Biologia da vida

Evolução e história da vida na Terra

Herdabilidade

A evidência é esmagadora de que toda a vida na Terra evoluiu de ancestrais comuns em uma cadeia ininterrupta desde a sua origem. O princípio da evolução de Darwin é resumido pelos seguintes fatos. Toda a vida tende a aumentar: mais organismos são concebidos, nascidos, chocados, germinados a partir de sementes, germinados a partir de esporos ou produzidos por divisão celular (ou outros meios) do que é possível sobreviver. Cada organismo assim produzido varia, ainda que pouco, de alguma maneira mensurável em relação a seus parentes. Em qualquer ambiente em um determinado momento, essas variantes mais adequadas a esse ambiente tendem a deixar mais filhos do que as outras. Os descendentes se assemelham a seus ancestrais. Organismos variantes deixarão os filhos como eles. Portanto, os organismos divergem de seus ancestrais com o tempo. O termo seleção natural é uma abreviação para dizer que todos os organismos não sobrevivem para deixar a prole com a mesma probabilidade. Os que estão vivos hoje em dia foram selecionados em relação aos similares que nunca sobreviveram ou procriaram. Hoje, todos os organismos da Terra evoluíram igualmente, pois todos compartilham os mesmos ancestrais originais que enfrentaram inúmeras ameaças à sua sobrevivência. Todos persistem desde aproximadamente 3,7 bilhões a 3,5 bilhões de anos atrás durante o Archean Eon (4 bilhões a 2,5 bilhões de anos atrás), produtos do grande processo evolutivo com suas bases biológicas moleculares idênticas. Como o ambiente da Terra é muito variado, os detalhes particulares da história evolutiva de qualquer organismo diferem dos de outras espécies, apesar das semelhanças químicas.

Convergência

Em todos os lugares o ambiente da Terra é heterogêneo. Montanhas, oceanos e desertos sofrem temperaturas extremas, umidade e disponibilidade de água. Todos os ecossistemas contêm diversos microambientes: exsudações oceânicas sem oxigênio, solos ricos em sulfeto ou amônia, afloramentos minerais com alto conteúdo de radioatividade ou fontes ferventes de orgânicos, por exemplo. Além desses fatores físicos, o ambiente de qualquer organismo envolve os outros organismos ao seu redor. Para cada condição ambiental, existe um nicho ecológico correspondente. A variedade de nichos ecológicos habitados na Terra é bastante notável. Até as rachaduras úmidas no granito estão repletas de bactérias que comem pedras. Os nichos ecológicos na história da vida foram preenchidos de forma independente várias vezes. Por exemplo, bastante análogo ao lobo mamífero placentário comum era o lobo marsupial, o tilacino (extinto desde 1936) que vivia na Austrália; os dois mamíferos predadores têm semelhanças impressionantes na aparência e no comportamento físicos. A mesma forma simplificada para o movimento marítimo de alta velocidade evoluiu independentemente pelo menos quatro vezes: em Stenopterygius e outros répteis mesozóicos; no atum, que é peixe; e em golfinhos e focas, que são mamíferos. A evolução convergente na forma hidrodinâmica decorre do fato de existir apenas uma estreita gama de soluções para o problema do movimento marinho de alta velocidade por animais de grande porte. O olho, um receptor de luz que cria uma imagem, evoluiu independentemente mais de duas dúzias de vezes, não apenas em animais da Terra, mas também em protistas como o dinomastigoto Erythropsodinium. Aparentemente, estruturas semelhantes a olhos resolvem melhor o problema da gravação visual. Onde a física ou a química estabelecem uma solução mais eficiente para um determinado problema ecológico, a evolução em linhagens distintas geralmente tenderá a soluções semelhantes e quase idênticas. Esse fenômeno é conhecido como evolução convergente.

Geração espontânea

A vida, em última análise, é um processo material que surgiu espontaneamente de um sistema material não-vivo - e pelo menos uma vez no passado remoto. Como a vida se originou é discutido abaixo. No entanto, nenhuma evidência para geração espontânea agora pode ser citada. A geração espontânea, também chamada abiogênese, o processo hipotético pelo qual os organismos vivos se desenvolvem a partir de matéria não viva, deve ser rejeitada. Segundo essa teoria, pensava-se que pedaços de queijo e pão embrulhados em trapos e deixados em um canto escuro produziam ratos, porque depois de várias semanas os ratos apareceram nos trapos. Muitos acreditavam na geração espontânea porque explicava ocorrências como larvas que pululam de carnes em decomposição.

No século XVIII, tornou-se óbvio que plantas e animais não podiam ser produzidos por material não-vivo. A origem de microrganismos como leveduras e bactérias, no entanto, não foi totalmente determinada até o químico francês Louis Pasteur provar no século 19 que os microrganismos se reproduzem, que todos os organismos provêm de organismos preexistentes e que todas as células provêm de células preexistentes. Então, que evidências existem para as primeiras vidas na Terra?