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.

Etileno - O hormônio do amadurecimento!

Olá pessoal,

depois de falarmos da polinização, vamos aproveitar o embalo e falar um pouco do fitormônio etileno! (http://eusoumaisbio.blogspot.com.br/2011/08/depois-da-polinizacao-e-no.html).

Esse é um assunto interessante, pois, sendo o etileno um dos gases resultantes da combustão de vários materiais, torna-se multidisciplinar, podendo aparecer em questões de física, química e biologia. 

Durante o século XIX, o etileno era utilizado para a iluminação das ruas. Foi também observado que árvores em praças públicas próximas as lâmpadas de iluminação perdiam suas folhas de forma mais acentuada que as demais.  

O uso dele na agronomia vem ocorrendo desde os antigos egípcios, que utilizavam a fumaça de incenso para acelerar a maturação dos frutos. Sendo esse gás um dos produtos da combustão, outros povos também o utilizava para outros fins como o desfolhamento de árvores, acendendo fogueiras ao redor das plantações.

Esse fitormônio é produzido em quase todas as células, após a polinização e para maturação dos frutos, envolvido também em vários processos do crescimento vegetal. Sua produção é estimulada e regulada pelas auxinas (http://eusoumaisbio.blogspot.com.br/2011/08/auxinas-primeiro-fitormonio-descoberto.html). 

Fatores ambientais também interferem nessa produção: a luz inibe a síntese nas células fotossintéticas e o CO2 e o estresse (estresse hídrico, pragas, etc) promovem a síntese. Seu estado natural é o gasoso e por isso pode ser transportado por difusão até o local de ação.

Acredita-se que o etileno tenha ação sobre  o aumento do nível de RNAm elevando a concentração de enzimas especificas no tecido-alvo. Ele é geralmente usado na agricultura para:

*controle da floração, já que sua presença na maioria dos vegetais retarda esse processo;

*alongamento de caules e raízes, essencial para a sobrevivência de dicotiledôneas emergindo do solo, pois está envolvido com a “força” plumular na germinação;

*amadurecimento dos frutos, estimulando esse processo aumentando a taxa respiratória nos frutos chamados climatérios;

Na prática usa-se o carbureto como gerador de acetileno, para estimular o amadurecimento uniforme de vários tipos de frutos. Ao contrário, para retardar o amadurecimento de frutos, é comum a utilização de câmaras de armazenagem, nas quais seja possível reduzir a temperatura e a pressão, visando a remoção de etileno e de oxigênio. Já existem plantas transgênicas nas quais a síntese de etileno está bloqueada e cujos frutos apresentam retardo no amadurecimento. 

Outras utilidades desse fitormônio na agricultura envolvem: abscisão, senescência, estímulo de floração feminina, sistema de defesa da planta contra pragas, etc.

Lembrando que esse e os outros fitormônios são também utilizados na indústria, como na produção de perfumes e outros cosméticos, por exemplo.

por Ayling NG

FONTE:

http://umaquimicairresistivel.blogspot.com.br

http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAgC8AK/etileno-pdf-etileno

http://dc348.4shared.com/doc/NG4NFVsU/preview.html

Polinização: O segredo das Angiospermas

Ola garotos,

Na nossa última aula começamos a falar sobre o grupo das Angiospermas. A palavra angiosperma, do grego angos = urna e sperma = semente, remete a uma característica desse grupo que é ter a semente envolvida por uma “urna” que seria o fruto. Mas como discutido em sala, a principal característica das angiospermas é a presença das flores, onde nós encontramos as estruturas reprodutivas das plantas: o androceu (estrutura masculina) e o gineceu (estrutura feminina). Sabemos que as Briófitas e Pteridófitas são grupos de plantas que dependem da água para se reproduzir. Sabemos que já as Gimnospermas não dependem mais da água, mas o vento daria conta de entregar o gameta masculino (pólen alado) ao gameta feminino (óvulo). Então, como será que acontece a entrega do gameta masculino ao feminino nas Angiospermas? Será que essa característica das Gimnospermas foi mantida nas Angiospermas? Em parte sim!

Nas Angiospermas, essa entrega do pólen para o óvulo, que chamamos de Polinização pode ocorrer pelo vento como nas gramíneas, mas normalmente as Angiospermas possui organismos que colaboram com o processo de polinização: esses organismos são os Polinizadores. Os polinizadores geralmente são animais, como insetos, mamíferos e aves. Quem nunca viu uma abelha, uma borboleta ou um beija-flor indo de flor em flor? Pois bem, uma parte do que eles estão fazendo nesse processo de ir de flor em flor se chama polinização.

