Palestra - Origens da vida - Douglas Galante

E aí Olá meu nome é Douglas Galante eu sou eu fui formado aqui pela USP pelo curso de Ciências moleculares no bacharelado fiz meu doutorado na astronomia com projeto em astrobiologia O meu pós-doutorado foi para montar esse laboratório de astrobiologia que na USP e agora sou pesquisador do laboratório Nacional de luz síncrotron em Campinas E continuo coordenando laboratório aqui da USP Então vou contar um pouquinho da história da vida no nosso planeta e em especial me focado no problema de origem da vida e desde já vou falar que essa é uma palestra sobre sobre a

abordagem científica do problema da origem da vida eu não vou entrar muito a fundo nos problemas filosóficos ou teológico sobre isso que a gente sabe que tem muitos essa é uma abordagem científica sobre a origem da vida no nosso planeta e sobre a vida como a gente conhece eu trabalho Dentro dessa área que a gente chama de astrobiologia para começar não é a busca de homenzinhos verdes então tem nada a ver com os logia princípio porque ele ela é uma área científica de p A Criada recentemente com o objetivo de entender um pouquinho melhor a

o fenômeno da vida no nosso universo mas como abordagem intrinsecamente Inter e multidisciplinar Ou seja a ideia da astrobiologia é você usar o que tem de melhor em cada uma das diferentes áreas Mas de uma maneira combinada conjunta e coordenada para responder perguntas extremamente difíceis e que um biólogo um químico físico astrônomo geólogo não conseguiriam respondem separado e essa abordagem multi e interdisciplinar ela cai muito bem nos objetivos atuais acadêmicos e de ensino também por espaço para igreja hoje tem crescido bastante alguns dos problemas que a astrobiologia trata E têm como temas centrais são exatamente

a origem da vida no nosso Planeta Ou seja todos os fenômenos que e eventos que permitiram que a vida surgisse e evoluir se no nosso planeta e quais os mecanismos e como a evolução aconteceu no nosso planeta e ela também obviamente se interessa pela distribuição da vida ou seja como que a vida se adaptou os mais diferentes habitats' que existem nossos planetas as mais diferentes condições como que ela encontrou mecanismos maneiras de resolver os problemas impostos pela Natureza e também é claro ela se preocupa com a distribuição da vida no universo isso quer dizer que

a astrobiologia se preocupa em procurar vida fora da terra também mas usando uma abordagem científica ou seja mandando sondas para os planetas do nosso sistema solar usando telescópios radiotelescópios para estudar planetas em outros lugares da nossa da nossa galáxia e procurando indícios tangíveis factíveis e verificáveis da existência De vida presente ou passado nesses lugares e ela também se preocupa com o futuro da vida porque a gente entende e astrobiologia ver isso de maneira muito clara e muito claro que a vida ela está intrinsicamente ligada com a evolução do nosso planeta então nosso planeta foi evoluindo

E com o tempo geologicamente é um temperatura em composição química e radiação em a sua atmosfera os seus oceanos tudo isso foi mudando com o Tempo a vida foi se adaptando e alguns casos a própria vida alterou o planeta Ou seja a conexão entre planeta e Vida Digitam esse processo evolutivo são são processos que agem em conjunto Então se a gente quer entender um pouquinho do futuro da vida no nosso planeta a gente precisa entender muito bem todos os processos planetários os os processos astronômicos astrofísicos que influenciam as condições aqui e como que a vida

interagem tudo isso talvez a Gente dizer um pouquinho e predizer um pouquinho o que vai ser o futuro então São esses os três grandes pontos que astrobiologia se preocupa que é basicamente na verdade toda a história do nosso universo desde a origem dos elementos químicos até o fim do nosso planeta por um evento cataclísmico o outro então é toda a história é uma coisa o que eu falei que a sua biologia ela tem um escopo muito grande de trabalho Por isso que a gente precisa da ajuda de diferentes especialistas para tratar essas questões bom é

a biologia convencional eu quero dizer dele a Biologia moderna desde Darwin basicamente o que a gente faz em biologia É principalmente estudar o nosso planeta que é o nosso modelo de vida que é o que existe é o que a gente conhece e a gente entende ele como o sistema basicamente fechado onde você tem um ambiente influenciando a vida de Alguma forma a vida influenciado ambiente e isso um ciclo claro que a gente leva em consideração o input externo de radiação de energia solar mas é basicamente um sistema fechado que a gente estuda em astrobiologia

a gente tem tem expandir um pouquinho Essa visão entender como os diferentes fenômenos que acontecem na nossa vizinhança mudaram propiciaram que a vida surgiu esse aqui no passado desde os da formação dos elementos nas explosões Estelares até a fornecimento Bom dia na forma de radiação hoje em dia ou a fornecimento de matéria-prima na pelos cometas e meteoros o mesmo alteração química na atmosfera pelos raios cósmicos que por exemplo produzem a nossa camada de ozônio pela ionização e também contribuem é profundo de radiação que está presente aqui é hoje nessa sala por exemplo ou seja ideia

da astrobiologia e dentro desse esquema é entender como que esses diferentes Fenômenos interagem com o planeta modificam o nosso ambiente modificam a vida e como que a vida responde a tudo isso e também modifica o universo ou a nossa pelo menos a nossa vizinhança cósmica aqui do lado a ideia entender a vida como nada mais do que mais um dos processos que acontecem no nosso universo do nosso o nosso planeta e no nosso sistema solar de forma integrada é mais um processo físico-químico que existe por aí interagindo com o planeta É bom como eu falei

que o escopo da astrobiologia muito grande vai desde o comecinho até o final passando por toda evolução Hoje a gente vai se preocupar com a origem ou seja quais os fenômenos que permitiram que a vida surgisse no nosso planeta evoluísse até o que a gente conhece hoje em dia e talvez especular um pouquinho sobre a possibilidade de um fenômeno parecido com esses acontecer em outro lugar porque será que o nosso planeta de Alguma forma foi privilegiada com condições específicas que não podem acontecer em outro lugar são questões que a gente acha aqui não mas quem

sabe a gente precisa responder elas de maneira científica bom então vamos começar abordando o problema da origem da vida em si para começar se a gente que estudar o fenômeno da vida e entender como ele surgiu a gente primeiro precisa de dizer muito bem o que é vida e felizmente Vocês tiveram uma palestra ontem da Marie e já deu Ou seja você já devem saber tudo que precisa ser sabido sobre o que é vida e talvez o mais importante que vocês tenham aprendido da palestra de da aula da marca e ontem foi que é muito

difícil você chegar numa definição é precisa geral e completa do que vida a gente conhece um monte de exemplos de vida no nosso planeta seja vida microscópica macroscópica vegetal animal microbiana fotossintetizantes Seja lá o Que for passada e é mas todos esses esses todas essas coisas que a gente chama de vida elas elas são exemplos que aconteceram aqui no nosso planeta a questão é será que a gente pode pegar esses diferentes exemplos e tirar deles características gerais que a gente pode aplicar para todo o sistema para usar ele como definição peste essa é uma pergunta

que vocês precisam fazer ou será que uma definição que eu tirar a partir desses Exemplos ela vai ser restrita demais a bioquímica as condições do nosso polenta e eu não poderia por exemplo aplicar para procurar vida em Marte ou em outro lugar é um problema complicado é essa aqui por exemplo E se a gente olha na verdade nesses nesses exemplos do nosso próprio planeta uma única definição nunca cabe muito bem ela sempre vai ter sessões essa aqui é uma das definições mais Gerais e mais amplamente divulgadas que tem por aí Inclusive era chamada da definição

oficial da Nasa que a NASA usa nos seus programas que vida é um sistema químico auto-sustentado o capaz de sofrer evolução darwiniana Claro que ela funciona relativamente bem porque ela é bastante geral você já não serve para muita coisa será que a partir de uma definição como essas eu consigo ir para Marte procurar vida provavelmente não porque é muito genérica ela não serve para muita coisa então quando a gente Pensa em vida e pensa em procurar vida o pensa entender vida o pensa em criar modelos para origem da vida normalmente a gente precisa ir para

exemplos mais específicos e é isso que eu vou passar daqui para frente bom o problema é que a gente tem com essa definição e com todas as definições A dívida é que todas elas são baseados naqueles exemplos que eu mostrei lá atrás são os exemplos que a gente conhece a dívida O problema é que todos Aqueles exemplos Eles são muito parecidos todos eles foram tirados observando só observando a nossa biosfera nos últimos nas últimas centenas de anos essa foto aqui é uma foto da é a foto chamada do palito o pálido ponto azul foi dado

