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33.2: Condições na Terra Primitiva
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Conditions on Early Earth
 
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33.2: Conditions on Early Earth

33.2: Condições na Terra Primitiva

Around 4 billion years ago, oceans began to condense on earth while volcanic eruptions released nitrogen, carbon dioxide, methane, ammonia, and hydrogen into the primordial atmosphere. However, organisms with the characteristics of life were not initially present on earth. Scientists have used experimentation to determine how organisms evolved that could grow, reproduce, and maintain an internal environment.

In the 1920s, the scientists Oparin and Haldane proposed the idea that simple biological compounds could have formed on the early earth. More than 30 years later, Stanley Miller and Harold Urey at the University of Chicago tested this hypothesis by simulating the conditions of the early earth's atmosphere and oceans in a laboratory apparatus. Using electricity as an energy source, the Miller-Urey experiment generated amino acids and other organic molecules, showing that the environment of early earth was conducive to the formation of biological molecules. More recent experiments have yielded comparable results and suggest that amino acids may have formed near areas of volcanic activity or hydrothermal vents in the ocean.

Amino acids and small organic molecules may then have self-assembled to form more complex macromolecules. For instance, dripping amino acids or nucleotides into hot sand can result in the formation of the corresponding polymers, proteins, and nucleic acids, respectively. A class of macromolecules called lipids may have then formed vesicles providing a separate, internal environment. This ability to separate the inside from the outside is one of the key characteristics of life. Another characteristic of life is the possession of genetic material; RNA was likely the first heritable genetic information. Specialized vesicles, called protocells, probably contained RNA that could replicate itself. These simple protocells could also grow and evolve, setting the stage for the formation of cellular life on earth.

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.


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