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Formação do planeta e origem da vida
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Quais são os requisitos para existência de organismo vivo?
• Produção de energia
• Compartimentalização
• Capacidade de replicação
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A idade da terra e da vida
• Estudos de datação radioativa sugerem que a terra surgiu a cerca de 4.6 bilhões de anos
• A evidencia fóssil de vida mais antiga existente data de 3.5 bilhões de anos
• Sistemas biológicos compartilhados por todos os organismos conhecidos sugerem que a vida iniciou-se uma única vez e todos os organismos são descendentes de um primeiro ancestral
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A terra primitiva
Atmosfera deve ter sido criada por
vulcões primitivos entre outros compostos
deveria ser composto de vapor da água,
nitrogênio, metano, amônia, dióxido de
carbono e hidrogênio.
Ao contrario da nossa atmosfera atual
esta é uma atmosfera redutora.
Amostra de gelo com bolhas de ar primitivo
3270 metros – 650.000 anos
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Evolução química• Devido a falta de registro fosseis e outros dados o mecanismo pelo qual a
vida surgiu continua sendo desconhecido e as teorias existentes contêm um alto teor especulativo.
• Na década de 1920 dois pesquisadores (Oparin e Haldane) sugeriram que a radiação ultra-violeta ou raios causaram a reação das moléculas da atmosfera primitiva, que formaram as moléculas que são os blocos básicos de todos os seres vivos (“Sopa Primordial”).
1. Atmosfera quimicamente redutora
2. Exposição a energia produziu
compostos orgânicos simples
3. Esses compostos se acumularam em
uma “sopa”
4. Transformações adicionais geraram polímeros orgânicos complexos
e eventualmente vida.
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O aparato de “Miller-Urey”Síntese de biomoléculas a partir de componentes primordiais, principalEvidência experimental que suporta a teoria da “sopa primordial”.
Em 1953 Stanley Miller e Harold Urey realizaram um experimento tentando simular o ambiente da atmosfera primitiva da terra
Após o experimentos foram encontrados diversos compostos orgânicos, alguns dos quais são moléculas básicas para a constituição dos seres vivos. Reanálise feita em 2011 identificou todos 23 aminoácidos.
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Moléculas orgânicas
Formação de biomoléculas a partir de compostos simples existentes na natureza
![Page 8: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/8.jpg)
Aumento do oxigênio na atmosfera terrestre
Existe um intervalo entre a o inicio da fotossíntese e aumento de O2 na atmosfera devido ao seqüestro inicial de O2 pelo Fe2+ dos oceanos
![Page 9: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/9.jpg)
Aumento do oxigênio na atmosfera terrestre
Mecanismo de sequestro do oxigênio gerado pela fotossíntese por íons Fe2+
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CompartimentalizaçãoAlgumas moléculas orgânicas (proteínas
ou lipídeos) tendem a formar
espontaneamente coacervados, que são
aglomerados de matéria orgânica que se
mantém unidos por forças hidrofóbicas e
podem captar outras substancias
orgânicas do meio
É postulado que estruturas deste tipo
formaram os protobiontes que seriam os
precursores dos organismos vivos
Alguns lipídeos são capazes de espontaneamente estrutura chamadas Lipossomos este tipo de estrutura é capaz de gerar um ambiente hidrofílico no interior do liposomo, que no entanto é separado do ambiente externo pela camada lipídica
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Capacidade de replicação
• Os seres vivos possuem material genético que armazena e transmite informação. No caso da maioria dos seres vivos o DNA é responsável por armazenar as informações necessárias.
• O DNA possui uma estrutura de dupla fita que permite com que a partir de um mecanismo catalítico complexo os organismos possam gerar copias idênticas desta molécula, transmitindo esta informação para prole.
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Ao longo dos tempos novas espécies têm surgido, enquanto outras se têm extinguido. Como se formam as novas espécies?
Mecanismos fundamentais:
Especiação geográfica ou alopátrica – surgimento de barreiras geográficas entre populações; Peripátrica – alopátrica com diferença de tamanho entre populações Parapátrica – alopátrica com fluxo gênico entre populações
Especiação simpátrica – fatores intrínsecos à população conduzem ao isolamento genético.
Especiação
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Experimento de Diane Dodd
com moscas sugere que o
isolamento de populações em
diferentes ambientes pode
induzir ao início de um
isolamento reprodutivo
(genético). Seus resultados
são consistentes com a ideia
de que o isolamento
geográfico é um importante
passo para os eventos de
especiação.
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O homem e a evolução
• Ação do homem no isolamento reprodutivo, contribuindo para a evolução de muitos organismos.
– Domesticação de animais.
– Seleção artificial e isolamento de indivíduos com características desejadas.
– Impedimento de cruzamentos ao acaso.
Criação de novas linhagens, raças ou variedades
e até mesmo espécies
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Animais selvagens Animais domésticos
Teosinto
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![Page 19: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/19.jpg)
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Quais são as evidências do processo evolutivo?
Anatomia comparada
O estudo comparado da anatomia de animais
e vegetais mostra a existência de um padrão
fundamental similar, na estrutura dos sistemas
de órgãos.
