Abiogênese X Biogenese
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Abiogênese (do grego a-bio-genesis, "origem não
biológica") designa de modo geral o estudo sobre a origem da vida a partir de materia não
viva. No entanto há que se fazer distinções entre diferentes ideias ou
hipóteses às quais o termo pode ser atribuído. Atualmente, o termo é usado em
referência àorigem química da vida a partir de reações em
compostos orgânicos originados abioticamente. Esta designação entretanto, é
ambígua, pois muitos pesquisadores se referem ao mesmo processo utilizando o
termo 'biogênese'. Ideias antigas de abiogênese também recebem o nome de geração
espontânea, e essas foram, há muito tempo, descartadas pela ciência;
consistiam basicamente na suposição de que organismos mais complexos, dos que
se observa diariamente, não se originassem apenas de seus progenitores, mas de
qualquer ser inanimado.
O
consenso científico atual é que a abiogénese ocorreu aproximadamente entre 4,4
bilhões de anos, quando vapor de água condensou-se pela primeira vez na Terra, e 2,7 bilhões
de anos atrás, quando a origem biogénica de minerais e
sedimentos e marcadores biomoleculares indicam a existência de fotossíntese.
Este tema inclui também a panspermia e outras teorias exogénicas referentes à
possibilidade da origem da vida ser extra-terrestre ou extra-planetária. Estas
hipóteses supõem que a origem da vida ocorreu em alguma altura nos últimos
13700 milhões de anos da evolução do UNIVERSO desde o Big Bang. A hipótese da panspermia não encontra atualmente muita ênfase no meio
científico por não resolver mas sim transferir a questão acerca da origem da
vida para outro local do universo, ao passo que, por fatos verificáveis, há até
o momento confirmação dessa apenas na Terra.
Os
estudos sobre a origem da vida são um campo limitado de pesquisa apesar do seu
profundo impacto na biologia e na compreensão do mundo natuaral. O progresso neste campo é geralmente
lento e esporádico, apesar de atrair a atenção de muitos devida à importância
da questão. Várias hipóteses têm sido propostas, dentre as quais a Teoria de Oparin da sopa primordil e a do mundo RNA que a complementa.
Introdução
O
termo abiogênese (do grego a-bio-genesis, "origem não biológica")
designa de modo geral a origem da vida a partir de matéria não viva. No entanto
há que se fazer distinções entre diferentes idéias ou hipóteses às quais o termo
pode encontrar-se associado, merecendo esses, algumas sim, algumas não, a
corroboração da ciência.
Atualmente,
o termo é usado em referência à origem química da vida a partir de reações em
compostos orgânicos originados abioticamente, sendo essa ideia geralmente
referida como Abiogenese química. Paradigma científico atualmente válido para a origem da vida, segundo a
abiogênese química a primeira protocélula, com capacidade de autorreprodução
teve origem diretamente na matéria inanimada, e uma vez presente, porevolução, deriva-se a seu tempo, por reprodução
a origem de toda a diversidade biológica no planeta. A abiogênese química não
implica a origem direta na matéria inanimada de organismos complexos; em
verdade proíbe tal cenário. A veracidade dessa hipótese encontra-se forte corroboração na árvore da vida, que remete todos os seres vivos
do planeta não apenas a ancestrais comuns, mas também os converge a um único
ancestral comum.
Embora
há muito descartadas pela ciência, outras idéias acerca da origem dos seres
vivos, geralmente mais antigas, também recebem o nome de abiogênese, e entre
elas destaca-se certamente a chamada abiogênese espontânea, ligada a ideia da
geração espontânea de organismos já complexos. A geração espontânea, cuja ideia
em muito remete à criação do primeiro homem segundo a mitologia cristã, o mito de Adao e Eva, consiste basicamente
na suposição de que organismos complexos, a exemplo os que encontram-se
presentes na atualidade, podem não só se originar de seus progenitores mas
também diretamente do "barro", ou seja, "matéria bruta".
Nesse estilo moscas "brotariam" espontaneamente de matéria orgânica
em decomposição. A geração espontânea não encontra corroboração científica nos
dias de hoje, encontrando-se há muito refutada pela ciência.
Geração espontânea
Os
primeiros defensores conhecidos das ideias nesse sentido foram Anaximandro, seu pupilo Anaxímens, e outros como Xenófanes, Parmenídes, Empedócles, Demócrito, e Anaxágoras. Sustentavam de modo geral que
a geração espontânea ocorria, mas em versões variadas.
