sábado, 28 de julho de 2012

3º ano - aula 5 - TEORIA DA ABIOGÊNESE X TEORIA DE BIOGÊNESE

Aristóteles, filósofo grego que viveu no século VI AC, defendia a ideia de que a vida surgia "do nada".

Exemplificando: segundo ele, bastava que houvesse um "monte" de lixo para que dali nascesse um rato.

Ou, então, do lixo nascesse baratas ou outra forma de vida qualquer.

Ou, que seres vivos eram gerados espontaneamente do corpo de cadáveres em decomposição.

Que rãs, cobras e crocodilos eram gerados a partir do lodo dos rios.

Bastava, para isso, que alí estivesse presente um tal de "princípio ativo".

Essa ideia ficou conhecida como "Teoria da Geração Espontânea ou Teoria da Abiogênese".

Até meados do século XIX a Teoria da Abiogênese foi aceita sem contestação.

a = prefixo de negação. bio = vida e gênesis = origem, ou seja, origem da vida a partir da matéria bruta

Em 1668, Francesco Redi (1626 -1697) investigou a suposta origem de vermes em corpos em decomposição.


Esse experimento confirmou a hipótese de Redi.

E comprovou que não havia geração espontânea de vermes a partir de corpos em decomposição.


Redi, com seu experimento, conseguiu reforçar a Teoria da Biogênese.

Até a descoberta dos seres microscópicos.

A partir dessa descoberta,  parte da ciência passou a considerar a abiogênese para explicar a origem desses seres.

Somente por volta de 1860, com os experimentos realizados por Louis Pasteur,

Comprovou-se definitivamente que os microrganismos surgem a partir de outros preexistentes.

O experimento de Louis Pasteur


Há ausência de microrganismos nos frascos do tipo “pescoço de cisne” mantidos intactos.

E há a presença deles nos frascos cujo “pescoço” havia sido quebrado.

Isso mostra que o ar contém microrganismos.

E que ao entrarem em contato com o líquido nutritivo do balão, desenvolveram-se.

No balão intacto, os microorganismos não conseguem chegar até o líquido nutritivo.

Pois ficam retidos no pescoço do balão.

Já nos frascos em que o pescoço é quebrado os micróbios presentes no ar entram em contato com o líquido nutritivo.

Encontram condições adequadas para seu desenvolvimento e proliferam.



A Teoria da Biogênese passou, a partir de então, a ser aceita por todos os cientistas.

sexta-feira, 27 de julho de 2012

3º ano - aula 4 - ORIGEM DA VIDA



Até a década de 50, as preocupações quanto à origem da vida eram consideradas assunto especulativo.

incapaz de levar a conclusões mais decisivas.

Era comum que posições religiosas e dogmáticas impedissem uma abordagem científica do tema.

Hoje, não só muitas perguntas relativas à origem dos seres vivos foram respondidas.

Como incontáveis experimentos de laboratório reproduziram condições supostamente vigentes na época.

Obteve-se assim um conjunto de informações que permitiu formular teorias coerentes e plausíveis.

A Terra formou-se há cerca de quatro a cinco bilhões de anos.

Há fósseis de criaturas microscópicas que provam que a vida surgiu há cerca de três bilhões de anos.

Os estromatólitos, que são colônias de bactérias.



Em algum momento, entre estas duas datas

- a evidência molecular indica que foi há cerca de quatro bilhões de anos -

Deve ter ocorrido o incrível acontecimento da origem da vida.



Entretanto, antes de surgir qualquer forma de vida sobre a Terra

Não havia o oxigênio atmosférico (que é produzido pelas plantas), mas sim vapor d'água.

É provável que no princípio a atmosfera da Terra contivesse apenas vapor d'água (H2O), metano (CH4),

Gás carbônico (CO2), hidrogênio (H2) e outros gases, hoje abundantes em outros planetas do sistema solar.


Nesse ambiente, surgiram espontaneamente os "tijolos" químicos que formam as grandes moléculas da vida.

Esses "tijolos" são: os aminoácidos

Que formam as proteínas.

