De onde veio a vida?
Os cientistas conseguiram responder a muitas perguntas difíceis, como: ‘Por que o sol brilha?’ e ‘Por que o céu é azul?’ No entanto, muitas perguntas ainda não foram respondidas, incluindo a importante de como a vida começou em nosso planeta. A teoria celular nos diz que as células, as unidades básicas da vida, só podem vir de outras células. Nesse caso, de onde vieram as primeiras células? Como foram as primeiras células? Eram semelhantes às células que vemos hoje ou funcionaram de maneiras diferentes?
Terra Primitiva
A Terra tem cerca de 4,5 bilhões de anos. (São muitas velas para o bolo de aniversário!) No entanto, a Terra nem sempre foi como é hoje. Assim como você envelheceu desde que nasceu, a Terra também envelheceu. No início, a atmosfera da Terra provavelmente estava cheia de dióxido de carbono, hidrogênio, vapor d’água e amônia. Você pode notar um componente muito importante faltando nesta atmosfera primitiva – o oxigênio que respiramos.
Os elementos presentes na atmosfera da Terra primitiva são os mesmos presentes em muitas moléculas orgânicas, como açúcares. Experimentos conduzidos pela primeira vez na década de 1950 por Stanley Miller e Harold Urey mostraram que, dadas as condições certas, os gases encontrados na atmosfera da Terra primitiva poderiam ter se reunido para formar moléculas orgânicas sem nenhuma célula viva presente no ambiente. Os experimentos de Miller-Urey inspiraram pesquisas futuras que revelaram que muitos compostos, como o DNA, poderiam ser produzidos sem a presença de células vivas.
De onde vieram as primeiras células?
O processo de evolução leva muito tempo. Provavelmente, foram necessários centenas de milhões de anos desde a formação das moléculas orgânicas até o desenvolvimento das células reais que se auto-replicam. Esse processo gradual envolveu moléculas auto-replicantes de RNA (o primo do DNA) que se desenvolveram dentro das membranas. A contenção nas membranas permitiu que as moléculas interagissem com mais facilidade. À medida que esses bits auto-replicantes se tornavam cada vez mais eficientes, as primeiras células verdadeiras surgiram.
Metabolismo nas primeiras células
Metabolismo é o processo que uma célula usa para transformar a energia alimentar em energia que pode usar para fazer o trabalho. Teorias científicas sobre o meio ambiente da Terra primitiva combinadas com pesquisas em diferentes tipos de metabolismo formaram a base de hipóteses sobre como as primeiras células poderiam ter obtido e usado energia.
Um heterotrófico é uma coisa viva que obtém sua energia de fontes externas. (O prefixo hetero significa ‘diferente’ ou ‘outro’.) Animais e fungos são heterótrofos. A hipótese heterotrófica sugere que as primeiras células eram provavelmente heterotróficas e teriam se alimentado de moléculas orgânicas que foram feitas sem células. Para extrair energia, essas células teriam que depender de um processo chamado fermentação . A fermentação envolve quebrar os alimentos para produzir energia sem usar oxigênio.
Um autotrófico é uma coisa viva que pode produzir sua própria energia. (O prefixo auto significa ‘self’.) As plantas são autótrofas. Os autótrofos teriam evoluído mais tarde, porque transformar a energia da luz do sol em energia alimentar é um processo complicado. A fotossíntese pegaria dióxido de carbono da atmosfera, combinaria com a energia do sol e o transformaria em açúcar para a célula usar. Um dos produtos residuais da fotossíntese é o oxigênio.
Depois que o oxigênio começou a encher a atmosfera, as células encontraram uma maneira de usá-lo para produzir mais energia. O processo de quebrar os alimentos usando oxigênio, denominado respiração celular , logo foi usado por muitas células autotróficas e heterotróficas. Isso foi uma grande melhoria, pois a respiração celular é muito mais eficiente do que a fermentação. Ao longo de muitos milhões de anos, o nível de oxigênio na atmosfera da Terra aumentou para os níveis que temos hoje.
Resumo da lição
A atmosfera na Terra primitiva tinha todos os ingredientes para fazer as moléculas que nossas células ainda usam hoje. À medida que esses ingredientes se juntavam, as primeiras células provavelmente surgiram. Eles eram provavelmente heterótrofos que se alimentavam das moléculas orgânicas que se formaram por conta própria. Eventualmente, algumas células aprenderam a fazer sua própria fonte de alimento. Esses autótrofos enchiam a atmosfera de oxigênio, proporcionando aos seres vivos uma chance de usar a respiração celular e produzir energia com mais eficiência.