O fensor mais famoso dessa hipótese na antigüidade foi Aristóteles há mais de dois mil anos, e em sua versão, supunha a existência de um
"princípio ativo" dentro de certas porções da matéria inanimada. Esse
princípio ativo organizador, que seria responsável, por exemplo, pelo
desenvolvimento de um ovo no animal adulto, cada tipo de ovo tendo um princípio
organizador diferente, de acordo com o tipo de ser vivo. Esse mesmo princípio
organizador também tornaria possível que seres vivos completamente formados
eventualmente surgissem a partir da "matéria bruta".
A
ideia era baseada em observações - descuidadas, sem rigor científico atual - de
alguns animais aparentemente surgirem de matéria em putrefação, ignorando a
pré-existência de ovos mesmo de suas larvas.
Isso antecedeu o desenvolvimento do método científico tal como é hoje, não havendo
tanta preocupação em certificar-se de que as observações realmente
correspondessem ao que se supunha serem fatos, levando a falsas conclusões.
Relatos
de geração espontânea são encontrados, por exemplo, na mitologia grega: após o
dilúvio universal, o casal humano sobrevivente Deucalão e Pirra precisaram
da ajuda dos deuses para recriar a humanidade, mas os animais apareceram através
da geração espontânea.
Essas
ideias sobre abiogênese eram aceitas comumente até cerca de dois séculos atrás.
Ainda no havia a crença popular de que certas árvores costeiras originavam ganços;
relatava-se que algumas árvores davam frutos similares a melões, no
entanto contendo carneiros completamente formados em seu interior. No século
XVI, Paracelso,
descreveu diversas observações acerca da geração espontânea de diversos
animais, como sapos, ratos, enguias e tartarugas, a partir de fontes como água,
ar, madeira podre, palha, entre outras.
Cientistas
de todos os campos do saber acreditavam, por exemplo, que as moscas eram
originadas da matéria bruta do lixo. Já no século XVII. Em resposta às dúvidas de Sirsobre "se cam Thomas Browiner camundongos podem nascer da putrefação",
Alexander Ross respondeu:
Então pode ele (Sir Thomas Browne) duvidar
se do queijo ou da madeira se originam vermes; ou se besouros e vespas das fezes das vacas; ou se borboletas, gafanhotos, lagostas , ostras, lesmas, enguias, e etc, são procriadas da matéria putrefeita, que
está apta a receber a forma de criatura para a qual ela é por poder formativo
transformado. Questionar isso é questionar a razão, senso e experiência. Se ele
duvida que vá ao Egito, e lá ele irá encontrar campos cheios de camundongos,
prole da lama do Nilo
para a grande calamidade dos habitantes.
O médico belga J. B. Vam Helmont que
posteriormente foi responsável por grandes experimentos sobre filosofia vegetal, chegou a prescrever uma "receita" para a produção espontânea de
camundongos em 21 dias. Segundo ele, bastava que se jogasse, num canto
qualquer, uma camisa suja (o princípio ativo estaria no suor da camisa) e
sementes de trigo para que dali a 21 dias fosse constatada a geração espontânea.
Essas
conclusões errôneas se devem a falta de metodologia apropriada, limitando
variáveis que pudessem trazer resultados falsos - como, por exemplo, impedir
que ratos já formados tivessem acesso à "receita" que se supunha
produzir ratos - aliados ao pressuposto de que a geração espontânea era mesmo
possível.
Redi
O
primeiro passo na refutação científica da abiogênese aristotélica foi dado pelo italian Francesco Redi, que em 1668, provou que larvas
não nasciam em carne que ficasse inacessível às moscas protegidas por telas de
forma que elas não pudessem botar lá seus ovos. Em suas "Experiências
sobre a geração de insetos", Redi disse
: Embora me sinta feliz em ser corrigido por alguém mais sábio do que eu caso faça afirmações errôneas, devo expressar minha convicção de que a Terra depois de ter produzido as primeiras plantas e animais, por ordem do Supremo e Onipotente Criador, nunca mais produziu nenhum tipo de planta ou animal, quer perfeito ou imperfeito
…
Redi
então supunha que a geração espontânea teria ocorrido apenas durante os
primórdios da Terra. Formulou a hipótese que o que aparentava ser geração
espontânea na verdade era oriundo de ovos serem depositados por moscas no
material em putrefação. Admitiu a necessidade de testar essa hipótese. Formulou
o experimento então de forma a limitar as variáveis de forma mais cuidadosa,
deixando metade dos frascos tampados e outra metade destampada.
