esquerdo e sua mão toca o menino Jesus. O artista – Michelangelo Buonarroti (1475-1564) – foi um dos grandes escultores do renascimento, além de arquiteto, pintor e poeta.

Ao longo da história, muitas controvérsias chegaram a extremos por causa de uma interpretação errônea que não levava em contra o contexto e o caráter muitas vezes poético e simbólico dos textos da bíblia, que não tem nenhum objetivo científico. Assim, principalmente na Idade Média, uma interpretação literal e, portanto, limitada dos textos bíblicos era imposta como dogma e criava uma barreira em relação a ciência que estava – e está – em constante progresso.

O criacionismo, que se opõe à teoria da evolução segundo a qual a vida teria surgido da matéria bruta, tem hoje defensores, que se esforçam em demonstrar que os textos bíblicos, tomados em seu contexto próprio, em nada contradizem as mais novas descobertas científicas.

Mais recentemente surgiu uma nova concepção, mais próxima do criacionismo e que recebeu o nome design inteligente. Para os defensores dessa tese, uma mão divina moldou o curso da evolução. Isso porque, dizem, alguns sistemas biológicos são tão complexos e as diferenças entre as espécies são enormes demais para serem explicadas apenas pelo mecanismo da evolução.

 

Evolução

Como surgiu a vida no ambiente terrestre?

E como ela evoluiu? Para responder a essas duas questões, pode-se recorrer a argumentos científicos ou não. Ainda é comum a crença segundo a qual a vida teria sido originada e evoluiu a partir da ação de um Criador. Por outro lado, existem muitas evidências científicas, muitas delas apoiadas por procedimentos experimentais, de que a vida surgiu e evoluiu de maneira lenta e progressiva, com a participação ativa de inúmeras substâncias e reações químicas, de processos bioenergéticos e, claro, com a participação constante do ambiente. O estudo científico da origem da vida e da evolução biológica, esta unificadora das diversas áreas biológicas, é um dos mais fascinantes desafios da Biologia atual.

BIG BANG: A formação do Universo

Os cientistas supõem que, há cerca de 10 a 20 bilhões de anos, uma massa compacta de matéria explodiu – o chamado Bing Bang -, espalhando seus inúmeros fragmentos que se movem até hoje pelo Universo. Acreditam, esses cientistas, que os fragmentos se deslocam continuamente e, por isso, o Universo estaria em contínua expansão.

À medida que esses fragmentos se tornaram mais frios, os átomos de diversos elementos químicos, especialmente hidrogênio e hélio, teriam sido formados.

O Sol teria se formado por volta de 5 a 10 bilhões de anos atrás. O material que o formava teria sofrido compressões devido à força de atração gravitacional, e ele teria entrado em ignição, liberando grande quantidade de calor. Com isso, outros elementos, derivados do hélio e do hidrogênio, teriam se formado. Da fusão de elementos liberados pelo Sol, com grande quantidade de poeira e gases, teria se originado inúmeros planetas, entre eles a Terra.

Atualmente, há duas correntes de pensamento entre os cientistas com relação à origem da vida na Terra: uma que teria surgido a partir de outros planetas (panspermia), e outra, que teria se desenvolvido gradativamente em um longo processo de mudança, seleção e evolução.

A evolução do metabolismo

Analisamos até agora o surgimento das primeiras formas vivas, e você deve ter notado que já mencionamos, para essas formas, algumas características importantes para conceituar um ser vivo. Esses primeiros organismos possuem compostos orgânicos na constituição de seus corpos, são celulares (unicelulares, no caso) e têm capacidade de reprodução.

Não discutimos ainda uma outra característica dos seres vivos: o metabolismo. Vamos, então, analisar como deve ter sido a provável evolução das vias metabólicas nos seres vivos.

Todo o ser vivo precisa de alimentos, que são degradados nos processos metabólicos para a liberação de energia e realização das funções. Esses alimentos degradados também podem ser utilizados como matéria-prima na síntese de outras substâncias orgânicas, possibilitando o crescimento e a reposição de perdas.

Vamos analisar, então, como esses primeiros seres conseguiam obter e degradar o alimento para a sua sobrevivência. Duas hipóteses têm sido discutidas pelos cientistas: a hipótese heterotrófica e a autotrófica.