Os ácidos graxos, que compõem as gorduras; e os açúcares, que constituem os carboidratos.

Carboidratos e gorduras são compostos de carbono, hidrogênio e oxigênio.

Das proteínas faz parte também o nitrogênio.

Algumas provas da existência, na atmosfera primitiva, de água, hidrogênio, metano e amoníaco

São fornecidas pela análise espectroscópica das estrelas;

Outras, pela observação de meteoritos provenientes do espaço interestelar.


Os químicos reconstruíram em laboratórios, a nível experimental, estas condições primitivas.

Misturando os gases adequados e água num recipiente de vidro e adicionando energia, através de uma descarga elétrica.

Desta forma, sintetizaram substâncias orgânicas de forma espontânea.

É claro que o fato de as moléculas orgânicas aparecerem nesse caldo primitivo não seria suficiente.

O passo mais importante foi o aparecimento de moléculas que se autoduplicavam, produzindo cópias de si mesmas.

Outro passo importante foi o aparecimento de estruturas anteriores às membranas.

Que proporcionaram espaços circunscritos onde aconteciam as reações químicas.

Pode ter sido pouco depois deste estágio que criaturas simples, como as bactérias,

deram lugar aos primeiros fósseis, há mais de três bilhões de anos.

Numa experiência pioneira, no início dos anos 50.

O cientista americano Stanley Miller recriou a provável atmosfera primitiva.

Misturou num recipiente hermeticamente fechado hidrogênio (H2), vapor d'água (H2O), amônia (NH3) e metano (CH4).

Fez passar através dessa mistura fortes descargas elétricas

para simular os raios das tempestades ocorridas continuamente na época

e obteve então aminoácidos - "tijolos" básicos das proteínas.

Outras experiências testaram os efeitos do calor, dos raios ultravioleta e das radiações ionizantes

sobre misturas semelhantes à de Miller - todas simulando a atmosfera primitiva.


No início, grande número de lagoas e oceanos foi se convertendo numa "sopa" de "tijolos da vida".

Como não existiam ainda os seres vivos para comê-los, nem oxigênio livre para decompô-los,

sua oncentração só aumentava.

A energia necessária à combinação entre essas pequenas moléculas

que leva à síntese de grandes moléculas como proteínas, gorduras e carboidratos

era proveniente sobretudo do calor do Sol, mas também da eletricidade.



O problema da síntese das grandes moléculas subdivide-se em dois, interdependentes:

O primeiro trata apenas do aparecimento das moléclas que se conhecem atualmente;

O segundo refere-se ao modo pelo qual se deu a passagem do estado de uma simples "sopa"

de moléculas orgânicas para o aparecimetno de formas celulares organizadas.

Para o primeiro problema, a resposta é aparentemente paradoxal.

Imaginemos uma pequena proteína formada por cinquenta aminoácidos, de vinte variedades.

Desmontando-se essa proteína e reagrupando-se seus aminoácidos,

de todas as formas possíveis, isso resulta num número altíssimo: a unidade seguida de 48 zeros.

Portanto, se nos mares primitivos eram possíveis todas as combinações (e eram, sem dúvida),

por que razão vingaram as que produziram a vida?

O paradoxo está em que vingaram exatamente porque produziram vida.

Apareceram macromoléculas de diversos tipos,

mas as que conseguiram organizar-se em pequenas unidades autoreprodutoras (como o DNA)

usaram as outras como alimento.

Isso permite saber que tipo de seres povoou primeiramente o Universo.

Foram os heterótrofos, seres vivos, como animais e fungos, que comem outros seres vivos.

Só depois surgiram os seres autótrofos, aqueles que, como as plantas, sintetizam seu próprio alimento.



Os primeiros seres vivos, unicelulares e muito simples,

começaram a obter sua energia da ruptura das moléculas da "sopa" à sua volta;

esgotada esta, passaram a tirar energia de outros seres vivos.

Mas nesse ponto já deviam encontrar-se num estágio de complexidade

que permitia o aproveitamento das reações fotoquímicas:

se não tivessem existido, nesta fase, seres capazes de explorar a luz solar,

o período inicial de canibalismo teria acabado com a vida incipiente.