esse nome pelo ceia foi proposto Essa foto foi proposta pelos cega para ser tirada pela sonda morde quando ela estava quase saindo do Sistema Solar uma das ondas que tá mais longe do nosso planeta e Essa foi a última visão que ela teve do nosso planeta um pontinho azul no meio de uma imensidão escura que o nosso sistema solar e ele eu coloquei essa foto aqui porque eu não sei se todo mundo conhecia ela mas era uma foto importante porque ela mostra um pouquinho do nosso lugar no nosso universo e mostrando como a gente pequenininho

insignificante é importante adquirir o nosso problema isso é importante porque todas as Definições que a gente vai escrever de vida são dos exemplos que a gente conhece dentro desse. Insignificante ele é extremamente complexo como vocês vão descobrir nos próximos anos aqui na Biologia mas mesmo assim se você olha dentro desse contexto o maior dente de toda a diversidade de lugares que podem existir no nosso universo ele é muito pequeno e uma outra e um outro grande problema os exemplos de vida que a gente tem aqui eles são todos muito parecidos Quando a gente olha no

detalhe fino eu vou falar mais para frente isso mas o problema disso é tudo muito parecido é que apesar da gente poder escrever um monte de definições de vida àquelas que apetecem mais o pessoal que faz fisiologia o pessoal que faz taxonomia ao pessoal da genética ao pessoal de evolução cada um gosta mais de uma definição de outra mas a gente nunca consegue escrever uma teoria geral do que a vida e geral eu quero dizer geral Mesmo o nosso planeta e pegar e colocar ela num sistema completamente diferente por exemplo e para lua Titã que

é uma lua do nosso sistema solar re coberta com oceanos de metano e etano ou seja não tem água líquida mas tem metano líquido e eu fico tentando imaginar que tipo de vida poderia existir no oceano de metano líquido a 70 graus Kelvin será que eu consigo usar as definições dos conceitos bioquímicos que existem o nosso planeta E fazer uma extrapolação direta para um lugar desse é muito difícil provavelmente não Por isso que eu digo que o que a gente tem uma coleção de definições de vida mas a gente não tem até o momento uma

teoria geral e talvez a gente só consigo escrever essa teoria geral no momento que a gente conhecer é novas formas de vida bioquimicamente muito diferente daquelas que a gente conhece aqui então essa é uma é um desafio para o futuro ainda como eu Falei em algum momento a gente vai ter que ser pragmático e Vida no nosso planeta e ela é basicamente célula quando a gente pensa em sistema vivo no nosso planeta você pensa em célula eu coloquei essa foto esse esse desenho aqui é de um neurônio só porque ele é um desenho faz fico

extremamente bonito do pai da neurose feito pelo pai da neurociência em 1800 e pouquinho e ele é um exemplo de célula mas claro essa é uma célula Bastante complexa toda a vida no nosso planeta ela se baseia nessa unidade mínima que é a célula de uma forma ou de outra claro que nada tão vamos vem para a gente entender um pouquinho melhor da célula porque ele é um idade mínima e por que a vida no nosso planeta funciona a partir dela Vamos partir para um modelo um pouco mais simples uma célula não é nada mais

do que um compartimento esse compartimento ele tem alguma forma de separação que é uma membrana essa Membrana ela tem algumas propriedades específicas mas o principal dela é ela isola o meio extra-celular do Meio intracelular permitindo por exemplo que concentrações química Olá sejam diferentes de concentrações químicas de Fora isso permite a gente criar essa locais onde reações químicas são mais propícios que outras essa membrana a membrana que acabou se desenvolvendo e se estabelecendo na vida ela tem a propriedade de ter Permeabilidade seletiva ou seja lá deixa passar coisas para dentro de um grau diferente do que

ela deixa passar coisas para fora isso permite você criar esses gradientes essas variações de concentração então a célula de certa forma pode escolher o que entra e escolheu que sai eu estou extremamente importante quando a gente pensa em vida além de ter a compartimentalização a gente de alguma forma tem que ter atividade lá dentro ela precisa Construir outras células no mínimo para se propagar ou ela precisa fazer manutenção porque eu sempre podia pensar que eu não preciso me reproduzir basta que eu tenho uma célula que se perpetue por toda a eternidade para ela tá bom

né então eu preciso de alguma forma tem uma maquinaria e faça um reprodução ou reparo que ela precisa ter atividade que é o metabolismo de alguma forma existem metabolismo de diferentes tipos e eu Preciso de alguma forma guardar essa informação Como que eu faço uma membrana Como que eu faço metabolismo Como que eu faço essa transferência seletiva Ou seja eu preciso de alguma forma tem uma unidade armazenadora e transmissora de informação e que também não seja completamente perfeita ou seja que essas páginas desses livros para os possam ser trocadas e escritas de tempos em tempos

que é o o que é obviamente vocês sabem é o material genético que guarda a Informação celular tendo esses três elementos compartimento atividade e informação você basicamente tem um sistema celular e são esses temas que estão presentes em todas as formas de vida no nosso planeta toda forma de vida na Terra Depende de uma célula de uma forma de outro Claro se vocês vão gritaram Ainda sentindo aquele ditado né os e os vírus não tem célula obviamente eles estão aqui mas eles dependem de Células para que a produção então eles coevoluíram com as células a

gente não sabe direito como eles surgiram ser e surgiram antes depois durante mas ele ficou evoluíram e co existem e dependem das células para existir e cada vez mais a gente está aprendendo que as nossas células e as células de todo o nosso planeta dependem também dos vírus para fazer transferência genética a tal da transferência genética horizontal que parece ter sido extremamente importante No início da vida no nosso planeta enfim existe uma conexão grande mas o que importa é isso Sempre que a gente fala de vida como a gente conhece dívida no nosso planeta a

gente está falando de célula Então se a gente quer construir vida ou resolveu o problema de vida no planeta a gente precisa resolver a questão de como construir uma célula com esse mínimo 7 de recursos para ela informa compartimento informação e atividade É bom se a gente quer falar para abordar o problema da origem da vida tem basicamente duas grandes abordagens na literatura ou no mundo acadêmico a chamada abordagem top-down e botão é top-down de cima para baixo bota um EP de baixo para cima top-down é basicamente você partir de sistemas complexos por exemplo nós

ou a vida como a gente conhece Hoje a célula moderna com toda a complexidade que existe com todas as vias metabólicas que vocês vão Ter que aprender e decorar entender a fundo isso é e a partir dessa complexidade atual tentarem repassando a fita ao contrário a fita do tempo ao contrário até você chegar naquela próton célula que deu aí não seja você tem que ir olhando para ela tentando tirar as coisas modernas tentando pegar as coisas modernas e simplificar até que você chega Numa célula primitiva Essa é a abordagem de cima para baixo seja pega

a complexidade e tenta refazer o repassado Do tempo ao contrário e tem abordagem bom e do qual você não não pressupõe a célula atual Mas você pega os elementos mais simples da natureza as primeiras biomoléculas e tenta entender como que elas poderiam se reagir para formar um sistema Vivo e eu vou começar com um pouquinho de história é claro talvez uma das primeiras abordagens top dão que tem existido se tenham sido feitas pelos naturalistas né do século 19 e aqui tá o Exemplo do Darwin obviamente vocês conhecem arvorizinha da vida que ele desenhou durante a

viagem dele pelo beagle essa árvore que ele desenhou com a enfim ele desenhou no livrinho de de anotações dele no Rede transmutation notebook Bee obviamente esse nome foi uma moderno para ele era só livrinho de anotações B porque tem continuar antes de serviços e depois mas enfim esse livrinho ficou para história Porque as arvorizinha da vida aqui foi uma das Primeiras vezes em que ele observando a diversidade da vida ao longo dos anos de estudo dele ou seja olhando a complexidade ele começou a inferir o Kinho da história passada e das ramificações da diversificação e

ele começou a entender como que todos esses Ramos pareciam estar interconectados de alguma maneira e foi uma das primeiras vezes que esse esforço de simples e foi feito e ele foi feito e ele inclusive arriscou a colocar uma raiz nessa Árvore Da Vida ou seja aparentemente essa diversidade pode ter surgido de um único lugar ele fez esse rabisco que depois foi parar na origem das espécies só que de uma forma muito mais sofisticada e bonitinha e bem explicada e ele é o único na verdade é o único diagrama que aparece na origem das espécies a

