Da fermentação à respiração: como os primeiros seres vivos obtinham energia?

Todos os seres vivos precisam de energia para sobreviver. Essa energia é obtida através dos processos metabólicos, que modificam substâncias possibilitando que cada parte do organismo realize suas funções.  Com tantas opções de vias metabólicas, como os primeiros seres vivos obtinham seu suprimento energético?

Ainda não se sabe ao certo como surgiram os primeiros organismos vivos do planeta, mas duas hipóteses são muito bem explicadas e plausíveis. Entenda cada uma delas:

Hipótese Heterotrófica

 Na Terra primitiva, os primeiros organismos eram estruturalmente simples, sem a incrível capacidade de produzir seu próprio alimento. Eles viviam em um ambiente aquático, rico em substâncias nutritivas, provavelmente sem oxigênio na atmosfera, nem dissolvido na água dos mares. Nessas condições, os seres vivos retiravam energia dos alimentos por um processo simples, semelhante à fermentação.

Esses organismos heterótrofos começaram a se reproduzir. A abundância deles reduziu o alimento disponível, o que provavelmente deve ter provocado uma intensa competição. Acredita-se que esse fenômeno, juntamente com o acúmulo de CO2 na atmosfera, propiciou um cenário ideal para o sucesso dos primeiros organismos autótrofos (fotossintetizantes), que utilizaram a energia solar, a água e o gás carbônico para a produção de energia. Com o surgimento dessa nova via metabólica, O2 foi liberado na atmosfera criando um ambiente favorável à sobrevivência e reprodução dos heterótrofos respiradores.

Hipótese Autotrófica

A gente sempre imagina que a evolução caminha de acordo com a complexidade. Mas nem sempre é assim! A hipótese autotrófica, mais aceita atualmente, defende a ideia de que os primeiros seres vivos seriam autótrofos, ou seja, capazes de fabricar seu próprio alimento.

Quando o planeta Terra estava em formação, meteoritos colidiam fortemente com a sua superfície. Alguns pesquisadores acreditam que não seria possível sobreviver a esse bombardeio cósmico e que essa Terra bombardeada não teria alimento suficiente para sustentar o aumento populacional até o aparecimento dos fotossintetizantes. Muito provavelmente, a vida deve ter surgido no fundo dos mares primitivos com seres autótrofos com produção energética era bem diferente da fotossíntese atual, tendo reagentes formados provavelmente por ferro e enxofre, que eram muito abundantes na Terra primitiva.

sulfeto de ferro + gás sulfídrico à dissulfeto de ferro + hidrogênio + energia

Equação: FeS + H2S à FeS2 + H2 + Energia

Para reforçar essa teoria, cientistas descobriram um grupo de bactérias com características muito primitivas, que obtêm energia de um modo muito semelhante com o que foi descrito acima. Essas bactérias são chamadas de quimiolitoautotróficas e vivem próximas à vulcões e em fontes de água quente, situação muito parecida com as condições da Terra primitiva.

por Ayling Ng

Fonte:

AMABIS, José Mariano. Biologia. Volume 1. Editora Moderna.

infoescola.com

oceanografia.ufba.br

sobiologia.com.br

Fotossíntese e Respiração Celular: Mecanismos semelhantes, funções distintas.

Ola garotos,

Vimos em sala que a fotossíntese é um processo muito importante para a manutenção da vida na terra. Esse processo ocorre principalmente nas folhas, em uma organela da célula vegetal chamada de cloroplasto. Vimos também que ela ocorre especificamente na membrana tilacóide do cloroplasto onde há uma série de complexos protéicos que estão envolvidos na capitação e transformação da energia vinda da luz solar em uma energia potencial pela formação de um gradiente de prótons e formação de moléculas redutoras. Elétrons que são energizados pela luz são transportados através desses complexos protéicos e induzem a formação do gradiente de prótons falado acima. Esse gradiente de prótons formado resultará na formação de ATP devido a passagem desses prótons por uma proteína também presente na membrana tilacóide chamada de ATP sintetase.

A questão é a seguinte. Se observarmos com mais calma veremos uma coisa interessante. A cadeira transportadora de elétrons na fotossíntese é muito parecida com a cadeia transportadora de eletros que ocorre na respiração celular. Enquanto a fotossíntese ocorre no cloroplasto, a respiração celular ocorre na mitocôndria. Se compararmos essas duas organelas celulares veremos que elas possuem muitas coisas em comum.

Cloroplasto

Mitocôndria

Os mecanismos de produção de ATP são os mesmos: a formação de um gradiente eletroquímico para o acúmulo de uma energia potencial e a transformação dessa energia potencial em energia química. A diferença básica é a inversão da formação gradiente de prótons: enquanto no cloroplastos esse gradiente é formando dentro do espaço tilacóde, na mitocôndria ele é formado no espaço intermembranas.

Fotossíntese

Respiração Celular

Isso nos sugere, falando em evolução, que esses processos tiveram uma origem comum, em um organismo comum e com o decorrer do tempo a evolução deu funções distintas para esse processo. Essas observações levaram a formação da Teoria da Endossimbiose dessas organelas: Mitocôndrias e Cloroplastos. Vocês poderiam dar uma olhada nesse assunto.

Sobre fotossíntese, vejam o vídeos abaixo.

Espero ter sido claro,

 por Vinicius Ferreira

Fonte:

LOPES, S.; ROSSO, S. Biologia, São Paulo: Saraiva, 2005. Volume Único.

RAVEN, H.P.; EVERT, R.F.; EICHHORN, S.E. 1996. Biologia Vegetal. 5 ed. Rio de Janeiro, Ed. Guanabara Koogan.