No
entanto notou que essa metodologia também deixava alguma margem de erro.
Enquanto as tampas dos frascos impediam o acesso das moscas, impediam também a
renovação no ar no interior dos frascos, talvez então impedindo que o
"princípio ativo" propiciasse a geração espontânea dos
"vermes". Para dar conta dessa parte do problema, aperfeiçoou o
experimento, tampando os frascos com gaze, que permitia a entrada de ar. O
resultado foi o mesmo; embora "vermes" não tivessem surgido dentro da
carne dentro de um copo de vidro, por ter sido impedido o acesso das moscas,
apareceram vários no exterior da gaze, tentando forçar sua entrada, os quais
foram removidos por Redi.
Assim,
século XVII em foi gradualmente sendo demonstrado que, ao menos no caso de
todos os organismos facilmente visíveis, a geração espontânea não ocorria, e
que cada ser vivo conhecido era proveniente de uma forma de vida pré-existente,
a ideia conhecida como biogenese.
Needhan e spallazani
A invenção e aperfeiçoamento do microscópio renovaram aceitação a abiogênese. Em 1683, Anton Van Leeuwenhoek descobriu os microorganismos, e logo foi notado que não importava o quão cuidadosamente a matéria orgânica fosse protegida por telas, ou fosse colocada em recipientes tampados, uma vez que a putrefação ocorresse, era invariavelmente acompanhada de uma miríade de bactérias e outros organismos. Não se acreditava que a origem desses seres estivesse relacionada a reprodução sexuada, então sua origem acabou sendo atribuída à geração espontânea. Era tentador pensar que enquanto formas de vida "superiores" surgissem apenas de progenitores do mesmo tipo, houvesse uma fonte abiogênica perpétua da qual organismos vivos nos primeiros passos da evolução surgiam continuamente, dentro de condições favoráveis, da matéria inorgânica
Em1745, Jonh Needhan, realizou novos experimentos que vieram a reforçar a
hipótese de a vida poder originar-se por abiogênese. Consistiam em aquecer em
tubos de ensaio líquidos nutritivos, com partículas de alimento. Fechava-os,
impedindo a entrada de ar, e os aquecia novamente. Após vários dias, nesses
tubos proliferavam enormes quantidades de pequenos organismos. Esses
experimentos foram vistos como grande reforço a hipótese da abiogênese.
Mas em 1768, Lazzaro Spallanzani criticou
duramente a teoria e os experimentos de Needham, através de experimentos
similares, mas tendo fervido os frascos fechados com sucos nutritivos durante
uma hora, que posteriormente foram colocados de lado durante alguns dias.
Examinando os frascos, não encontrava-se qualquer sinal de vida. Ficou dessa
forma demonstrado que Needham falhou em não aquecer suficientemente a ponto de
matar os seres pré-existentes na mistura.
Isso,
no entanto não foi suficiente para descartar por completo a hipótese da
abiogênese. Needham replicou, sugerindo que ao aquecer os líquidos a
temperaturas muito altas, pudesse estar se destruindo ou enfraquecendo o
"princípio ativo". A hipótese de abiogênese continuava sendo aceita
pela opinião pública, mas o trabalho de Spallanzani pavimentou o caminho para
Louis Pasteur.
Pasteur
Foi
principalmente devido ao grande biólogofracês, Loes Pasteur em 1862, que a ocorrência
da abiogênese no mundo microscópico foi refutada tanto quanto a ocorrência no
mundo macroscópico. Contra o argumento de Needham sobre a destruição do
princípio ativo durante a fervura, ele formulou experimentos com frascos com
"pescoço de cisne", que permitiam a entrada de ar, ao mesmo tempo em
que minimizavam consideravelmente a entrada de outros micróbios por via aérea.
Dessa
forma, demonstrava que a fervura em si, não tirava a capacidade dos líquidos de
manterem a vida, bastaria que organismos fossem neles introduzidos. O
impedimento da origem da vida por falta do princípio ativo, também pode ser
descartado, já que o ar podia entrar e sair livremente da mistura. O recipiente
com "pescoço de cisne" permaneceu nessas condições, livre de
micróbios durante cerca de vaios anos
Nicolas ppert.