Gramínea

Polinização

Abelhas carregando pólen

Mas outra pergunta é importante. Porque esses animais fazem isso? Será que é porque eles são legais? A resposta é não! Na verdade esses animais vão à procura de recursos nas flores. Quem nunca ouviu falar em néctar? Pois então, os recursos que as angiospermas têm a oferecer nas flores são:

NÉCTAR (rico em carboidratos)

GRÃO DE PÓLEN

ÓLEOS

Nesse processo de coleta desses recursos oferecidos geralmente na flor, os animais se carregam de grão de pólen, acidentalmente, e acabam entregando os grãos de pólen na próxima coleta em outra flor. Geralmente, cada espécie de planta tem seu polinizador específico. Desse jeito, o grão de pólen não é entregue numa planta de outra espécie. O trabalho dos polinizadores é muito importante, pois sem a polinização, não haverá fecundação e nem a formação de frutos e sementes. Os frutos e sementes são a base da alimentação dos seres humanos.

Entenderam? Espero que sim! Qualquer dúvida, o EUSOUMAISBIO responde.

By Vinicius Ferreira

Referências:

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

http://www.infoescola.com/wp-content/uploads/2010/10/polinizacao.jpg

https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhOrG4emPKEy-7xCiF_syHgHjqjk-VEIq1ovoL0MPoHtRP4xVGnqefNoQ20wUc2newEBR4UrG5PSM67J4jQyT6deGruJ3yzO8c6uFBwSPYOBS1E_LgzxtoeIw_BjgwSNoWUUcd5_Yh4IXU/s1600/IMG_4358+%2528labeled%2529.jpg

A Árvore da Vida

Oi pessoal,

Em minhas viagens por links na internet eu descobri um site muito legal que se chama The Open University. Na verdade se trata de um site de educação a distância no qual se pode fazer Cursos de Graduação e Pós Graduação. Eu não sei dizer se os cursos são gratuitos.

O link é este: http://www.open.edu/openlearn/nature-environment/natural-history/tree-life

Trata-se a Árvore da Vida (Tree of Life) onde podemos ver os principais grupos de organismos vivos e suas relações evolutivas com outros grupos. Apesar de estar em inglês o aplicativo é muito simples de usar. Acessem!

Em breve próximo post.

por Vinicius Ferreira

Meiose - dupla divisão!

Pessoal,

desculpem-nos pelo tempo ausente de postagens, mas no final do ano tudo fica mais corrido!
Vamos continuar nossa viagem pela célula falando agora da divisão meiótica.

A meiose é um tipo de divisão reducional que gera gametas, esporos (vegetais) e até um organismo adulto no caso de protistas e fungos que possuem apenas o zigoto diplóide.

Esse tipo de divisão produz células-filhas geneticamente diferentes entre si e diferentes da célula-mãe, proporcionando maior diversidade ao material genético que vai ser herdado pelo zigoto!
O fato de o material genético ser reduzido à metade também permite que o número cromossômico da espécie seja mantido. Repare que para o zigoto ter "2n" é necessário que os gametas tenham "n":

A meiose é dividida em duas etapas: Meiose I e Meiose II.
Não vamos aqui detalhar cada fase das duas etapas, apenas apontaremos pontos importantes.

Meiose I (prófaseI, metáfaseI, anáfaseI e telófaseI):

• redução do número cromossômico
• uma célula diplóide se divide em duas células haplóides
• segregação casual dos homólogos
• crossing-over

O crossing-over é um dos fenômenos mais importantes, pois é por conta dessa "troca de pedaços" evidenciada pelo quiasma, que ocorre a recombinação gênica, o que aumenta a variabilidade genética. Esse evento é aleatório e ao acaso durante a Prófase I, não sendo portanto obrigatório.

Meiose II (prófaseII, metáfaseII, anáfaseII e telófaseII):

• não há mais redução do número cromossômico
• 2 células haplóides se dividem dando origem a 4 células haplóides

Na meiose II não há pareamento de homólogos, há separação de cromátides irmãs.

As fontes de variabilidade são, portanto:

• segregação dos cromossomos hompologos ao acaso na meiose I
• crossing-over
• segregação dos cromossomos ao acaso na meiose II

MITOSE

1. células somáticas e germinativas
2. uma divisão equacional
3. mantém o número de cromossomos
4. resulta em 2 células-filhas geneticamente iguais entre si e à célula-mãe
5. as células-filhas, em geral, podem sofrer outra mitose
6. não há permuta gênica entre cromossomos homólogos
7. há separação de cromátides-irmãs

MEIOSE

1. células germinativas
2. uma divisão reducional e outra equacional
3. reduz o npumero de cromossomos
4. resulta em 4 células-filhas geneticamente diferentes entre si e da célula-mãe
5. as células-filhas não podem sofre outra meiose
6. pode ocorrer permuta gênica entre cromossomos homólogos
7. há separação de homólogos e depois de cromátides-irmãs