Origem da vida: teoria, hipóteses e experimentos

A origem da vida já foi tema de diversas teorias, hipóteses e experimentos na Biologia ao longo dos séculos. A pergunta "De onde viemos?" é, provavelmente, uma das mais antigas da história humana e, até hoje, continua a nos intrigar!

Diversas explicações já foram criadas na tentativa de solucionar esse embate no nosso planeta. Do divino, do nada, do espaço sideral ou da evolução bioquímica... as hipóteses não poderiam ser mais diferentes umas das outras, mas todas com sua importância na construção do conhecimento científico.

Quer saber mais sobre as principais teorias já desenvolvidas? Então, vem com a gente ver como tudo começou! 🦠

Teorias e hipóteses da origem da vida

Como você já notou, a investigação sobre a origem da vida atravessa a história da humanidade. Entre as principais teorias, estão o criacionismo, a panspermia cósmica, a abiogênese, a biogênese, a evolução química e as hipóteses autotróficas e heterotróficas.

Vamos explorar essas teorias - e como se desenvolveram - a seguir.

Teoria fixista e criacionista

O criacionismo contempla as explicações de origem da vida mais antigas da humanidade. De acordo com elas, a origem da vida é atribuída às influências sobrenaturais, sejam de divindades ou outras entidades mitológicas poderosas.

Entram nesse termo todas as crenças religiosas como cristianismo, islã, hinduísmo, budismo, judaísmo, candomblé, umbanda, iorubá, fé Bahá'í, siquismo, jainismo, wicca, taoísmo, thelema, tenrikyo, xintoísmo e zoroastrismo; além de mitologias como a grega, a romana, a egípcia e a nórdica.

Já quando falamos de fixismo, estamos nos referindo ao conceito de que todos os seres vivos são fixos ao longo do tempo, ou seja, surgiram da forma que se apresentam atualmente, nunca mudaram e nunca mudarão.

🌎 Embora o criacionismo possa incorporar a ideia de fixismo - com as divindades criando a vida do jeito que ela é hoje -, nem todo criacionista é necessariamente fixista.

Teoria cosmogênica (Panspermia cósmica)

A hipótese se baseia na ideia de que a vida tenha vindo do espaço através de meteoritos, os quais abrigavam formas de vida primitivas. Inicialmente, foi idealizada por Anaxágoras, filósofo grego pré-socrático do século 5 a.C, e, posteriormente, evidenciada por Herman von Helmholtz, cientista do século 19.

Apesar de oferecer uma explicação para a origem da vida no planeta Terra, não explica a origem da vida em si, pois apenas passa a pergunta adiante: se a vida na Terra veio do espaço em meteoritos, como a vida nesses meteoritos se formou? Entre esse e outros motivos, é pouco aceita no dias de hoje.

Hipótese da abiogênese

Também chamada de geração espontânea, a hipótese de origem abiogenética da vida afirma que a vida surge a partir de matéria inanimada através da ação de um princípio ativo (força vital), presente na matéria.

Inúmeros defensores dessa teoria surgiram ao longo da história humana, dentre os mais famosos destacam-se Aristóteles, John Needhan, Anton van Leeuwenhoek (pai da Microbiologia e aprimorador do microscópio) e Jan Baptista van Helmont (famoso pelas suas receitas de como criar vida).

Uma das ideias de Jan Baptista, por exemplo, era misturar roupas suadas e grãos de milho em um canto escuro. O processo, em teoria, faria surgir ratos por abiogênese. 🐀

É bom lembrar que o fato dos fundamentos da microbiologia ainda estarem em construção e a falta de rigor nos experimentos da época contribuíram na disseminação e na fama da abiogênese.

Também é importante ressaltar que os pensadores da época não necessariamente eram ininteligentes. Grandes figuras, como Isaac Newton, William Harvey e René Descartes, acreditavam na teoria, mostrando que, na evolução da Ciência, mesmo grandes mentes podem se equivocar.

