a origem das espécies na Noite Europeia dos Investigadores

Como se formam as espécies?
Quais os mecanismos implicados na divergência das populações e nas primeiras etapas da origem de novas espécies?

Através de actividades simples, pode-se desvendar um pouco a resposta a estas questões, designadas por Darwin de 'o mistério dos mistérios'.

Na próxima sexta-feira, dia 28 de Setembro, entre as 21h e as 24h, no Museu da Ciência da Universidade de Coimbra. O programa completo pode ser consultado aqui.

--

A Noite Europeia dos Investigadores (NEI) é um evento europeu que permite a cientistas e público geral conviverem num ambiente descontraído. Decorre simultaneamente em várias localidade do país e da Europa. Toda a informação sobre este evento pode ser consultada no site oficial português.

A origem e diversificação da vida - 4: juntando as peças

As primeiras células teriam como material genético o ARN (ácido ribonucleico), surgindo o ADN (ácido desoxirribonucleico) numa altura mais tardia. Estas são as moléculas que transportam as informações para o funcionamento de um organismo e que permitem que essa informação seja transmitida de uma geração à seguinte. 

O aparecimento gradual de mutações na composição destas moléculas deu origem a novas características, como a capacidade de utilizar o dióxido de carbono ou o oxigénio molecular da atmosfera. Estas novas características, por sua vez, terão possibilitado a exploração de novos ambientes. Assim, ao longo de cerca de 4 mil milhões de anos, as interações entre os seres vivos, desde as primeiras células à actualidade, e entre si e o meio ambiente, sob influência dos mecanismos evolutivos, levaram a mudanças profundas no meio terrestre e permitiram que milhares de formas de vida se adaptassem das mais distintas formas. 

Embora o mistérios sobre as primeiras formas de vida ainda prevaleça, hoje temos uma ideia aproximada de como este processo se desenrolou graças ao registo fóssil e à análise dos dados  genéticos. Da primeira célula, ao primeiro animal, ao primeiro ser humano.

Referências/mais informações:

. Rosnay J (1977) As origens da Vida do átomo à célula. Livraria Almedina, Coimbra

  .. entrevista ao autor, na revista SuperInteressant

. Biello D (2012) How the first plant came to be. Scientific AmericanFebruary 16

. Switek B (2012) Debate bubbles over the origin of life. Nature NewsFebruary 13

. Darwin C (2009 [1871]) A origem do Homem e a selecção em relação ao sexo. Relógio d’Água, Lisboa, Portugal

. Darwin C [1859] A origem das espécies por meio de selecção natural, ou a preservação das raças favorecidas na luta pela vida. Várias edições em português

[Este texto é uma extensão do texto escrito para responder às perguntas 'Como é que se formou a primeira forma de vida?', 'A origem da vida?', 'Como é que nasceu o 1º ser vivo?', 'Como é que nasceu o primeiro ser vivo na Terra?', 'Como encontraram os animais?', 'O que deu origem ao primeiro ser humano?', 'Por que é que há tantas espécies na terra?', publicado no site do projecto de divulgação de ciência Ciência 2.0. O texto original pode ser lido aqui.]  

A origem e diversificação da vida - 3: os mecanismos responsáveis pela diversificação da vida

Mas como passamos das primeiras células à enorme diversidade de seres vivos que existem, ou existiram, na Terra? 

A melhor explicação que temos é a Teoria da Evolução Biológica, descrita pela primeira vez pelo naturalista britânico Charles Darwin. 

Segundo esta teoria, existem três grandes processos que promovem a divergência estre populações, podendo dar origem a novas espécies: a selecção natural, a selecção sexual e a deriva genética. No primeiro caso, indivíduos que tenham uma qualquer característica que lhes confere vantagem adaptativa num determinado meio ambiente serão beneficiados. Ou seja, estes indivíduos têm maior probabilidade de sobreviver e de se reproduzirem, transmitindo essa característica à descendência. 

Ao longo das gerações, a proporção de indivíduos com a característica vantajosa aumentará na população. Como no planeta Terra podemos encontrar ambientes muito distintos, características diferentes são favorecidas em meios diferentes. No segundo caso, selecção sexual, as características que são favorecidas são aquelas que garantem uma maior probabilidade de reprodução, sem que sejam necessariamente as que garantem uma maior probabilidade de sobrevivência. Já a deriva genética é um mecanismo que afecta a composição genética de uma população unicamente devido ao acaso. Ou seja, contribui para uma possível divergência entre populações mas não influencia nem a capacidade de sobreviver nem a de se reproduzir. 

