User:Extremophile/Abiogenesis

Explanation: this is a sketch and/or a source of raw material for improvement of the current abiogenesis article.

It have originally been made to the improvement of the abiogenesis' article of the Wikipedia in Portuguese, so it's mostly in portuguese.

You're very welcome to help translating it (note: there are some typos). I think that it's too soon to worry on rewrite for aesthetical issues or even ortography, since it's for while only barelly formated, not well organized, and probably will require to be nearly rewriten to a great extent, just using the content. I wonder if wouldn't be better to translate it only when I finish writing/organizing it in portuguese.

You're also welcome to help if you're interested or have considerable knowledge in the subject, you can contribute by adding relevant data, preferably with references. In case it's just barely translated by the time you see it, in order to not waste your time gathering redundant material, check the "references" part of the article's sketch or any link that may appear in the middle the text - this may be done as a note to include something about whatever is in that link at that point of the text. As an ending note, this text is being writen more in the line of history of science rather than dealing deeply with the technical issues mentioned; more technical issues, at least as I plan, should be dealt in separated articles of each specific thing that worth that.

--Extremophile 04:03, 28 February 2006 (UTC)

Abiogenesis (Greek a-bio-genesis, "non biological origins") is, in its most general sense, the generation of life from non-living matter. Today the term is primarily used to refer to theories about the chemical origin of life, such as from a primordial soup. Earlier notions of abiogenesis, long discarded by science, are now more commonly known as spontaneous generation, held that living organisms are generated by decaying organic substances, e.g. that mice spontaneously appear in stored grain or maggots spontaneously appear in meat.

Earlier ideas on spontaneous generation

Chronology

• ADD more here
• 1668 Redi - demnostrations with meat in sealed tubes
• 1683 Leeuwenhoek - discovers microbes
• 1877 Cohn - shows the existence heat-resistant endospores of bacteria
• Complete here

First known proponents and defenders of various differnt ideas in the sense of spontaneous generation were Anaximander, Anaximenes, Xenophanes, Parmenides, Empedocles, Democritus and Anaxagoras

The most influent proponent of spontaneous generation in ancient times though was Aristotle, who supposed the existence of a "vital heat" within some portions of matter. In his Generation of Animals Bk 3, ch 11, he writes:

All those which do not bud off or 'spawn' are spontaneously generated. Now all things formed in this way, whether in earth or water, manifestly come into being in connexion with putrefaction and an admixture of rain-water. For as the sweet is separated off into the matter which is forming, the residue of the mixture takes such a form. Nothing comes into being by putrefying, but by concocting; putrefaction and the thing putrefied is only a residue of that which is concocted. For nothing comes into being out of the whole of anything, any more than in the products of art; if it did art would have nothing to do, but as it is in the one case art removes the useless material, in the other Nature does so. Animals and plants come into being in earth and in liquid because there is water in earth, and air in water, and in all air is vital heat so that in a sense all things are full of soul. Therefore living things form quickly whenever this air and vital heat are enclosed in anything. When they are so enclosed, the corporeal liquids being heated, there arises as it were a frothy bubble. Whether what is forming is to be more or less honourable in kind depends on the embracing of the psychical principle; this again depends on the medium in which the generation takes place and the material which is included.

These basic concepts lasted for a long time. In the 8th century, there was the popular belief that some gooses were born certain coastal trees; they've accounte that some watermelon-like fruits cotained completely formed sheep inside.

In the 16th century, Paracelsus described many observations related with spontaneous generation of animals such as frogs, rats, eels, and turtles, from sources such as water, air, timber, among others.

Alexander Ross, in commenting on Sir Thomas Browne's doubt as to "whether mice may be bred by putrefaction", gives a clear statement of the common opinion on abiogenesis held until about two centuries ago. Ross wrote:

So may he (Sir Thomas Browne) doubt whether in cheese and timber worms are generated; or if beetles and wasps in cows' dung; or if butterflies, locusts, grasshoppers, shellfish, snails, eels, and such like, be procreated of putrefied matter, which is apt to receive the form of that creature to which it is by formative power disposed. To question this is to question reason, sense and experience. If he doubts of this let him go to Egypt, and there he will find the fields swarming with mice, begot of the mud of Nylus, to the great calamity of the inhabitants

J. B. Van Helmont wrote a recipe to spontaneously generate mice in 21 days: it consisted in lefting in some place, some dirty clothes (the "vital heat", the "living principle" would be on it's sweat), and wheat seeds

Spontaneous generation was accepted by theologians such as Thomas Aquinas, and scientist ssuch as Isaac Newton and William Harvey

Schwann Mais tarde, a GE voi a enfrentar oposição, blabla Redi

17th century: Redi

In the 17th century was still believed that small creatures, from small "worms" (which were in fact maggots) to rats could arise spontaneous from nonliving matter, even though that the ultimate origin of life was attributed to divine powers.

