Biologia: Visão geral e origem do primeiro ser vivo

Biologia

21/04/2016

Origem e evolução da vida

O tema origem da vida é de extrema importância e muito polêmico. No entanto é importante conhecer as ideias que estão sendo propostas, por meio delas, podemos perceber que todos os seres vivos descendem de um ancestral comum.


A origem das células está ligada à origem da vida, e essas são as unidades funcionais dos seres vivos. Estudá-las nos permite compreender os princípios fundamentais que regem a origem da vida. A biologia ainda tem muito para desvendar. Uma das coisas que se sabe é que a vida depende da água. Isso nos alertar para a importância de se preservar os recursos hídricos.


Com isso, podemos perceber a singularidade do processo evolutivo em que fatores culturais interagem com os biológicos, e as intervenções humanas apoiadas pelo desenvolvimento científico e tecnológico que alteram o curso desse processo.


Hipóteses sobre a origem da vida e a vida primitiva:

Identificar diferentes explicações sobre a origem do Universo, da Terra e dos seres vivos, confrontando concepções religiosas, mitológicas e científicas, elaboradas em diferentes momentos. Analisar experiências e argumentos utilizados por cientistas como F. Redi (1626- 1697) e L. Pasteur (1822-1895) para derrubar a teoria da geração espontânea. Apresentar em textos, maquetes, desenhos ou esquemas, os fenômenos relacionados com o surgimento da vida e as condições da vida primitiva (http://portal.mec.gov.br/seb/arquivos/pdf/CienciasNatureza.pd).


Tempo necessário
Será necessário 50 minutos para a aplicação do conteúdo proposto.

Etapa de ensino
Este plano de aula é destinado ao Ensino Médio.

Ano ou série da etapa de ensino
Este plano de aula é destinado ao 1° ano do Ensino Médio.

Objetivos da aula
- Promover o pensamento dos alunos para pensar como teria surgido a primeira forma de vida.
- Compreender a visão científica atual sobre a origem da Terra e dos seres vivos
- Capacitar os alunos na identificação de hipóteses que sustentam a origem do primeiro ser vivo.

Conteúdo

 
A origem dos seres vivos
Desde a antiguidade, a questão da origem dos seres vivos tem preocupado o ser humano. Mas responder a esta pergunta não é tão fácil o quanto pensamos, pois, voltar no tempo e ver como tudo aconteceu não é possível. Os primeiros vestígios da existência dos seres vivos, datam de 3,5 bilhões de anos (Press, Siever, Grotzinger e Jordan. Para entender a Terra. 4º edição. 2008).


Lembrando que a terra surgiu a mais ou menos 4,5 bilhões de anos atrás. E como teria sido a origem do primeiro ser vivo?


Geração espontânea ou abiogênese
Os cientistas até o meado do século XX acreditavam que os seres vivos surgiam a partir da matéria bruta. Eles acreditavam que vermes surgiam espontaneamente em cadáveres em decomposição; que rãs, cobras e crocodilos surgiam a partir do lodo dos rios. A interpretação ficou conhecida como hipótese da geração espontânea.


Alguns pesquisadores passaram a contestar essa hipótese, apresentando argumentos favoráveis a outra hipótese, a da biogênese. Na qual fala que todos os seres vivos surgem a partir de um ser preexistente (outro ser vivo).


Biogênese versus abiogênese
Um pesquisador, em 1668 chamado Francesco Redi, investigou a suposta origem de vermes em corpos em decomposição. Em sua pesquisa Redi observou que moscas são atraídas pelos corpos em decomposição, e neles depositam seus ovos. E observou também que a partir desses ovos surgem as larvas que se transformam em moscas adultas. Em sua observação ele concluiu que, as larvas não surgem espontaneamente a partir de corpos em decomposição, as larvas são frutos dos ovos postos pelas moscas no corpo em decomposição.


Para testar se sua hipótese estava correta Redi realizou alguns experimentos para comprova-la. Em seu experimento ele colocou pedaços de carne crua dentro de frascos, deixando alguns cobertos e outros descobertos completamente. De acordo com a hipótese da abiogênese, nos frascos cobertos deveria aparecer larvas ou até mesmo moscas adultas, mas isso não aconteceu. Entretanto nos frascos abertos, observou-se, ovos, larvas e moscas sobre a carne. Esse experimento conseguiu confirmar que a geração espontânea de vermes a partir de corpos em decomposição não existia. Os experimentos de Redi conseguiram derrubar essa hipótese até a descobertas dos seres microscópicos.