única ilustração e ele é Central para contar e sintetizar a teoria dele no qual os organismos mudam com o tempo e evoluindo o sentido de mudança o tempo e em Princípio eles poderiam descender de um único ser ou coisa de um único ancestral comum lá no passado é esse livro foi o transmutation o notebook porque ele realmente estava vendo como o processo de transmutação acontecia na natureza ou seja como que uma espécie poderia dar origem a outras espécies ou mudar no tempo sendo vista de longe claro né para quem vê de longe Parece que elas

estão mudando Então essa foi uma das primeiras um dos primeiros esforços de síntese que Partiram da observação da complexidade e inferir um esquema em que você podia chegar lá no passado numa Central comum e tentar resolver esse problema antigo bom claro que essa é a questão da Árvore da Vida e a ideia da árvore da vida é uma é uma ideia extremamente poderosa é uma ideia sintética muito poderosa mas que e que evoluiu com o tempo naquela época era baseado em observações e hoje em medidas em taxonomia hoje a gente faz ela principalmente por métodos

Moleculares a gente vê sequências genéticas e com eu conheço genéticas em vez de comparar traços ou formas a de animais de organismos e comparando essas sequências a gente dependendo de como você comprar a Claro a gente a gente chega nesses três grandes domínios atualmente eucária arqueia e bactéria aparentemente eles estão conectados e tem uma região comum ou seja eles realmente chegam numa raiz numa das numa das modelagens dessa Árvore claro isso não é como vocês vão ver em ciência ao longo dos próximos anos Isso não é definitivo E talvez vem alguém aqui nos próximos meses

ou anos e fala que tudo isso aqui tá errado mas hoje em dia a gente enxerga que esses três domínios derivaram de um único de um ser ou de uma entidade comum que é o que a gente chama do Luca Leste Universal como manifestar então vocês vão ouvir falar bastante desse Luca tem gente que diz que ele nunca existiu E cujo trabalho de vida área de pesquisa exatamente entendeu o que era o Luca Quais as propriedades deles quais as características só para colocar a gente a gente tá aqui no cantinho né almoçar tem a gente

não é nada demais é só mais um um dos caminhos dessa grande árvore da vida que tem muitos Campos Essa é a visão moderna que a gente tem da Árvore da Vida feita pelos em 1978 baseada em sequenciamento DNA ribossômico a gente usa RNA ribossômico porque ele o RNA Ribossômico ele é basicamente essencial para a vida no nosso planeta porque ele faz a síntese de proteínas então ele é uma das partes mais fundamentais do metabolismo celular que existe como ele é muito fundamental ele é muito conservado portanto eu posso usar para comparar espécies tão diferentes

quanto nós e o Marquei a lá longe num numa lagoa Salina por exemplo então dá para fazer esse tipo de comparação bom é aquela é a árvore de 1988 essa ideia da Árvore também vem muda é porque se vocês olharem naquela árvore as únicas ramificações as únicas ligações elas são ligações verticais ou seja ontem passado de alguma forma gera os seus descendentes é vertical essa essa transmissão de informação o que a gente tem aprendido é que além dessa transmissão vertical você tem transmissão horizontal ou seja não precisa só passar para os meus descendentes mas existe

na natureza Maneiras de você trocar informação horizontalmente não dos meus descendentes mas com os meus colegas não pensa que eu tô fazendo nenhuma Apologia ao sexo aqui divirtam-se mas isso não é problema meu a ideia aqui é que existem vários vetores na natureza como por exemplo os vírus que são capazes de pegar material genético de um organismo transferir para outro Mesmo ele sendo de espécies diferentes em diferentes condições então eles conseguem misturar Material genético isso no desenho de árvore da vida apareceria como uma barra horizontal ligando Ligando Os campos que confusão danada na hora de

você interpretar a informação lá a propagação de informação A Árvore da Vida porque de repente a informação que vi que tava indo para lá vem para cá e isso pode provocar novos caminhos canções Então hoje em dia as propostas de árvore da vida são muito mais complexas do que aquela que a gente aprendeu vocês vão Aprender e vocês vão ter que lidar com essa complexidade da transferência horizontal hoje em dia tem gente que tá chamando em vez de árvore da vida coral da Vida Rede da vida enfim tem um monte de nome círculo da vida

anel da vida tem um monte de nomes diferentes que o pessoal tá dando para esse desenho aqui porque a gente tá aprendendo que é muito mais complicada do que aquilo que a gente imaginava antes e é vocês são vocês conta que decifrar esse problema Vou ver se dá para decifrar também mas uma coisa interessante é que talvez esses processos horizontais tenham sido extremamente importantes aqui no início quando os organismos eram muito parecidos e esse processo é extremamente eficiente hoje em dia tem muita gente estudando os vírus no mar Exatamente porque eles são invetor enorme de

transferência horizontal entre micro-organismos que estão no mar então talvez lá naquela naquele oceano Primitivo do nosso planeta tivesse acontecendo um troca-troca de informação enorme que depois parou parou diminuiu e acabou sendo dominado pela transferência vertical bom essa previsão um pouquinho histórica do assunto como que a gente faz hoje em dia se vocês quiserem fazer uma abordagem top-down por exemplo falar vocês podem estudar a diversidade de organismos que existem por aí mas vocês podem estudar a diversidade EA complexidade dentro de uma célula Esse é Um trabalhinho que eu tô colocando como exemplo foi um trabalho extremamente

importante é um trabalho do instituto corag venter foi o prédio é isso a ideia você pegar uma célula e tem toda essa complexidade metabólica o que tem aqui são as várias vias metabólicas os várias atividades que a célula tem e você e tirando o pedaços dela e arrancando os genes e testando o até que ponto ela continua viável seja vão ver se esse processo é realmente Necessário a Será que se eu arrancar um citocromo dela vai continuar funcionando almoçar que eu vou parar a respiração então a ideia vamos arrancar os pedaços e testar Qual é

o limite mínimo de informação que uma célula pode ter Então esse foi feito foi publicado na pnas na torcida em Of The National Academy of sciences que é uma revista extremamente conceitual é conceituar bem conceituada e tá aqui obviamente trabalhando para eventos em 2005 esse trabalho foi feito Então esse é o típico exemplo de uma abordagem top-down pega uma coisa complexa vai tirando as coisas até tentar tentar chegar no Genoma mínimo e ainda funcional Então essa é uma das abordagens top-down que podem ser feitas e o que que uma célula precisa no mínimo para funcionar

bom abordagens botão lá que eu seja partindo do nada ou muito pouco do muito simples tentar chegar toda a complexidade de vida que a gente conhece vamos lá e vou mudar de novo Exemplo dar vem porque afinal está na Biologia e o Darwin entendeu é grande parte dessas ideias esse aqui é um trechinho de uma de uma carta que ele escreveu para o amigo dele procuro por Hulk descubra em 1871 em que ele coloca aqui eu marquei e vermelho mas esse e que grande ser se nós pudéssemos conceber uma pequena uma pequena força quente com

todos os tipos de amônio de sais de amônio e fosfórico calor luz eletricidade e setra todos os presentes E que compostos proteicos fossem quimicamente formados prontos para continuarem a partir daí mudanças mais complexas e etc etc essa é a primeira vez que aparece esse cenário da pequena força quente de e a pequena possa quente que depois deu ideia eu esqueci da sopa primitiva o caldo primordial e que a origem da vida partiu de uma mistura de elementos químicos simples aquele colocou Sais de amônio fosfóricos misturados com uma Fonte de energia ou seja basicamente um tacho

de bruxa que Você misturou estão os elementos colocou é uma forma de energia e espontaneamente isso formou moléculas mais complexas que começaram a se complexificar ainda mais com o tempo então o o Darwin apesar de não ter colocado isso na origem das espécies ele pensava sobre o assunto e obviamente que quando ele escreve aqui que esses compostos estavam prontos para se passarem mudanças ainda mais complexas Ele estava imaginando pelo menos a minha interpretação de várias pessoas que um processo parecido com o processo de evolução poderia a nível molecular também seja que esses compostos químicos eles

iam passar por um processo de seleção e os mais aptos e um continuar e se tornar cada vez mais complexos ou diferentes entre si e sendo selecionados pelo natureza até que o momento eles continuassem por si só no sistema químico auto-sustentado capaz de Sofrer evolução e se tornassem vida bom essa ideia da força da pequena possa quente ela inspirou gerações de outros cientistas que começaram a tentar resolver o problema porque afinal de contas se tudo que você precisa ou tudo que era proposto pelo Darwin era um tacho com os elementos químicos uma umas faíscas elétricas