The Tuscan natural phylosopher Francesco Redi (1626-1697) believed that the living beings came only from other living beings, what he called homogenesis in the cases which the generated offspring were of a equal kind of its progenitor, and heterogenesis when the offspring was of another kind

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Developing notes/troubles

• I've read somewhere, perhaps it's listed on the references, that although Redi disproved that worms came from putrefying meat, he believed that gall insects were spontaneously generated, which was not much later disproven by some others. But I guess that gall insects might be an example of what he called "heterogenesis", rather than spontaneous generation per se. Heterogenesis, though, was later used by others to express spontaneous generation; so the distinction between the terms and beliefs can be confused

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Em 1668 fez experimentos visando provar que os supostos "vermes" não nasceriam em carne que ficasse inacessível às moscas, protegidas por tampas, de forma [[que elas não pudessem depositar lá seus ovos. Em seu "Experiências sobre a geração de insetos", Redi disse:

Embora me sinta feliz em ser corrigido por alguém mais sábio do que eu caso faça afirmações errôneas, devo expressar minha convicção de que a Terra, depois de ter produzido as primeiras plantas e animais, por ordem do Supremo e Onipontente Criador, nunca mais produziu nenhum tipo de planta ou animal, quer perfeito ou imperfeito...

Acreditava que o que aparentava ser geração espontânea em muitos casos na verdade era oriundo de ovos serem depositados por moscas no material em putrefação. Seu experimento consistia em deixar vários frascos contendo carne, metade tampados e outra metade destampada. No entanto notou que esse método não provava satisfatoriamente, pois enquanto as tampas dos frascos impediam o acesso das moscas, impediam também a renovação no ar no interior dos frascos, talvez então impedindo que o suposto "princípio ativo" propiciasse a geração espontânea dos "vermes". Para dar conta dessa parte do problema, aperfeiçoou o experimento, tampando os frascos com gaze, que permitia a entrada de ar. O resultado foi o mesmo; embora os "vermes" não tivessem surgido dentro da carne, por ter sido impedido o acesso das moscas, apareceram várias larvas no exterior da gaze, tentando forçar sua entrada, as quais foram removidos por Redi.

Apesar dessas repetições dos testes aparentarem uma preocupação científica, Redi também disse que as fazia "para ter mais certeza daquilo que já tenho quase certeza". As repetições de experimentos naquele momento da história não eram feitas por uma abordagem realmente científica do problema. As finalidades de testes experimentais e o papel das expectativas pré-concebidas e os padrões de prova científica era diferente para os filósofos naturais da época, que não priorizavam a investigação científica imparcial mas sim agradar à corte e os patrícios. Não raramente os experimentos eram sugeridos pelo próprio Grão-Duque, que também era a maior autoridade nos debates conduzidos, autenticando os experimentos e as narrativas que eles originavam.

Os experimentos de Redi, de qualquer forma, bem como os de Spallanzani e de Pasteur, nos séculos seguintes, vieram a reforçar cada vez mais o vitalismo - a idéia de que apenas os tecidos vivos teriam o "princípio vital" aristotélico, que os fazia diferir fundamentalmente da matéria não viva, ou "inanimada", ao serem capazes de produzir as substâncias orgânicas. Nesse momento, tanto as idéias de geração espontânea quanto que a vida apenas surgia de vida eram vitalistas.

18th Century: Needham e Spallanzani

O debate sobre a geração espontânea era também dividido entre os epigeneticistas - defendendo a geração espontânea, e como Aristóteles, que os embriõess fossem formados por uma força organizadora externa a partir de matéria indiferenciada - e sendo contrários os pré-formacionistas - que defendiam que a organização do desenvolvimento era resultado do simples crescimento de miniaturas dos seres adultos, pré-existentes dentro dos gametas.

Esses pontos de vista eram permeados pelas suas implicações religiosas e filosóficas. O naturalista francês Conde de Buffon (1707-1788) e o padre inglês Abbé John Turberville Needham (1713-1781) defendiam que a geração espontânea e a epigênese ameaçavam enfraquecer a visão de mundo deísta mecanicista cartesiana. Lazzaro Spallanzani (1729-1799) eventualmente uniu-se aos pré-formacionistas, apesar de nesse momento, seu microscópio já ser poderoso o suficiente para ele pudesse ver que dentro dos gametas não havia qualquer miniatura de organismo adulto. Voltaire, dentre muitos outros, acreditavam que a posição de Needham fortalecia o ateísmo e o materialismo, e ameaçava as crenças religiosas numa criação sobrenatural.

Apesar das experiências anteriores terem em grande parte convencido que a geração espontânea não ocorresse para seres consideravelmente grandes, a invenção e aperfeiçoamento do microscópio renovaram aceitação da geração espontânea de pequeníssimos seres. Em 1683, Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), descobriu as bactérias, que viraram o centro das atenções no debate sobre a geração espontânea. Foi notado que não importava o quão cuidadosamente a matéria orgânica fosse protegida por telas, ou fosse colocada em recipientes tampados, uma vez que a putrefação ocorresse, era invariavelmente acompanhada de uma miríade de bactérias e outros organismos. Muitos duvidavam que a origem desses seres estivesse relacionada a reprodução sexuada, sendo tentados a hipotetizar que enquanto formas de vida "superiores" surgissem apenas de progenitores do mesmo tipo, houvesse uma fonte abiogênica perpétua da qual organismos vivos nos primeiros passos da evolução surgiam continuamente, dentro de condições favoráveis, da matéria inorgânica.

Conde de Buffon juntamente com Needham tentaram por volta de 1738 confrontar o trabalho de Louis Joblot (1645-1723) que aparentemente refutava a geração espontânea de micróbios. Consistia em ferver um meio aquoso que micróbios poderiam viver, colocando metade em um recipiente selado, no qual eles não apareciam, enquanto proliferaram em outra metade do líquido deixada em um recipiente aberto; também demonstrava que o mesmo o líquido selado ainda era capaz de suportar vida desde que retirado seu selamento.