Após a descoberta dos seres microscópicos a hipótese da abiogênese tomou forças novamente, pois, os pesquisadores achavam que estes surgiam espontaneamente em qualquer lugar. Já outros pesquisadores achavam o contrário, diziam que esses seres surgiam a partir de sementes (interpretação coerente a hipótese da biogênese).
Os experimentos de Needham e Spallanzani
O cientista inglês John T.Needham, em 1745 realizou vários experimentos em que submetia frascos com substancia nutritivas à fervura. Depois de ferver esses fracos, fechava-os e deixava em repouso por alguns dias. Ao examinar essa substância submetida à fervura, observava a presença de microrganismos. A explicação dele para essa observação é que esses microrganismos surgiam por geração espontânea. Ele dizia que tal substância continha uma “força vital”, que era responsável pelo surgimento dessas formas de vida.


Em 1770, o pesquisador italiano Lazzaro Spallanzani repetiu os experimentos de Needham, mas com algumas modificações, e observou resultados diferentes. Spallanzani colocou substâncias nutritivas em balões de vidro e os fechou bem, submetendo-os à fervura por algum tempo. Deixando-os resfriar por algum tempo, e observava o liquido ao microscópio, e não encontrava nenhum microrganismo. Spallanzani então concluiu que Needham não havia fervido suficiente sua substância, e assim não matava todos os microrganismos existentes nela.


Nedham respondeu dizendo que Spallanzani havia fervido por muito tempo sua substancia e assim destruído a “força vital”, tornando o ar desfavorável para o aparecimento dos microrganismos. Nessa polêmica Needham saiu favorecido.


Os experimentos de Pasteur

Os microrganismos surgem a partir de outro preexistente, isso ficou comprovado em 1860 com os experimentos de Pasteur.

https://www.google.com.br/search?q=experimentos+de+pasteur&espv=2&biw=1920&bih=979&site=webhp&tbm=isch&imgil=0skaESmI5HQEJM%253A%253BU5KK4s_NGEoP9M%253Bhttp%25253A%25252F%25252Fwww.mundoeducacao.com%25252Fbiologia%25252Fos-experimentos-pasteur.htm&source=iu&pf=m&fir=0skaES


Com esse experimento, Pasteur mostrou a ausência de microrganismos no frascos de pescoço alongado, e a presença nos que haviam tido o pescoço quebrado, assim, Pasteur concluiu que o ar contém microrganismos. No balão intacto não aparecem microrganismos, porque eles não conseguem chegar até o liquido nutritivo, pois, ficam retidos no filtro formado por gotículas de água. Já nos de pescoço quebrado, esse filtro deixa de existir, permitindo o contato desses microrganismos presente no ar com a substância. A hipótese da biogênese passou, a ser aceita desde então pelo meio científico.


Hipótese sobre a origem da vida
Com a aceitação da hipótese da biogênese surgiram novos questionamentos: se a vida surgiu de um ser que já existia como teria surgido o primeiro ser vivo?


Para solucionar essa pergunta será necessário voltar um pouco na história da evolução de nosso planeta. Sabe-se que o nosso planeta não surgiu apresentando as mesmas condições que apresenta hoje, mas sim condições muito distintas. Segundo registros fósseis foram necessários mais ou menos 1 bilhão de anos para que a vida surgisse. Como então teria surgido o primeiro ser vivo nas condições primitivas da terra a cerca de 3,5 bilhões de anos atrás?


Pelo menos três hipóteses têm sido levantadas: a origem extraterrestre (panspermia), a origem por criação divina (criacionismo) e origem por evolução química. A hipótese da panspermia, discorre que a vida teria vindo de outro planeta. Mas se a vida surgiu em outro planeta como teria surgido a vida nesse outro planeta? Essa é uma hipótese muito vaga (Andrea Vianna Cerqueira, Rio de Janeiro, 2009; DE DUVE, 1997; GERDA et al., 2001)


A origem por criação divina fala que um ser divino criou tudo e que desde então nada mudou, isso é chamado de fixismo ou imutabilidade das espécies. É uma das ideias mais antigas.


A origem por evolução gradual química, os cientistas afirmam que a vida teria surgido a partir de matéria inanimada, entre associações com outras moléculas formando gradativamente substâncias cada vez mais complexas.
A hipótese de Oparin e haldane
Em 1920, foi proposto por estes cientistas que provavelmente a atmosfera primitiva era formada por: metano, gás hidrogênio, amônia e vapor de água. E que as descargas elétricas provavelmente eram constantes, e teria fornecido energia para que as moléculas que estavam presentes na atmosfera se unissem, dando origem a moléculas maiores e mais complexas. Assim as moléculas formadas eram carregadas pelas águas das chuvas e acumuladas nos mares primitivos que eram rasos e quentes (Dimas Augusto Morozin Zaia. 2004)


Não se sabe como a primeira célula surgiu, mas se foi possível o agrupamento de moléculas complexas como os coacervatos, poderia ter então surgido sistemas equivalentes envoltos por membranas formada por lipídios e proteínas.


