Experimentos de Miller, Experiência, Hipótese Experimentos de Miller
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Em 1954, o cientista norte-americano Stanley L. Miller construiu um aparelho onde reuniu metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, numa tentativa de recriar, em laboratório, as prováveis condições reinantes na atmosfera primitiva. Imaginando que as descargas elétricas poderiam ter constituído uma fonte de energia capaz de promover o rompimento de ligações químicas das moléculas dos "gases primitivos", Miller submeteu os gases, reunidos, a faíscas elétricas de alta intensidade.
Depois de algum tempo, observou o acúmulo de substâncias orgânicas numa determinada região do aparelho, entre as quais encontrou vários aminoácidos. Pouco anos depois (1957), baseando-se nos experimentos de Miller, Sidney Fox, também norte-americano, aqueceu uma mistura seca de aminoácidos. Fox partiu da suposição de que os compostos orgânicos caídos com as chuvas formavam massas secas sobre as rochas quentes, após a evaporação da água. Ao final de sua experiência constatou a presença de proteinóides (moléculas de natureza protéica constituídas por alguns poucos aminoácidos), numa evidência de que os aminoácidos teriam se unido através de ligações peptídica, numa síntese por desidratação.
Todas essas experiências demonstraram a possibilidade da formação de compostos orgânicos antes do surgimentos de vida na Terra. Isso veio favorecer a hipótese heterotrófica, uma vez que a existência prévia de matéria orgânica é um requisito básico não só para a alimentação dos primeiros heterótrofos, como também para sua própria formação. Fonte: www.biomania.com
Antigamente, acreditava-se que as bactérias nasciam espontaneamente de seres não vivos, o que mais tarde foi provado ser errado por Pasteur com a sua famosa experiência com uma retorta. Ironicamente hoje compreendemos que a primeira vida na Terra foi na realidade originada em ambientes abióticos. De fato, moléculas orgânicas foram geradas com sucesso de elementos abióticos pelos cientista Miller e Urey. A evolução da vida química abiótica segue quatro etapas principais: 1. A síntese abiótica e acumulação de moléculas orgânicas ou monômeros como os aminoácidos e nucleótidos. 2. A junção de monômeros em polímeros íncluindo proteínas e ácidos nucleicos. 3. A agregação de moléculas produzidas abioticamente em dropletos, protobiontes que tinham característica químicas diferentes do seu meio. 4. Origem da hereditariedade. Para compreender como ocorreu esta criação de vida a partir de material abiótico temos de considerar duas idéias muito importantes: 1. A extensão da idéia de seleção natural para nível químico. 2. A compreensão de que o estado do mundo primitivo quanto a vida primitiva apareceu devia ser muito diferente do presente: a) Atmosfera não oxidante: o presente nível de oxigênio que se começou a acumular há cerca de dois bilhões anos atrás com a presença de cianobactérias, deveria ter sido mortal para o organismo primitivo. b) Recursos abundantes produzidos não biologicamente. c) Uma grande escala de tempo muito elevada.
Experiência de Miller
A experiência de Miller: síntese abiótica de moléculas orgânicas Já na primeira metade deste século foram realizados algumas tentativas de simulação laboratorial do ambiente da terra primitiva, todavia os resultados não foram em geral encorajadores. Em princípios da década de cinquenta, Harold Urey, que estudava então as atmosferas redutoras, estava também fortemente convencido, tal como Oparin, de que a atmosfera gasosa terrestre primitiva era fortemente redutora e continha essencialmente metano, hidrogênio, amoníaco e vapor de água. Foi a partir desta mistura que Stanley Miller, então joven colaborador, montou um dispositivo idêntico ao representado na figura ao lado e simulou nele algumas condições que se admitia, segundo o modelo de Oparin-Haldane, terem existido na atmosfera primitiva. Miller, com a mistura de metano, amoníaco, vapor de água e hidrogénio que preparou, simulava a atmosfera primitiva terrestre submetendo-a a descargas eléctricas de alta vontagem. A ideia básica desta experiência era fornecer energia a essa mistura gasosa e verificar se se produziam moléculas orgânicas. Os gases, depois de terem sido submetidos a descargas eléctricas na ampola, passam ao longo de um condensador onde eram refrigerados, formando-se uma solução na qual são possíveis outras reações. Como algumas fontes de energia tendem a destruir as moléculas formadas, os investigadores, fazendo circular os gases, retiram as moléculas produzidas da fonte de energia, evitando assim a sua destruição. Depois de uma série de descargas eléctricas, o líquido, inicialmente incolor, passou a um castanho-alaranjado, o que mostra que possivelmente novas moléculas se haviam formado. Miller, empregando uma técnica analítica de cromatografia em papel, analisou a composição da mistura verificando que se tinha produzido grande número de compostos orgânicos, entre as quais vários aminoácidos e outros moléculas básicas da vida. Algumas pistas moleculares da origem da vida na terra:
As moléculas de organismos vivos são ricas em compostos de hidrogênio e carbono. Isto sugere que existia pouco ou nenhum oxigênio molecular na Terra primitiva. Todos os aminoácidos existem tanto no estado destrógino e no estado levógino. Contudo só 20 aminoácidos da variedade levógino são usados pelos organismos vivos em proteínas. Tal sugere que houve uma única origem da vida. DNA e RNA são a base universal de todas as formas de vida da terra. Em qualquer célula, os primeiros passos do metabolismo de carbohidratos sugere uma mesma origem. Fonte: www.if.ufrj.br
Na década de 1950, os cientistas foram em perseguição da origem da vida. Em todo o mundo, a comunidade científica estava examinando o tipo de ambiente que seria necessário para permitir o início da vida. Em 1953, Stanley L. Miller e Harold Urey C., trabalhando na Universidade de Chicago, realizaram uma experiência que iria mudar a abordagem de investigação científica sobre a origem da vida.
Hipótese Heterotrófica: Acreditava que os primeiros organismos eram estruturalmente muito simples, e é de se supor que as reações químicas em suas células também o fossem. Eles viviam em uma ambiente aquático, rico em substâncias nutritivas, mas não havia oxigênio na atmosfera, nem dissolvido na água dos mares. Nessas condições, é possível supor que, tendo alimento abundante ao seu redor, esses primeiros seres teriam utilizado esse alimento já pronto como fonte de energia e matéria prima.
Hipótese Autotrófica: tende a substituir a Hipótese Heterotrófica. A principal evidência a favor dessa hipótese foi a descoberta das bactérias quimiolitoautotróficas que utilizam a energia liberada por reações químicas entre componentes inorgânicos da crosta terrestre para fabricar suas próprias substâncias alimentares. Fonte: www.darwin.com.br
EXPERIÊNCIA DE MILLER-UREY (1953)
Síntese pré-biótica em condições primitivas com formação de simples moléculas orgânicas.
Introdução gases semelhantes ao da atmosfera primitiva.
Formação de simples componentes orgânicos como aminoácidos, nucleotídeos e açúcares.
Stanley Miller desenvolveu um experimento que onde projetou e construiu um aparelho que reproduzia as condições Terra primitiva. Parte desse aparelho consistia em um balão de vidro em que Miller colocou os gases que se presumia que poderiam ser encontradas na atmosfera primitiva submetendo-os a um aquecimento elevado e constante descargas elétricas.
O vapor d'água era fornecido por outro balão contendo água em ebulição. Posteriormente ele se condensava e precipitava simulando a chuva.
Após uma semana, Miller coletou o produto que se acumulou no reservatório do aparelho e pode comprovar a presença de carboidratos e aminoácidos, sendo quatro deles abundantes nos seres vivos.