isso dava para fazer em laboratório então por que não fazer tá aqui a nossa sopa primitiva né e dois pesquisadores foram extremamente Importantes em pegar essas ideias conceituais do Darwin e passar para ideias científicas testáveis que foi o raldane na Inglaterra no Reino Unido e o Me pare na União Soviética basicamente eles tiveram a ideia simultaneamente e eles materializaram eles colocaram no papel esse modelo de sopa primitiva quais os diferentes compostos que seriam mais prováveis de formar as biomoléculas necessárias que fontes de energia deveriam ser usados ou não três criaram O arcabouço um modelo teórico

para o processo de origem químico da vida pela fonte quente pela pela possa quente do Davi o bom é esse e esse modelo teórico que foi desenvolvido por eles depois ele foi aproveitado por cima e por outros cientistas anos depois 50 anos depois mais ou menos para fazer o experimento em laboratório e até hoje a gente vem fazendo esses experimentos em laboratório ela tentar responder cada um Dos Passos Como eu faço açucares como eu faço lipídios Como eu faço aminoácidos como eu faço isso em diferentes condições na conta Nas condições que tinham no nosso planeta

para a gente vem tentando até hoje responder esse tipo de questão e vou mostrar alguns dos Desafios do que a gente bem fazem bom agora saindo um pouquinho do histórico indo para o dia de hoje de novo mudar o exemplo do Parque vai entrar porque ele fez um monte de coisa legal é e esse Aqui foi em biologia sintética uma abordagem bota uma mais ou menos bota o wi-fi do Parque Ventura Aí dei agora foi não pegar uma sala complexa e arrancar as coisas mas foi pegar no computador escreveu uma sequência de DNA que eu

tinha interesse uma sequência genética sem ter na sequência com todos os e essa sequência Claro com os genes que ele achava necessários para uma célula funcionar colocar dentro de uma célula e Ver essa célula funcionar de fato Ou seja e ele criou esse aqui é o artigo que saiu na sai assim 2010 foi basicamente a ideia de criar uma célula sintética na verdade não é uma célula sintética porque ele pegou uma célula que já existia e ele colocou um DNA sintético aquela acima de tudo o que foi criado foi um código genético sintético que funciona

isso é uma coisa importante ele conseguiu entender quais eram os genes Necessários para uma célula funcionar razoavelmente bem e fez isso de maneira completamente sintética então isso aqui é uma abordagem moderna que vocês podem ter e isso aqui é muito do que a Biologia sintética vem tentando fazer nos últimos anos você já realmente chegar lá no computador e falar eu quero tal genital-genital Gene vai lá sintetizou joga dentro da célula vão ver se funciona e com isso engener as células para elas funcionarem a maneira Que a gente quiser o legal disso é que a gente

aprende muito de biologia básica no meio do caminho porque para você conseguir fazer a célula funcionar você precisa entender muito bem como esse genes interagem entre si como que funciona a célula e os processos um detalhe então é muito importante não só para produzir células que façam o que a gente quer produzam anticorpos Sei lá o qualquer qualquer subproduto de interesse tecnológico mas também para Entender a Biologia básica no meio do caminho como o meu minha formação É principalmente em astronomia astrofísica e ciências exatas eu vou dar uma abordagem mais física dessa história e para

porque talvez vocês não tenham aqui na Biologia se a gente quer parte se a gente quer parte bem do básico das primeiras moléculas e chegar na vida a gente precisa partir do básico mesmo eu como que essas moléculas se formaram no nosso universo talvez se sabe essa História mas Resumindo o que a gente o que aconteceu o nosso universo é aconteceu um evento chamado de que a gente hoje chama de Big Bang nesse Big Bang lá no início do nosso universo 13.6 bilhões de anos atrás mais ou menos se formaram os primeiros elementos químicos basicamente

hidrogênio e Hélio esse hidrogênio e Hélio se espalharam pela vastidão do universo na verdade eles formaram a vastidão do universo com o tempo E eles formaram grandes nuvens de gás essas nuvens de gás pela própria ação da gravidade elas foram se condensado condensado condensado nesse processo de condensação chegou até um chegou um ponto que a pressão no interior dela ficou tão grande tão grande que os átomos começaram a se fundir quando esse o átomos começam a se fundir você libera energia energia da fusão nuclear a energia da fusão nuclear é basicamente o que alimenta as

estrelas Então essa Nuvem de gás comprimido A liberando energia é o que a gente chama de estrela dentro das Estrelas você libera ainda mais energia e esses processos de fusão continuam até que você começa a formar novos elementos químicos Então a partir de hidrogênio e Hélio quer um tinha dois um próton dois prótons você começa a fundir-se os outros caras e formando elementos químicos com outros números atômicos cada vez mais pesados até que você acaba formando todos os elementos Químicos que a gente conhece na nossa tabela periódica então a alquimia que formou é fala de

química que a gente conhece o universo ela provém de reações de fusão nuclear no interior das Estrelas ou na explosão de estrelas esses elementos químicos de novo eles são espalhados no nosso universo formam grandes nuvens de gás essas grandes nuvens de gases de novo vão ser condensar só que agora com uma composição diferente daquela Primeira geração de estrelas Agora você vai ter ferro você vai ter carbono você vai ter cálcio você vai ter oxigênio você vai ter magnésio quando essa nuvem se se condensar você vai não só formar novas estrelas mas no entorno da estrela

Você vai formar um disco e esse disco vai ter esses elementos mais pesados esses elementos mais pesados com o tempo eles vão ser condensado condensado condensado e formando pronto planetas asteroides meteoros e os planetas como a Gente conhece tão na segunda e terceira geração de estrelas você já tem uma riqueza química suficiente para gerar os planetas e nesses planetas Agora você tem uma superfície que pode ter oceanos podem formar atmosfera e pode acontecer reações químicas e agora a gente pode pensar na formação da vida então são todos esses processos que aconteceram e que a gente

vai explorar um pouquinho mais um detalhe para entender o que que aconteceu e Como que Essa diversidade química geral a vida no nosso negócio bom é para eu tirar a vida vamos agora fazer um misto de abordagens Vamos fazer uma abordagem top-down se eu pegar o Fábio que tá ali no canto que é meu colega do laboratório de astrobiologia também pegar e bater em um liquidificador porque ele é muito chato e não tá fazendo perguntas hoje então vamos bater no liquidificador e vamos analisar do que o Fábio é feito se eu pego o Fábio Bata

no liquidificador ou se eu pego uma árvore aí de fora e bata no liquidificador e Analisa bioquimicamente isso basicamente eu vou encontrar as mesmas coisas mas quando aquele são basicamente grandes blogs de água vamos são as bolhas de água andando por aí com um pouquinho de ácidos nucleicos um pouquinho de aminoácidos Talvez um pouquinho mais de lipídios Oi e um monte de carboidratos basicamente todo mundo tudo toda a vida No nosso planeta é feito com essas moléculas aqui que são moléculas que tem suas funções a água é o solvente onde acontece Às reações químicas os

ácidos nucleicos a gente sabe que tem transporte unidade de armazenamento de informação mas tem outras também os aminoácidos formam as proteínas que tem um monte de funções ela tem função estrutural função catalisadora das enzimas e muitos outros assistir os lipídios que fazem as membranas das Células principalmente mas também fazem comunicação celular e muitas outras atividades e os tem os carboidratos que são Pau para Toda obra e também são gostosas Depois do jantar se eu olho para todas essas moléculas aqui e olha na composição elementar dela se eu vou ver os elementos químicos que elas são

feitas elas são feitas de um monte de elementos Claros em tudo quanto elemento Mas elas são feitas principalmente de xampus carbono hidrogênio oxigênio Nitrogênio fósforo enxofre Esses são os elementos químicos básicos do Quais as moléculas biológicas são feitas Claro e existem outros elementos presentes em quantidades menores existem aí tava que tem um monte de enzimas que depende de cofatores de metais e coisas desse tipo mas são quantidades menores por isso que a gente fala que a vida como a gente conhece ela é basicamente feita de chão então se eu quero ter vida de alguma forma

eu pelo menos vida como a gente Conhece a gente precisa ter chances presente e abundante e disponível para as reações químicas acontecer Então como que a gente consegue chances como eu falei isso surge das Que ações químicas do nosso reações químicas e nucleares no nosso universo você já era o gás que gera as estrelas as estrelas formam os elementos químicos elementos químicos se espalham no nosso lendários com o tempo formam novos Nuvem de gás e nessas Nuvem de gás aqueles átomos perdidos vamos Começar a se encontrar o problema das reações químicas acontecerem o universo é

