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33.2:

Condições na Terra Primitiva

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Conditions on Early Earth

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Como as células emergiram primeiro no planeta Terra? Com base em observações experimentais, os cientistas pensam que condições específicas na Terra primitiva levaram a formação de células em várias etapas. Uma série de erupções vulcânicas ocorreram na Terra há cerca de quatro bilhões de anos, Contribuindo com amónia, metano, hidrogénio, 00:21.750 00:25.890 e outros gases para uma atmosfera cheia de vapor de água.A medida que a Terra esfriou, o vapor de água foi condensado em oceanos. Na década de 1920, cientistas sugeriram que a radiação UV ou a iluminação poderia ter causado a formação de pequenas moléculas orgânicas nestes oceanos. Em 1952, Stanley Miller E Harold Urey testaram essa ideia no laboratório.O experimento Miller-Urey simulou a atmosfera terrestre e os oceanos primitivos. Na presença de eletricidade, eles observaram a formação de aminoácidos, os blocos de construção de proteínas. Desde então, os cientistas têm sugerido que estes blocos de construção podem ter se formado perto de fontes hidrotermais no oceano, perto de atividade vulcânica, ou como resultado de meteoritos atingindo a Terra.Como é que as moléculas complexas formaram o que nós conhecemos hoje? Estudos recentes têm mostrado nucleótidos podem ligar-se espontaneamente, para juntos formar ácidos nucleicos. Isso indica que as biomoléculas mais antigas se automontaram a partir de blocos de construção menores.Outra classe de macromoléculas, denominados lípidos, podem se auto-organizar e formar bolhas, que separam o interior da bolha do ambiente exterior. O ambiente constante dentro das bolhas pode ter facilitado a formação de protocélulas, um passo crítico na evolução da vida. Estas protocélulas provavelmente continham RNA como material genético.O RNA foi autorreplicado e transmitido às gerações seguintes. As condições extremas na Terra primitiva permitiram a formação destas protocélulas contendo RNA a partir das quais as células contendo DNA provavelmente evoluíram.

33.2:

Condições na Terra Primitiva

Há cerca de 4 mil milhões de anos, os oceanos começaram a condensar na Terra enquanto que erupções vulcânicas libertaram nitrogénio, dióxido de carbono, metano, amoníaco e hidrogénio na atmosfera primitiva. No entanto, organismos com as características da vida não estavam inicialmente presentes na Terra. Os cientistas usaram experimentação para determinar como os organismos evoluíram de forma a poderem crescer, reproduzir-se e manterem um ambiente interno.

Na década de 1920, os cientistas Oparin e Haldane propuseram a ideia de que compostos biológicos simples poderiam ter-se formado no na Terra primitiva. Mais de 30 anos depois, Stanley Miller e Harold Urey, da Universidade de Chicago, testaram essa hipótese simulando as condições da atmosfera terrestre e dos oceanos em um aparelho de laboratório. Usando a eletricidade como fonte de energia, a experiência Miller-Urey gerou aminoácidos e outras moléculas orgânicas, mostrando que o ambiente da Terra primitiva era propício para a formação de moléculas biológicas. Experiências mais recentes produziram resultados comparáveis e sugerem que aminoácidos podem ter-se formado perto de áreas de atividade vulcânica ou aberturas hidrotermais no oceano.

Aminoácidos e pequenas moléculas orgânicas podem então ter-se auto-montado para formar macromoléculas mais complexas. Por exemplo, deitando aminoácidos ou nucleótidos na areia quente pode resultar na formação de polímeros, proteínas e ácidos nucleicos correspondentes, respectivamente. Uma classe de macromoléculas chamadas lípidos pode ter então formado vesículas fornecendo um ambiente interno separado. Essa habilidade de separar o interior do exterior é uma das características-chave da vida. Outra característica da vida é a posse de material genético; o RNA foi provavelmente a primeira informação genética hereditária. Vesículas especializadas, chamadas protocélulas, provavelmente continham RNA que poderia se replicar. Essas protocélulas simples também poderiam crescer e evoluir, preparando o cenário para a formação da vida celular na Terra.

Suggested Reading

Joyce, Gerald F., and Jack W. Szostak. “Protocells and RNA Self-Replication.” Cold Spring Harbor Perspectives in Biology 10, no. 9 (September 1, 2018): a034801. [Source]

Ma, Wentao, and Yu Feng. “Protocells: At the Interface of Life and Non.” Life 5, no. 1 (March 2015): 447–58. [Source]