 

Hipótese heterotrófica

Segunda essa hipótese, os primeiros organismos eram estruturalmente muito simples, sendo de se supor que as reações químicas em suas células também eram simples. Eles viviam em um ambiente aquático, rico em substâncias nutritivas, mas provavelmente não havia oxigênio na atmosfera, nem dissolvido na água dos mares. Nessas condições, é possível supor que, tendo alimento abundante ao seu redor, esses primeiros seres teriam utilizado esse alimento já prono como fonte de energia e matéria-prima. Eles seriam, portanto, heterótrofos (hetero = diferente, trofos = alimento): organismos que não são capazes de sintetizar seus próprios alimentos a partir de compostos inorgânicos, obtendo-os prontos do meio ambiente.

 

Os seres capazes de sintetizar seus próprios alimentos a partir de substâncias inorgânicas simples são chamados de autótrofos (auto = próprio, trofos = alimento), como é o caso das plantas.

Uma vez dentro da célula, esse alimento precisa ser degradado. Nas condições da Terra atual, a via metabólica mais simples para se degradar o alimento sem oxigênio é a fermentação, um processo anaeróbio (an = sem, aero= ar, bio = vida). Um dos tipos mais comuns de fermentação é a fermentação alcoólica. O açúcar glicose é degradado em álcool etílico (etanol) e gás carbônico, liberado energia para as várias etapas do metabolismo celular.

Esses organismos começaram a aumentar em número por reprodução. Paralelamente a isso, as condições climáticas da Terra também estavam mudando a ponto de não mais ocorrer síntese pré-biótica de matéria orgânica. Desse modo, o alimento dissolvido no meio teria começado a ficar escasso.

Com alimento reduzido e um grande número de indivíduos nos mares, deve ter havido muita competição, e muitos organismos teriam morrido por falta de alimento. Ao mesmo tempo, teria se acumulado CO₂ no ambiente. Acredita-se que nesse novo cenário teria ocorrido o surgimento de alguns seres capazes de captar a luz solar com o auxílio de pigmentos como a clorofila. A energia da luz teria sido utilizada para a síntese de seus próprios alimentos orgânicos, a partir de água e gás carbônico. Teriam surgido assim os primeiros seres autótrofos: os seres fotossintetizantes (foto = luz; síntese em presença de luz), que não competiam com os heterótrofos e proliferaram muito.

Esses primeiros seres fotossintetizantes foram fundamentais na modificação da composição da atmosfera: eles introduziram o oxigênio no ar, e a atmosfera teria passado de redutora a oxidante. Até os dias de hoje, são principalmente os seres fotossintetizantes que matem os níveis de oxigênio na atmosfera, o que é fundamental para a vida no nosso planeta. Em condições de baixa disponibilidade de moléculas orgânicas no meio, esses organismo aeróbios teriam grande vantagem sobre os fermentadores.

Havendo disponibilidade de oxigênio, foi possível a sobrevivência de seres que desenvolveram reações metabólicas complexas, capazes de utilizar esse gás na degradação do alimento. Surgiram, então, os primeiros seres aeróbios, que realizam a respiração. Por meio da respiração, o alimento, especialmente o açúcar glicose, é degradado em gás carbônico e água, liberando muito mais energia para a realização das funções vitais do que na fermentação.

A fermentação, a fotossíntese e a respiração permaneceram ao longo do tempo e ocorrem nos organismos que vivem atualmente na Terra. Todos os organismos respiram e/ou fermentam, mas apenas alguns respiram e fazem fotossíntese.

HIPÓTESE HETEROTRÓFICA

Fermentação      -->       Fotossíntese       -->       Respiração

Hipótese autotrófica

Alguns cientistas têm argumentado que os seres vivos não devem ter surgido em mares rasos e quentes, como proposto por Oparin e Haldane, pois a superfície terrestre, na época em que a vida surgiu, era um ambiente muito instável. Meteoritos e cometas atingiam essa superfície com muita freqüência, e a vida primitiva não poderia se manter em tais condições.

Logo no início da formação da Terra, meteoritos colidiram fortemente com a superfície terrestre, e a energia dessas colisões era gasta no derretimento ou até mesmo na vaporização da superfície rochosa. Os meteoritos fragmentavam-se e derretiam, contribuindo com sua substância para a Terra em crescimento. Um impacto especialmente violento pode ter gerado a Lua, que guarda até hoje em sua superfície as marcas desse bombardeio por meteoritos. Na superfície da Terra a maioria dessas marcas foi apagada ao longo do tempo pela erosão.