Nicolas Appert aproveitou as ideias de Spallanzani de ferver frascos e passou a ferver alimentos e guarda-los em vidros herméticos.
A geração espontânea é descartada
Mais
tarde, descobriu-se que esporos de
bactérias estão tão envolvidos em membranas resistentes ao calor, e que a
prolongada exposição ao calor seco - a um tostador - pode ser reconhecida como
um dos processos mais eficientes de esterilização. Além disso, a presença de
bactérias, ou seus esporos, é tão universal que apenas precauções extremas
podem evitar a reinfecção de material esterilizado. Corroborou-se desta forma
que todos os organismos que constiuam-se ou dependam de células exibindo
complexidade não trivial - todos os atualmente conhecidos - derivam-se de
organismos vivos pré-existentes, recebendo esta regularidade natural o nome de
Lei da Biogenese.
É
importante, contudo ressaltar que a lei da biogênese conforme proposta
atualmente não contradiz a abiogênese química proposta para o primeiro
ser vivo - o de complexidade trivial - a habitar o planeta Terra.
Os
experimentos de Louis Pasteur refutaram a abiogênese aristotélica, ou geração
espontânea, mas não dizem nada quanto à origem química da vida - também chamada
de biopoese (do grego bio, vida, + poiéo, produzir, fazer,
criar), evolução química, quimiossíntese, ou ainda, biogênese
por Teilhard de Chardin. Essa forma de abiogênese
supostamente ocorreu sob condições totalmente diferentes, dentro de períodos de
tempo muito maiores, não sendo algo que se suponha poder ocorrer a qualquer
instante, ou hoje em dia. O próprio Charles Darwin percebeu impedimentos básicos para que isso ocorresse:
Costuma-se dizer freqüentemente que todas
as condições necessárias para o surgimento de um ser vivo encontram-se
presentes agora como sempre se encontraram. Mas se (e como é grande esse se!) nós pudéssemos imaginar que, nos
dias de hoje, em alguma poçazinha tépida, com todos tipos de sais amoníacos e
fosfóricos, luz, calor, eletricidade, etc., estando presentes, um composto
protéico estivesse quimicamente formado e pronto para sofrer mudanças mais
complexas, tal composto seria imediatamente devorado ou absorvido, o que não
teria ocorrido antes dos seres vivos terem sido formados.
Além
disso, diferentemente da abiogênese aristotélica, o conceito atual não propõe a
origem espontânea de formas de vida complexas, de algo similar qualquer das
espécies atuais, mas em vez disso uma origem mais singular da vida, decorrendo
de um complexo processo gradual, com vários estágios. A vida nesses estágios provavelmente
diferiria muito das formas atuais a ponto de tornar incerta sua classificação
como "vida", bem como a delimitação entre a "vida" e
"não vida", de forma similar à situação em que os vírus e prions se
encontram hoje.
Nos
últimos 120 anos, soube-se que não há diferença entre materia viva e a
"bruta" ou "inanimada". Os seres vivos não são compostos de
algo fundamentalmente diferente de outros objetos, nem têm um "princípio
ativo" que lhes dá a vida. Carbono, hidrogênio, nitrogênio e oxigênio, são os elementos predominantes dos seres
vivos, e também se encontram fora deles. A vida é uma questão de organização
material de compostos formados por esses elementos. A abiogênese então se daria
através de processos e etapas que cumulativamente produzissem a organização
básica dos seres vivos. O químico Friederich wöhler, ainda em 1828, demonstrou que
compostos orgânicos podem formar-se a partir de substâncias inorgânicas em
laboratório. Mais tarde, os químicos descobriram que os principais
"tijolos" da vida, aminoácidos, nucleotídeos e lipídios, podem todos
se formar, bastando existirem fontes de carbono, nitrogênio, e energia.
Não há
uma teoria apenas para o processo, mas várias diferentes possibilidades, sem
que qualquer uma seja vista como definitivamente melhor que a outra, apesar de
haver as que são mais populares. De grande valor histórico pode-se citar a
teoria da "sopa primordial". do cientista russo Aleksandr Ivanovich Oparian com ideias similares às formuladas independentemente por J. B. S. Haldane, ambos na década de 1920. Hipotetizavam que
uma série de reações envolvendo a suposta química atmosférica na Terra primordial
culminariam com a origem da vida.
