UMA VISÃO PANORÂMICA DA HISTÓRIA E FILOSOFIA DA BIOLOGIA

 A Evolução Filosófica e Histórica da Biologia.

Olá amigos! Que tal fazermos uma viagem panorâmica sobre a história e a filosofia das ciências biológicas? Essa ciência se a partir de uma narrativa que atravessou vários contextos filosóficos, históricos e sociais ao longo do tempo. Vamos lá?

A Ciência na Grécia Antiga: O Despertar da Observação e a Ordem de Aristóteles

Os primórdios mais importantes da Biologia foram banhados pelo mar Egeu, na Grécia antiga do século quatro antes de Cristo. Antes deste período, a filosofia de Platão afirmava que o conhecimento verdadeiro estava exclusivamente no mundo das ideias, um mundo abstrato. A observação direta da natureza era considerada uma distração. Mas as vezes é fácil se distrair com as belezas naturais não é?

Surge então Aristóteles, ele rejeitou essa ideia de Platão e acabou fundando as bases empíricas da biologia, ou seja, baseadas nas observações e nas experiências práticas. Aristóteles passava horas dissecando animais marinhos e observando o desenvolvimento de embriões de pintinhos, catalogando a diversidade da vida. Ele fundamentou sua biologia em uma filosofia teleológica. “Teleológica?” Sim, a ideia de que todas as coisas na natureza têm um propósito ou uma finalidade. Para ele, a natureza não faz nada sem um motivo.

Um dos conceitos mais duradouros e pedagogicamente cruciais estabelecidos por ele foi a chamada "Scala Naturae", a Grande Cadeia do Ser. Aristóteles enxergou um contínuo de complexidade, uma escada fixa de perfeição, indo dos minerais e plantas na base dessa escala, entidades mais simples, até os animais com alma sensitiva, e culminando no ser humano com sua alma racional, logo mais complexos. Essa lógica intuitiva, baseada no senso comum e em propósitos intrínsecos aos seres, apenas reflete como a mente humana é naturalmente aristotélica em sua busca por um propósito no mundo vivo.

(Clique nas imagens para aumentar).

A Ciência Medieval: A Preservação, a Teologia e a Fixidez das Espécies

As ideias de Aristóteles persistiram por muitos séculos, inclusive chegando até a idade média. Logo de cara precisamos desmistificar a ideia de que este foi um período estéril, uma “idade das trevas”. A ciência biológica medieval foi uma era de preservação textual e estudos teológicos. A "Scala Naturae" de Aristóteles foi adotada, mas foi cristianizada. O que antes era uma organização puramente biológica tornou-se uma ordem hierárquica decretada pela vontade do próprio Deus! Acreditava-se que todas as espécies de seres vivos eram fixas e imutáveis desde a criação. Um lobo era o mesmo na idade média, foi o mesmo na aurora dos tempos e nunca deixaria de ser um lobo.

No tocante às fontes de conhecimento, a natureza era o "Livro da Natureza", onde cada ser vivo podia ser interpretado como um símbolo moral. Os bestiários medievais ensinavam, por exemplo, que o pelicano feria o próprio peito para alimentar seus filhotes com seu sangue, uma alegoria biológica para o sacrifício de Cristo. A biologia era serva da teologia. 

No mundo islâmico, figuras como Avicena mantiveram o conhecimento empírico vivo, fundindo a filosofia aristotélica com a medicina de Galeno.

A Ciência Moderna: A Revolução de Bacon e a Fisiologia Mecânica de Descartes

A ruptura com o mundo estático medieval europeu ocorreu através da Revolução Científica, ocorrida ao longo dos séculos 16 ao 18. O inglês Francis Bacon acreditava que a estagnação científica era causada por uma adesão cega às ideias Aristotélicas. Ele era contra a obtenção de conhecimento vindo primordialmente das próprias ideias, inclusive chamava os vieses cognitivos humanos de "Ídolos da Mente". Em sua obra "Novum Organum", Bacon propôs que o conhecimento verdadeiro deveria ser obtido através do empirismo rigoroso e do raciocínio indutivo, ou seja, os dados devem ser obtidos das observações e experimentos e insistia na necessidade de se utilizar os grupos de controle nos experimentos. Para Francis Bacon a natureza não deve ser apenas contemplada, mas também, isolada e testada.

Logo depois, o matemático francês René Descartes forneceu à biologia o modelo mecanicista. Para ele, os corpos vivos não possuíam uma espécie de força vital mágica, eles operavam como as engrenagens de um relógio complexo: verdadeiras máquinas! Ele formulou a tese do animal-máquina, argumentando que os animais eram autômatos biológicos sem consciência verdadeira, regidos pela física e dinâmica dos fluídos. Apenas os humanos possuíam uma alma racional, que interagia com a máquina do corpo através da glândula pineal. Esse reducionismo mecanicista, embora radical, permitiu que a fisiologia fosse estudada pelas leis da física e da matemática, influenciando descobertas como a da circulação do sangue por William Harvey, no século 17.

