Questõesde UEFS sobre Origem e evolução da vida

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

Considerando-se os diversos processos evolutivos envolvidos na geração da vida multicelular e as suas consequências na formação do diversos grupos atuais de seres pluricelulares, é possível afirmar que

a pluricelularidade evoluiu a partir de um aumento da autonomia metabólica entre as células que exercem funções semelhantes.

a diversificação das funções citoplasmáticas, a partir da presença de endomembranas, foi um dos fatores favoráveis para o estabelecimento, com sucesso, da pluricelularidade no mundo vivo.

o contexto colonial foi uma das etapas intermediárias na evolução de seres procariontes unicelulares em seres procariontes pluricelulares.

a endossimbiose que originou o cloroplasto antecedeu o processo que originou a mitocôndria ao longo da formação dos grupos atuais de seres vivos.

a especialização das funções metabólicas favoreceu o desenvolvimento de grupos celulares — os tecidos — presentes em todos os seres pluricelulares, como os animais, os vegetais e os protozoários.

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

É possível identificar como uma característica exclusiva do padrão organizacional dos organismos que representam as primeiras formas de vida presentes na Terra a

presença de uma membrana lipoproteica, que permite isolar a célula das trocas com o ambiente externo.

diversidade de estruturas endomembranosas que desempenham funções específicas no citoplasma celular.

presença do material genético restrito a um ambiente próprio e interno devido à existência de uma membrana delimitante.

ocorrência de processos bioenergéticos fotoautótrofos, que convertem a energia luminosa em energia química presente nas moléculas orgânicas.

realização simultânea, durante a expressão da informação genética, da transcrição e da tradução do código genético envolvendo uma mesma molécula de RNA.

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UEFS 2011 - Biologia - A origem da vida na Terra, Origem e evolução da vida

A busca de evidências da existência de vida em outros planetas conduz o ser humano à análise das condições iniciais no planeta Terra. Diante dos conhecimentos atuais, propostos por Oparin e Haldane e relacionados à primeira forma de vida existente na Terra e às condições da sua atmosfera primitiva, pode-se inferir que os primeiros seres vivos possuíam modo de vida

autotrófico, habitando uma atmosfera redutora diferente da atmosfera atual.

autotrófico, sobrevivendo em uma atmosfera rica em gases complexos, tais como metano e gás carbônico.

heterotrófico anaeróbico, habitando uma atmosfera redutora, possivelmente devido à combinação do oxigênio com outros elementos químicos, formando determinados compostos.

heterotrófico anaeróbico, habitando uma atmosfera oxidante, semelhante às condições atuais da atmosfera terrestre.

heterotrófico aeróbico, sobrevivendo em uma atmosfera altamente oxidante.

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UEFS 2011 - Biologia - A origem da vida na Terra, Origem e evolução da vida

A vida como a conhecemos é extremamente diversificada e adaptável, permitindo que organismos existam em alguns dos lugares mais inóspitos do planeta. Mas a “vida” tende a se basear em uma matriz, recombinando seis elementos básicos e deixando aberta a possibilidade de outras combinações que compõem tipos totalmente diferentes de atividades biológicas. A vida como a conhecemos pode não ser tudo o que existe, tanto para a biologia terrestre quanto extraterrestre.
Essa possibilidade parece agora mais promissora à luz de um novo estudo sobre uma bactéria isolada do lago Mono, na Califórnia, que usa arsênio, geralmente venenoso à vida, como um dos seus principais nutrientes. (A VIDA como..., 2010).

O estudo realizado por cientistas americanos modificou a compreensão sobre a origem de vida na Terra, devido

à substituição do carbono pelo arsênio para formação das moléculas orgânicas essenciais à vida, tais como açúcares e lipídios.

à incorporação do arsênio às biomoléculas do microrganismo analisado, substituindo o fósforo na composição da molécula de DNA.

