Como eram os primeiros seres vivos

A origem da vida na Terra é um tema que intriga a humanidade há muito tempo. A Terra tem, aproximadamente, 4,6 bilhões de anos, entretanto, essa idade não coincide com o surgimento de vida no planeta. Inicialmente a Terra apresentava características que impediam o desenvolvimento da vida, como a falta de água. Na medida em que o planeta se resfriou, formas primitivas de vida surgiram.

As primeiras evidências de vida de que se tem conhecimento datam de 3,5 bilhões de anos e são provenientes de estromatólitos fossilizados. Os estromatólitos são estruturas rochosas produzidas por micro-organismos que formam filmes microbianos que aprisionam lama.

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Abiogênese e biogênese

No passado, o conhecimento sobre as formas como os seres vivos se reproduzem era precário, o que fez com que o entendimento sobre o surgimento da vida fosse compreendido de maneira incorreta. A princípio, acreditava-se que os seres vivos surgiam de matéria sem vida e de maneira espontânea. Uma camisa branca e farinha, por exemplo, poderiam ser responsáveis pelo surgimento de ratos. Essa visão, de que a vida surgia de matéria inanimada, era conhecida como teoria da abiogênese.

Vários pesquisadores realizaram estudos a fim de derrubar essa ideia, sendo um deles o cientista francês Louis Pasteur. Ele foi responsável por derrubar definitivamente a abiogênese por meio de um experimento com frascos de vidro. Esse pesquisador preparou um caldo nutritivo e o colocou no interior desses frascos. Posteriormente esticou e curvou os gargalos no fogo, desse modo, fervendo o caldo nutritivo e tornando-o estéril. O pesquisador esperou que o material se resfriasse e deixou seu experimento sob temperatura ambiente.

Após alguns dias, Pasteur percebeu que o caldo continuava sem que nenhum organismo se desenvolvesse. Ele então entendeu que a curvatura do gargalo impedia a entrada de micro-organismos. Ao quebrar o gargalo, o pesquisador percebeu que micro-organismos se desenvolviam no caldo. Ele pôde concluir, portanto, que a vida não surgia de matéria inanimada, e sim de uma outra vida preexistente — teoria da biogênese.

Os micro-organismos no caldo só se desenvolveram devido à contaminação que ocorreu quando a substância teve contato com o ar. Apesar de refutar a abiogênese e fortalecer a biogênese, o experimento de Pasteur não respondeu à pergunta de como a primeira forma de vida se formou.

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Como a primeira forma de vida se formou?

Uma das teorias mais aceitas atualmente para explicar a origem da vida na Terra é a proposta na década de 1920, pelo químico russo Oparin e o cientista britânico Haldane. De maneira independente, esses pesquisadores levantaram a hipótese de que a atmosfera primitiva permitiu a formação de compostos orgânicos com base em moléculas simples.

Segundo essa hipótese, a atmosfera da Terra primitiva era formada por gases como metano, amônia, hidrogênio e vapor d’água. Sob a ação de tempestades elétricas e intensa radiação ultravioleta, moléculas simples sofreram reações químicas e formaram moléculas mais complexas, como aminoácidos.

As moléculas, então, foram se arranjando e se combinando umas com as outras. Segundo Haldane, os oceanos primitivos eram uma solução rica em moléculas orgânicas, uma espécie de sopa primitiva, em que a vida surgiu de maneira gradual.

Em 1953, a hipótese de Oparin-Haldane foi testada por Stanley Miller e Harold Urey. Eles criaram, em laboratório, as condições que Oparin e Haldane acreditavam existir na Terra primitiva. O resultado do experimento foi a produção de moléculas orgânicas.

Vale salientar, no entanto, que hoje se sabe que a atmosfera primitiva não apresentava as condições propostas por Oparin e Haldane. Entretanto, experimentos semelhantes aos realizados por Miller e Urey, utilizando as características da atmosfera que acreditamos hoje que a Terra primitiva possuía, também foram capazes de produzir moléculas orgânicas.

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As primeiras formas de vida eram autotróficas ou heterotróficas?

Com base no entendimento de como os primeiros seres vivos apareceram em nosso planeta, outra dúvida surgiu: como os organismos primitivos conseguiam seu alimento? Temos duas hipóteses para responder a essa pergunta: a autotrófica e a heterotrófica. De acordo com a hipótese autotrófica, os primeiros seres vivos eram capazes de produzir seu próprio alimento por meio de diferentes processos químicos.

Provavelmente, esses organismos eram seres quimiossintetizantes que utilizavam a energia proveniente da oxidação de compostos inorgânicos para produzir sua matéria orgânica. A hipótese heterotrófica, por sua vez, afirma que os primeiros seres vivos eram incapazes de produzir seu próprio alimento e se alimentavam de moléculas orgânicas simples que estavam disponíveis no meio ambiente.