Needham, em 1745, realizou novos experimentos que vieram a reforçar a hipótese da vida poder originar-se espontâneamente. Repetiu os experimentos de Joblot à pedido de Buffon, mas em seu caso, após vários dias, nos tubos proliferavam enormes quantidades de pequenos organismos, mesmo quando selados. Com base nesses resultados Needham concluiu que em cada pequena parte de matéria existia uma "força vegetativa", conforme previsto pela teoria epigenética de Buffon para a origem de organismos maiores.

Em 1768, Spallanzani criticou duramente os experimentos de Needham, bem como a teoria por ele aceita. Confrontou-a através de experimentos similares, mas tendo fervido frascos fechados com sucos nutritivos durante mais tempo, aproximadamente uma hora. Examinando os frascos após alguns dias, não encontrava qualquer sinal de vida. Tentou dessa forma deomonstrar que Needham falhara em não aquecer suficientemente a ponto de matar os seres pré-existentes na mistura.

Needham replicou, sugerindo que o aquecimento dos líquidos em temperaturas muito altas, pudesse estar tornando o meio incapaz de suportar vida. Spallanzani demonstrou que isso estava errado simplesmente ao quebrar os gargalos dos frascos, e averiguar que sem o isolamento a vida microbiótica ainda podia proliferar na infusão.

Seus experimentos, apesar de atualmente criticáveis como ciência a priori - conduzida a partir de verdades assumidas sem [[empirismo] - e por má formulação de hipóteses, foram inegavelmente avançados para o seu tempo, levantando questões que ainda não podiam ser respondidas satisfatoriamente com a tecnologia disponível. A hipótese de geração espontânea no entanto continuava sendo aceita pela opinião pública, pois vários outros, como Theodor Schwann (1810-1882), Joseph-Louis Gay-Lusssac (1778-1850), Franz Schultze (1815-1873), Heinrich Schroder (1810-1885) e Theodor von Dusch (1824-1890) fizeram varios experimentos e ponderações relacionadas a essa questão, obtendo diversos resultados conflitantes, resultando num cenário geral inconclusivo.

Ainda assim, os resultados de Spallanzani foram aplicados à indústria alimentícia, por Nicholas Appert (1750-1841), fundando a indústria da comida higienicamente acondicionada em latas.

19th Century

Germ theory

Main article: germ theory

Germ theory was the focus of a parallel debate with considerable influence over the spontaneous generation debate........

... Apesar de Friedrich Wöhler em 1828 ter sintetizado um composto orgânico, a uréia, a ...partir de matéria inorgânica, o vitalismo continuava sendo a visão predominante. ...

Pasteur and Pouchet

A geração espontânea era a base da teoria de transmutação das espécies (1809) de Jean Baptiste e Lamarck (1744-1829), onde, contrariamente à ancestralidade comum universal defendida mais tarde, em 1859, no livro A Origem das Espécies por Charles Darwin (1809-1882), supunha que cada espécie era espontâneamente gerada independentemente, sem relação de parentesco biológico com outras espécies. Segundo ele, a natureza estava sempre criando, desde a antiguidade. A água, sob influência de luz, certos elementos, calor e eletricidade, entrava em pequenos corpos de massa grudenta iniciando um processo de metabolismo primitivo, respiração e movimentos. Daí proviria uma planta ou animal elementar, que futuramente evoluiria segundo os princípios por ele postulados.

Na época, com maior representatividade que Lamarck, Félix Archimède Pouchet (1800-1872), diretor do Museu Nacional de História de Rouen, defendia uma nova versão da geração espontânea. Diferentemente do que muitos esperariam de um defensor da epigênese, não era um ponto de vista materialista, em que a geração ocorresse de maneira propriamente "espontânea", aleatória e desgovernada. Para Pouchet, o fenômeno tinha intervenção divina. Chamou essa versão de "lei da heterogênese", e segundo ele, não só era divinamente guiada, como tornava ainda maior a "Majestade Divina".

Pouchet não aceitava a geração espontânea de animais adultos; para ele, todos animais eram provenientes de ovos. Os ovos, no entanto, poderiam ser gerados espontâneamente, não existindo apenas em decorrência da reprodução sexuada. A reprodução sexuada seria apenas uma circunstância em que os seres induzem a geração espontânea por sua força vital interior.

Em 1862 o francês Louis Pasteur (1822-1895) venceu o prêmio oferecido pela Academia Francesa de Ciências a quem quer que conseguisse colocar "luz nova na questão da assim chamada geração espontânea", por seu ensaio descritivo de uma série de experimentos em que visavam provar um erro nos experimentos realizados por Pouchet: o mercúrio usado para resfriar os frascos poderia ter contido poeira carregando germes que lá proliferaram. Fora isso, concordava que o ar e a água haviam sido adequadamente esterilizados por Pouchet. Pasteur formulou o experimentos com frascos de diversos formatos, como um "pescoço de cisne", projetados para permitir o movimento do ar, ao mesmo tempo em que as curvas no gargalo ("pescoço") prendiam a poeira e os germes por ela carregados. Dessa forma, demonstrava que a fervura não afetava a capacidade dos líquidos de manterem a vida, pois bastaria que organismos fossem neles introduzidos para que proliferassem. O impedimento da origem da vida por falta de um princípio ativo presente no ar, conforme levantado muito antes por Needham, ou por falta de oxigênio no ar, como levantado por Theodor Schwann (1810-1882), também puderam ser descartados, já que o ar podia entrar e sair livremente da mistura. O recipiente com "pescoço de cisne" permaneceu nessas condições, livre de micróbios durante cerca de um ano e meio.