que o universo é um lugar muito vazio e muito frio é a densidade média no nosso universo eu sei lá no espaço entre as estrelas é de um átomo o átomo sozinho a Cada centímetro cúbico ou seja um cubinho de um por um centímetro Eu tenho um átomo passeando ali dentro como comparação se eu pegar o meu copo de água aqui um átomo de água deve ser da hora de um Molde águas Então você tem trinta e tantas ordens de grandeza de diferença entre a densidade no nosso universo EA densidade aqui na terra no meu

copo de água por isso eu fiquei ações químicas que acontecem em solução ou nosso lenta na água elas são muito rápidas elas acontecem e segundos mas se eu abaixo a densidade a probabilidade de dois átomos se encontrarem é muito pequena Por isso as velocidades de reação são muito lentas no universo mesmo nos lugares Mais densos do universo começa as nuvens gasosas aqui é as reações químicas horas demora em média 100 mil a um milhão de anos para acontecer ou até mais algumas milhões de anos para acontecer que o tempo que demora para os átomos se

encontrarem então a São reações lentas Além disso o universo é frio encontra aqui Ah tá a 300 Kelvin mais ou menos no universo as temperaturas médias são de 10 a 3 Kelvin então é um é um universo Muito frio os átomos tem pouca energia é muito difícil as questões químicas aconteça acontecerem Mas elas acontecem elas acontecem lugares propícios por exemplo elas acontecem essas nuvens moleculares que a gente enxerga no inverso se vocês olharem presente numa noite bem estrelada para nossa galáxia vocês vão ver quem na face onde está a Via Láctea vocês vão ver um

monte de estrelas em alguns lugares vocês vão ver regiões escuras aqui não é uma região Sem estrelas aqui na uma região onde na frente das Estrelas Você tem uma nuvem de gás enorme que tá Tá Antônio dos estrelas e por isso você não tá enxergando tudo que tem a nossa Via Láctea nessas regiões Você tem uma densidade de gás maior Ou seja você tem uma probabilidade de átomos se encontrarem maior e você tem uma fonte de energia importante porque essas nuvens moleculares elas também são os lugares onde as estrelas se for Bom e quando uma

estrela se forma e ela jovem ela emite muita radiação ultra-violeta essa radiação ultravioleta pode gerar reações fotoquímicas que vão Criar e vão permitir a formação de novas moléculas Além das Nuvens universo é cheio de gelo e esse gelo ele está presente principalmente é envolvendo grãos de poeira Essas são duas coisas que existem muito no nosso universo além do gás que existem essas nuvens você tem grãozinhos de poeira feitos de ele é de Silicatos de carbonatos alguns metálicos em volta desses grãozinhos você forma capa de gelo que é basicamente o gás da nuvem que se condensa

em torno da poeira e se essa estrutura é importante por quê por duas coisas primeiro a superfície do grão ela funciona muitas vezes como um catalisador em uma reação química que não aconteceria em fase gasosa ela pode acontecer na superfície do grão isso é importante um exemplo de importância dessa desse efeito catalisador é a Formação do o universo tudo hidrogénio molecular que existe O H2 não hidrogênio atômico pagar mas o H2 que existe no universo ele é basicamente formado em reações na superfície de grãos do nosso prefeito de grãos no meio interestelar e H2 é

uma das moléculas mais abundantes que existe no universo Além disso essa capa de gelo ela aprisiona água CO2 seus amônia nitrogênio um monte de elementos químicos um monte de moléculas que fazem Em fase sólida podem sofrer reações químicas e produzir moléculas mais complexas quando eu vou falar e pra frente e aspirações químicas elas podem acontecer também na superfície de planetas na superfície de cometas de meteoros e serem trazidos depois ou levados para diferentes lugares do universo pois existem vários lugares onde as reações químicas acontecem universo e uma vez que elas acontecem elas formam moléculas mais

complexas Certamente cês vão tá enxergando essa tabela mas é basicamente uma tabela e aquelas que já foram observadas no espaço por diferentes técnicas astronômicas pode ser Astronomia no visível e ultravioleta no infravermelho no rádio no microondas com diferentes técnicas aqui em cima você tem o tamanho da molécula basicamente indo de dois átomos até 13 átomos e várias moléculas já foram observadas inclusive essas moléculas com mais átomos se vocês Conseguir sem olhar aqui vocês vão ver que elas são principalmente moléculas orgânicas grandes cadeias carbônicas que se formaram espontaneamente no espaço Apesar de todas as dificuldades e

estão presentes e disponíveis no Universo para por exemplo formar em aminoácidos lipídios peptídeo-c coisas mais complexas que a vida pode usar ou seja as moléculas orgânicas a complexidade química que a vida precisa ela se formam espontaneamente no universo porque ações Químicas abióticas totalmente abióticas inclusive algumas moléculas mais complexas que e começa como esse sistema cíclicos de carbono aqui esses aqui são chamados hidrocarbonetos policíclicos aromáticos são realmente um monte de fulerenos grudados um no outro monte de benzeno ligado um outro e essa aqui que é mais legal que é o fulereno o flor e no é

uma bola de futebol basicamente ele tem exatamente a mesma estrutura de uma bola De futebol feita totalmente de átomos de carbono tem 60 átomos de carbono ligados uma estrutura esférica que extremamente queijo da extremamente duradoura Então ela resistente a quebras por radiação e coisas assim e também já foi observado no espaço então a química no meio espacial ela pode virar coisas extremamente complexas começam as moléculas orgânicas aqui além de poder tirar moléculas orgânicas moléculas de carbono a química no espaço parece Conseguir fazer uma coisa que a gente enxerga com uma propriedade típica da vida no

nosso planeta se eu pegar de novo Fabi árvore bater no liquidificador e olhar todos os açúcares dele e todos os aminoácidos dele em praticamente todos os açúcares que a vida usa em seus processos biológicos são açúcares do tipo de e todos os aminoácidos que a vida usa são aminoácidos do tipo L vocês vão talvez vocês vocês lembrem isso do cursinho Vocês vão aprender que esses caras são isômeros e eles são diferentes eles têm propriedades eles têm reações eles têm reatividades químicas diferentes em especial uma enzima que foi feita para reconhecer um açúcar de ou um

aminoácido L ela não funciona como o parzinho de e ele dela então a vida uma vez que ela aprendeu a usar aminoácido zele por exemplo ela não consegue processar aminoácidos de então a vida só usa aminoácidos l e a gente achava que ser Uma propriedade intrínseca intrínseca da vida mas a gente a gente sabe que é uma propriedade intrínseca da Vida em nosso planeta Mas a gente nunca entendeu direito os mecanismos de porque a vida escolheu para trabalhar com a nossa dos L E por que não E aí você não sabe isso em princípio os

dois são formados espontaneamente na natureza então a gente começou aprender que em alguns lugares no espaço é existe uma probabilidade de você for mal de Você produzir uma quantidade maior de moléculas de um tipo ao invés de outro e um desses exemplos são exatamentes as nuvens protoplanetários o sejam de estão formando os planetas por causa da fonte de radiação aparentemente algumas fontes de radiação no nosso universo elas destroem de maneira mais eficiente um dos uma das moléculas do que das do que a outra produzindo uma assimetria ou seja invés de outras cinquenta por cento e

cinquenta por cento de eu posso ter 45 Porcento le55 por cento de então esses como você tinha um excesso de um deles talvez a vida tem usado esse excesso e daí em diante seguidos Só usando um deles então a uma ou realidade que é uma propriedade característica da nossa vida talvez ela esteja intrinsecamente ligada com o nosso berço cósmico das uma das moléculas orgânicas eu isso é uma coisa que parece fazer uma ligação direta com os processos astrofísicos que geram as moléculas bom uma vez que você Gera um monte de moléculas no espaço de alguma

forma você precisa trazer essas moléculas para o planeta para transformar as reações químicas para elas fazerem as reações químicas e daí daria origem para virar estátua e tal uma das maneiras de você trazer essas moléculas para cá é por meio de impactos impactos de cometas de meteoros ou seja lá do que for normalmente a gente pensa que a gente pensa em mim e impactos enjoado pensa no Impacto que matou os Dinossauros né lá no lá no México aqui tá a Cratera né vista do com um mapa gravimétrico então a gente pensa em impactos como eventos