Teoria da biogênese

O contraponto da abiogênese é a teoria que defende o surgimento da vida a partir de vida pré-existente. Alguns de seus principais defensores são Francesco Redi, Lázzaro Spallanzani e Louis Pasteur, existindo, ao longo dos anos, uma série de embates entre defensores da explicação abiogênica e biogênica.

Ao final dos experimentos, a hipótese da abiogênese provou-se falsa. E, atualmente, considera-se que todo ser vivo se origina de um ser vivo anterior.

Os experimentos de Needham, Spallanzani, Redi e Pasteur

Como dito anteriormente, esses pesquisadores foram os principais cientistas que testaram as hipóteses sobre a biogênese. A partir de agora, vamos entender os experimentos de cada um.

Experimento de Francesco Redi

Na tentativa de provar que a abiogênese estava errada, o biólogo italiano Francesco Redi elaborou um experimento para demonstrar que as moscas que aparecem em carne podre não surgem espontaneamente de dentro da carne, mas de ovos colocados por outras moscas.

Em seu experimento, ele guardou pedaços de carne em três recipientes diferentes. O primeiro totalmente fechado, o segundo fechado com gaze e elástico (sem vedação total) e o terceiro aberto e exposto ao ar livre.

Segundo a abiogênese, as moscas surgiriam da carne podre por geração espontânea. Logo, todos os recipientes deveriam ter moscas e larvas, independente da forma de vedação. No entanto, Redi observou que:

• no recipiente aberto, haviam moscas e larvas na carne;
• no recipiente vedado, não havia moscas;
• e no recipiente fechado com gaze, haviam larvas em cima da gaze.

Assim, percebeu que o cheiro da carne podre atraía as moscas do lado de fora. Cheiro esse que também atravessava o tecido. No entanto, como não conseguiam passar por ele, depositavam os ovos na gaze.

Experimentos de Needham e Spallanzani

Por outro lado, na tentativa de defender a abiogênese, o naturalista inglês John Needham elaborou seu famoso experimento para provar que o "princípio vital" faria surgir novos microrganismos.

Em um frasco, ele adicionou o caldo nutritivo e ferveu, supostamente matando todos os microrganismos pré-existentes no caldo. No entanto, os métodos de Needham foram questionados. Isso porque ele não fervia ou vedava os frascos adequadamente, deixando o caldo nutritivo exposto à contaminação externa.

Em resposta ao seu experimento, o fisiologista italiano Lázzaro Spallanzani replicou o procedimento, mas aumentou a temperatura e o tempo de fervura, e vedou o frasco. O resultado foi um caldo sem microrganismos.

Os defensores da abiogênese argumentaram que Spallanzani ferveu demais o caldo e destruiu a "força vital" presente nele e, como o frasco estava vedado, não foi possível repor esta essência geradora de vida.

Experimentos de Louis Pasteur

Mas é aí que entra Louis Pasteur, o cientista francês que desbancou de vez a abiogênese!

Com o uso de uma vidraria especial, chamada de pescoço de cisne, ele realizou os experimentos de fervura e esterilização do caldo nutritivo, onde o os microrganismos cresciam no vapor condensado nas curvas do gargalo, mas não no frasco após a fervura.

E, caso o gargalo fosse quebrado, os microrganismos voltavam a crescer no caldo. Dessa maneira, refutando quaisquer argumentos de que Pasteur teria destruído o "princípio vital do caldo".

Assim, ele provou que os seres vivos não surgem simplesmente de matéria inanimada, mas originam-se de uma forma de vida anterior.

Mas então, se toda vida vem de outra vida, como surgiu a primeira vida?

Hipótese de Oparin e Haldane (Evolução química)

Os cientistas Alexander Oparin e John Haldane trouxeram para essa discussão as suas hipóteses sobre a origem da primeira forma de vida através da evolução química, também chamada de teoria dos coacervados.

Segundo Oparin e Haldane, a vida teria surgido há bilhões de anos em uma terra primitiva, com condições geológicas e atmosféricas muito diferentes do que temos atualmente.

