A vida no Pré-Câmbrico

O Pré-Câmbrico vai desde os 3960 M.a. até aos 542 M.a (aproximadamente).
Divide-se em:

Arcaico: (3960-2500 M.a)

Proterozóico: (2500 – 542 M.a)
No Arcaico destacam-se os seguintes acontecimentos:

• 3500 M.a: primeiros vestígios de vida (estromatólitos);
• 3100 M.a: primeiros microrganismos (bactérias e cianobactérias)
• 3100 – 2500 M.a: primeiros seres fotossintéticos
• 2500 M.a: instalação do Grande Filão do Zimbabwe
No Proterozóico:

• 2000 M.a: aparecimento dos organismos eucarióticos;
• 1800 M.a: oxigénio livre na atmosfera;
• 1400 M.a: primeiros depósitos de carvão;
• 1000 M.a: aparecimento da reprodução sexuada;
• 542 M.a: primeiros metazoários com esqueleto externo.

O planeta Terra ter-se-á formado há, aproximadamente, 4600 M.a.
Teria a Terra cerca de 1200 a 1400 M.a., quando apareceram nos mares os primeiros seres vivos.

Como surgiram os primeiros organismos?

Muitas são as hipóteses que tentam explicar a origem da vida na Terra:
-Criação sobrenatural;
-Contaminação da Terra por germes vindos do espaço e transportados para ela por meteoritos ou poeiras cósmicas;Combinação acidental entre substâncias químicas existentes na Terra.

Esta última, é a hipótese actualmente aceite. Os primeiros organismos teriam aparecido então devido à combinação acidental entre substâncias químicas já existentes na Terra. Mas…

De onde surgiram essas substâncias?
. A Terra, no seu estado inicial, há cerca de 4500 M.a, assemelhava-se provavelmente a uma paisagem quente, rochosa, nua e vulcânica (como a paisagem da Cratera de Haleakala). Mais tarde, à medida que foi arrefecendo e os gases escapando para a atmosfera (O hidrogénio, o gás mais leve de todos foi libertado para o espaço interestelar), o vapor de água condensou-se e caiu como chuva, criando oceanos vastos e pouco profundos. Tempestades eléctricas assolavam a terra e a radiação ultravioleta do Sol era intensa

Hipótese de Oparin-Haldane
Em 1929, separadamente, dois cientistas, Alexandre Oparin e John Haldane, publicaram a mesma hipótese (à excepção de alguns pormenores) sobre a origem da vida
Segundo Oparin e Haldane, as tempestades eléctricas e as radiações UV forneceram a energia necessária para que se dessem reacções químicas entre os gases mais simples na atmosfera, que deram origem a compostos orgânicos que seriam acumulados nos oceanos da Terra. Formou-se uma solução diluída de moléculas orgânicas chamada de "sopa primitiva".
Através de processos de polimerização e síntese química, novos compostos mais complexos seriam formados e posteriormente dariam origem a organismos vivos primitivos. Esta sopa primitiva serviria também como uma rica fonte de nutrientes orgânicos para os primeiros organismos vivos no nosso planeta.

A experiência de Miller
Em 1953, Stanley Miller, apresentou um projecto que consistia em reconstituir, em situação experimental, as condições da Terra primitiva no que se referia à génese das primeiras moléculas orgânicas.

Miller fechou quatro gases (metano, amoníaco, vapor de água e hidrogénio) num frasco e utilizou uma descarga eléctrica (para simular os relâmpagos) como fonte de energia que provocasse a reacção química.

Quando os produtos da reacção foram analisados, verificou-se que continham aminoácidos e outras moléculas orgânicas simples - os componentes básicos da vida.

As experiências de Fox

Sidney Fox investigou a possibilidade dos aminoácidos produzidos na atmosfera primitiva da Terra poderem formar proteínas, na ausência de seres vivos.
Com algumas experiências, Fox conseguiu provar que os aminoácidos, em condições semelhantes às do passado, se ligavam formando polímeros semelhantes a proteínas. Chamou-lhes proteinóides.
Sidney conseguiu também que, em meio líquido adequado, as moléculas desses proteinóides se reunissem em microssistemas, a que ele chamou de microsferas. Fox considerou as microsferas uma prefiguração de células.

Os primeiros seres vivos
Segundo a hipótese de Oparin, os primeiros seres vivos:
Seriam unicelulares;
Procariontes;
Heterotróficos (alimentar-se-iam da matéria orgânica existente na sopa primitiva);
Anaeróbios
O crescente número de organismos foi pouco a pouco esgotando as moléculas orgânicas sintetizadas abioticamente no oceano, e nestas condições, os organismos aptos a desenvolver um mais vasto número de reacções químicas estavam em vantagem.

Numa fase primitiva da história, desenvolveu-se um mutante capaz de fixar o dióxido de carbono. É provável que a energia para este processo derivasse da divisão de moléculas orgânicas. De seguida, houve a evolução de organismos que conseguiam aproveitar a energia de fontes externas para activar a fixação de dióxido de carbono. Começava a era da autotrofia.

Os primeiros organismos capazes da fotossíntese “oxigénica” foram as algas azuis-esverdeadas, ou cianofíceas. Este grupo encontra-se bem representado nos registos fósseis. Aparecem como células vivas livres ou com cadeias de células.
Aparecem também representadas no registo fóssil sob a forma de estromatólitos (estruturas calcárias formadas por cianofíceas).
Encontraram-se estromatólitos fósseis de há 3500 M.a. Eles são de facto as estruturas de ordem biológica mais antigas que se conhecem.
O oxigénio, não sendo um gás muito solúvel em água (até 3% por volume), à medida que foi produzido pelas cianofíceas, saiu do oceano e começou a acumular-se na atmosfera.
No entanto, nem todo o oxigénio seguia para a atmosfera. Algum permaneceu dissolvido na água, envenenando alguns organismos anaeróbicos. Desenvolveram-se então vários mecanismos que ajudavam os organismos a tolerar o oxigénio. A certa altura, apareceu um mutante capaz de tolerar o oxigénio e fazer bom uso dele nas suas reacções de produção de energia.