A maioria dos meteoritos se queima até desaparecer quando entra na atmosfera terrestre atual e brilha no céu como estrelas cadentes. Nos primórdios, os meteoritos eram maiores, mais numerosos e atingiam a Terra com mais freqüência.

Alguns cientistas especulam que os primeiros seres vivos não poderiam ter sobrevivido a esse bombardeio cósmico, e propõem que a vida tenha surgido em locais mais protegidos, como o assoalho dos mares primitivos.

Em 1977, foram descobertas nas profundezas oceânicas as chamadas fontes termais submarinas, locais de onde emanam gases quentes e sulfurosos que saem de aberturas no assoalho marinho. Nesses locais a vida é abundante. Muitas bactérias que aí vivem são autótrofas, mas realizam um processo muito distinto da fotossíntese. Onde essas bactérias vivem não há luz, e elas são a base de uma cadeia alimentar peculiar. Elas servem de alimento para os animais ou então são mantidas dentro dos tecidos deles. Nesse caso, tanto os animais como as bactérias se beneficiam: elas têm proteção dentro do corpo dos animais, e estes recebem alimentos produzidos pelas bactérias.

A descoberta das fontes termais levantou a possibilidade de que a vida teria surgido nesse tipo de ambiente protegido e de que a energia para o metabolismo dos primeiros seres vivos viria de uma mecanismo autotrófico denominado quimiossíntese. Alguns cientistas acreditam que os primeiros seres vivos foram bactérias, que obtinham energia para o metabolismo a partir da reação entre substâncias inorgânicas, como fazem as bactérias encontradas atualmente nas fontes termais submarinas e em outros ambientes muito quentes (com cerca de 60 a 105ºC) e sulfurosos. Segundo essa hipótese, parece que toda a vida que conhecemos descende desse tipo de bactéria, que devia ser autotrófica.

Os que argumentam a favor dessa hipótese baseiam-se em evidências que sugerem abundância de sulfeto de hidrogênio (gás sulfídrico, H₂S, que tem cheiro de ovo podre) e compostos de ferro na Terra primitiva. As primeiras bactérias devem ter obtido energia de reações que tenham envolvido esses compostos para a síntese de seus componentes orgânicos.

Algumas bactérias que vivem atualmente em fontes quentes e sulfurosas podem realizar a reação química a seguir, que, segundo a hipótese autotrófica, pode ter sido a reação fundamental fornecedora de energia para os primeiros seres vivos:

Sulfeto ferroso +   gás sulfídrico    --->     sulfeto férrico    +   gás hidrogênio + energia                                                              (pirita, um mineral comum)

A energia liberada por essas reação pode ser usada pelas bactérias para a produção de compostos orgânicos essenciais para a vida, a partir de CO₂ e H₂O.

Assim, segundo essa hipótese, a quimiossíntese - um processo autotrófico – teria surgido primeiro. Depois teriam surgido a fermentação, a fotossíntese e finalmente a respiração.

Os debates sobre origem da vida ainda darão muito o que falar. A hipótese mais aceita sobre a evolução do metabolismo ainda é a heterótrofa, embora a hipótese autótrofa venha ganhando cada vez mais força.

Vida multicelular

Como surgiram os seres multicelulares? Evidências obtidas de estudos geológicos sugerem que os primeiros multicelulares simples surgiram na Terra há cerca de 750 milhões de anos! Antes disso houve o predomínio de vida unicelular, como formas eucarióticas simples. A partir dessa data, surgem os primeiros multicelulares, originados dos unicelulares eucariotos existentes.

Desde então, a evolução não parou mais!

Origem da Vida

A Vida na Terra terá surgido á cerca de 3400 M.a., como o parecem demonstrar os fósseis de procariontes encontrados na África do Sul. As células eucarióticas terão surgido há cerca de 2000 a 1400 M.a., seguidas dos organismos multicelulares há cerca de 700 M.a. Neste espaço de tempo os fósseis são abundantes, indicando um processo evolutivo rápido.

Até ao século XIX considerava-se que todos os seres vivos existentes se apresentavam como sempre tinham sido. Toda a Vida era obra de uma entidade toda poderosa, fato que servia para mascarar a não existência de conhecimentos suficientes para se criar uma explicação racional. 

Esta teoria, o Criacionismo, no entanto, já no tempo da Grécia antiga não era satisfatória. De modo a contornar a necessidade de intervenção divina na criação das espécies, surgem várias teorias alternativas, baseadas na observação de fenômenos naturais, tanto quanto os conhecimentos da época o permitiam.