Primeiro, é preciso entender como surgiram as primeiras macromoléculas não dissolvidas no ambiente,

mas agrupadas numa unidade constante e auto-reprodutora.

O cientista soviético Alexander Oparin foi o primeiro a dar uma resposta aceitável:

com raríssimas exceções as moléculas da vida são insolúveis na água

e, nela colocadas, ou se depositam ou formam uma suspensão coloidal,

o que é um fenômeno de natureza elétrica.

Há dois tipos de colóides: os que não têm afinidade elétrica com a água e os que têm afinidade.

Devido a essa afinidade,

os colóides hidrófilos permitem que se forme á volta de suas moléculas uma película de água difícil de romper.

Existe ainda um tipo especial de colóide orgânico.

São os coacervados: possuem grande número de moléculas,

rigidamente licalizadas e isoladas do meio ambiente por uma película superficial de água.

Desse modo, os coacervados adquirem sua "individualidade".

Tudo era favorável para que na "sopa" oceânica primitiva existissem muitos coacervados.

Sobre eles atuou a seleção natural:

somente as gotas capazes de englobar outras, ou de devorá-las, puderam sobreviver.

Imagine um desses coacervados absorvendo substâncias do meio exterior ou aglutinando outras gotas.

Ele aumenta e ao mesmo tempo que engloba substâncias elimina outras.

Esse modelo de coacervado, que cresce por aposição, não bastaria, porém, para que a vida surgisse.

Era preciso que entre os coacervados aparecesse algum capaz de se auto-reproduzir, preservando todos os seus componentes.

A esta etapa do processo evolutivo, a competição deve ter sido decisiva.

As gotas que conseguiram auto-reproduzir-se ganharam a partida.

Elas tinham uma memória que lhes permitia manter sua individualidade.

Era o ácido desoxirribonucleico (DNA).

As que não eram governadas pelo DNA reproduziram-se caoticamente.


sobre Biologia por Algo Sobre

3º ano - aula 3 - ORIGEM DA TERRA

A idade do Universo é de, mais ou menos, 14,5 bilhões de anos.

A idade da Terra é de, aproximadamente, 4,5 bilhões de anos.

Ou seja, durante 10 bilhões de anos o Universo esteve em franca atividade.

Se expandindo cada vez mais.

Estrelas, planetas, satélites e asteroides se formando.

Poeira cósmica e rochas, atraídos pela força da gravidade, se colaram.

Formando uma gigantesca massa de rochas.

Disforme e incandescente.

Nascia nosso planeta!

Nascia o planeta Terra!




A datação radiométrica permitiu aos cientistas calcular a idade da Terra:

Há 4,6 bilhões de anos, a Terra era uma bola de fogo, constituída por elementos incandescentes.



Pouco a pouco, nosso planeta começou a esfriar.

Esse "pouco a pouco" levou bilhões de anos.

A superfície terrestre solidificava-se lentamente, e emanava gases e vapores provenientes das rochas.





A atmosfera apareceu.

E espessas camadas de nuvens, que envolveram a Terra, escureceram-na por completo

E o resfriamento prosseguiu por milhões de anos.

Só o fogo dos vulcões e as fortes descargas de eletricidade, acumulada no ar, iluminavam as trevas.



Um dia, a condensação do vapor provocou a queda de chuvas torrenciais; dilúvio que durou séculos.

As depressões da crosta terrestre foram submersas: formaram-se mares e oceanos.

Que à princípio ferviam; e colunas de vapor pairavam sobre eles.

Depois, o borbulhar cessou mas as águas permaneceram escaldantes.




Aos poucos, as rochas esfriaram e o mar arrefeceu.

Tornando possível o aparecimento das primeiras vidas aquáticas.

Mais tarde, a vida surgiu também na terra firme, com ocorrência de plantas e animais superiores.




Tamanho da Terra

Terceiro planeta a partir do Sol e quinto em tamanho dos oito que compõem o Sistema Solar.