Referências/mais informações:

. Rosnay J (1977) As origens da Vida do átomo à célula. Livraria Almedina, Coimbra

  .. entrevista ao autor, na revista SuperInteressant

. Biello D (2012) How the first plant came to be. Scientific AmericanFebruary 16

. Switek B (2012) Debate bubbles over the origin of life. Nature NewsFebruary 13

. Darwin C (2009 [1871]) A origem do Homem e a selecção em relação ao sexo. Relógio d’Água, Lisboa, Portugal

. Darwin C [1859] A origem das espécies por meio de selecção natural, ou a preservação das raças favorecidas na luta pela vida. Várias edições em português

[Este texto é uma extensão do texto escrito para responder às perguntas 'Como é que se formou a primeira forma de vida?', 'A origem da vida?', 'Como é que nasceu o 1º ser vivo?', 'Como é que nasceu o primeiro ser vivo na Terra?', 'Como encontraram os animais?', 'O que deu origem ao primeiro ser humano?', 'Por que é que há tantas espécies na terra?', publicado no site do projecto de divulgação de ciência Ciência 2.0. O texto original pode ser lido aqui.]  

o concurso na Antena 1

No próximo dia 28 comemora-se a Noite Europeia dos Investigadores e iremos estar no Museu da Ciência da Universidade de Coimbra a divulgar o concurso usando actividades "mãos-na-massa" sobre evolução.

No âmbito desta participação, estivemos no programa "Os dias do futuro", da Antena 1, a conversar com o jornalista Edgar Canelas. Podem ouvir esse episódio aqui.

segunda edição do concurso

Começa amanhã, dia 15 de Setembro, a segunda edição do concurso "Um livro sobre evolução", que decorrerá até ao dia 30 de Abril de 2013.


O concurso ‘Um livro sobre evolução’ tem por objectivo maior a promoção da cultura científica, envolvendo alunos do Ensino Básico e Secundário e estimulando a discussão sobre temas relacionados com a evolução biológica.
 

O concurso servirá para seleccionar um conjunto de textos, compostos por uma pergunta e uma resposta, que integrarão um livro sobre evolução, a editar em 2013. O livro será composto pelos trabalhos seleccionados no âmbito do presente concurso e por textos complementares escritos por autores convidados (professores e investigadores das áreas científicas relacionadas com os temas das participações). Será produzida uma edição em papel, em português, e duas digitais, uma em português e uma em inglês.

.

A participação no concurso está aberta a todos os estudantes do Ensino Básico e do Ensino Secundário.

Os trabalhos originais submetidos a concurso consistirão num texto composto por uma pergunta e respectiva resposta. Pergunta e resposta deverão estar relacionadas com o conceito de evolução biológica: sobre aspectos teóricos, sobre cientistas que contribuíram ou contribuem para o seu estudo ou sobre alguma espécie em particular e suas características.

O texto deverá ser escrito em português e ter no máximo 750 palavras. (...) Serão ainda aceites trabalhos elaborados noutros formatos (por exemplo, desenho, fotografia ou infografia) desde que a opção por esse formato esteja devidamente justificada.

.

Os trabalhos serão avaliados no final da 2ª Edição por uma Comissão de Avaliação composta por professores e investigadores das áreas científicas relacionadas com os temas das participações. Os resultados do concurso serão anunciados até dia 1 de Junho de 2013 e os vencedores serão informados por e-mail.

.

Todos os trabalhos submetidos terão direito a um diploma de participação, em versão digital. Caso os trabalhos sejam submetidos sob a responsabilidade de um professor, este também receberá um diploma. Caso os trabalhos sejam seleccionados para integrar o livro, o professor terá ainda direito a um diploma de vencedor e menção no livro. Cada vencedor será devidamente reconhecido como autor do livro editado no âmbito deste concurso e terá direito a uma cópia impressa da edição em português, assinada pelos autores convidados.

A eventual entrega de outros prémios será anunciada até à data de divulgação dos resultados neste blogue.

---

Regulamento


---

A origem e diversificação da vida - 2: alterações na atmosfera terrestre

As primeiras reacções químicas ocorreram provavelmente em fontes termais, no fundo do mar, em condições semelhantes às da experiência de Miller. Assumindo uma atmosfera primitiva rica em metano, as primeiras células utilizariam este composto para a sua alimentação. Através da combustão completa deste gás, foi-se libertando dióxido de carbono, alterando a composição da atmosfera. 

O aparecimento deste novo gás torna possível a sua utilização por células fotossintéticas. Estes organismos primitivos, capazes de utilizar o dióxido de carbono e a luz para produzirem o seu alimento, terão sido responsáveis por uma nova e profunda alteração na composição da atmosfera: o aparecimento do oxigénio molecular. Estavam assim criadas as condições para o aparecimento dos primeiros seres aeróbios, capazes de utilizar este gás para produzir energia de forma muito eficaz.

O oxigénio foi também fundamental para a criação de uma barreira protectora das radiações solares, a camada de ozono, que abriu caminho à colonização do ambiente terrestre.   

