VINDA DO ESPAÇO

A água que veio dos cometas

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PRÉ-VIDA

Os coacervados e a evolução

PERIGO REAL

Como a ação do homem ameaça os oceanos

BIOLOGIA QUÍMICA

Oceanos

Presentes na Terra há 4 bilhões de anos, os oceanos foram vitais para o desenvolvimento dos primeiros seres vivos. A interação da Química com a Biologia permite explicar, e replicar, as condições que favoreceram a evolução molecular.

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No documentário Oceanos é possível conhecer o incrível poder dos mares. Cobrindo cerca de três quartos da superfície terrestre, a água do mar tem força suficiente para moldar os continentes, transportar grande diversidade de vida e ainda é fator crucial para a definição do clima de diversas regiões da Terra.

Se não bastasse tudo isso, os oceanos geram e transportam uma imensa quantidade de energia em suas ondas e marés. No programa sala de Professor, os professores convidados apresentam um experimento onde reproduzem as condições dos mares primordiais, que possibilitaram o surgimento de vida na Terra.

  • Assista a esse documentário no site da TV Escola

  • Assista ao 15º episódio do Sala de Professor

  • Baixe a Ficha Pedagógica do 15º episódio

1O nascimento dos oceanos

Os mares surgiram depois de centenas de milhares de anos de chuva ininterrupta na Terra

No início de sua existência, há cerca de 4,5 bilhões de anos, antes de tomar forma, a Terra era uma massa de rocha e lava. Quando a camada exterior do planeta esfriou, formando uma crosta sólida, os vulcões emergiram e começaram a liberar diversos tipos de gases na atmosfera. Entre eles, o vapor d’água, que formou as primeiras nuvens. Em seguida, começou uma tempestade que durou centenas de milhares de anos e inundou as depressões da crosta terrestre.

Calcula-se, porém, que apenas metade da água existente no planeta tenha sido fruto dessas tempestades. O restante veio do espaço. Durante seu período de formação, a Terra foi bombardeada por milhares de cometas e asteroides. Esses corpos celestes carregavam água congelada, liberada no choque com a superfície terrestre, como explicado no documentário “Oceanos”.

Cientistas colidiram um cometa com um satélite em 2005 para descobrir a quantidade de água que ele carregava. Os mares primitivos foram formados aproximadamente 4 bilhões de anos atrás,

mas a quantidade de água no Planeta Terra é basicamente a mesma desde então. Mudou apenas a disposição dela pela superfície, em decorrência da movimentação das placas tectônicas.

2O berço da vida

Há 4 bilhões de anos, os oceanos eram caldos ácidos e cheios de moléculas, que favoreceram o surgimento da vida

No processo que formou os oceanos, as chuvas que caíram sobre a superfície terrestre carregaram moléculas da atmosfera para os mares em desenvolvimento.

O acúmulo dessas substâncias num meio ácido e agitado por centenas de milhares de anos teria transformado os oceanos em verdadeiros caldos de substâncias orgânicas. Como resultado dessa rica mistura, as moléculas orgânicas acumuladas nos mares podem ter se agregado,

formando pequenos glóbulos chamados de coacervados. Ainda que não sejam serem vivos, os coacervados formam um ambiente isolado do meio externo, que proporciona reações metabólicas indispensáveis para o desenvolvimento do primeiro ser vivo.

Além dos elementos bióticos, como os coacervados, foram fundamentais para a vida na Terra os eventos abióticos existentes nos oceanos. É o caso dos movimentos das ondas, transportadoras de energia cinética, e das correntes marítimas, que acumulam e levam calor por todo o planeta, regulando a temperatura, interferindo na dinâmica atmosférica e no clima

PROPOSTA DE BIOLOGIA
1 Discussão prévia sobre a importância dos oceanos para a vida;
2 Confecção de uma tabela que reuna elementos bióticos e abióticos presentes nos oceanos que interferem na dinâmica da vida;
3 Apresentar o documentário para os estudantes e comparar com o que foi apresentado pelos estudantes completando a tabela;
4 Pedir que os estudantes redijam uma explicação para a origem da vida relacionando os fatores ecológicos presentes nos oceanos com o processos

O professor pode dividir a turma em dois grupos de trabalho. Um deles vai definir os elementos bióticos relacionados aos eventos transformadores dos oceanos, enquanto o outro vai listar os eventos abióticos importantes para a vida.

ELEMENTOS BIÓTICOS ELEMENTOS ABIÓTICOS
Algas produtoras de oxigênio. Ondas que alteram a paisagem.
Fitoplâncton como base das cadeias alimentares. Marés que geram condições com muita e pouca água.
Peixes que servem de alimento. Salinidade que limita as formas de vida.