As duas hipóteses receberam críticas. Enquanto os defensores da hipótese autotrófica afirmam que os primeiros organismos não dispunham de matéria orgânica em quantidade necessária para seu desenvolvimento, os defensores da hipótese heterotrófica afirmam que os primeiros seres vivos não apresentavam o aparato necessário para produzir seu alimento.

Outras hipóteses para a origem da vida

Outras hipóteses tentam explicar a origem da vida em nosso planeta. Dentre as principais, podemos citar o criacionismo e a panspermia. De acordo com o criacionismo, todos os seres vivos foram criados por Deus, como relatado na Bíblia. Na hipótese da panspermia, por sua vez, a vida no planeta teria surgido de matéria-prima vinda do espaço.

Exercícios sobre origem da vida

Resposta: Letra d. Tempestades elétricas e a intensa radiação ultravioleta foram importantes para que reações químicas ocorressem e moléculas orgânicas se formassem.

Resposta: Letra a. Uma das hipóteses mais aceitas para explicar a origem da vida é a proposta por  Haldane e Oparin. Ela admite que moléculas inorgânicas sofreram uma série de reações químicas que levaram à formação de moléculas orgânicas. Posteriormente, essas moléculas sofreram modificações e adquiriram a capacidade de se dividir e metabolismo.

Depois de muitas experiências feitas por vários cientistas, Louis Pasteur finalmente conseguiu provar a Teoria da biogênese, na qual a vida se origina de outra preexistente. Com a aceitação da biogênese, outra questão passou a atormentar os cientistas da época: “Se os seres vivos se originam de outro preexistente, como se originou o primeiro ser vivo?”.

Embora não tenhamos um retrato exato dos seres vivos mais primitivos, podemos imaginar que eles eram microscópicos, envoltos por uma membrana e que em seu interior ocorriam diversas reações químicas que eram ordenadas e controladas por informações genéticas. Essas reações transformavam o alimento, do qual esses seres vivos se alimentavam, em componentes do seu corpo, o que lhes permitiam crescer e se reproduzir. Mas você deve estar se perguntando: do que esses seres vivos se alimentavam? Por essa também ser uma questão que divide a opinião dos cientistas, duas hipóteses são aceitas, a hipótese heterotrófica e a hipótese autotrófica.

Hipótese heterotrófica

Como dissemos anteriormente, acredita-se que os seres vivos primitivos eram muito simples, assim como as reações químicas de suas células. Por esse motivo, cientistas acreditam que esses organismos apresentavam nutrição sapróbia, isto é, conseguiam seu alimento pela absorção de moléculas orgânicas simples dos mares primitivos, pois a produção do próprio alimento envolve a capacidade de produzir substâncias, o que esses organismos não apresentavam.

Nessa atmosfera primitiva não havia oxigênio, e, por isso, esses organismos primitivos deviam retirar a energia das moléculas de alimento através de mecanismos mais simples que a fermentação, que é realizada atualmente por alguns fungos e bactérias. Com a grande oferta de alimento, esses organismos obtinham energia e conseguiam se reproduzir, mas, com o passar do tempo, o alimento tornou-se escasso para o número de organismos. Dessa forma, teria se iniciado uma competição, levando à morte de muitos organismos. Segundo os defensores dessa hipótese, nessa época, alguns organismos vivos já teriam evoluído a tal ponto que já conseguiam captar a energia luminosa do Sol e empregá-la para produzir moléculas orgânicas usadas como alimento.

Hipótese autotrófica

Os defensores dessa hipótese acreditam que na Terra primitiva não havia quantidade suficiente de matéria orgânica para sustentar a multiplicação dos primeiros seres vivos até o aparecimento da fotossíntese. Eles defendem também que os seres vivos surgiram em locais mais protegidos, como o assoalho dos mares primitivos, já que a superfície terrestre era muito instável. Segundo esses cientistas, os primeiros organismos vivos eram quimiolitoautotróficos, ou seja, produziam seu alimento a partir da energia liberada por reações químicas entre componentes inorgânicos, como o enxofre e compostos de ferro.

Essa possibilidade consolidou-se após a descoberta de vida nas fontes termais submarinas, que se encontram no fundo dos oceanos. Muitas bactérias que vivem nesses locais são autótrofas, mas realizam um processo diferente da fotossíntese.

De acordo com essa hipótese, a partir dos primeiros seres quimiolitoautotróficos surgiramos seres que realizam a fermentação, depois os seres fotossintetizantes, e por fim os seres aeróbicos (que realizam a respiração).

Por Paula Louredo

Graduada em Biologia