O debate e as experimentações prosseguiram por algum tempo, e apesar de Pouchet alegando que havia tendenciosidade e falta de rigor nos procedimentos, Pasteur acabou se consagrando como vencedor durante um bom tempo, e principalemente na França, tendo demonstrado que a geração espontânea não ocorria. Pouchet apontava por exemplo, que Pasteur nunca duplicou o experimento com o frasco de "pescoço de cisne", com infusões fervidas de feno, que conteriam, sem o conhecimento deles naquela época, endoesporos de Bacillus subtilis resistentes ao calor. Esse era o experimento mais convincente de Pouchet, e tivesse essa experimentação sido realizada por Pasteur, muito provavelmente não teria obtido resultados que esperava. Alguns historiadores apontam que isso poderia ter dado um final diferente ao debate.

Foi apenas na década de [[1970], os cadernos anotações de Pasteur foram colocados à disposição dos historiadores. Através deles, soube-se que as alegações de Pouchet quanto a inadequação de procedimentos de Pasteur eram mesmo embasadas. Apenas cerca de 10% dos experimentos de Pasteur deram os resultados por ele divulgados; resultados contrários eram sempre vistos por ele como falhas, não como confirmação de geração espontânea.

Ainda como na época de Needham e Spallanzani, a questão tinha considerável influência de posições ideológicas de diversos tipos. Ainda que para a teoria da evolução de Charles Darwin não fosse sugerida a necessidade de geração espontânea, ambas as idéias acabavam se tornando associadas por serem igualmente vistas como ameaças as visões religiosas dominantes. Além disso, Pasteur também tinha idéias que segundo alguns teriam sido mais decisivas na sua oposição a Pouchet do que a questão da geração espontânea em si. Decorrente de seus estudos de cristais, Pasteur desenvolveu a crença que a vida devia-se a uma "força cósmica assimétrica". Como Pouchet não estava ciente da importância atribuida a "força cósmica assimétrica", não poderia conduzir seus experimentos levando isso em consideração, e Pasteur assumiu que ele então só poderia estar errado.

Pasteur, por razões políticas, relacionadas ao conservadorismo dos mais importantes patrocinadores de suas pesquisas científicas, publicamente para refutava veementemente os experimentos de Pouchet, enquanto secretamente conduzia seus experimentos pessoais tentando gerar vida espontâneamente: acreditava até mesmo que vermes parasitas eram provenientes da geração espontânea.^[1]

The British debate

O livro "Sobre a Origem das Espécies", de Charles Darwin foi publicado no mesmo ano que os resultados dos estudos de Pasteur, não tendo tão grande aceitação na França, quanto em outros países. Ao mesmo tempo, a geração espontânea era ainda vista como plausível nos países em que A origem das Espécies teve maior influência, ainda que não em decorrência direta dessa publicação, tanto que os Darwinistas discordavam entre si em suas opiniões quanto a geração espontânea.

Charles Darwin negava que a teoria da evolução requisitasse que a vida se originasse continuamente a partir de matéria não viva, e percebeu impedimentos básicos para a geração contínua da vida ocorrendo até os dias de hoje, conforme menciou em uma carta para seu amigo botânico Joseph Hooker, em 1871:

Costuma-se dizer freqüentemente que todas as condições necessárias para o surgimento de um ser vivo encontram-se presentes agora como sempre se encontraram. Mas se (e como é grande esse se!) nós pudessemos imaginar que, nos dias de hoje, em alguma poçazinha tépida, com todos tipos de sais amoníacais e fosfóricos, luz, calor, eletricidade, etc., estando presentes, um composto protéico estivesse quimicamente formado e pronto para sofrer mudanças mais complexas, tal composto seria imediatamente devorado ou absorvido, o que não teria ocorrido antes dos seres vivos terem sido formados.

Darwin Via os organismos ditos primitivos, não como evidência de recém-surgidos da matéria não viva, mas como simplesmente estando adaptados as suas condições presentes. Ele no entanto evitava as especulações mais profundas acerca do tema em suas publicações, mencionando que se questão da abiogênese vier algum dia a ser respondida, seria no futuro. Sobre a heterogênese, ele mencionou que "uma massa de lama com matéria em decomposição e sofrendo complexas mudanças químicas é um ótimo esconderijo para obscuridade de idéias"

O célebre defensor do darwinismo, Thomas Henry Huxley (NNNN-NNNN), supunha que a vida tinha se formado originalmente de um fluido celular chamado de "protoplasma", similar ao Urschleim (lodo original, em alemão) proposto por Ernst Haeckel. Eventualmente Huxley reanalisou amostras do solo oceânico Atlântico e lá viu indícios da existência de algo similar a esse protoplasma, o que batizou de Bathybius haeckelii em homenagem à Haeckel. Enquanto Haeckel acreditava juntamente com outros, como Peregrin Casanova, que o Bathybius correspondia exatamente à sua teoria, Huxley supunha apenas que era uma substância orgânica que recobria todo o solo oceânico. Durante a expedição do Challenger, mais amostras oceânicas foram recolhidas, que não continham o Bathybius no momento do recolhimento, mas em vez disso, ele parecia crescer nos recipientes à caminho da Inglaterra, onde eram enviadas as amostras para análise.

