ORIGEM E EVOLUÇÃO DE CÉLULAS

ORIGEM E EVOLUÇÃO DAS CÉLULAS

Admite-se que o processo evolutivo que originou as primeiras células começou na Terra aproximadamente 4 bilhões de anos. Naquela época, a atmosfera provavelmente continha, principalmente, vapor d’água (H2O), amônia (NH2), metano (CH4) e hidrogênio (H2). O oxigênio livre só apareceu muito depois, graças à atividade fotossintética das células autotróficas.

A superfície da Terra estaria coberta por grande quantidade de água disposta em grandes “oceanos” e “lagoas”. Essa massa líquida, chamada caldo primordial, era rica em moléculas inorgânicas e continha em solução os gases que constituíam a atmosfera. Sob a ação do calor e da radiação ultravioleta, vindas do Sol, e de descargas elétricas, oriundas das tempestades, então muito freqüentes, as moléculas dissolvidas no caldo primordial combinaram-se quimicamente para constituírem os primeiros compostos contendo carbono. Substâncias relativamente complexas como proteínas e ácidos nucléicos, que nas condições terrestres atuais, só se formam pela ação das células ou por síntese em laboratórios químicos, teriam aparecido espontaneamente, ao acaso, o que atualmente seria impossível. Esse tipo de síntese, realizada sem a participação de seres vivos, foi demonstrada experimentalmente por Stanley L. Miller. A ausência de oxigênio na atmosfera foi importante para que as moléculas neoformadas não fossem logo destruídas por oxidação.

É mais lógico supor que a primeira célula que surgiu era estruturalmente simples, certamente uma procarionte heterotrófica, que obtinham alimento no ambiente externo a elas, e era, também anaeróbia, pois não existia oxigênio na atmosfera.

Nos seres vivos atuais, a maneira mais simples de obter energia a partir do alimento é através da fermentação. Assim, é lógico pensar que os primitivos seres vivos usassem um processo igual ou ainda mais simples do que a fermentação para obter energia.

Teria sido difícil sustentar o processo evolutivo das células primitivas se elas tivessem permanecido dependentes para sua nutrição. A manutenção da vida na Terra dependeu, então, do aparecimento das primeiras células autotróficas, ou seja, capazes de sintetizar moléculas complexas a partir de substâncias muito simples (água e gás carbônico) e da energia solar, fotossíntese.

6CO2 + 12H2O + ENERGIA  1C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

(dióxido de carbono) + (água) LUMINOSA (glicose) + (oxigênio) + (água)

Acertando as proporções dos átomos entre reagentes e os produtos, a equação simplificada da fotossíntese passou a ser escrita em símbolos químicos:

6CO2 + 6H2O + ENERGIA  1C6H12O6 + 6O2

(dióxido de carbono) + (água) LUMINOSA (glicose) + (oxigênio)

O oxigênio liberado pela fotossíntese realizada pelas bactérias autotróficas foi-se acumulando na atmosfera. Isto veio a produzir grandes alterações na atmosfera, pois as moléculas de oxigênio (O2) foram-se difundindo para as alturas mais elevadas, onde romperam sob ação da radiação ultravioleta, originando átomos de oxigênio (O), muitos dos quais se recombinaram para formar ozônio (O3), que tem grande capacidade de absorver o ultravioleta. Desse modo, formou-se, pouco a pouco, uma camada de ozônio que protege a superfície da Terra contra a radiação ultravioleta, mas que é transparente aos comprimentos de onda visíveis.

O acúmulo de O2 na atmosfera permitiu o surgimento de seres que usavam o poder oxidante do oxigênio para extrair energia das moléculas de alimento. O processo energético empregado por esses seres deve ter consistido na reação do alimento com o oxigênio, produzindo gás carbônico e água e liberando grande quantidade de energia. Tal processo, denominado respiração aeróbica, é hoje empregado pela maioria dos seres, sendo muito mais eficiente que a fermentação.

A sobrevivência dos seres vivos e a continuidade da vida em nosso planeta deveram-se, principalmente, ao estabelecimento de relações de interdependência entre seres autótrofos e heterótrofos. A fotossíntese, realizada pelos seres autótrofos, produz alimento e oxigênio. A respiração, realizada tanto pelos autótrofos quanto pelos heterótrofos, utiliza-se das substâncias alimentares e do oxigênio produzidos na fotossíntese.

Supõe-se que depois do aparecimento das células procariontes autotróficas, tenham surgido as células eucariontes. Tudo indica que as células eucariontes, caracterizadas por seu elaborado sistema de membranas, tenham originado a partir de procariontes, por invaginações da membrana plasmática, que foi puxada por proteínas contráteis previamente aparecidas no citoplasma. Essa hipótese é apoiada pela observação de que as membranas intracelulares mantêm aproximadamente a mesma assimetria que existe na membrana plasmática.

A DESCOBERTA DA CÉLULA

A invenção do microscópio é atribuída a Hans Janssen e a seu filho Zacharias, dois holandeses fabricantes de óculos que viveram no século XVI. Não há registro, porém, de que eles tenham usado seu aparelho com finalidades científicas. O primeiro pesquisador a registrar cuidadosamente suas observações microscópicas foi o holandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723). Usando microscópios de sua própria construção, dotados de uma única lente, ele observou e relatou as formas e comportamento de microrganismos, como bactérias e protozoários, sendo por isso considerado o pai da Microbiologia. A descoberta da célula - unidade microscópica que compõe os seres vivos - é creditada a Robert Hooke, em 1663. Entre as diversas observações que realizou em seu microscópio de duas lentes, Hooke estudou finíssimas fatias de cortiça e percebeu sua estrutura porosa, descrevendo-a nos seguintes termos: “..Pude perceber, com extraordinária clareza, que a cortiça é toda perfurada e porosa, assemelhando-se muito, quanto a isto, a um favo de mel. Além disso, esses poros ou células, não são muito fundos, e lembram pequenas caixas...” A teoria celular foi formulada por Theodor Schwann e Mathias Schleiden em 1839. Schleiden tinha convicção de que todas as plantas eram constituídas por células; Schwann tinha a mesma opinião a respeito dos animais. Em 1855, Rudolf Virchow sintetizou essa idéia em uma frase em latim, que se tornou célebre: “Omnis cellula e cellula”, que significa toda célula se origina de outra célula. Em 1878, o biólogo Walther Flemming descreveu o processo