extremos destrutivos que podem alterar o nosso ambiente lançar grande em grande quantidade de poeira na atmosfera que bloqueia o sol mata a vegetação e matou os coitados dos bichos aí mas ao mesmo tempo que eles fazem isso eles trazem esses cometas e meteoros trás os lados e toneladas de material que Tava no meio espacial para o nosso planeta e esse material é extremamente importante para ele foi extremamente importante ainda está muito importante para evolução química do nosso planeta aquela exemplo lá do meteoro que recentemente na Rússia né então isso vem acontecendo até hoje vai continuar

acontecendo no futuro e não são só grandes impactos que acontecem não continuamente acontece em quedas de pequenos meteoros de poeira e de coisas Que a gente nem se dá conta mas que vão sendo adicionados para nosso para o nosso planeta na verdade parece que toneladas desse material Caem todos os anos no planeta e vão aí ser adicionados a química que existe no nosso nos nossos oceanos a nossa atmosfera então A ideia é que esses caras não só trazem destruição Mas eles podem trazer também as sementes EA química necessária para a vida aqui tá o exemplo

do Cometa Halley bop e algumas das moléculas complexas Que que foram observadas neles por técnicas de micro-ondas e infravermelho basicamente tão várias moléculas orgânicas já foram observadas e em cometas inclusive esse aqui a sono estados ti que não só observou por métodos espectroscópicos mas ela de fato navegou através da cauda do cometa do il-2 coletou amostras trouxe de volta essas amostras para Terra elas foram analisadas em laboratório e foi a primeira vez que foi observada a Presença de um aminoácido é fazendo parte da Constituição química de um cometa ou seja toda a complexidade química que

a gente conhece o a base para vida quem te conhece e parece já tá presente nesses corpos extremamente antigos do nosso sistema solar e só para dar um exemplo que apareceu ontem no UOL então fazendo meio alarde aí na história que saiu essa notícia aqui que alguma alguns elementos químicos no caso eram de peptídeos podem ser formados em Condições similares às que existem nos cometas e depois trazidos para cá e gerava ou servir de base para origem da vida os cometas eles não só são eles não são necessariamente ruins Mas eles trazem o Real E

trouxeram pra cá o Material necessário para origem da vida e também trouxeram outras coisas por exemplo a água que eu tô bebendo aqui mais ou menos toda a água que existe hoje no nosso planeta ela foi trazida para cá Por impactos de cometas e asteroides ela é a água extraterrestre que a gente bebe todos os dias Então pense nisso e não entendam os impactos necessariamente como coisas ruins bom uma vez que você traz todo esse material para o planeta ele tem que ser processado só que ações químicas tem que acontecer em algum lugar para dar

origem a vida em si eu vou separar em três partes essa química ou chamada química prebiótica pode acontecer na nossa atmosfera e os Oceanos ou pode acontecer no solo nos minerais na superfície e na atmosfera o exemplo clássico que a gente tem que experimento de química prebiótica o experimento de Miller e urey que foi feita em 1953 nos Estados Unidos e tal vocês devem lembrar desse experimento a ideia do experimento foi reproduzir em laboratório as as músicas da atmosfera primitiva do planeta então foi feito esse reator onde foram colocados gases metano amônia CO2 Água nitrogênio

foi colocado uma fonte de energia no caso uma Faísca que é basicamente a ideia do Darwin você coloca elementos químicos básicos você coloca uma fonte de energia você dá tempo para o sistema acontecer e para o sistema processar tudo isso no caso esse gás ficava circulando aqui e depois de um certo tempo o que foi percebida que se formava um condensado o escuro e amarronzado no fundo foi feita uma análise extremamente simples naquela Época e depois anos depois uma análise mais complexa Mas o que foi observado que se formaram de várias moléculas tidas como biológicas

extremamente complexas como aminoácidos e açúcares esse experimento Tinha alguns problemas porque a atmosfera que ele usava ela não era muito parecida com que hoje a gente sabe que a gente quer a atmosfera primitiva mas mesmo assim ele simula muito bem as condições que existem as chamadas E plumas vulcânicas uma pluma vulcânica é basicamente uma erupção vulcânica que libera gases do manto terrestre extremamente rico sem amônia hidrogênio é compostos sulfurosos joga tudo isso para atmosfera então é uma é um gás extremamente rico nesses nesses compostos esses gases Normalmente eles induzem a formação de nuvens de Tempestades

que induzem a formação de Raios e esses raios basicamente gera um reator me livre na atmosfera para você Poderia formar-se as moléculas orgânicas que lentamente iam-se depositando no entorno dos vulcões e a partir daí essas moléculas poderiam dar origem a moléculas ainda mais complexos que depois poderiam dar origem a vida então esse é o cenário é proposto pelo experimento de Miller Yuri para uma síntese química prebiótica na atmosfera bom uma outra possibilidade de cenário de origem da vida no fundo dos oceanos essa é uma proposta bem Interessante foi Feita nos últimos anos que porque parece

bom primeiro no fundo dos oceanos você tem alguns lugares o material sendo expelida do manto e das regiões mais profundas do subsolo Oceânico que são as chamadas fumarolas Submarinas onde você tem temperaturas que podem chegar até 400 graus todos esses elementos químicos sendo liberados além de você ter essa riqueza química Você tem uma propriedade interessante nesses lugares que alta pressão E Aparentemente essa alta pressão ela muda um pouquinho as constantes de reação química e ela propicia várias reações que não acontecer não aconteceriam em outras condições então tem muita gente que diz que esse é o

cenário mais favorável para a formação de moléculas complexas e inclusive esse cenário de alta pressão e alta temperatura Ele parece que se reflete na árvore da vida como a gente conhece se você olha a árvore da vida aquela região perto da País onde todos os e os domínios estão se unindo a maioria dos organismos Aline volta eles são organismos termofílicos então talvez fosse um cara o primeiro ser vivo que surgiu tenha sido um ser vivo adaptado altas temperaturas porque ele surgiu uma região de alta temperatura Mas é com o tempo ele foi evoluindo e sendo

modificado com o tempo então esse é o cenário de fundo Oceânico de alta pressão uma outra possibilidade de Química probiótica é nas superfícies de minerais ou na superfície dos na superfície dos continentes que você tem basicamente uma região de interface do continente com o oceano ou com uma possa em pequena escala por exemplo você tem nessa posse uma quantidade de moléculas orgânicas que foram trazidas pelos cometas de sua vida e você tem um evento em que a água sobe molha e o seu continente com essas coisas compostos pré-bióticos esses compostos Orgânicos simples e depois ela

ela retrocede e isso aqui seca esse essa atividade de molha seca molha seca molha seca ela ela propicia algumas reações químicas e o que pode acontecer se ele tiver numa argila é uma coisa desse tipo aqui se você tem aminoácidos Simples então por exemplo esses vários aminoácidos e você conhece a atividade de molha seca você acaba intercalando eles em camadas de argila você pode induzir um efeito autocatalítico É Verdade um efeito catalítico da argila em que você organiza os aminoácidos todos bonitinhos um atrás do outro de uma maneira que se você molha seca molha Será

que eles vão se organizando organizando organizando Até que em um dado momento você forma uma ligação peptídica Então isso é um cenário que foi proposto e foi mostrado em laboratório que funciona para você parte a parte para você o ativo de aminoácidos polipeptídeos Então você consegue produzir polipeptídeos a partir de um simples cenário físico-químico de molha seca numa argila esperamos simples mas que funciona muito bem para peptídeos funciona para outros polímeros biológicos a gente ainda não sabe ainda está sendo trabalham bom precisamos diferentes cenários para acontecer a química prebiótica o outro problema Central que eu

vou eu vou só colocar aqui é o problema da Informação a gente precisa gerar um sistema informacional e o nosso sistema informacional baseado em DNA e RNA é o que a gente se conhece e a gente sabe que ela extremamente complexo então a gente quer entender como é que isso funciona vocês vão aprender e aprender e usar e incorporar e venerar o Dogma central da biologia molecular que é basicamente o que vocês aprenderam já no colégio Mas vocês vão usar esse no dia a dia dessa incorporado que basicamente Que a gente tem essa informação no

DNA sendo transferida foi rma esse é realmente transferir informação ele faz a síntese de Proteína a proteína gera a função biológica a função biológica é selecionada e permite a evolução e isso volta e seleciona o DNA é assim que funciona o sistema informacional da vida no nosso planeta e a gente quer entender isso daqui o problema dessa história aqui é que fica uma questão quem veio primeiro E quem tem função que a proteína função biológica de fato atividade ou quem tem informação o DNA e fica história do ovo a galinha Quem veio primeiro por isso