Evolucionistas como Herbert Spencer e William Thistleton-Dyer opunham-se idéia de que mesmo algo consideravelmente mais simples como o "protoplasma" pudessem se originar diretamente da matéria inorgânica, argumentando que mesmo essas coisas seriam complexas demais para tanto. John Young Buchanan refutou que o Bathybius tivesse qualquer coisa a ver com a origem da vida, demonstrando que nada mais era que um precipidado de sulfato de cálcioque reagia com o álcool usado para conservação das amostras, fazendo o Bathybius ser "gerado espontâneamente". Huxley admitiu o engano e aceitou a responsabilidade por divulgá-lo, enquanto Haeckel só foi desistir de defender isso que parecia uma confirmação de sua própria teoria mais tarde.

William Thomson, (mais tarde, Barão Kelvin), por volta de 1871, teorizou que a Terra teria apenas cerca de 100 000 000 anos (o que mais tarde descobriu-se estar errado^[2]), e acreditava que isso não seria tempo suficiente para evolução guiada ela seleção natural, pois tornaria muito pequeno o período em que a Terra era habitável. Para contornar o problema da origem da vida, sugeriu ma teoria de panspermia - a idéia que a vida era originária do espaço. Wilhelm Preyer, professor na Universidade de Jena, também passou a defender a panspermia. Para ele, não haveria impedimento lógico que a geração espontânea ocorresse ainda hoje, supondo que tivesse ocorrido alguma vez no passado longínquo; esperando então que, se tivesse ocorrido alguma vez, que abundassem evidências científicas de sua ocorrência atual. Objetava a idéia de que apenas no passado distante pudesse ter ocorrido sob circunstâncias muito diferentes num passado remoto, acreditando que a vida não resistiria a todas essas mudanças ambientais. Supunha como explicação que o universo e a vida fossem eternos.

Henry Charlton Bastian (1837-1915) era um dos darwinistas em desacordo com Charles Darwin quanto a geração espontânea. Enquanto concordava que a abiogênese seria necessária para explicar a origem primeira da vida -- o que ele chamava de arqueobiose, a origem ancestral comum de toda vida, discordava em outro ponto importante, ao supor que as bactérias encontradas em pessoas doentes originavam-se espontâneamente - sendo essa forma de geração espontânea chamada por ele de biogênese. Ele realizou centenas de experimentos, nos moldes daqueles realizados por Pasteur, mas que no entantotiveram resultados conflitantes com aqueles publicados por Pasteur.

Bastian teve forte oposição daqueles que concordavam com os resultados publicados por Pasteur, todos os defensores da teoria do contágio de doenças por germes vivos, mas principalmente de outros darwinistas como Huxley, e o físico irlandês, John Tyndall (1820-1893).

Tyndal desenvolveu um engenhoso método para detecção de micróbios, como tentativa de refutação dos resultados de Bastian. Segundo ele, um feixe de luz concentrado era um teste infinitamente melhor para detectar matéria suspensa - a qual pode carregar micróbios, conforme havia sido demonstrado anteriormente por Pasteur - do que o mais poderoso microscópio. Seu aparato onsistia basicamente numa câmara de madeira que permitia concentrar um feixe de luz sobre a substância a ser verificada; se nela houvessem partículas em suspensão, seriam facilmente vistas tal como a poeira pode ser vista quando um forte feixe de luz passa por uma janela para dentro de uma casa. Os sistemas de frascos e tubulações nela contidos demonstravam a relação causal das partículas em suspensão e a subseqüente proliferação de micróbios nas substâncias. Através de seu engenho, descobriu inclusive algo que não esperava, que a maior parte da poeira é composta de matéria orgânica.

Seus dados apoiavam a teoria da transmissão de doenças por germes, que ainda não era aceita pela maioria dos médicos britânicos. Foi criticado por muitos, que diziam que um físico, intrometendo-se numa área que pertence à biologia, deveria se inteirar melhor sobre doenças contagiosas antes de tais especulações. Bastian questionou as evidências nesse sentido em várias cartas ao Times. Huxley e Tyndall juntaram-se tentando convencer os colegas de que Bastian ou um fraudador ou não tinha competência suficiente para realização dos experimentos. Tyndall também acreditava que de alguma forma, os micróbios poderiam sobrevivier à fervura

Huxley, em setembro de 1870, numa palestra à Associação Britânica em [[Liverpool], redefiniu de forma simplificadora os termos do debate: deu um significado oposto ao usado por Bastian para o termo biogênese, que agora significava a vida proveniente de vida; e cunhou termo abiogênese, significando a origem primeira da vida, que só poderia ter ocorrido em condições da Terra, distinguindo da "geração espontânea" que outros propuham que ainda pudesse ocorrer nas condições atuais.