Hipóteses heterotrófica e autotrófica
Os seres primitivos de acordo com a hipótese heterotrófica eram seres estruturalmente simples. Viviam em um ambiente muito rico em nutrientes, mas não havia oxigênio presente na atmosfera (atmosfera redutora). É preciso supor que, tendo muito alimento, esses seres utilizavam esse alimento como fonte de energia. Uma vez esse alimento dentro da célula ele precisava ser metabolizado. Na atmosfera primitiva a forma mais simples de se degradar esse alimento era a fermentação, pois não havia o oxigênio (O2), e com esse processo de fermentação provavelmente havia liberação de CO2 (Dimas Augusto Morozin Zaia. 2004)


Os organismos primitivos heterótrofos começaram a se multiplicar, e as terra sofria grande mudanças já não era tão quente como antes, e as substâncias já não eram produzidas em grande escala. Desse modo o alimento começou a ficar escasso, e assim teria desencadeado uma grande competição. Com a competição aumentando por conta do alimento muitos seres teriam morrido, ficando assim só os mais adaptados.


Mesmo com a competição teria surgido o acumulo de CO2 na atmosfera, e em algum momento alguns seres capazes de captar luz, com o auxílio da clorofila. A energia da luz captada teria sido utilizada juntamente com o CO2 para a produção de seu alimento. Teria surgido assim os primeiros seres autótrofos: os fotossintetizantes, que já não competiam com os seres heterótrofos. Transformando assim, a atmosfera redutora em oxidante (Dimas Augusto Morozin Zaia. 2004)


Fundamentação Teórica
A vida pelo que conhecemos, depende da água, da clorofila e da luz do sol que é refletida pela camada de gases que rodeiam a superfície da terra. A dúvida se a vida chegou na terra em formas de esporos ou se surgiu aqui mesmo ainda tem sido uma questão problemática. Pode ter se formado em Marte, por exemplo, cujo o início da história é coerente com o da terra (Peter H. Raven. Biologia Vegetal. 7º edição. 2007)
De acordo com as atuais teorias, os relâmpagos, as chuvas e a energia solar sobre os gases do ambiente daquela época acumularam-se nos oceanos e então, formaram as moléculas orgânicas. As associações dessas moléculas formadas parecem ter sido os antecessores das células primitivas, que foram as primeiras formas de vida. Acredita-se também que as associações entres essas moléculas também tenha servido como fonte de alimento para as formas de vida primordiais (Peter H. Raven. Biologia Vegetal. 7º edição. 2007).


A medida com que as células foram evoluindo elas se tornaram capazes de controlar seu próprio destino, adquirindo capacidade de crescer, reproduzir e passar adiante suas características. Provavelmente as primeiras células que existiam naquela época eram heterótrofas, são células que se satisfazem ao consumirem compostos orgânicos produzidos por fontes externas (Peter H. Raven. Biologia Vegetal. 7º edição. 2007).


A partir que as células heterótrofas foram aumentando em quantidade, elas começaram a se alimentar das moléculas das quais sua existência dependia. A utilização dessas moléculas como fonte de alimento, tornaram escassas e a competição começou. Sob a pressão gerada pela competição, células que utilizavam os recursos agora escassos com maior eficiência tinham maiores chances e sobrevivência. No decorrer do tempo pelo processo de eliminação dos menos adaptados, evoluíram as células capazes de produzir seu próprio alimento os chamados seres autótrofos (Peter H. Raven. Biologia Vegetal. 7º edição. 2007).


Estratégias de ensino ou procedimentos didáticos
De acordo com Libáneo (2000) o conhecimento deve partir sempre de experiências do homem com a realidade. A aula será expositiva dialogada formalmente para buscar o conhecimento prévio dos alunos. O processo de ensino almeja alcançar resultados que tem como ponto de partida o nível de conhecimento dos alunos. Algumas características do ensino que é um processo, por isto obedece a uma direção este processo visa alcançar determinados resultados como domínio de conhecimentos, hábitos, atitudes, convicções e desenvolvimento da capacidade cognoscitiva dando ao ensino este caráter bilateral combinando as atitudes do professor com as dos alunos.
Recursos/materiais
Será utilizado quadro e giz para auxilio de explicação oral além de cartazes com desenhos explicativos da aula. Parte das aulas será expositiva e outra dialogada. Trabalhos em grupos também serão utilizados como confecções de maquetes, utilizando materiais que os alunos possuem em casa.


