Hist´
oria da Vida
Daniel Gamermann
UFRGS
...
´
E interessante notar que n˜ao s´o a Terra teve influˆencia sobre o desenvolvimento e evolu¸c˜ao da vida, mas tamb´em a vida afetou e transformou as caracter´ısticas de nosso planeta.
Vamos come¸car do princ´ıpio:
Todos os seres vivos do planeta est˜ao maioritariamente compostos de seis elementos b´asicos: H, C, N, O, P e S. Al´em destes elementos, temos alguns ´ıons met´alicos como Ca, K, Na, Cl, Fe, Zn, Cu, Mn, Mg, ... e poucos mais.
Assim que talvez seja interessante, antes de falar sobre a hist´oria da vida, conhecer a hist´oria do que a comp˜oe: os ´atomos.
Princ´ıpio
∼ 13500 Ma atr´as → Surge o universo! Durante os primeiros segundos a temperatura e densidade eram t˜ao altas que as part´ıculas n˜ao podiam se agrupar em n´ucleos atˆomicos.
Desde poucos segundos at´e 15 minutos despois → Nucleoss´ıntese: A temperatura cai a medida que o universo se expande e os pr´otons e nˆeutrons j´a n˜ao s˜ao constantemente destru´ıdos em colis˜oes, mas a press˜ao ainda ´e grande, de forma que colis˜oes seguem ocorrendo sob forma de fiss˜ao nuclear. Surgem os primeiros n´ucleos de h´elio, deut´erio (is´otopo do hidrogenio) e tra¸cos (poucos) de Li, Be.
320000 anos despois → a luz se desacopla da mat´eria (a temperatura cai abaixo da energia de ioniza¸c˜ao do hidrogˆenio), os el´etrons podem finalmente ser capturados pelos n´ucleos e os ´
Forma¸c˜
ao dos Elementos Pesados
A maior parte do universo nos seus
primeiros milhares de anos estava
composta por hidrogenio, um poco
de h´
elio e tra¸
cos dos elementos
mais leves.
Somente ap´
os a o surgimento e
morte das primeiras estrelas
massivas a composi¸
c˜
ao do universo
come¸ca a enriquecer com o
surgimento de elementos mais
pesados.
Uma estrela como o Sol fusiona H
em He e quando o H se termine,
fusionar´
a He em C, N e O, mas
Forma¸c˜
ao do Sistema Solar
Estrelas mais massivas que o Sol podem, em poucos milh˜oes de anos, passar por todo este ciclo e ainda fusionar C, N e O em elementos ainda mais pesados, chegando at´e o Fe e no momento de sua morte como uma supernova, criar elementos ainda mais pesados que o Fe al´em de espalhar todos estes elementos pelo espa¸co em grandes nuvens conhecidas como nebulosas.
∼ 4500 Ma atr´as → O Sol e o sistema solar se formam pelo colapso
gravitacional de uma nuvem de g´as e poeira.
Forma¸c˜
ao da Terra
4540 Ma atr´as → Se forma a Terra! A idade pode ser medida pela raz˜ao de is´otopos radioativos que se encontram nas rochas.
4527 Ma atr´as → Se forma a Lua. (Colis˜ao de um planetoide do tamanho de Marte com a
proto-Terra.)
∼4500 Ma atr´as → Forma¸c˜ao do N´ucleo terrestre.
4100 Ma atr´as → Os oceanos e a atmosfera se formaram quando a crosta terrestre finalmente come¸cou a se esfriar. Parte do oceano se formou pelo bombardeamento intenso tardio. Nos oceanos primitivos se encontravam compostos orgˆanicos que puderam dar origem as primeiras mol´eculas de RNA, aquelas capazes de se replicar com maior eficiˆencia sobreviveram e proliferaram de acordo com os recursos dispon´ıveis.
Surgimento da Vida
Ainda se desconhecem os mecanismos e
como ocorreu, mas pouco a pouco
mol´
eculas de RNA puderam dar lugar `
a
mol´
eculas de DNA que acabaram
englobadas por membranas de lip´ıdios,
originando as primeiras proto-c´
elulas. Se
teoriza que o surgimento destes
primeiros organismos primitivos
aconteceu ha 3.8 Ga atr´
as e que seriam
quimioaut´
otrofos, ou seja, utilizariam
substratos inorgˆ
anicos nas rea¸
c˜
oes redox
de seu sistema respirat´
orio.
Oxigˆ
enio na Atmosfera
3500 Ma atr´as → As arqueias e bact´erias se diferenciam desde um ancestral comum. Tamb´em por este per´ıodo se desenvolvem os primeiros organismos fotossint´eticos, mas estes n˜ao produziam oxigˆenio.
3000-2700 Ma atr´as → Surgem as primeiras cianobact´erias que reduzem ´
agua formando oxigˆenio.
Apenas a partir deste momento foi poss´ıvel que o oxigˆenio pouco a pouco se acumulasse na atmosfera. Fato que ser´a essencial para que a vida possa sair dos oceanos.
Organismos mais Complexos
1800 Ma atr´
as → Surgem os primeiros
eucariotas, provavelmente de procariotas
fagocitando uns aos outros.
1200 Ma atr´
as → Surge a reprodu¸
c˜
ao
sexuada, aumentando a taxa de evolu¸
c˜
ao.