by 1876 Tyndall is troublesome, Cohn Helps

A refutação da geração espontânea num sentido amplo não pode ser efetivamente realizada experimentalmente, pela impossibilidade em provar-se uma afirmação negativa tão generalizada. O que todos esses experimentos provam é que é extremamente improvável que organismos complexos originem-se espontâneamente conforme supunha-se ser possivel. O que é possível fazer é refutar teoricamente a geração espontânea através dos conhecimentos de fisiologia e biologia molecular, que avançaram muito desde então. Hoje, é insustentável supor que microorganismos conhecidos, ou mesmo seus ovos, possam formar-se espontâneamente, pois observa-se e sabe-se cada vez mais sobre como realmente se dá o desenvolvimento deles, e como isso se dá em situações extremamente específicas, altamente improváveis de ocorrem fora de organismo vivo. É então assumida a generalização de os organismos vivos atuais, desde bactérias (mesmo elas são consideravelmente complexas) a seres de grande porte, são provenientes unicamente de outros seres vivos, a idéia hoje defendida pelo nome de biogênese.^[3]

20th Century: search for the origin of life

Artigo principal: Origin of life

Após um período de esfriamento desse debate, no final dos anos 1880 até pouco mais tarde, o desenvolvimento da bioquímica reacendeu o debate. Em 1921, Ben Moore, o primeiro professor de bioquímica da Universidade de Liverpool afirmou que não seria no nível das bactérias que o debate sobre a origem da vida deveria ser discutido, mas em um nível mais profundo que aquele possível de ser observado pelos microscópios, abaixo da escala das células vivias.

O conhecimento adquirido nesse intervalo foi suficiente para eliminar cada vez mais a questão da geração espontânea aristotélica, heterogênese, e etc. As evidências e novas descobertas iam pendendo cada vez mais para o lado dos materialistas, que em oposição aos vitalistas, defendem que a vida não é nada mais que química em uma organização específica, em oposição aos, sem nada de fundamentalmente diferente, sem uma "força vital".

Concluiu-se que a origem química da vida - atualmente também chamada de biopoeise (do grego bio, vida, + poiéo, produzir, fazer, criar), evolução química, quimiossíntese, ou ainda, biogênese por Teilhard de Chardin - de acordo com as idéias de Darwin e outros, teria ocorrido em uma época remota, sob condições totalmente diferentes, dentro de períodos de tempo muito maiores, não sendo algo que espera-se que ocorra em situações cotidianas. A vida teria uma origem mais singular, decorrendo de um complexo processo gradual, com vários estágios. Nesses estágios provavelmente a vida diferiria muito das formas atuais a ponto de tornar incerta sua classificação como "vida", bem como a própria delimitação entre a "vida" e "não vida", de forma similar à situação em que os vírus e príons se encontram ainda hoje.

Cronologia A crologia básica dos principais eventos relacionados à teorização sobre uma origem química para a vida:

• 1871 Charles Darwin - a poça pré-biótica
• 1917 Leonard Troland - "enzimas genéticas"
• 1917 Oparin - caldo pré-biótico, início metabólico
• 1929 J. B. S. Haldane - caldo pré-biótico, abordagem genética
• 1953 Urey/Miller - síntese de aminoácidos em simulação da atmosfera hipotética
• 1953 Watson/Crick - a descoberta da estrutura do DNA
• 195? J. D. Bernal - superfícies de argila como auxílio para a sínteses de polímeros maiores
• 1950-1960 Fox - microesferas
• 1970 Eigen - hiperciclos
• 1980 A. G. Cairns-Smith - diferentes moléculas substituindo umas às outras na função genética
• 1982 Thomas Cech - Ribozimas
• 1986 Günter Wachtershauser - o mundo de ferro e enxofre

Pelo início do século XX, pensava-se que os vírus fossem proteínas, especialmente enzimas, por sua capacidade catalítica, isso é, de incitar reações, especialmente com outras proteínas. Em 1914, bioquímico de Harvard, Leonard Thompson Troland, influenciado pelo geneticista T. H. Morgan, hipotetizava que a primeira forma de vida teria se formado por acaso nos oceanos primordiais, sendo uma simples proteína capaz de catalizar sua própria replicação. Após surgir, sua capacidade de catalização desencadearia a criação de uma população crescente de outras iguais a ela. Troland, em já 1917, sugeriu que os ácidos nucléicos, e não as proteínas, é que carregassem o material genético, o que só veio a ser confirmado nas décadas que se seguiram.

Para Felix D'Hérelle, os vírus, principalmente os bacteriófagos, punham em questão a teoria celular - a teoria de que a unidade mínima da vida é a célula, porque, definitivamente não eram células ao mesmo tempo em que comportavam-se como seres vivos, ao parasitar as bactérias. Para ele, o primeiro ser vivo também teria sido um ser vivio, de composição protéica na forma de micella - uma concepção de um hipotético agregado molecular, parte estrutural do "protoplasma".

Por volta de 1900, a genética mendeliana havia sido redescoberta, por cientistas como Hugo de Vries e Carl Correns, e Erich von Tschermak, após um período de obscuridade. O geneticista americano Hermann Joseph Muller, em 1921, colocou os vírus os como sendo praticamente a mesma coisa, pouco mais que genes. Wendell Stanley

Hipótese Oparin-Haldane

Ainda na década de 1920 foi desenvolvida a teoria de Oparin-Haldane, vulgarmente conhecida como teorias da uma sopa primordial. O cientista Aleksandr Ivanovitch Oparin, na Rússia em 1924 e J. B. S. Haldane na Grã-Bretanha em 1929, hipotetizaram independentemente^[4] que uma série de reações envolvendo a suposta química atmosférica na Terra primordial culminariam com a origem da vida.