Todos os conteúdos serão trabalhados respeitando as especificidades do campo, como debates, seminários e pesquisas para ampliar o conhecimento através do despertar da curiosidade dos alunos. Os alunos serão levados ao laboratório de informática, onde poderão realizar diversos tipos de atividades como pesquisas, leituras, observação de figuras e vídeos educacionais. Serão realizadas tanto na biblioteca quanto no laboratório de informática, sendo disponibilizados inúmeros tipos de informações, entrevistas, artigos.


Sugestão de trabalho interdisciplinar
Este plano de aula pode ser aplicado em conjunto com todas as disciplinas visando criar uma interação entre as áreas de conhecimentos distintos, pela realização de uma feira de ciência, que tem como objetivo mostrar os experimentos feitos pelo cientistas para comprovar o surgimento da vida.


Avaliação
A avaliação é uma atividade constante na vida de todas as pessoas, portanto, precisamos primeiramente nos libertar da ideia de que o senso comum é suficiente para julgarmos um desempenho, essa liberação permite estabelecer parâmetros para uma avaliação mais competente, tornando possível um maior desenvolvimento do aluno como um todo. Para uma avaliação efetiva, devem ser estabelecidos critérios, levando consigo fatores como a série a ser avaliado, o nível cognitivo dos alunos, entre outros. A avaliação verificará se os alunos atingiram os objetivos propostos a partir do que é básico e essencial, se necessário far-se-á a retomada de conteúdos com posterior recuperação paralela.


Será avaliado o interesse do aluno durante a aula, sendo que o aluno que questiona, realiza exercícios, permanece em silêncio durante a explicação do professor, estará tendo um melhor aprendizado e fixação de conteúdo.



Considerações Finais
Foram apresentadas hipóteses sobre a origem da vida, nos quais diversos pesquisadores da área buscaram entender como a vida surgiu em nosso planeta. Dentre as hipóteses apresentadas a que mais se destaca é a hipótese da evolução gradual química.


Para que essa aula tenha impacto é necessário que os alunos interajam com o tema. A prática docente pode, em muitos casos, envolver atividades diferenciadas que muitas vezes transcendem os limites de uma sala de aula. Cabe ao educador definir estratégias que podem ser conjuntamente elaboradas com os educandos almejando qualificação do ensino e do aprendizado. A dinâmica relacional envolvem personagens como ensinar e aprender que permitem contribuir ou não para a criação de oportunidades de aprendizagem. (Bruno Bragança et al. 2007).

Referências Bibliográficas

Andrea Vianna Cerqueira. Representações sociais de dois grupos de professores de Biologia sobre o ensino de origem da vida e Evolução Biológica: Aspirações, ambiguidades e demandas profissionais. 2009. 90 f. dissertação de mestrado-Universidade Federal do Rio de janeiro, Rio de Janeiro, 2009.


Peter H. Raven. Biologia Vegetal. 7º edição. Guanabara Koogan, 2007.


Press, Siever, Grotzinger e Jordan. Para entender a Terra. 4º edição.bookman, 2008.


Dimas Augusto Morozin Zaia (2004). A Origem da Vida e a Química Prebiótica The Origin of Life and the Prebiotic Chemistry. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, Londrina, v. 25, n. 1, p. 3-8, jan./jun. 2004


Gerda, H.; Rettberg, P.; Gunther, R.; Wehner, J.; Eschweiler, U.; STRAUCH, K.; Panitz, C.; Stark, V.; Baumstark-Khan, C. Protection of bacterial spores in space, a contribution to the discussion on panspermia. Origins of Life and Evolution of the Biosphere, Dordrecht, v.31, p.527-547, 2001.


De Duve, C. Poeira vital. a vida como imperativo cósmico. Rio de Janeiro: Editora Campus, 1997.


Libáneo. a prática de ensino do curso de Pedagogia: um eixo articulador entre teoria e pratica, 2000.


Leonardo augusto Gonçalves Ferreira; Ivan Pontelo; Bruno Bragança. Práticas educativas e ambientes de aprendizagem escolar : relato de três experiências, 2007


https://www.google.com.br/search?q=experimentos+de+pasteur&espv=2&biw=1920&bih=979&site=webhp&tbm=isch&imgil=0skaESmI5HQEJM%253A%253BU5KK4s_NGEoP9M%253Bhttp%25253A%25252F%25252Fwww.mundoeducacao.com%25252Fbiologia%25252Fos-experimentos-pasteur.htm&source=iu&pf=m&fir=0skaES