![Page 21: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/21.jpg)
Existem semelhanças nos esqueletos de cada espécie (todos
mamíferos).
Quais são as evidências do processo evolutivo?
![Page 22: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/22.jpg)
Homologo ≠ Análogo
![Page 23: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/23.jpg)
Quais são as evidências do processo evolutivo?
Órgãos vestigiais
Existem vestígios ou rudimentos de órgãos
que representam restos inúteis de estruturas
de órgãos que são grandes e funcionais em
alguns outros animais.
![Page 24: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/24.jpg)
Quais são as evidências do processo evolutivo?
No homem, o apêndice vermiforme é pequeno e sem
função, sendo anexo ao ceco.
Em certos herbívoros, o ceco é bem desenvolvido. É útil para
armazenar celulose (alimento).
![Page 25: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/25.jpg)
Embriologia comparada
• Semelhança do processo de desenvolvimento inicial
Quais são as evidências do processo evolutivo?
![Page 26: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/26.jpg)
Provas bioquímicas
• DNA funciona de maneira semelhante em todos os organismos sugere uma origem comum, das bactérias até os humanos.
Quais são as evidências do processo evolutivo?
![Page 27: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/27.jpg)
![Page 28: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/28.jpg)
Era arqueozóica (3,8 bilhões a 2,5 bilhões de anos atrás)
• Planeta Terra com temperaturas até 3 vezes mais elevadas do que hoje.
• Aparecimento das primeiras células (organismos unicelulares)
• Milhares de vulcões em atividade
• Chuvas de meteoros constantes
![Page 29: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/29.jpg)
Era proterozóica (2,5 bilhões a 540 milhões de anos atrás)
• ~ 2 bilhões de anos atrás: formação da camada de ozônio → aparecimento de formas de vida mais complexas (organismos multicelulares).
• Formação dos continentes.
• Acúmulo de oxigênio na biosfera.
![Page 30: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/30.jpg)
Era paleozóica (540 milhões a 250 milhões de anos atrás)
• Aparecimento dos primeiros animais vertebrados (peixes primitivos nos mares).
• ~ 350 milhões de anos atrás: primeiros animais anfíbios.
• Aparecimento de diversas espécies de plantas primitivas e insetos.
• Final: aparecimento dos diversos répteis que deram origem aos dinossauros.
![Page 31: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/31.jpg)
Era mesozóica (250 milhões a 65,5 milhões de anos atrás)
• As plantas começam a desenvolver flores.
• Domínio dos dinossauros.
• ~ 200 milhões de anos atrás: primeiros animais mamíferos.
![Page 32: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/32.jpg)
Era cenozóica (65,5 milhões de anos atrás até o presente)
• Formação das cadeias montanhosas.
• ~ 65 milhões de anos atrás: extinção dos dinossauros.
• Grande desenvolvimento dos animais mamíferos: mais complexos e diversificados.
• Após o término da deriva continental (migração dos continentes), o planeta assume o formato atual.
• ~ 3,9 milhões de anos atrás: primeira espécie de hominídeo no continente africano.
• 130 mil a 200 mil anos atrás: surgimento do homo sapiens.
![Page 33: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/34.jpg)
Pal
eozó
ico
Período Evolução Vegetal Evolução Animal
Permiano
285
Extinções
Declínio das plantas sem
sementes
Aparecimento de terápsidas;
aumento dos répteis e insetos;
Declínio dos anfíbios
Carbonífero
375
Gimnospermas
Florestas de fetos,
Depósitos de carvão
1os répteis
1os insetos voadores
aumento dos anfíbios
Devoniano
420
1as plantas c/ sementes Anfíbios
Siluriano
450
1as plantas vasculares
1as plantas terrestres
Idade dos Peixes
1os invertebr. terrestres
Ordoviciano
520
Peixes; aumentos dos
invertebrados marinhos
Cambriano
570
Algas dominantes Trilobitas, explosão de
vida marinha
Milhões de anos atrás
![Page 35: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/35.jpg)
Mes
ozó
ico
Período Evolução Vegetal Evolução Animal
Cretáceo
135
1as plantas com flores Extinções dos dinossauros;
Aves modernas
Jurássico
195
Florestas de gimnospermas
e fetos na maior parte da
Terra
1as aves;
Idade dos dinossauros
Triássico
240
Gimnospermas dominantes 1os dinossauros; 1os
mamíferos; artrópodes
complexos
Milhões de anos atrás
![Page 36: Teorias evolutivas e Historia geológica da vida](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020119/5870da871a28abae588ba1b6/html5/thumbnails/36.jpg)
Cen
ozó
ico
Período Época Evolução Vegetal Evolução Animal
Quaternário
2,5
Recente
Pleistoceno
Antropoceno
das sp herbáceas;
Glaciações levando à
extinções
Homo sapiensi
Extinções em massa;
1o Homo
Terciário
65
Plioceno
Mioceno
Oligoceno
Eoceno
Paleoceno
Declíno das Florestas
Explosiva expansão das
flores
Aparecimento do
hominídeo
Mamíferos modernos
Peixes ósseos
1os mamíferos
placentários
Milhões de anos atrás