Teoria
Oparin-Haldane ou teoria heterotrófica
Segundo
Oparin, em ambiente aquoso, compostos orgânicos teriam sofrido reações que iam
levando a níveis crescentes de complexidade molecular, eventualmente formando
agregados colóides,
ou coacervados.
Esses coacervados seriam aptos a se "alimentar" rudimentarmente de
outros compostos orgânicos presentes no ambiente, de forma similar a um
metabolismo primitivo. Os coacervados não eram ainda organismos vivos, mas ao
se formarem em enormes quantidades, e se chocarem no meio aquoso durante um
tempo muito longo, eventualmente atingiriam um nível de organização que desse a
propriedade de replicação. Surgiria aí uma forma de vida extremamente
primitiva.
Haldane
supunha que os oceanos primordiais funcionassem como um imenso laboratório
químico, alimentado por energia solar. Na atmosfera, os gases e a radiação UV originariam compostos
orgânicos, e no mar formaria-se então uma sopa quente de enormes quantidades de
monômeros e polímeros. Grupos desses monômeros e polímeros adquiririam
membranas lipídicas, e desenvolvimentos posteriores eventualmente levariam às
primeiras células vivas.
Estavam
ao menos parcialmente corretos, quanto a origem de aminoácidos e outros tijolos
básicos da vida, como se comprovou com o experimento de Urey Miller em 1953, que simulava
essas condições atmosféricas, e o de Juan Oró em 1961. Os experimentos foram repetidos com diversas atmosféricas hipotéticas,
sempre obtendo resultados similares.
Posteriormente, Sidney Fox levou o experimento um passo adiante fazendo que
esses tijolos básicos da vida se unissem emproteinóides
- moléculas polipeptidicas similares a proteinas - por simples aquecimento. No trabalho seguinte com esses aminoácidos e
pequenos peptídeos foi descoberto que eles podiam formar membranas esféricas
fechadas, chamadas de microesferas. Fox as descreveu como formações de protocélulas,
acreditando que fossem um passo intermediário importante na origem da vida. As
microesferas tinham dentro de seu envoltório um meio aquoso, que mostrava
movimento similar a ciclose. Eram capazes de absorver outras moléculas presentes
no seu ambiente; podiam formar estruturas maiores fundindo-se umas com as
outras, e em certas situações, destacavam-se protuberâncias minúsculas de sua
superfície, que podiam se separar e crescer individualmente.
As
pesquisas nesse sentido não pararam por aí, sendo ainda muito importantes os
experimentos e hipóteses levantadas por nomes como Manfred
Eigen, Sol Spiegelman, Thomas Gold, A. G. Cairns-Smith, e uma série de outros trabalhos mais
atuais.
Teoria do mundo do RNA
Mais
recentemente, em 1986, Walter Gilbert propôs uma etapa
na origem da vida que envolvia a existência de moléculas auto-replicadoras
constituídas por RNA.
O RNA é atualmente um mediador entre o DNA e as proteínas na maioria dos seres vivos, mas Gilbert propôs que nos primeiros estágios da
vida, o RNA era o material genético principal. Além de propriedades
auto-replicadoras, o RNA tem também atividade catalisadora de reações químicas. Apenas em 2009 cientistas
conseguiram criar ribonucleotídeos em laboratório
a partir de elementos mais básicos, sob condições provavelmente existentes na
Terra jovem.
A perspectiva das religiões
Todas
as religiões têm os seus mitos, concepções, teorias ou histórias sobre a criação da vida e a origem do homem. Para obterem-se detalhes sobre as
teorias de criação conforme pregadas pelas diversas religiões se deve
geralmente procurar pelos tomos ou textos sagragos que as embasam. Para
as religiões judáico-cristãs, esta fonte de informação é a biblia,
devendo-se consultar o mito de Adão e Eva. O mito da criação segundo o Islamismo pode ser encontrado no Corão. Há, contudo religiões onde não há uma fonte central de
informação. Para maiores detalhes sobre a concepção budista, consulte o artigo
sobre budismo,
e para a concepção dos antigos gregos, veja o artigo Caos.
Referências
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- ↑ Ovídio, Metamorfoses, 348 - 415
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