à utilização de um elemento químico tóxico para sobrevivência celular, sendo essa via metabólica apenas compatível com formas de vida extraterrestre descobertas no planeta Marte.

ao armazenamento de arsênio em vesículas intracelulares, servindo, assim, como elemento químico capaz de fornecer energia independentemente das condições nutricionais do meio ambiente.

ao fortalecimento da hipótese de que os organismos descendem de um mesmo ancestral que possuía capacidade de internalização de arsênio.

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UEFS 2010 - Biologia - A origem da vida na Terra, Origem e evolução da vida

A célula, menor estrutura autopoética hoje conhecida, é a unidade mínima capaz de um metabolismo auto-organizador incessante. A origem da mais ínfima célula bacteriana, primeiro sistema autopoético, com cerca de quinhentos tipos diferentes de proteínas e outras moléculas de cadeia longa, é obscura. No entanto, a maioria concorda em que compostos complexos de carbono, expostos de algum modo a uma energia incessante e à transformação ambiental, convertem-se em gotículas oleosas que acabam por se tornar células delimitadas por uma membrana. (MARGULIS & SAGAN, 2002, p. 91).

Conforme proposto por Alexander Oparin, na sua hipótese heterotrófica de origem da vida, esta pode ter surgido a partir de uma longa evolução química.

Com relação aos pressupostos desenvolvidos por essa hipótese e dos novos conhecimentos associados a esse tema, é possível afirmar:

A hipótese heterotrófica de Oparin foi um marco na história da ciência por desvendar os mistérios antes relacionados ao tema de origem da vida.

As gotículas oleosas formadas nas camadas mais altas da atmosfera primitiva eram resultado da interação de vários gases atmosféricos com a radiação infravermelha.

A presença de uma célula delimitada por uma membrana lipoproteica com capacidade seletiva foi essencial na estabilização e evolução das reações metabólicas do protobionte.

O estabelecimento de um metabolismo auto-organizador incessante prescindiu da participação de uma molécula informativa, provavelmente na forma de RNA.

A energia incessante presente no ambiente favoreceu a formação dos primeiros protobiontes que já fixavam a luz solar como fonte energética.

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

Em relação à afirmação “tropeço para adiante” presente no texto, é possível inferir como um significado coerente com a proposta do autor o explicitado em

A evolução, assim como a replicação do ácido nucleico, própria da reprodução e da autopoese — capacidade de auto-organização e autorregeneração dos seres vivos —, é um “tropeço para adiante”, destinado a protelar a ameaça da dissolução termodinâmica. A maioria dos átomos de nossos corpos é feita de hidrogênio — o elemento que, como gás, de acordo com os modelos astronômicos, foi explosivamente deslocado para além dos confins do sistema solar interno, quando o Sol se acendeu. Hoje em dia, gases ricos em hidrogênio, como a amônia, existem não apenas nas atmosferas dos gigantescos planetas externos, mas também no sistema solar interno, onde a vida os preservou com sua mesmíssima estrutura, desde que começou a se manter e a se reproduzir.

(MARGULIS & SAGAN, 2002, p. 92)

Mutações aleatórias podem gerar modificações que diminuem o potencial adaptativo de uma população, levando à sua provável extinção.

Determinados processos biológicos permitem manter os sistemas vivos afastados de um equilíbrio termodinâmico, ao gerar e estabelecer uma ordem interna intrínseca à vida.

A reprodução sexuada é o único processo evolutivo que permite desenvolver variações genéticas que garantem a manutenção das espécies ao ambiente.

A replicação semiconservativa do DNA é responsável diretamente pela capacidade de expressão da informação genética contida nos cromossomos.

A evolução e a replicação do DNA favorecem uma estabilidade autopoética dos seres vivos, ao aproximá-los de uma dissolução termodinâmica.