é preciso de um para fazer o outro do outro para fazer um como resolver essa questão que bom uma das maneiras de resolver a questão do ovo a galinha é criar a ovo linha sei lá né uma galinha em forma de ovo eu que você quiser alguma coisa que tem as duas funções e daí surge a ideia do mundo de RNA a Ideia do mundo de RNA é que você pode fundir essas diferentes etapas que existem hoje em uma única molécula Você pode ter moléculas de RNA que tem nenhum só função de armazenar a informação

mas também tem a capacidade de fazer síntese proteica e de fazer sim se dela mesmo e portanto também tem tem capacidade de evoluir de ser selecionada e de ter função biológica mas a ideia é essa você tem RNA que é capaz de catalisar a aplicação de outras fitas de RNA esse RNA além de fazer autocatalise ou seja de se reproduzir ela é capaz de o catalítica para fazer outras funções biológicas e com isso com o tempo esse sistema que é um sistema químico simples capazes de se de evoluir com o tempo de se reproduzir ele

começou a Gerar outras moléculas acessórias que são as proteínas e eventualmente uma outra molécula informacional acessória que é o DNA Então nesse contexto de mundo de r a u r a veio o primeiro e proteínas e DNA Elas são evoluções com modificações que aconteceram com o tempo com RNA e uma vez que você gera essas moléculas acessórias a gente tem hoje o Dogma central da biologia que inverter um pouco a ordem bom e é essa é uma proposta o Mundo DNA ele funciona muito bem hoje a gente a gente sabe que de fato RNA tem

essa atividade catalítica o que a gente não sabe ainda é de fato se isso aconteceu porque a gente não tem evidências empíricas de Que isso aconteceu e como era esse RNA primitivo por QRA que a gente conhece o RN a moderno que depende de DNA aí filho a maioria deles então ele é uma proposta por enquanto o Mundo DNA com a ideia de ligar informação e metabolismo uma única molécula mas hoje em dia tem muita gente trabalhando enviou químicas diferentes para esse RNA procurando o próprio RN as você já moléculas mais simples que o RNA

atual mas também com as mesmas atividades as mesmas propriedades que a Gente espera de um mundo de RNA bom colocando tudo isso de maneira simplificada como ver se a gente consegue de cima para baixo de baixo para cima construir uma célula para vida primeiro preciso compartimentalizar fazer a membrana fazer a membrana parece simples eu nem falei nada porque o ultimamente simples esse aqui é um exemplo de um meteorito que caiu na Austrália uma experiência de morte em São esse meteorito de morte então ele é Especial porque ele é rico em compostos orgânicos na verdade seu

Abra o recipiente Onde ele fica guardado ele pede que como trocar orgânico ele vai apodrecendo o tempo então ele realmente fede se eu faço nele uma extração orgânica ou seja se eu lavo ele com um solvente orgânico e depois eu pego esse esse com isso eu extrai ou as moléculas orgânicas dele coloca essas moléculas orgânicas ele em água que é o que aconteceria com uma célula uma próprio Célula o que se formam espontaneamente e o que se formou porque isso foi feito se formam vesículas Então a partir de um meteorito que tem a mesma idade

do nosso sistema solar ou seja tem quatro pontos seis bilhões de anos nele já Estão guardadas as moléculas e já estavam prontas as moléculas capazes de formar enzimas que são a base para compartimentalização celular então a compartimentalização parece ser relativamente simples claro que de um Monte de detalhes para acontecer com essas vesícula e apropriadas depois elas evoluíram para tal da bicamada lipídica enfim tem um monte de propriedades especiais mas visível assim que parece ser o que é depois eu preciso de um sistema informacional e barra metabólico Polivalente o gente sabe que o RNA é capaz

de substituir o DNA e de fazer isso muito bem então é real tem capacidade catalítica e alto catalítica Ele se reproduz e Produza outras moléculas também como as proteínas Então a gente tem um sistema informacional que a gente sabe que pode funcionar nessas condições depois eu preciso conseguir juntar essas duas coisas e formar uma para outra sala e isso foi mostrado que é possível também é possível você criar próprias células extremamente simples e capazes de se reproduzir Então hoje a gente está caminhando com a história da biologia sintética biologia de sistemas Para aprender a pegar

esses diferentes sistemas extremamente simples junto a eles e produzir um sistema capaz de se reproduzir e talvez até se reproduzir com modificações e passar por seleção e ser o quê a devida a gente tá aprendendo passo a passo maneiras de produzir vida isso quer dizer que foi assim que aconteceu na nosso planeta não isso é só uma história possível para a origem da vida de baixo para cima mas a gente não tem Evidências empíricas fortes o suficientes para dizer com certeza que esse foi o processo que aconteceu aqui talvez tenha sido uma coisa extremamente diferente

mas isso mostra que pelo menos é possível e que a gente consegue estudar um pouquinho isso aqui em laboratório rapidinho é o Daniel comentou eu faço parte desse laboratório de astrobiologia que é chamado astrolabe o astrolabe ele é do yagê da USP ele foi ele ele existe foi construído no Observatório Abraão de Morais que o Observatório da USP na cidade de Valinhos É mas ele foi construído com a participação de vários institutos e instituições do Brasil então é uma colaboração de vários pesquisadores e o que a gente faz um laboratório são basicamente as duas grandes

abordagens que eu coloquei a abordagem de entendimento da vida de cima para baixo e isso a gente faz com trabalho em Microbiologia ambiental em diferentes ambientes estante tem grupos que trabalham em vários ambientes do Brasil principalmente em ambientes extremos alta salinidade alta radiação alta temperatura pouca quantidade de água e também ambientes da Antártica fundo Oceânico nas ilhas costeiras do Brasil também outros lugares da América Latina como atacamos Lanches regiões de grandes solenidades como essas Lagoas hipersalinas no Planalto argentino Regiões de alta montanha até cinco seis mil metros de altitude nos Andes e também está começando

os trabalhos na parte de já eram microbiologia também para entender as conexões com a atmosfera do nosso planeta em diferentes altitudes desde baixa altitude até 1.000 metros a quilômetros e até 100 Km com foguetes de sondagem então a ideia desses estudos a estudar um pouquinho os ambientes extremos do nosso planeta para entender A complexidade da vida e tentar entender um pouquinho da biologia mais geral e se ela seria adaptável existe em outros lugares também e a outra abordagem abordagem de baixo para cima que realmente tentar reproduzir em laboratório as condições diferentes que existiam ou seja

na terra primitiva seja em outros lugares que possibilitaram por exemplo a origem da vida e talvez possibilitem a Detenção de vida em Marte em outros lugares tão isso aqui foi Parte do meu projeto de pós-doutorado foi construir essa câmera de simulações que permite recriar em laboratório diferentes condições desde o vácuo planetário até condições da superfície de planetas vácuo espacial até a superfície de planetas para inter fazer estudos sejam de química prebiótica origem da vida ou Detenção de assinaturas biológicas em diferentes lugares para essa câmera ela está sendo finalizada lá no astral O laboratório e a

ideia dela é simulação as diferentes condições seja de espaço seja superfície de outros planetas ou mesmo a terra primitiva como que aquelas reações químicas tipo milho Yuri ou as reações que aconteceram nos cometas poderiam ter acontecido de fato como que a gente pode refazer esse laboratório entender as reações químicas e ver o que acontece então ideia que ela possa simular uma diversidade de ambientes porque a gente consegue controlar muito Bem os vários parâmetros é que a câmera propicia radiação temperatura é atmosfera e composição gasosa é bom além disso atualmente o trabalho no laboratório Nacional de

luz síncrotron para quem não conhece vale a pena conhecer um laboratório que tem em Campinas é como o Daniel falou é uma grande rosquinha e funciona para produzir raio-x de alta intensidade a gente acelera partículas a gente acelera nesse caso elétrons toda vez que o Elétron faz uma curva ele emite radiação e a gente usa essa radiação para estudar a matéria EA vida no nosso planeta em escalas microscópicas e com grande precisão a gente consegue estudar a composição a gente consegue isso da estrutura a gente consegue isso da função essa máquinas como essa aqui por

exemplo elas são usadas para revelar a estrutura tridimensional de proteínas de enzimas e inclusive o próprio DNA foi revelado por técnicas de cristalografia De raio-x Então essas máquinas são essenciais para a gente entender a vida na escala mais microscópica que existe esse anel esse anel existe desde 1997 então ele já tá aqui há vários anos e a gente está planejando a construção e começamos a construção do a dor assim que eu tenho brasileiro que vai ser comparável aos grandes aceleradores do mundo ele vai ser os melhores atiradores do mundo na verdade que vai te chama