Os primeiros seres eucariontes
Outro acontecimento evolutivo significativo foi a evolução da célula maior, ou “eucariota”.
Restos fósseis, datados de há 1500M.a., correspondem ao aparecimento do que se julga ser as primeiras células com uma organização bastante mais complexa do que a das bactérias, isto é, estas células seriam os primeiros organismos eucariontes, com núcleo individualizado por uma membrana nuclear.Estes organismos eucariontes, ainda unicelulares são sem dúvida, os “progenitores” dos actuais protozoários e dos organismos pluricelulares, isto é, dos metazoários.

As evoluções de procariontes para eucariontes unicelulares e destes para pluricelulares são, ainda hoje, uma grande incógnita porque os achados fósseis que os registam são raros e, quando existem, muito incompletos.
A hipótese que maior consenso tem na comunidade cientifica é a Hipótese Endossimbiótica. Esta defende que os seres eucariontes terão resultado da evolução conjunta de vários organismos procariontes, os quais foram estabelecendo associações simbióticas entre si.

Fauna de Ediacara

Em 1947, descobriu-se na Austrália, em Ediacara Hills, pela primeira vez, uma jazida de fósseis com organismos pluricelulares de idade Pré-câmbrica. A datação radiométrica permitiu atribuir a esta jazida uma idade entre 680 a 700 M.a.
Os organismos aqui encontrados apresentavam um corpo de consistência mole (trata-se apenas de impressões nas rochas) e um aspecto muito semelhante às medusas e aos vermes actuais.

Embora os organismos da fauna de Ediacara tenham todos extinguido, sem deixar descendentes, constituem como que o registo de uma primeira tentativa de evolução entre organismos pluricelulares.

Nos finais da Época Pré-Câmbrica (há cerca de 570milhões de anos), tinha-se desenvolvido uma flora algácea diversa que incluía muitos tipos de algas azul-esverdeadas e um determinado número de classes de algas eucariotas unicelulares e filamentosas - as primeiras verdadeiras plantas.

A atmosfera no Pré-Câmbrico
Uma característica do nosso planeta, com um papel relevante para o aparecimento e desenvolvimento dos seres vivos, é a composição da sua atmosfera.
A atmosfera terrestre não permaneceu imutável ao longo da história terrestre, admite-se que várias alterações tenham ocorrido desde que a Terra se formou.A formação da primeira atmosfera terá sido consequência da dinâmica interno do planeta. Deste modo, a intensa actividade vulcânica, associada a outros fenómenos geotérmicos, terá contribuído para que grandes quantidades de gases se libertassem do interior da Terra. Estes gases eram ricos em vapor de água. Este último, ao arrefecer, condensou-se em nuvens espessas, sendo assim geradas as primeiras chuvas que contribuíram para formar mares e oceanos, embora incipientes.

As inreracções subsquentes entre a atmosfera e a superficie do planeta podem ter fixado determinados componentes, existentes em abundância na atmosfera, fazendo com que a sua composição fosse variando ao longo do tempo. Desde a formação da Terra até há 3000 M.a, a atmosfera terrestre era constituída, essencialmente, por quatro compostos químicos:


Vapor de água (H2O)
Metano (CH4)
Dióxido de carbono (CO2)
Amoníaco (NH3)

Como referido atrás, a composição da atmosfera não se manteve imutável.
O hidrogénio presente desde a formação da Terra, por ser um gás muito leve, libertou-se gradualmente para o espaço, permanecendo na atmosfera em quantidades insignificantes. (Presente no vapor de água, metano e amoníaco)
O dióxido de carbono que, no início representava mais de 80% da composição, foi sendo fixado na formação de rochas calcárias, o que levou à sua diminuição na atmosfera.

O azoto, por sua vez, foi-se tornando mais abundante devido a libertação contínua gerada pela actividade vulcânica. (Presente no amoníaco)

Sendo assim, no período compreendido entre 300 M.a e 1500M.a, a atmosfera terrestre tinha uma composição muito diferente da primeira atmosfera: o azoto passou a constituir mais de 60% da mesma e o hidrogénio acabou praticamente por desaparecer.
Ao longo de milhões de anos de fotossíntese feita pelas algas azuis-esverdeadas, a concentração de oxigénio aumentou e algum transformou-se em ozono, que começou a acumular-se na atmosfera, formando uma barreira aos raios UV.
As algas azuis-esverdeadas tiveram uma importância vital na história da vida na Terra, uma vez que, ao fornecerem oxigénio , que mais tarde em forma de ozono constituiu uma barreira aos raios UV, prepararam o caminho para a vida terrestre.

Conceitos a reter

•Cianobactéria: (cianofícea, alga azul-esverdeada), microorganismo procarionte com sistema fotossintetizante.
•Ediacara (Fauna de): jazida fóssil encontrada em 1947, em Ediacara Hills, na Austrália, que continha organismos pluricelulares de idade Pré-câmbrica. Estes organismos apresentavam um corpo de consistência mole e um aspecto muito semelhante às medusas e aos vermes actuais.
•Estromatólito: grande estrutura semelhante a pedras, composta por camada de algas filamentosas (à medida que cada camada morre, calcifica-se e forma uma nova camada em cima da anterior).
•Sopa Primitiva: solução diluída de moléculas orgânicas que, através de processos de polimerização e síntese química, deram origem aos organismos vivos primitivos.

Vânia Evaristo
Nº 12, 12ºA