A teoria de Oparin envolve hipóteses para a origem do próprio sistema solar e da Terra. Na Terra primitiva, erupções vulcânicas trariam hidrogênio e amônia, transformados na atmosfera em compostos maiores que acumulavam-se nos oceanos, eventualmente formando agregados colóides, ou coacervados. Conforme os estudos [H. G. Bungenburg de Jong]] em 1932, os coacervados se mostraram capazes de absorção seletiva de substâncias, similar a realizadas pelas membranas celulares. Poderiam então, se "alimentar" rudimentarmente de outros compostos orgânicos presentes no ambiente e uns dos outros, essas propriedades fariam deles catalizadores da iniciação e da manutenção um metabolismo primitivo.

Os coacervados não eram ainda organismos vivos, mas ao se formarem em enormes quantidades, cresciam, e eventualmente se fragmentavam. Os coacervados menores originários da fragmentação seriam dotados de composição química aproximadamente igual a do coacervado dividido, e conseqüentemente mantendo a propriedade dessas reações interiores. Isso seria um processo primitivo de reprodução imperfeita. A imperfeição da reprodução dá origem à uma variabilidade que seria o suficiente para que uma seleção natural rudimentar pudesse ocorrer. Os choques entre os coacervados flutuando no meio aquoso também funcionaria como uma espécie de troca de informação genética - sem que no entanto, eles tivessem genes ou algo similar - através da mistura da química entre eles, eventualmente surgiria aí uma forma de vida extremamente primitiva. A teoria de Oparin-Haldane veio a ser grandemente aceita pela década de 1950, graças ao endosso dado por Norman H. Horowitz, John Desmond Bernal, entre outros. Apenas mais tarde, com a confirmação dos genes serem realmente carregados no DNA, Oparin buscou aprimorar a hipótese combinando com o aparecimento dos genes nesse cenário de um metabolismo pré-existente.

Haldane supunha que os oceanos primordiais funcionassem como um imenso laboratório químico, alimentado por energia solar. Na atomsfera, os gases e a radiação UV originariam compostos orgânicos, e no mar formaria-se então uma sopa quente de enormes quantidades de monômeros e polímeros. Grupos desses monômeros e polímerios adquiririam membranas lipídicas, e desenvolvimentos posteriores eventualmente levariam às primeiras células vivas.

A hipótese acabou recenbendo apoio experimental praticamente por acaso, quando em 1953 Stanley Miller realizou o que veio a ser chamado de experimento de Urey-Miller, como teste de uma teoria proposta pelo seu professor, o vencedor do prêmio Nobel da química, Harold C. Urey, que propunha uma atmosfera redutora da Terra primitiva, que seria propícia para a formação de compostos orgânicos simples. O experimento foi inicialmente proposto sem que qualquer um dos dois soubesse que isso ia de acordo com as idéias de Oparin, a qual só veio a ser analisada por eles durante o planejamento mais detalhado experimento, juntamente com as idéias de Urey sobre a origem do sistema solar. O experimento simulando as condições atomsféricas propostas por Urey, resultaram na origem de aminoácidos. Juan Oró em 1961, realizou experimentos similares obtendo nucleotídeos, outros dos tijolos básicos da vida. Outros experimentos nessa linha foram realizados por outros, com diferentes atmosferas hipotetizadas, obtendo também resultados favoráveis.

Descobertas posteriores, no entanto.... [develop]

Outras idéias e descobertas

Já era suspeito há algum tempo pelos cientistas que a moécula de DNA armazenasse a informação genética, o que foi aceito em 1940, e mais tarde, em 1953, Francis Crick e James Watson venceram a corrida pela descoberta da estrutura molecular do DNA, aumentando o conhecimento sobre as moléculas relacionadas a vida atualmente conhecida, e que talvez tivessem sido importantes na abiogênese. O tamanho consideravelmente grande desses polímeros fez com que muitos achassem insuficientes os mecanismos de síntese abiótica propostos por Oparin e Haldane.

Bernal sugeriu, sendo posteriormente mais elaborado por outros como Miller e A. G. Cairns-Smith, que a concentração dos ingredientes básicos poderia se dar em lagoas e poças afetadas pela maré nos oceanos primievos, onde a polimerização contaria com auxílio mineral da argila, que por suas propriedades químicas poderia funcionar como superfície onde as moléculas se concentrassem e se unissem, ao mesmo tempo que as protegia dos raios UV, que nesse estágio poderiam contribuir para sua destruição em vez da síntese.

Entre as décadas de 1950 e 1960, Sidney W. Fox conduziu experimentos nos quais que aminoácidos se uniam em proteinóides - moléculas polipeptidicas similares a proteínas - por simples aquecimento, como era suposto que eventualmente ocorresse na Terra primitiva. No trabalho seguinte com esses aminoácidos e pequenos peptídeos foi descoberto que eles podiam formar membranas esféricas fechadas, chamadas de microesferas. Fox as descreveu como formações de protocélulas, acreditando que fossem um passo intermediário iportante na origem da vida. As microesferas tinham dentro de seu envoltório um meio aquoso, que mostrava movimento similar a ciclose. Eram capazes de aobsorver outras moléculas presentes no seu ambiente; podiam formar estruturas maiores fundindo-se umas com as outras, e em certas situações, destacavam-se protuberâncias minúsculas de sua superfície, que podiam se separar e crescer individualmente.