3Evolução química

A inflação, fenômeno econômico decorrente da desvalorização da moeda, abala as sociedades desde a antiguidade e foi particularmente cruel com o Brasil entre os anos 1980 e 1990

Até meados do século XIX, acreditava-se que seres vivos podiam surgir espontaneamente da matéria não viva. Hoje, defende-se que a vida surgiu como resultado de um lento processo de evolução química no planeta. A ideia foi explicada inicialmente pelo biólogo inglês Thomas Huxley (1825-1895), e depois retomada e aprofundada pelo biólogo indiano John B. S. Haldane (1892-1964) e pelo bioquímico russo Aleksandr Oparin (1894-1980).

Esses cientistas propuseram a hipótese de que a vida teria surgido a partir do acúmulo de moléculas formadas nas condições da Terra primitiva, em que os oceanos tiveram um papel primordial. Foi Oparin que chamou esses pequenos glóbulos de coacervados, após observar que certos compostos orgânicos, como proteínas, têm a propriedade de formar aglomerados.

A Química ainda pode discutir uma série de conceitos que explicam as condições dos oceanos primitivos, como concentrações de soluções, variação da densidade da água em função da temperatura e concentração de sais, polaridade das moléculas e acidez das soluções.

CONCENTRAÇÃO E DENSIDADE

EXEMPLO Tabela Nutricional do Iogurte

INFORMAÇÃO
NUTRICIONAL
POR 100g DE
PRODUTO EM PÓ
POR DODE
(100ml)
% VDR VDR
Valor Energético 1688 kJ / 397 kcal 288 kJ / 68 kcal 3,4 2000kcal
Proteínas 11g 1,9g 3,7 50g
Hidratos de carbono
dos quais: Açucares
88g /88g 15g /15g 5,5g / 16,6g 270 / 90g
Lípidos dos quais: Saturados 0,1 g / 0g 0,02g / 0g 0,02g / 0g 70 / 20g
Fibras alimentares 0,1 g 0,02g 0,01g 25g
Sódio (sal) 0,2 g / (0,5g) 0,03g / (0,09g) 1,4 2,4g

4Risco de catástrofe

A ação do ser humano põe em risco os oceanos e, consequentemente, toda a vida no Planeta Terra

Desde o surgimento dos primeiros seres até os dias atuais, os oceanos foram um fator ecológico transformador e fundamental para a formação e manutenção da vida. Eles abrigam fitoplânctons, conjunto de organismos unicelulares vitais para a evolução na Terra. Os fitoplânctons são fonte de alimento de uma grande

variedade de animais e de oxigênio para todo o planeta porque realizam a fotossíntese. As correntes marítimas, por sua vez, influenciam o clima e oferecem bem-estar a boa parte da população do planeta. O fenômeno “El Niño”, destacado no documentário “Oceanos”, mostra como apenas uma alteração nas correntes pode causar graves estragos em várias partes da Terra.

A ação do homem pode provocar danos irreversíveis nos oceanos. A alta emissão de dióxido de carbono na atmosfera contribui para o efeito estufa e torna os oceanos mais ácidos. Isso altera o equilíbrio químico do sistema provocando a decomposição do CaCO3 dos corais. A acidificação dos mares ainda ameaça a sobrevivência dos fitoplânctons e, consequentemente, de toda a vida na Terra.

5Uma conversa entre Química e Biologia

MATERIAIS
MICROSCÓPIO DE LUZ
GELATINA PURA
Dissolvida em
água destilada (1%)
GOMA ARÁBICA EM PÓ
Dissolvida em
água destilada (1%)
CONTA GOTAS
PAPEL
INDICADOR DE pH
TUBO DE ENSAIO
COM ROLHA
ÁCIDO CLORÍDRICO
9,3 ml de HCl concentrado
em 1l de solução
LÂMINA E LAMÍNULA

A Química e a Biologia dialogam sobre a origem da vida por meio da evolução molecular

Os professores de química e biologia propõe o desenvolvimento de um experimento com materiais simples para criar coacervados e assim mostrar a necessidade de um meio líquido, do seu grau de agitação e do seu pH, para a formação desses aglomerados orgânicos.

Criando a mistura adequada, os professores poderão, juntamente com os estudantes, encontrar e fazer um gráfico que represente uma faixa ótima de pH para a formação desses coacervados.

ETAPAS

1Misturar em um tubo de ensaio 5 ml da mistura de gelatina e 3 ml da mistura de goma arábica.

2Medir o pH da mistura.

3Colocar uma gota da mistura em uma lâmina e observar ao microscópio no menor aumento (4x)..

4Gota a gota, cuidadosamente, acrescentar a solução ácida ao tubo de ensaio. Após cada adição, misturar bem invertendo o tubo e esperar alguns segundos para ver se a mistura se turva. Continuar acrescentando o ácido em quanto a mistura estiver límpida.

5Quando o material ficar turvo, fazer noava leitura do pH. Observar uma gota ao microscópio (se não conseguir ver os coacervados, ajustar a iluminação e mudar a objetiva).

6Anotar suas observações e desenhar os coacervados.

7Ao término, acrescentar mais solução ácida ao tubo de ensaio, uma gosta de cada vez, até a mistura tornar límpida mais uma vez. Examinar ao microscópio e medir, novamente o pH.

8Anotar os resultados