Evidências de Evolução e Origem da Vida

Introdução
 A nossa biosfera, apresenta milhões de espécies diferentes de seres vivos, adaptadas aos mais diversos ambientes. As teorias de evolução procuram explicar, como essa imensa diversidade se desenvolveu.
 Os pesquisadores do passado eram fixistas, ou seja, acreditavam que as espécies seriam imutáveis e teriam sido criadas por uma entidade divina, exatamente como são hoje.
 A partir do século XVII, alguns cientistas passaram a questionar a imutabilidade das espécies, afirmando que os seres vivos se modificam com o decorrer do tempo. Além disso, as espécies atuais seriam descendentes de espécies ancestrais, que se extinguiram. Este conjunto de idéias caracteriza o evolucionismo.
 Os evolucionistas acreditam que as espécies evoluem para continuarem adaptadas a um meio que sofre constante mudanças.

Evidências de Evolução
 A ideia de evolução é hoje aceita por grande parte da comunidade científica e utiliza conhecimentos da Biologia, Geografia, História, Climatologia, etc. Existem numerosas e inquestionáveis evidências de que o processo evolutivo ocorreu.
 Fósseis: podemos definir fóssil, como sendo, qualquer resto ou vestígio de um ser vivo que existiu no passado e viveu em épocas remotas. Os fósseis constituem forte evidência, de que as espécies do passado foram diferentes das espécies atuais. A formação de um fóssil ocorre em condições muito especiais, quando o corpo de um animal ou vegetal é recoberto rapidamente por sedimentos, que impedem a ação de microorganismos decompositores. A partir daí, podem ocorrer diferentes processos de fossilização, tais como: o preenchimento dos poros do animal por sais minerais ou uma lenta troca de substâncias orgânicas por minerais, transformando o corpo do animal em pedra. Isso significa que um fóssil, ao contrário do que muitos pensam, não é um osso, mas sim, uma pedra com o formato do osso. Pode acontecer também casos como o registro de pegadas de animais, que caminharam em terrenos lamacentos, que acabaram petrificando. Também pode ocorrer a conservação de corpos em minas de sal ou no gelo, fornecendo informações importantes, pois neste caso, vários tecidos e estruturas orgânicas são conservadas, tais como, cabelo, pele, etc.

ATENÇÃO:

 O terreno ideal para o estudo dos fósseis é aquele de natureza sedimentar; onde as várias camadas foram se depositando umas sobre as outras no decorrer do tempo. Isto quer dizer que um fóssil formado em uma determinada camada viveu e morreu na época em que essa camada se formou. Assim, em uma escavação, quanto mais profundo for encontrado o fóssil, mais antigo ele será.

 Datação de Fósseis:
 A idade de um fóssil pode ser determinada, pelo método de carbono-14 (¹⁴C). 0 ¹⁴C é um isótopo radioativo do ¹²C.
 O método se baseia no fato de que os organismos fósseis, provavelmente, apresentavam a mesma quantidade de ¹⁴C que os seres vivos atuais. O ¹⁴C apresenta meia vida em torno de 5.740 anos. Isto significa que 5.740 anos depois da monte do ser, ele deve apresentar metade do ¹⁴C que apresentava quando vivo. Passados mais 5.740 anos, teríamos metade do ¹⁴C que restou e assim sucessivamente, até não restar mais ¹⁴C algum. Logo, ao medir a quantidade de ¹⁴C que restou em um fóssil, podemos calcular uma idade aproximada para o fóssil.
 O ¹⁴C, por ter uma meia vida relativamente curta, só é útil para fósseis com no máximo 50 mil anos. Para a datação de fósseis mais antigos os paleontólogos usam o urânio-235 (²³⁵U) cuja meia-vida é de 700 milhões de anos ou o potássio-40 (⁴⁰K), com cerca de 1,3 bilhão de anos de meia vida.

 Anatomia Comparada: alguns dos mais primitivos baseiam-se no grupo de semelhança dos caracteres morfológicos, ou seja, na anatomia comparada. O parentesco evolutivo pode determinar semelhanças, entre seres vivos aparentemente bastante diferentes.

 Semelhanças Embrionárias: espécies diferentes, mas com passado evolutivo comum, apresentam semelhanças embrionárias, ainda mais acentuadas do que nos adultos.

 Órgãos Vestigiais: são estruturas ou órgãos pouco desenvolvidos e sem função aparente no organismo, mas que evidenciam parentesco evolutivo, com espécies que os apresentem funcionais.

 Constituição Molecular: os seres vivos são constituídos pelas mesmas moléculas e em proporções semelhantes. Quando se compara o DNA de espécies semelhantes, notam-se semelhanças entre os genes que as constituem.

A Origem da Vida
 Até metade do século XIX, muitos cientistas acreditavam na geração espontânea ou abiogênese. Por esta ideia, um ser vivo poderia surgir a partir de matéria não viva, desde que nela existisse o chamado princípio vital (ou força vegetativa). Hoje, após inúmeras discussões e experimentos sabemos que um ser vivo só pode ser formado a partir de um outro ser vivo pré-existente, ao que chamamos de biogênese.
 A abiogênese prega a possibilidade de formação de um ser vivo, a partir da matéria não viva, enquanto que a biogênese afirma que um ser vivo só pode ser formado a partir de outro ser vivo.
 Aceitando a ideia de biogênese, uma outra pergunta surge: como surgiu o primeiro ser vivo na Terra? Existem três correntes diferentes que procuram explicar a origem da vida.