6 586 242 500 000 000 000 000 toneladas é o peso da Terra.

Seu volume é de 1 083 319 780 000 quilômetros cúbicos.

A distância média da Terra ao Sol é de 149.503.000 km.

É o único planeta conhecido que tem vida.



Como tudo no Sistema Solar, a Terra se move pelo espaço à razão de 72.360 km/h em direção a constelação de Hércules.

A Terra e seu satélite, a Lua, giram juntas em uma órbita elíptica ao redor do Sol, que dura 365 dias e 6 horas (Movimento de Translação).

A Terra gira sobre seu eixo uma vez a cada 24 horas (Movimento de Rotação).

domingo, 22 de julho de 2012

3º ano - aula 2 - ERAS GEOLÓGICAS


A Via Láctea é a galaxia onde está localizado o nosso Sistema Solar. 

É uma estrutura constituída por cerca de 200 bilhões de estrelas.

A Terra foi formada há aproximadamente 4,5 bilhões de anos.

O Universo já beirava os 10 bilhões de anos e a Via Láctea já existia há pelo menos 5,7 bilhões de anos. 

Ao longo desse tempo a Terra sofreu uma série de transformações que deixaram marcas bem definidas nas rochas

o que permite dividir a sua história numa Escala Geológica de Tempo. 

A origem, a formação e as contínuas transformações da Terra, assim como dos materiais orgânicos que a constituem, 

são estudados pela Geologia, e, divide a história do planeta em eras geológicas. 

Essas eras correspondem a grandes intervalos de tempo divididos em períodos. 

Esses períodos se subdividem em épocas e idades. 

Cada uma dessas subdivisões corresponde a algumas importantes alterações ocorridas na evolução da Terra, 

como pode ver na tabela abaixo:





Esta é a forma como as rochas normalmente se apresentam na natureza: 

a mais nova acima da mais velha.

Desta forma, a Era Arqueana é mais velha que a Proterozoica e é mais nova que a Hadeana.

Estudos demonstraram que a Terra é formada por camadas concêntricas cuja constituição química e física difere entre si.

O Núcleo, composto de ferro e níquel, tem uma espessura aproximada de 3.470 km.

A Camada Intermediária, composta de sulfetos e óxidos, tem uma espessura média de 1.700 km. 

O Manto, por seu turno, é composto por silicatos e ferro e tem uma espessura aproximada de 1.100km. 

A Crosta, também chamada de Litosfera, é acessível à observação direta, sendo dividida em:

Crosta Superior, composta de sedimentos e granitos, com uma espessura variando de 15 a 25 km.

E Crosta Inferior, composta de rochas basálticas, cuja espessura chega a atingir 75km.



Como é muito difícil raciocinar com intervalos de tempo da ordem de milhões de anos, 

na tabela abaixo o tempo geológico foi convertido em um período de apenas 24 horas.

Na última coluna, vê-se a duração de cada período geológico na mesma escala de 24 horas. 

Veja:


Sendo assim, pode-se fazer uma "viagem no tempo" iniciando às 0h00min, quando a Terra foi formada (há 4,5 bilhões de anos), 

e deslocar-se para o presente, de baixo para cima na Escala, até o fim do Quaternário, 

sabendo de antemão que levar-se-á exatas 24 horas nessa "viagem".

 Era Hadeana

Era Hadeana (de hades = inferno) seriam as primeiras 3h44min, e certamente, as mais monótonas de todas. 

Foi quando iniciou-se a formação da Terra a partir da poeira e gás que orbitavam o Sol há aproximadamente 4,5 bilhões de anos.

Ao consolidar-se, a superfície do planeta transformou-se em um oceano de rochas em ebulição e enxofre líquido. 

Enormes crateras, resultantes do intenso bombardeio de asteróides e das explosões vulcânicas, completavam a paisagem.

Com o tempo, formou-se uma atmosfera quente, densa e carregada de poeira e cinzas.

Sendo composta principalmente de nitrogênio, amônia, hidrogênio, monóxido de carbono, metano e vapor de água, oriundos dos vulcões.