Thomas R. Cech, na década de 1980 descobriu as ribozimas^[5], moléculas de RNA capazes de atividade enzimática, além do armazenamento e transmissão de informação genética. Com essas propriedades todas, o RNA teria capacidade de auto-reprodução. Isso sustentou a teoria sobre o chamado "mundo de RNA", elaborada pelo biólogo de Harvard Walter Gilbert em 1986, baseada na sugestão feita em 1968 por Crick, quanto ao RNA ser a primeira molécula da vida. Segundo a teoria, a vida primitiva seria composta inicialmente de moléculas RNA, e eventualmente, evoluiria, cedendo as funções de armazenamento genético de longo prazo para o DNA, e a atividade enzimática pra as proteínas. Algo muito parecido com a hipótese de Troland em 1914, porém agora havendo o conhecimento da molécula com as propriedades necessárias. Adicionalmente, origem da auto-catálise por puro acaso agora podia ser descartada devido ao trabalho matemático de Manfred Eigen juntamente com Peter Schuster, descrevendo em 1979 a teoria de hiperciclos químicos, uma explicação da auto-organização de substâncias químicas nos sistemas pré-bióticos, em rumo à reprodução.

Na década de 1980, Günter Wächtershäuser também desenvolveu uma a influente teoria do mundo de enxofre e ferro, onde a química primitiva da vida não teria se originado em soluções oceânicas, mas em superfícies minerais, como piritas de ferro, próximas a profundas chaminés submarinas, onde as primeiras células seriam bolhas lipídicas na superfície mineral. Nessa origem autotrófica, o metabolismo primitivo antecederia a genética, e uma vez estabelecido permitiria a síntese de moléculas cada vez mais complexas.

Ainda nos anos 50, Oparin e outros começavam a ver uma forte ligação entre o campo da abiogênese e o da astrobiologia ou exobiologia. Compreender como a vida poderia ter se formado na Terra, era a chave para saber em quais outros planetas poderia haver vida. Essa ligação foi reforçada com a hipotetização da origem de moléculas orgânicas no espaço, que veio a ser confirmada mais tarde, com moléculas cada vez mais complexas sendo encontradas no espaço. Podiam ser vistas tanto quanto uma fonte a mais de material orgânico para a origem da vida terrestre, também reforçando a crença na possibildade de vida extraterrestre e até mesmo da panspermia, idéias muito especuladas por Fred Hoyle e Chandra Wickramasinghe.

Se todos os seres são provenientes de seus ancestrais, isso conduz logicamente a idéia de ancestralidade comum universal, mas suscita a pergunta de como teria surgido o primeiro ser vivo. A abiogênese - como origem da vida a partir de matéria não viva - deve ser necessariamente assumida a menos que se suponha que a vida tenha sempre existido. Estando essa hipótese descartada, a vida deve ter surgido, e de algo que não era vivo. Estando também descartadas as teorias aristotélicas de geração espontânea, nos restam os conceitos modernos ainda não conclusivos sobre como exatamente a origem da vida teria ocorrido.

Sol Spiegelman

Thomas Gold

Notas

• ^ Conforme revelado no início da década de 70 pelo trabalho investigativo do historiador J. Farley da Universidade de Dalhousie, em Halifax, Nova Scotia, Canada. [6]
• ^ O termo heterogênese atualmente refere-se a alternância de formas em diferentes estágios do ciclo de vida de plantas ou animais.[7]
• ^ Atualmente, os cientistas defendem que o planeta Terra tenha algo em torno de 4,5 bilhões de anos de idade.
• ^ O livro de Oparin, "A origem da vida", só foi traduzido para o inglês em 1936.
• ^ Em 1994 foi descoberto que mesmo o DNA é capaz de atividade enzimática (mais limitada que a da ribozima) circunstância na qual é chamado de desoxirribozima. Ver: "A DNA enzyme that cleaves RNA" Ronald R. Breaker and Gerald F. Joyce Chemistry & Biology (Resumo), e "Deoxyribozymes: DNA catalysts for bioorganic chemistry", Scott K. Silverman Org. Biomol. Chem. 2004.(Artigo em PDF)

Referências

Esse artigo pode incorporar trechos dos seguintes artigos da Wikipédia, licenciados como GNUFDL:

• Colaboradores da Wikipédia (2006). Abiogenesis. Wikipedia, The Free Encyclopedia. Artigo de 20 de fevereiro de 2006.
• Colaboradores da Wikipédia (20006) History of genetics. Artigo de 27 de fevereiro de 2006.
• Colaboradores da Wikipédia (2006). Bathybius. Wikipedia, The Free Encyclopedia. Artigo de 26 de fevereiro de 2006.

eigen RNA world Iron-sulfur world

Outras referências:

• Biological Sciences Curriculum Study (1970). Das Moléculas ao Homem, Vol. I. Edart - São Paulo
• John S. Wilkins (2004). Spontaneous Generation and the Origin of Life. The Talk.Origins Archive[8].
• David Darling. Spontaneous generation. Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and SpaceFlight.
• David Darrling. Origin of life.
• David Darling. Spontaneous generation. Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and SpaceFlight.

• James Strick New Details Add to Our Understanding of Spontaneous Generation Controversies - PDF, ASM News 63, 1997. p.193

• James Strick. Evolution and the Spontaneous Generation Debate, Introduction. Theommes Continuum.
• Gavin H. Thomas (2005). Microbes in the air: John Tyndall and the spontaneous generation debate - PDF. Microbiology Today.

http://www.thoemmes.com/science/evolution_intro.htm