• Panspermia cósmica ou cosmogênese: esta hipótese supõe, que seres vivos de outros planetas, tenham chegado à Terra transportados por meteoros, cometas, etc. Porém, essa ideia pode ser criticada por dois aspectos: não resolve o problema, pois transfere a origem da vida para outro planeta e além disso, dificilmente formas de vida como as que conhecemos, resistiriam às adversidades dessa "viagem", tais como, temperaturas baixas, radiações etc. 
• Hipótese autotrófica: os defensores desta ideia acreditam que a vida surgiu na Terra mesmo, a partir de uma primeira célula, que seria autótrofa. É pouco provável que isto tenha ocorrido, porque para ser autótrofa, uma célula precisa ser muito complexa e dificilmente isto aconteceria com uma primeira célula. 
• Hipótese heterotrófica: essa hipótese afirma que a vida teria surgido por aqui mesmo, e que a primeira célula seria heterótrofa e de pequena complexidade. Mas, sendo heterótrofa, de onde esta célula obteria seu alimento? A resposta se deve ao trabalho de vários pesquisadores, mas sem dúvida destacou-se o russo Oparin. 

 As ideias de Oparin: estudos geológicos indicam que o nosso planeta surgiu a aproximadamente 5 bilhões de anos e os achados fósseis mais antigos datam de 3,5 bilhões de anos. Isto quer dizer que durante aproximadamente 1,5 bilhões de anos, a Terra foi totalmente despovoada. Segundo Oparin, esta terra primitiva teria condições totalmente diferentes das atuais:

• Os gases da atmosfera primitiva, seriam diferentes daqueles encontrados na atmosfera atual: amônia (NH₃), metano (CH₄), hidrogênio (H₂) e o vapor d'água (H₂O), provenientes de rochas em ebulição (a crosta terrestre ainda não havia se solidificado) e atividades vulcânicas, que eram intensas naquela época. 
• Iniciou-se um processo de condensação do vapor d'água, que passou a cair sobre a superfície quente, onde evaporava novamente, formando um ciclo de tempestades, que geravam inúmeras descargas elétricas. 
• A inexistência da camada de ozônio, permitia a chegada à superfície terrestre de alta intensidade de radiação ultravioleta.

 Ainda, segundo Oparin, provavelmente, sobre influência das descargas elétricas e do bombardeamento imposto pela radiação ultravioleta, os gases da atmosfera primitiva reagiram entre si originando substâncias mais complexas, que ao caírem no solo quente, também reagiam entre si, formando moléculas ainda mais complexas, semelhantes às moléculas orgânicas que constituem os seres vivos atuais. Com o abaixamento da temperatura e o resfriamento da crosta terrestre, a água líquida, acabou se acumulando na partes mais baixas, formando os lagos e mares primitivos, carregando consigo as moléculas orgânicas, formadas na atmosfera e no solo quente, de tal maneira que os mares primitivos se tornaram um verdadeiro caldo orgânica. Essas moléculas orgânicas acumuladas, podem ter se agregado, e foram envolvidas por uma película de água, formando estruturas denominadas coacervadas ou coacervatos.
 A partir de um desses coacervados, poderia ter surgido uma organização molecular dotada de membrana, que daria origem à primeira célula do planeta. Como não existia O₂, esta primeira célula, deveria utilizar do processo fermentativo para obter energia. Obviamente essa primeira célula, dotada de uma molécula equivalente a um ácido nucleico, reproduziu-se e espalhou seus descendentes pelos mares. A fermentação realizada por essas primeiras células, liberou CO₂ para atmosfera, criando condições para a sobrevivência dos primeiros seres autótrofos fotossintetizantes. Com a atividade dos autótrofos, passou a existir na atmosfera o O₂,que possibilitou a sobrevivência de seres autótrofos e heterótrofos capazes de realizar a respiração aeróbia.
 Experiências que reforçaram as ideias de Oparin:

• Stanley Miller-1953: Miller desenvolveu um equipamento que simulava a atmosfera primitiva, segundo a hipótese de Oparin. Os gases (NH₃, CH₄, H₂, H₂O) foram submetidos a descargas elétricas e após poucos dias de trabalho, Miller obteve vários tipos de moléculas orgânicas, entre elas, vários tipos de aminoácidos. 
• Sidney Fox-1957: Fox continuou o experimento de Miller, colocando sobre rochas quentes as moléculas obtidas por Miller e obteve proteínas, bases nitrogenadas (semelhantes ao do DNA) e outras moléculas orgânicas.

 As experiências de Miller e Fox serviram, para confirmar que as ideias de Oparin podem ser a explicação para a origem da vida, porém nenhum deles chegou a formar células ou algo parecido. Obviamente, faltou aos pesquisadores o fator tempo, que sobrou à Terra no seu início.

Representação das condições da Terra primitiva.

Experiência de Miller, simulando as ideias de Oparin.

Melvin Calvin

 O norte-americano Stanley Miller construiu um aparelho contendo metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, segundo o modelo de Oparin, que simulava as possíveis condições da Terra primitiva. Essa mistura gasosa foi submetida a descargas elétricas, como forma de simular os raios que deveriam ter ocorrido. Com a presença de um condensador no sistema, o produto era resfriado, se acumulava e depois era aquecido. Esse último processo fazia o líquido evaporar, continuando o ciclo. 

• Melvin Calvin-1911: Em suas experiências sobre a origem da vida, usou como fonte de energia, radiação altamente energética e, como produto final, a partir da atmosfera primitiva obteve carboidratos.

Sequência de eventos da hipótese heterotrófica.