Qualquer rocha que conseguisse resfriar e tomar forma, era imediatamente soterrada por novo fluxo de lava 

ou explodia em pedaços atingida por outro asteróide.

É provável que a Terra tenha sido atingida por um asteróide do tamanho do planeta Marte, ainda no início da Era Hadeana,

arrancando um grande pedaço que acabou ficando em órbita do planeta, como seu satélite natural (a Lua).

Jamais foram encontradas rochas dessa Era.

Apenas meteoritos e rochas lunares são tão velhas. 

A Era Hadeana durou aproximadamente 700 milhões de anos, ou, numa escala de 24 horas, 3:44 horas. 

Gradativamente o planeta perdeu calor.

Permitindo que o vapor de água exalado dos vulcões e oriundos dos cometas formasse as primeiras chuvas.

De modo que por volta das 4h já se podia ver um imenso oceano cobrindo toda a Terra, ainda bastante quente (Era Arqueana).




Era Arqueana

Era Arqueana iniciou-se 700 milhões de anos após a formação da Terra. 

A maior parte das rochas superficiais havia esfriado e a maior parte do vapor de água condensou-se, 

formando um oceano global.

Até mesmo a maior parte do dióxido de carbono havia sido mudado quimicamente.

E foi depositado no fundo do oceano como calcário. 

A atmosfera era então composta principalmente de nitrogênio e vapor de água, e o céu está repleto de nuvens.

O interior da Terra ainda estava bastante quente e ativo e erupções vulcânicas eram comuns.

Formando um grande número de pequenas ilhas alinhadas em cadeias.

Essas ilhas eram empurradas de sua posição original.

Como resultado dos movimentos que ocorriam em profundidade.

Ocasionalmente, colidiam entre si formando ilhas cada vez maiores.

Apesar dessas ilhas serem ainda estéreis.

Olhando bastante de perto seria possível enxergar, no imenso oceano original.

Inúmeras bactérias e algas primitivas.

Que gradativamente assimilaram o dióxido de carbono da atmosfera, liberando oxigênio livre.

Os mais antigos fósseis da Terra foram encontrado em rochas do Arqueano, com cerca de 3,5 bilhões de anos.

O Arqueano durou aproximadamente 1,3 bilhões de anos ou 6h56min, até as 10h40min da manhã.





Era Proterozóica foi a mais longa de todas, durando quase 2 bilhões de anos.

Até por volta das 21hmin hs na escala de 24 hs.

Agora já havia bastante terra firme para ser vista. 

Dois supercontinentes acabaram se formando ao longo do equador, em lados opostos do planeta.

Resultado das colisões entre as pequenas ilhas iniciadas no Arqueano e que prosseguiram durante todo o Proterozóico.

Uma vez que a Terra esfriou mais um pouco, existia uma menor quantidade de vulcões ativos.

E os núcleos dos dois continentes eram agora mais largos e bem mais estáveis.

A vida não mudou muito ao longo desses 2 bilhões de anos.

Sendo encontrada, ainda exclusivamente, no oceano.

Porém, as criaturas unicelulares, aparentemente, tinham um núcleo verdadeiro.

Faltando apenas 30 milhões de anos para o fim do Proterozoico (às 20h51min) surgiram as primeiras criaturas multicelulares.

Tais criaturas ainda não possuíam partes duras, como conchas ou dentes, daí a dificuldade de serem encontrados seus fósseis.

Apesar da aparente calma, um grande desastre estava em andamento. 

Durante os últimos 2 bilhões de anos, as algas e bactérias que dominaram o oceano das 11h até às 21h.

Consumiram bastante dióxido de carbono, liberando no processo um terrível poluente: o oxigênio livre.

Boa parte desse oxigênio foi combinado com ferro e outros elementos, formando grandes depósitos minerais.

Não sem antes provocar um dos maiores desastres ecológicos que se tem notícia. 

A maioria das bactérias que dominaram o planeta até então eram anaeróbicas. 

E, por não conseguir sobreviver nesse ambiente rico em oxigênio, foram dizimadas.