Em um planeta ainda sem ozônio, com uma maior exposição à radiação, vulcanismo e descargas elétricas, além de uma atmosfera primitiva rica em metano (CH₄), amônia (NH₃₎, vapor d'água (H₂O) e gás hidrogênio (H₂ ), uma série de reações químicas desencadeadas pela própria instabilidade do ambiente teria transformado esses compostos em moléculas mais complexas, como aminoácidos e proteínas.

Esses compostos, nos oceanos primitivos, iriam eventualmente se reordenar e formar aglomerados de moléculas orgânicas chamados de coacervados. Mas atenção: os coacervados não são seres vivos, mas um estágio anterior.

A transição dessa estrutura isolada de compostos orgânicos para a primeira forma de vida ocorreu com o surgimento das primeiras moléculas de ácidos nucleicos, conferindo a capacidade de se replicar. Acredita-se que foram moléculas de RNA, devido a menor complexidade estrutural.

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Experimento de Miller-Urey

Na década de 1950, os químicos americanos Stanley Miller e Harold Urey buscaram replicar as condições propostas por Oparin e Haldane para observar a formação de moléculas orgânicas a partir de substâncias mais simples. O teste ganhou o nome de "experimento de Miller-Urey".

Eles criaram um aparato com água, amônia, metano e hidrogênio, representando a atmosfera primitiva e, em seguida, aplicaram descargas elétricas para simular a atividade de raios.

Após uma semana, encontraram aminoácidos (os blocos de construção das proteínas) na água, mostrando que moléculas orgânicas essenciais para a vida poderiam ter se formado em condições pré-bióticas (anteriores ao aparecimento da vida).

Apesar de não resolver completamente o mistério, o experimento de Miller-Urey contribuiu para a compreensão de como compostos orgânicos fundamentais poderiam ter se originado na Terra primitiva.

Embora o entendimento atual seja mais sofisticado e complexo, essas ideias serviram de base para o desenvolvimento da astrobiologia e do estudo da origem da vida.

Hipóteses autotróficas, heterotróficas e as primeiras células

Oparin e Haldane acreditavam que a primeira célula era heterotrófica e se alimentava da matéria orgânica disponível nos oceanos primordiais, realizando processos de fermentação.

Após a descoberta de ecossistemas marinhos nutridos por compostos liberados por fossas hidrotermais, surgiram hipóteses de uma origem quimiossintética autotrófica, em que a primeira célula fosse, na verdade, um organismo quimiolitossintetizante. A quimiossíntese é um processo em que compostos inorgânicos são fonte de energia para a produção de compostos orgânicos.

Assim, pelas hipóteses heterotróficas, a ordem de surgimento de indivíduos seria:

Heterótrofos anaeróbios (fermentação) → Autótrofos anaeróbicos (fotossintetizantes) → Heterótrofos aeróbios (respiração).

Já pelas hipóteses autotróficas, a ordem de surgimento seria:

Autótrofo anaeróbio (quimiossintetizante) → Heterótrofos anaeróbios (fermentação) → Autótrofos anaeróbicos (fotossintetizantes) → Heterótrofos aeróbios (respiração).

Apesar de tantas pesquisas, o fato é que ainda é preciso muito estudo para comprovar por completo como surgiu a vida na Terra.

Resumo: Origem da vida

Veja os principais pontos sobre o assunto:

• Existem várias explicações sobre a origem da vida em nosso planeta, mas ainda não há um consenso;
• O criacionismo atribui uma causa sobrenatural e/ou divina para a origem da vida;
• A panspermia defende que a vida veio do espaço através de meteoritos;
• A abiogênese defende que a vida surge da matéria inanimada por geração espontânea através de um "princípio vital". Alguns dos principais defensores da abiogênese foram Aristóteles, Needham, Leeuwenhoek e Helmont;
• A biogênese defende que toda forma de vida nova vem de uma forma de vida anterior. Alguns dos principais defensores da biogênese foram Redi, Spallanzani e Pasteur;
• Pasteur e seu experimento com o pescoço de cisne desbancaram de vez a teoria da abiogênese;
• Oparin e Haldane criaram a teoria dos coacervados e evolução química. Atualmente, essa é a explicação mais aceita pela Ciência sobre o surgimento da primeira forma de vida na terra;
• Segundo a teoria dos coacervados, a Terra primitiva teria as condições necessárias para a formação de compostos orgânicos que se organizariam e, posteriormente, originariam as primeiras formas de vida;
• Os experimentos de Miller e Urey mostraram que realmente é possível, nas condições hipotéticas da Terra primitiva, a formação de compostos orgânicos mais complexos, como aminoácidos.

Como a origem da vida cai no Enem e vestibulares

Apesar de não ter caído nos últimos anos no Enem, o tema origem da vida é cobrado por outros vestibulares, de uma forma bem direta e conteudista, com questões que exigem correlacionar os principais cientistas e filósofos com suas respectivas explicações e teorias, além dos resultados de seus experimentos.

Importante sempre estar atento às pegadinhas desse tipo de questão e lembrar que: coacervado não é ser vivo, e o experimento de Miller-Urey só demonstrou que é possível a formação de aminoácidos nas condições descritas por Oparin e Haldane.

Pronto para testar seus conhecimentos? 🤓📖 Vamos conferir alguns exemplos de questões que já apareceram nos vestibulares.

Exemplo 1

(Uece 2023) John Needham (1713-1781), foi um naturalista defensor

a) da teoria da abiogênese e do vitalismo.

b) da teoria da biogênese e do vitalismo.

c) da receita para produção biogenética de camundongos.

d) da experimentação com frascos de vidro no formato de pescoço de cisne.

Resposta: [A]
John Needham foi um naturalista, padre e defensor da abiogênese (geração espontânea). Ou seja, a vida surge a partir da matéria inanimada, através da atuação de um "princípio ativo" ou "essência vital" (vitalismo).

Exemplo 2 

(Upf 2022) O experimento de Miller e Urey foi idealizado para testar as hipóteses de Oparin e Haldane sobre a origem da vida na Terra. Nesse experimento, foram simuladas as condições da Terra primitiva num ambiente fechado composto por gases e vapor de água que eram aquecidos, resfriados e submetidos a descargas elétricas, como mostra a figura abaixo.

Com esse experimento, Miller e Urey conseguiram:

a) demonstrar e compreender o processo de formação de moléculas de RNA por meio da hipótese da panspermia cósmica.

b) demonstrar que as condições na Terra primitiva permitiam a ocorrência de reações químicas que transformavam compostos inorgânicos em compostos orgânicos precursores da vida.

c) comprovar a teoria da abiogênese para o surgimento da vida na Terra primitiva.

d) explicar o surgimento de organismos unicelulares procariotos e confirmar a hipótese endossimbiótica para o surgimento dos seres eucariotos.

e) confirmar a hipótese de que a atmosfera primitiva poderia desenvolver seres procariotos dotados de moléculas de RNA complexas.

Resposta: [B]
Questão básica sobre os experimentos de Miller e Urey, apenas cobrando do aluno lembrar que o experimento conseguiu demonstrar as condições supostamente existentes na Terra primitiva. Condições essas que permitiram a ocorrência de reações químicas que transformavam compostos inorgânicos em compostos orgânicos, como aminoácidos.

Exemplo 3

(Uece 2020) A teoria que considera a hipótese de que a vida estaria dispersa por todo o cosmo na forma de “vida primária” e que a chegada de algumas delas à Terra explicaria a origem da vida no planeta é denominada de

a) abiogênese.

b) biogênese.

c) panspermia.

d) geração espontânea.

Resposta: [C]
Trata-se de uma questão de origem da vida no estilo "termo-definição". Ela cobra do aluno identificar que "vida primária chegando na Terra vinda do cosmo" é o conceito defendido pela panspermia.