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

Os ecólogos que se dedicam ao estudo da Evolução estão elaborando e testando hipóteses sobre o modo pelo qual espécies que interagem afetam reciprocamente a sua evolução. Por exemplo, o antagonismo entre presa e predadores e entre hospedeiros e parasitas ou patógenos pode levar a “corridas armamentistas” evolutivas, nas quais cada um muda em resposta a mudanças do outro. As adaptações resultantes podem ser intricadas: as plantas, por exemplo, desenvolveram diversas defesas químicas contra herbívoros e patógenos, incluindo compostos, como a nicotina, a cafeína e o ácido salicílico, que os humanos usam para diversos fins. Entretanto, cada uma dessas defesas foi vencida por algumas espécies de insetos, que desenvolveram mecanismos fisiológicos para neutralizá-las. (FUTUYMA, 2002, p.24)

Com base nas informações contidas no texto e no conhecimento a respeito da influência das alelobioses na evolução biológica, é possível afirmar:

O parasitismo é uma relação desvantajosa para a manutenção do equilíbrio dos ecossistemas naturais.

As “corridas armamentistas” permitem, ao longo do processo co-evolutivo e apesar das mudanças adaptativas, municiar as espécies envolvidas para que permaneçam interagindo reciprocamente.

A cafeína e o ácido salicílico são exemplos de substâncias químicas que favorecem a sobrevivência das espécies que vivem em protocooperação com determinadas plantas.

A competição interespecífica entre espécies dificulta o processo evolutivo de determinados grupos, ao eliminar indivíduos menos aptos ao ambiente.

Novas características adaptativas surgem nos parasitas como resposta direta à presença de mecanismos de defesa fisiológica dos seus hospedeiros.

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

[...] a História da Evolução tem dois componentes principais: a ramificação das linhagens e as mudanças dentro das linhagens (incluindo a extinção). Espécies inicialmente similares tornam-se cada vez mais diferentes, de modo que, decorrido tempo suficiente, elas podem chegar a apresentar diferenças profundas. [...] Os padrões hierarquicamente organizados de aspectos comuns entre as espécies — tais como as características comuns de todos os primatas, de todos os mamíferos, todos os vertebrados, todos os eucariontes e todos os seres vivos — refletem uma história na qual todas as espécies vivas podem ser seguidas retrospectivamente ao longo do tempo, até se chegar a um número cada vez menor de ancestrais comuns. (FUTUYMA, 2002, p.3)

A partir da análise dos conceitos evolutivos expostos no texto, é possível afirmar:

Todas as formas de vida, da bactéria aos humanos, estão ligadas por cadeias descontínuas de descendência.

As árvores filogenéticas expressam a evolução linear existente entre os seres vivos através de convergências adaptativas presentes durante a formação dos grandes grupos de organismos.

As provas da descendência de ancestrais comuns também residem nas características comuns dos organismos vivos, incluindo sua anatomia, seu desenvolvimento embrionário e seu DNA.

A cladogênese é o processo evolutivo que justifica as mudanças que ocorrem ao longo do tempo dentro de uma única linhagem.

Os padrões hierarquicamente organizados de aspectos comuns entre as espécies atuais são denominados de analogias e são derivados de uma irradiação evolutiva que ocorreu ao longo da história evolutiva dos grupos vivos.

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

Afirmar que a Evolução é um fato é confrontar-se com controvérsias, pois provavelmente nenhuma afirmação em toda a Ciência desperta tanta oposição emocional quanto a evolução biológica. Apesar disso, nenhuma hipótese científica diferente da descendência comum com modificações consegue elucidar e fazer previsões a respeito da unidade, diversidade e propriedades dos organismos vivos.
[...] A Teoria da Evolução é controversa porque é percebida por algumas pessoas como sendo incompatível com crenças religiosas, especialmente no que diz respeito à natureza e às origens humanas.
[...] A maioria dos biólogos que estuda a Evolução concorda que as questões referentes à crença espiritual não podem ser decididas pela Ciência, que, pela sua natureza, é limitada a determinar causas naturais observáveis, não pode pronunciar-se a respeito de assuntos sobrenaturais e não pode dar respostas a perguntas filosóficas ou éticas fundamentais.
(FUTUYMA, 2002, p. 42)

A partir de uma análise com base científica do tema abordado no texto, é possível inferir que

a ciência apresenta todas as informações necessárias para compreender a realidade a partir de um estudo detalhado e preciso das partes componentes do Universo.