Sirius vai ficar lá em Campinas mesmo o acelerador atual ele tem 30 metros de diâmetro esse aqui vai ser uma rosquinha de 150 metros de diâmetro Então vai ser um brinquedo muito maior e que vai permitir a gente entrar em muito mais detalhe para entender a vida nos menor nas melhores escalas que a gente conhece bom terminando agora só um pouquinho de filosofia porque você você certamente bom escutar a Iara de origem da vida é uma das áreas mais controversas porque Ela resvala em crenças pessoais em filosofia e tem muita coisa que vocês vão ver

de pseudociência por aí a fora e talvez essa que seja uma das coisas mais importantes que vocês vão escutar por aí foi um problema levantado pelo rock e pelo Fred hoyle sur Fred hoyle que foi astrônomo real britânico condecorado com agraciado com a ordem de cavaleiros e pelas suas contribuições extremamente importante astronomia mas ele se meteu um pouquinho e origem da vida que talvez Não tivesse não fosse a praia dele ele começou a falar umas abobrinhas por causa das crenças pessoais dele mesmo e ele e a ideia do roi ele é o seguinte ele achava

que sistemas e ele fez até umas contas que um sistema tão complexo como a vida com todas as suas variações possíveis as suas necessidades ele seria praticamente impossível de ser formado a partir de eventos meramente caótico usou aleatórios que alguém sabe que acontece na natureza então ele fez uma analogia Para a vida surgir a partir de de eventos caóticos ou randômicos é seria tão provável quanto se um furacão passasse por um depósito de lixo misturasse as peças e o entulho que tinha ali e a partir disso o formato um jato daí então ou seja uma

coisa extremamente randômica que simplesmente misturar as peças é uma coisa extremamente complexa como um jato inclusive ele escreveu um livro disso né que a dentadura do universo Obviamente que o que está por trás de toda a ideia do role é que um evento caótico não Poderia gerar uma coisa de alta complexidade como um jato ou como a vida que a gente conhece portanto deveria existir alguma coisa por trás que dissesse o que fizesse esses eventos não serem caóticos e obviamente está por aí Deus a ideia de trás por trás disso tudo Deus ou alguma entidade

Seja lá o que for que ele quisesse entender porque tá o cheiquispir aqui porque essa essa História da complexidade irredutível ela também aparece em outro exemplo que vocês vão que vocês vão conhecer que a história dos Macacos digitando aleatoriamente só um macaco uma máquina de escrever um computador escrevendo apertando as teclas aleatoriamente e a ideia é uma carga o que tivesse fazendo isso jamais iria escrever uma peça de Shakespeare ou seja evento aleatório jamais e escrever uma coisa tão complexa quanto uma peça de Shakespeare O Problema é que as coisas quem fala é um pouquinho

de probabilidade e de seleção porque se você pega um macaco certamente isso não ia acontecer mas se você pega um monte de macacos todos digitando aleatoriamente e você pega esse trabalho todo produzido e você passa por um bom editor ho-oh você é capaz sim de gerar uma coisa que tipo você girar a peça de Shakespeare a ideia aqui cuidado bom Editora não tá querendo dizer que existe uma inteligência por Trás disso mas existe um sistema ou alguma coisa que faz a seleção do lixo que não funciona e daquilo que é bom e funciona isso pode

ser um processo natural que alguém te chama de seleção natural então se você tem uma aleatoriedade acontecendo e um processo de seleção baú funcionando você pode sim e bastante tempo para isso acontecer você pode sim gerar coisas extremamente complexas com uma peça de Shakespeare ou como moléculas biológicas ou como Sistema capaz de se reproduzir e modificar o tempo e sofreu evolução darwiniana então a história que a gente O que é capaz de entender um pouquinho melhor a gente não precisa apelar para coisas como inteligências ou destino ou seja lá o que for aí por trás

da da formação de vida obviamente dawkins é um dos exemplos máximos que combate essas ideias criacionistas tá que o exemplo do relojoeiro cego se baseia exatamente nessa ideia de que alguém juntando peças Aleatoriamente mas como processo de seleção acontecendo ao mesmo tempo e bastante tempo é capaz de gerar coisas como a vida e ele inclusive da ideia de um algoritmo Zinho que é o que é o algoritmo que ele descreve no livro que gera esses biomorfos aqui então isso aqui algum tipo de computador que vocês podem escrever se vocês forem na internet digitar em brainbot

Maker programa alguma coisa assim vocês vão ver programinhas estamos simples na Internet na própria página você pode gerar essas formas mas ele basicamente parte de uma semente ou uma forma aleatória E você já era amor e aleatórias nela só que você faz a seleção você escolhe a partir desses biomorfos Qual que você acha mais legal se você faz essa seleção adequada você consegue gerar um monte de formas bonitinhas e que a gente até consegue ver pererecas borboletas e coisas do tipo então parece ser extremamente Simples você geral complexidade a partir de algo simples por um

pro eventos aleatórios e essa esse entendimento é que tem permitido com que a gente avance as ideias de origem da vida do ponto de vista científico sem ter que apelar por inteligências por aí por trás e Ah e só para terminar mesmo ou vendo toda essa história evento a diversidade de vida que a gente conhece aqui no nosso planeta a gente parece que existe uma conspiração cósmica de novo vem daí A criacionista por trás porque parece que as condições físico-químicas o nosso planeta são ideais para o surgimento da vida e parece que na verdade isso

acontece no universo como um todo se eu começo olhar em Marte ou em outros lugares o nosso o nosso universo eu começo ver a presença de água de radiação de temperaturas adequadas para as criações químicas acontecerem e todas as condições ela surgem porque as constantes físicas a gravidade e as com As constantes de reações nucleares de termodinâmica elas parecem ser perfeitamente ajustados para que essas reações e a vida aconteça de maneira propícia e muita gente fala Opa que legal temos aqui a evidência de que alguém selecionou essas constantes com a precisão absurda para que ela

para que o universo funcionasse eu nasci biofilico e o Martin me diz também é soro Martins astrônomo atual astrônomo real britânico ele escreveu Esse livro é muito legal vale a pena ser lido que é apenas seis números que são essas seis constantes que define em toda a história física e no final das contas biológicas do nosso universo e como elas precisam ser precisamente ajustados para que o universo funciona e como como a gente conhece a questão é será que essas constantes foram ajustados para que a vida acontecesse ou será que isso é simplesmente um viés

observacional porque senão muda um pouquinho essa Constante o nosso universo não funciona não acontece as reações químicas a vida não surge e eu não apareço aqui para fazer essas perguntas portanto a única maneira de eu estar aqui e olhar para essas constantes é que elas estejam corretas e se alguém chama de princípio antrópico fraco isso quebra essa argumentação as constantes não a ser essas ela simplesmente eu simplesmente observo essas porque se elas fossem diferentes eu gostaria aqui Para observar elas Esse é o chamado princípio antrópico fraco e uma coisa interessante que existe hoje em dia

em cosmologia EA ideia de multiversos existe uma teoria a teoria de cordas se Embasa me isso e de multiversos como todo Embasa isso que existe a possibilidade de existir vários universos que surgiram no Big Bang Mas eles estão desconectados causalmente ou seja eu aqui no meu universo não consigo enxergar o acessar esses universos Vizinhos o legal dessa teoria é que eles permitem que esses universos tenham constantes físicas ligeiramente diferentes uma da outra então talvez a criação o surgimento do universo tenha gerado uma infinidade de diferentes universos mas só alguns deles tenham as condições certas os

seis números exatos para que a vida surge evolua e surjam ser chato que tá lá dando palestra que há sete da noite site tanto da noite as coisas nos outros provavelmente não Tem nada ou tem outras coisas não vivas então a presença desses seis números que parecem Mágicos parece ser simplesmente um viés observacional E é isso que você tem que ter cuidado quando vocês começarem olhar a natureza porque nem tudo que parece perfeitamente ajustado é assim porque alguém colocou Talvez seja o simples ao caso ou talvez seja você que esteja colocando essa ideia de especial

na natureza EA forma bom vou parar por aqui porque eu contei muito da História eu contei um pouquinho da história do universo pra vocês e agora aí é trabalho de vocês partir daqui para diante e desvendar o resto que certamente eu já tô cansado mas se você tiver interesse pelo nosso trabalho quiserem conversar mais por favor escrevam para mim tem o site do nosso grupo de astrobiologia também e toda exposição de para fazer perguntas obrigado gente é