Referências/mais informações:

. Rosnay J (1977) As origens da Vida do átomo à célula. Livraria Almedina, Coimbra

  .. entrevista ao autor, na revista SuperInteressant

. Biello D (2012) How the first plant came to be. Scientific AmericanFebruary 16

. Switek B (2012) Debate bubbles over the origin of life. Nature NewsFebruary 13

. Darwin C (2009 [1871]) A origem do Homem e a selecção em relação ao sexo. Relógio d’Água, Lisboa, Portugal

. Darwin C [1859] A origem das espécies por meio de selecção natural, ou a preservação das raças favorecidas na luta pela vida. Várias edições em português

[Este texto é uma extensão do texto escrito para responder às perguntas 'Como é que se formou a primeira forma de vida?', 'A origem da vida?', 'Como é que nasceu o 1º ser vivo?', 'Como é que nasceu o primeiro ser vivo na Terra?', 'Como encontraram os animais?', 'O que deu origem ao primeiro ser humano?', 'Por que é que há tantas espécies na terra?', publicado no site do projecto de divulgação de ciência Ciência 2.0. O texto original pode ser lido aqui.]  

A origem e diversificação da vida - 1: a origem das primeiras células

A origem da vida é naturalmente um tema que sempre despertou muito interesse e discussão. Tal como acontece com a origem do universo (explicada neste artigo), também neste caso é impossível retroceder no tempo ou testar quais as condições exactas ou o caminho que levou ao aparecimento da primeira célula, a unidade da vida. O que sabemos vem em grande medida das experiências de um químico norte-americano, Stanley Miller, a partir da teoria desenvolvida pelo bioquímico russo Aleksandr Oparin, e que recriou o que terá sido a atmosfera da Terra primitiva. A sua experiência consistiu em colocar num circuito fechado metano, amónia, hidrogénio e vapor de água –os gases que terão predominado na atmosfera primordial- e simular os relâmpagos contínuos que terão atingido a superfície terrestre no início da formação do planeta através de descargas eléctricas. Ao fim de alguns dias, verificou que se tinham formado aminoácidos, as unidades fundamentais de que são feitas as proteínas. Ou seja, as condições da Terra há cerca de 4,5 mil milhões de anos seriam suficientes para criar a matéria da qual é feita a vida. 

Como se passou destas moléculas soltas à primeira célula, há cerca de 4 mil milhões de anos, é algo que não sabemos ainda ao certo. Mas uma das hipóteses diz-nos que estas primeiras moléculas orgânicas, formadas em meio aquático e num planeta com elevadas temperaturas, se terão agregado em estruturas designadas de coacervados. Estas apresentam características semelhantes às células, tais como serem capazes de se dividir ou absorver e excretar substâncias. Mais importante, a membrana dos coacervados terá servido como barreira entre o meio externo e o interno, permitindo o aparecimento das primeiras reacções celulares. 

Processos como a invaginação da membrana dos coacervados deverão ter originado as primeiras estruturas celulares especializadas, os organelos. Estas proto-células seriam heterotróficas, o que significa que usariam os nutrientes presentes no meio para assegurar as suas funções vitais, e semelhantes às células procarióticas actuais. Numa fase posterior, terão surgido as primeiras células autotróficas, capazes de sintetizar o seu próprio alimento: uma cianobactéria primitiva. De acordo com a hipótese endossimbionte, proposta pela bióloga Lynn Margulis, as primeiras células eucarióticas terão surgido a partir da absorção destas células procarióticas, a que hoje chamamos mitocôndia e cloroplastos, por células predadoras, formando, assim, uma união simbiótica que terá estado na origem de todas as plantas.

Referências/mais informações:

. Rosnay J (1977) As origens da Vida do átomo à célula. Livraria Almedina, Coimbra

  .. entrevista ao autor, na revista SuperInteressant

. Biello D (2012) How the first plant came to be. Scientific American February 16

. Switek B (2012) Debate bubbles over the origin of life. Nature News February 13

. Darwin C (2009 [1871]) A origem do Homem e a selecção em relação ao sexo. Relógio d’Água, Lisboa, Portugal

. Darwin C [1859] A origem das espécies por meio de selecção natural, ou a preservação das raças favorecidas na luta pela vida. Várias edições em português

[Este texto é uma extensão do texto escrito para responder às perguntas 'Como é que se formou a primeira forma de vida?', 'A origem da vida?', 'Como é que nasceu o 1º ser vivo?', 'Como é que nasceu o primeiro ser vivo na Terra?', 'Como encontraram os animais?', 'O que deu origem ao primeiro ser humano?', 'Por que é que há tantas espécies na terra?', publicado no site do projecto de divulgação de ciência Ciência 2.0. O texto original pode ser lido aqui.]