a religião deve validar as descobertas da ciência para que as teorias científicas permaneçam respaldadas ao longo do tempo.

a evolução biológica enfrentou muitos questionamentos no passado por defender a idéia de imutabilidade da espécie humana em relação às outras espécies vivas atuais.

o convívio harmônico entre os diversos modelos de percepção da realidade — ciência, artes, religião etc — favorece uma compreensão de mundo que apresenta afinidade com uma diversidade de pensamento.

a ciência, por estar sustentada em observações e experimentação, deve ser capaz de explicar até mesmo os fenômenos considerados espirituais, sobrenaturais ou metafísicos.

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

[...] podemos dizer que a teoria da evolução por seleção natural envolve o acaso e a necessidade. O acaso aparece na aleatoriedade do processo mutacional de geração de diversidade. A necessidade, no processo de reprodução diferencial dos indivíduos mais bem adaptados ao ambiente.
A ideia revolucionária de Darwin foi que essas duas forças combinadas eram suficientes para explicar, de forma natural, a emergência e evolução das diversas formas de vida na Terra. (PENA, 2007, p. 84)

A opção que melhor se aproxima do conceito desenvolvido inicialmente por Charles Darwin para explicar a evolução biológica através da seleção natural é

O acaso gera variabilidade conforme a natureza vai necessitando de determinadas características adaptativas.

A reprodução diferenciada preserva indivíduos frutos da união de espécies diferentes mais bem ajustadas ao ambiente em que vivem.

A evolução biológica é considerada um processo plenamente aleatório devido à imprevisibilidade dos seus resultados adaptativos.

A adaptação é uma das principais consequências da ação da seleção natural, ao favorecer a capacidade média dos organismos de uma população de sobreviver e reproduzir no seu ambiente.

Mudanças no conjunto gênico das populações favorecem a formação de espécies que se tornam independentes das condições impostas pelo ambiente natural.

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UEFS 2010 - Biologia - Evolução biológica, Origem e evolução da vida

Considerando-se os diversos processos evolutivos envolvidos na geração da vida multicelular e as suas consequências na formação do diversos grupos atuais de seres pluricelulares, é possível afirmar que

Os micro-organismos foram as primeiras formas de vida na Terra. Com eles, iniciava-se a história da sua futura relação com o ser humano. As bactérias foram testemunhas de todas as formas de vida que surgiram a seguir e de muitas que viriam a se extinguir. Surgiram há cerca de quatro bilhões de anos e reinaram absolutas até seiscentos milhões de anos, época em que apareceram outras formas de vida, dessa vez multicelulares. (UJVARI, 2003, p. 14).

a pluricelularidade evoluiu a partir de um aumento da autonomia metabólica entre as células que exercem funções semelhantes.

a diversificação das funções citoplasmáticas, a partir da presença de endomembranas, foi um dos fatores favoráveis para o estabelecimento, com sucesso, da pluricelularidade no mundo vivo.

o contexto colonial foi uma das etapas intermediárias na evolução de seres procariontes unicelulares em seres procariontes pluricelulares.

a endossimbiose que originou o cloroplasto antecedeu o processo que originou a mitocôndria ao longo da formação dos grupos atuais de seres vivos.

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UEFS 2010 - Biologia - A origem da vida na Terra, Origem e evolução da vida

É possível identificar como uma característica exclusiva do padrão organizacional dos organismos que representam as primeiras formas de vida presentes na Terra a

presença de uma membrana lipoproteica, que permite isolar a célula das trocas com o ambiente externo.

diversidade de estruturas endomembranosas que desempenham funções específicas no citoplasma celular.

presença do material genético restrito a um ambiente próprio e interno devido à existência de uma membrana delimitante.

ocorrência de processos bioenergéticos fotoautótrofos, que convertem a energia luminosa em energia química presente nas moléculas orgânicas.

realização simultânea, durante a expressão da informação genética, da transcrição e da tradução do código genético envolvendo uma mesma molécula de RNA.