Aristóteles elaborou uma dessas teorias, cuja aceitação se manteve durante séculos, com a ajuda da Igreja Católica, que a adotou. Esta teoria considerava que a Vida era o resultado da ação de um princípio ativo sobre a matéria inanimada, a qual se tornava, então, animada. Deste modo, não haveria intervenção sobrenatural no surgimento dos organismos vivos, apenas um fenômeno natural, a geração espontânea. Estas idéias perduraram até á era moderna, pois Van Helmont (1577 – 1644) ainda considerava que os “cheiros dos pântanos geravam rãs e que a roupa suja gerava ratos, adultos e completamente formados”. Também era considerado correto pelos naturalistas que os intestinos produzissem espontaneamente vermes e que a carne putrefata gerasse moscas. Todas estas teorias consideravam possível o surgimento de Vida a partir de matéria inanimada, fosse qual fosse o agente catalisador dessa transformação, daí o estarem englobadas na designação geral de Abiogênese. No século XVII Francisco Redi, naturalista e poeta, pôs-se contrário as idéias de Aristóteles, negando a existência do princípio ativo e defendendo que todos os organismos vivos surgiam a partir de inseminação por ovos e nunca por geração espontânea. Para demonstrar a veracidade de sua teoria, Redi realizou uma experiência que se tornou célebre pelo fato de ser a primeira, registrada, a utilizar um controle em suas experiências. Colocou carne em 8 frascos. Selou 4 deles e deixou os restantes 4 abertos, em contato com o ar.

Em poucos dias verificou que os frascos abertos estavam cheios de moscas e de outros vermes, enquanto que os frascos selados se encontravam livres de contaminação.

Esta experiência parecia negar, inequivocamente a abiogênese de organismos macroscópicos, tendo sido aceito pelos naturalistas da época.

No entanto, a descoberta do microscópio veio levantar a questão novamente. A teoria da abiogênese foi parcialmente reabilitada, pois parecia a única capaz de explicar o desenvolvimento de microrganismos visíveis apenas ao microscópio.

Esta situação manteve-se até ao final do século XVIII, quando o assunto foi novamente debatido por dois famosos cientistas da época, Needham e Spallanzani.

Needham utilizou várias infusões, que colocou em frascos. Esses frascos foram aquecidos e deixados ao ar durante alguns dias. Observou que as infusões rapidamente eram invadidas por uma multitude de microrganismos. Interpretou estes resultados pela geração espontânea de microrganismos, por ação do princípio ativo de Aristóteles.

Spallanzani usou nas suas experiências 16 frascos. Ferveu durante uma hora diversas infusões e colocou-as em frascos. Dos 16 frascos, 4 foram selados, 4 fortemente rolhados, 4 tapados com algodão e 4 deixados abertos ao ar. Verificou que a proliferação de microrganismos era proporcional ao contato com o ar. Interpretou estes resultados com o fato de o ar conter ovos desses organismos, logo toda a Vida proviria de outra, preexistente. 

No entanto, Needham não aceitou estes resultados, alegando que a excessiva fervura teria destruído o principio ativo presente nas infusões.

A polêmica manteve-se até 1862, quando o francês Louis Pasteur, pôs definitivamente termo à idéia de geração espontânea com uma série de experiências conservadas para a posteridade pelos museus franceses. Pasteur colocou diversas infusões em balões de vidro, em contato com o ar. Alongou os pescoços dos balões á chama, de modo a que fizessem várias curvas. Ferveu os líquidos até que o vapor saísse livremente das extremidades estreitas dos balões. Verificou que, após o arrefecimento dos líquidos, estes permaneciam inalterados, tanto em odor como em sabor. No entanto, não se apresentavam contaminados por microrganismos. 

Para eliminar o argumento de Needham, quebrou alguns pescoços de balões, verificando que imediatamente os líquidos ficavam infestados de organismos. Concluiu, assim, que todos os microrganismos se formavam a partir de qualquer tipo de partícula sólida, transportada pelo ar. Nos balões intactos, a entrada lenta do ar pelos pescoços estreitos e encurvados provocava a deposição dessas partículas, impedindo a contaminação das infusões.

Ficou definitivamente provado que, nas condições atuais, a Vida surge sempre de outra Vida, preexistente. 

Como surgiu a vida pela primeira vez?

No final do século XIX vários cientistas alemães, nomeadamente Liebig, Richter e Helmholtz, 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 – teoria Cosmozóica. 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.