A Terra, no final do Proterozóico, estava muito fria e coberta por uma imensa camada de gelo, visível mesmo ao longo das regiões equatoriais.

A Era Proterozóica formou, junto com a Arquena e a Hadeana o chamado período Pré-Cambriano, que durou aproximadamente 4 bilhões de anos, quase 90% da História Geológica da Terra




Era Paleozoica

A partir das 21h06min tudo começou a acontecer de forma muito rápida.

Entrou-se na Era Paleozóica (paleo = antigo + zoico = vida), que se estendeu até as 22h28min.

E que, por ter sido tão rica em eventos, teve que ser dividida em 6 períodos bem distintos.



A atividade vulcânica, no Paleozóico, era bem mais amena.

Alternando-se períodos de calmaria com grandes explosões em todo o planeta.



Os primeiros peixes, esponjas, corais e moluscos surgiram ainda no período Cambriano.




Ordoviciano

Mas teve-se que esperar pelo menos 12 minutos (até o período Ordoviciano) para ver as primeiras plantas terrestres.



 Siluriano

O clima mudava com tanta frequência que provocava sucessivas extinções em massa de espécies recém surgidas. 

Como agora as espécies passaram a apresentar partes duras (conchas, dentes etc.).

Algumas delas podiam ser preservadas como fósseis, possibilitando a sua descoberta e estudo.




Devoniano


Finalmente os continentes foram invadidos por insetos. 

Milhões e milhões de diferentes espécies de insetos, alguns dos quais sobreviveram até hoje.




No período Devoniano, por volta das 21h50min, ocorreu uma grande catástrofe ecológica que dizimou quase 97% de todas as espécies existentes

Carbonífero

 Passados mais 10 minutos, no período Carbonífero, 

grandes florestas e pântanos foram formados e destruídos sucessivamente, 

formando os depósitos de carvão explorados até hoje.





 Permiano




Às 22h41min entrou a Era Mesozóica (a era dos répteis) que durou pouco menos que uma hora (180 milhões de anos).

No início do Mesozóico assistiu-se à formação de um supercontinente, chamado hoje de Pangea.

Que foi depois dividido em dois grandes continentes que passaram a ser conhecidos como Laurásia, ao norte,

Gonduana, ao sul.

Viu-se, também, o surgimento de uma imensa variedade de dinossauros,

herbívoros em sua maioria, 

que reinaram no planeta durante mais de 160 milhões de anos.










Por volta das 23h39min, porém, um meteoro de pelo menos 15km de diâmetro atingiu a atual península de Yukatan (México).

Jogando bilhões de toneladas de poeira na atmosfera. 

Uma grande noite se abateu sobre o planeta, impedindo a fotossíntese das plantas.

Que não puderam alimentar os herbívoros, que por sua vez não puderam servir de alimento aos carnívoros.

Pelo menos a metade das espécies existentes foi extinta nessa grande catástrofe.

Inclusive todos os grandes dinossauros.

Abrindo espaço para que os mamíferos iniciassem o seu reinado, que perdura até os dias atuais.



Faltando pouco mais que 20 minutos para o fim da viagem entrou-se na Era Cenozoica.

Assistiu-se à fragmentação dos grandes continentes até a conformação atual.

A América do Sul separou-se da África, surgindo o Oceano Atlântico Sul.

A Austrália separou-se da Antártica.

E a América do Norte separou-se da Europa. 

Grandes cadeias de montanhas foram formadas nessa deriva continental

e novos ecossistemas foram formados e isolados dos demais, permitindo a especialização de algumas espécies.





Por volta das 23h59min57s (150.000 anos atrás),

faltando apenas 3 segundos para o término desta viagem, 

viu-se os primeiros grupos de Homo sapiens caçando no continente africano.

Essa nova espécie sobreviveu à última glaciação e migrou apressadamente para os demais continentes.








Dominou todas as outras espécies e começou a usar a escrita e, portanto, a fazer História, no último décimo do último segundo.


Por favor, são sete videos. Assista-os!