Entre 1200-540 Ma atr´
as → Surgem os
primeiros seres pluricelulares, primeiro
como colonias celulares sem complexidade
e logo como organismos com tecidos
diferenciados. Em algum momento de
este per´ıodo tamb´
em aparecem os
Cˆ
ambrico
∼ 550 Ma atr´
as → A explos˜
ao do
per´ıodo cˆ
ambrico! A vida se
diversifica enormemente e surge a
maioria dos fila modernos.
Neste per´ıodo a concentra¸
c˜
ao de
oxigˆ
enio na atmosfera atinge uma
concentra¸c˜
ao suficientemente alta
para que se possa formar a camada
de ozˆ
onio, que protege a superf´ıcie
de raios UV do Sol, permitindo que
a vida saia dos oceanos.
Sa´ıda dos Oceanos
535 Ma atr´
as → diversifica¸
c˜
ao da
vida: surgem cordados, artr´
opodes,
equinodermos, moluscos, ...
530 Ma atr´
as → primeiras
impress˜
oes de f´
osseis na terra (fora
do mar).
485 Ma atr´
as → primeiros
vertebrados, com ossos de verdade.
450 Ma atr´
as → primeiros
artr´
opodes a pisar terra
(centop´
eias).
430 Ma atr´
as → primeiras plantas
Vegeta¸c˜
ao Domina a Superf´ıcie
420 Ma atr´as → primeiros ar´acnideos. 410 Ma atr´as → primeiros peixes com dentes.
380 Ma atr´as → Gimnospermas! 360 Ma atr´as → a diversidade da flora e fauna faz com que a Terra comece a ser reconhec´ıvel (vegeta¸c˜ao cobrindo a superf´ıcie).
350 Ma atr´as → Grandes tubar˜oes e caranguejos.
340 Ma atr´as → surgem os anf´ıbios. 320 Ma atr´as → O ancestral dos mam´ıferos se diferencia dos p´assaros e r´epteis.
Mesoz´
oico
251.4 Ma atr´
as → Extin¸c˜
ao massiva do P´
ermico-Tri´
asico,
95 % das esp´
ecies marinhas e 70 % dos vertebrados terrestres
Nascem os Dinossauros
A partir de 250 Ma atr´
as → Cada
vez melhor adaptados, os
depredadores come¸
cam a pressionar
a vida marina s´
essil.
245 Ma atr´
as → Os primeiros
Ictiossauros.
225 Ma atr´
as → primeiros
dinossauros herb´ıvoros e cardidos
(moluscos bivalves).
220 Ma atr´
as → Florestas de
gimnospermas dominam a Terra.
os herb´ıvoros crescen muito.
Nascem as Angiospermas
200 Ma atr´as → Outro per´ıodo de extin¸c˜oes.
195-170 Ma atr´as → Diversifica¸c˜ao dos dinossauros.
155 Ma atr´as → Ancestral dos p´assaros. 130 Ma atr´as → Angiospermas! Seu surgimento desencadeia diversidade animal (coevolu¸c˜ao).
100 Ma atr´as → As abelhas. 80 Ma atr´as → Formigas e cupins. 68 Ma atr´as → Tiranossauro (T. rex)! 65.5 Ma atr´as → Outra extin¸c˜ao massiva (colis˜ao de um grande asteroide na pen´ınsula de Yucat´an).
Morrem os Dinossauros - Mam´ıferos dominam a Terra!
A partir de 65 Ma atr´as → Mam´ıferos come¸cam a dominar o planeta. 60 Ma atr´as → Diversifica¸c˜ao das aves que n˜ao voam e tamb´em surgimento do ancestral dos primatas...
55 Ma atr´as → os grupos modernos de p´assaros surgem. Tamb´em surgem os primeiros roedores.
52 Ma atr´as → Morcegos.
50 Ma atr´as → Rinocerontes, camelos, e outros...
Os Animais atuais come¸cam a Surgir...
35 Ma atr´
as → surgem as
gram´ıneas!
30 Ma atr´
as → primeiros porcos e
gatos.
28 Ma atr´
as →
Paraceratherium-Maior mam´ıfero
que j´
a existiu.
25 Ma atr´
as → Cervos.
20 Ma atr´
as → Girafas e
tamandu´
as.
15 Ma atr´
as → Mastodontes.
Apari¸c˜
ao dos hom´ınidos
10 Ma atr´as → Se estabelecem grandes prados e a savana. Muita diversifica¸c˜ao entre insetos e mam´ıferos que vivem nestes ambientes.
6 Ma atr´as → Ardipithecus - um dos primeiros hom´ınidos.
5 Ma atr´as → Mamute! 4 Ma atr´as → Australopithecus. 2.5 Ma atr´as → Tigres dente de sabre. 2 Ma atr´as → Gˆenero Homo aparece, tamb´em aparece o ancestral da vaca. 1.7 Ma atr´as → Algumas especies de hom´ınidos come¸cam a extinguir-se.
Os Hom´ınidos Evoluem
1.2 Ma atr´as → Homo antecessor. 600000 anos atr´as → Homo heidelbergensis.
350000 anos atr´as → Homo neanderthalensis, os neandertais.
200000 anos atr´as → O homem moderno
come¸ca a aparecer na ´Africa. 30000 anos atr´as → Se extinguem os neandertais.
10000 anos atr´as → Fim do ´ultimo per´ıodo glacial (inicio del holoceno). Se extinguem os mamutes e os dentes de sabre.