Atualmente já foi comprovada a existência de moléculas orgânicas no espaço, como o formaldeído, álcool etílico e alguns aminoácidos. No entanto, estas moléculas parecem formar-se espontaneamente, sem intervenção biológica.

O físico sueco Arrhenius propôs uma teoria semelhante, segundo a qual a Vida se teria originado em esporos impelidos por energia luminosa, vindos numa “onda” do espaço exterior. Chamou a esta teoria Panspermia (sementes por todo o lado). Atualmente estas idéias caíram em descrédito, pois é difícil aceitar que qualquer esporo resista á radiação do espaço, ao aquecimento da entrada na atmosfera, etc.

Apesar disso, na década de 80 deste século, Crick (um dos descobridores da estrutura do DNA) e Orgel sugeriram uma teoria de Panspermia dirigida, em que 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.

Apesar de toda a boa vontade envolvida, nenhuma destas teorias avança verdadeiramente no esclarecimento do problema pois apenas desloca a questão para outro local, não respondendo à questão fundamental: Como surgiu a vida?

No entanto, um avanço fundamental ocorreu com o as teorias de Pasteur e de Darwin, permitindo abordar o problema sob uma perspectiva diferente. 

Dados obtidos a partir de diversos campos da ciência permitiram em 1936 que o russo Alexander Oparin formula-se uma teoria revolucionária, que tentava explicar a origem da Vida na Terra, sem recorrer a fenômenos sobrenaturais ou extraterrestres. Sua hipótese se resume nos seguintes fatos:

• Na atmosfera primitiva do nosso planeta, existiriam metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Sob altas temperaturas, em presença de centelhas elétricas e raios ultravioletas, tais gases teriam se combinado, originando aminoácidos, que ficavam flutuando na atmosfera. Com a saturação de umidade da atmosfera, começaram a ocorrer as chuvas. Os aminoácidos eram arrastados para o solo.Submetidos a aquecimento prolongado, os aminoácidos combinavam-se uns com os outros, formando proteínas.

• As chuvas lavavam as rochas e conduziam as proteínas para os mares. Surgia uma "sopa de proteínas" nas águas mornas dos mares primitivos. As proteínas dissolvidas em água formavam colóides. Os colóides se interpenetravam e originavam os coacervados. Os coacervados englobavam moléculas de nucleoproteínas. Depois, organizavam-se em gotículas delimitadas por membrana lipoprotéica. Surgiam as primeiras células. Essas células pioneiras eram muito simples e ainda não dispunham de um equipamento enzimático capaz de realizar a fotossíntese. Eram, portanto, heterótrofas. Só mais tarde, surgiram as células autótrofas, mais evoluídas. E isso permitiu o aparecimento dos seres de respiração aeróbia.

• Atualmente, se discute a composição química da atmosfera primitiva do nosso planeta, preferindo alguns admitir que, em vez de metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, existissem monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrogênio molecular e vapor de água.

Oparin não teve condições de provar sua hipótese. Mas, em 1953, Stanley Miller, na Universidade de Chicago, realizou em laboratório uma experiência. 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.

Pouco tempo depois, em 1957, Sidney Fox submeteu uma mistura de aminoácidos secos a aquecimento prolongado e demonstrou que eles reagiam entre si, formando cadeias peptídicas, com o aparecimento de moléculas protéicas pequenas.

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

Os experimentos de Pasteur

Somente por volta de 1860, com os experimentos realizados por Louis Pasteur (1822 – 1895), conseguiu-se comprovar definitivamente que os microorganismos surgem a partir de outros preexistentes.

Os experimentos de Pasteur estão descritos e esquematizados na figura abaixo:

A ausência de microrganismos nos frascos do tipo “pescoço de cisne” mantidos intactos e a presença deles nos frascos cujo “pescoço” havia sido quebrado mostram que o ar contém microorganismos e que estes, ao entrarem em contato com o líquido nutritivo e estéril do balão, desenvolvem-se. No balão intacto, esses microorganismos não conseguem chegar até o líquido nutritivo e estéril, pois ficam retidos no “filtro” formado pelas gotículas de água surgidas no pescoço do balão durante o resfriamento. Já nos frascos em que o pescoço é quebrado, esse “filtro” deixa de existir, e os micróbios presentes no ar podem entrar em contato com o líquido nutritivo, onde encontram condições adequadas para seu desenvolvimento e proliferam.

A hipótese da biogênese passou, a partir de então, a ser aceita universalmente pelos cientistas.

Site: sobiologia.com