Mas, ao contrário de Francis Bacon, que defendia o método científico indutivo, Descartes defendia o método dedutivo: enquanto Bacon acreditava que o conhecimento deveria nascer dos dados acumulados a partir de observações e experimentos, Descartes sustentava que a razão poderia deduzir verdades e conhecimento sobre casos particulares partindo de princípios gerais evidentes e abrangentes.

O Retorno do Propósito: Kant e o Enigma do Organismo

O filósofo Immanuel Kant percebeu que o empirismo fica limitado pois os experimentos fornecem os dados, mas não explicam sozinhos como eles se organizam. Para isso é necessário usar a mente e a razão. No entanto, o dedutivismo e racionalismo por si sós, mesmo podendo organizar e estruturar conceitos, dependem dos experimentos para obter conhecimentos reais. Daí vem a sua célebre frase: “Os pensamentos sem conteúdo são vazios; as intuições sem conceitos são cegas”.

Assim, Kant foi o responsável por fazer uma síntese entre o indutivismo de Francis Bacon e o dedutivismo de René Descartes. Unindo o melhor dos dois mundos, ele propôs que o conhecimento humano resulta da interação entre a experiência sensível e as estruturas racionais a priori. Em sua “Crítica da Razão Pura” de 1781, ele conciliou o empirismo e racionalismo, criando o que chamou de “filosofia crítica”. 

Ok, mas ainda havia algo a resolver. Apesar da elegância, o mecanicismo de Descartes esbarrava em um problema: o desenvolvimento autônomo dos seres vivos. Uma máquina é montada por uma entidade externa, como um engenheiro, mas um embrião se desenvolve sozinho em um organismo adulto. Como explicar isso sem invocar algum poder sobrenatural?

Immanuel Kant, em sua obra "Crítica da Faculdade do Juízo", de 1790, elaborou uma resposta a esse paradoxo definindo os organismos como sendo “propósitos naturais”, ou "Naturzweck". Kant argumentou que, em um ser vivo, as partes e o todo causam e formam um ao outro reciprocamente. Usando a analogia de uma árvore, ele argumenta que as folhas, as raízes e o caule se produzem e se mantêm de forma recíproca. O organismo é um sistema integrado. Contudo, Kant alertou que atribuir um propósito à natureza é apenas um princípio regulativo, uma ferramenta cognitiva da mente humana para entender os sistemas complexos.

A Biologia Contemporânea: Darwin, Mendel e a Síntese

Independente das contribuições de Kant, ainda persistia a ideia de fixismo ou imutabilidade das espécies, evidenciado pelo sistema de classificação dos organismos proposto por Karl von Linné em 1758. Ainda usamos alguns dos conceitos desse sistema, como as categorias taxonômicas e o sistema de nomenclatura binomial.  

Porém, avançando para a Era Vitoriana, no século 19, o cenário de uma biologia estática ruiu. Os geólogos como James Hutton e Charles Lyell, revelaram o "tempo profundo", provando através dos estratos rochosos que o planeta Terra era muito antigo, muito mais do que se pensava até então, e esse grande período de tempo geológico é um dos fatores que permite a modificação das espécies ao longo das gerações.

Neste cenário de expansão industrial, o naturalista britânico Charles Darwin realizou a sua icônica viagem de barco ao redor de várias partes do mundo. Darwin não foi o primeiro a propor uma teoria da evolução das espécies, antes dele, o francês Jean-Baptiste Lamarck já havia sugerido a evolução por meio da herança das características adquiridas décadas antes. O que Darwin, e também Alfred Russel Wallace, propuseram de novidade foi um mecanismo operatório: a seleção natural.

Para que a seleção natural funcionasse, a biologia precisava entender como as características eram herdadas. Embora Darwin não o soubesse em sua época, o monge austríaco Gregor Mendel estava plantando ervilhas e descobrindo as bases da hereditariedade e da genética. Quando as ideias de Darwin e Mendel foram finalmente unidas no século XX, nasceu a Síntese Evolutiva Moderna.

Hoje, a biologia contemporânea alcançou a biologia dos sistemas e a biologia molecular. Não vemos mais os organismos apenas como os relógios de Descartes ou as essências de Aristóteles, mas como vastas redes interativas de informações genéticas e proteômicas, fluindo através do ambiente interno, o "milieu intérieur", num incrível equilíbrio fisiológico e ecológico. 

Quais serão as próximas grandes surpresas que nos aguardam, na medida em que a nossa compreensão sobre a vida avança?

Referências Bibliográficas

Alberts, B. et al. Molecular Biology of the Cell. 7th ed. 2022.

Cohen, C. The Story of Science. 2016.

Futuyma, DJ. & Kirkpatrick, M. Evolution. 4th ed. 2017.

Godfrey-Smith, P. Theory and Reality: an introduction to the philosophy of science. 2nd ed. 2021.

Hall, JE. Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. 14th ed. 2020.

Urry, LA. et al. Campbell Biology. 12th ed. 2021.

Várias entradas sobre o tema na Wikipedia.org.

HISTOLOGIA VEGETAL

 O CORPO DAS PLANTAS (ANATOMIA VEGETAL)

 

Mais especificamente das angiospermas dicotiledôneas, representadas pelas árvores que vemos comumente por aí, como as mangueiras, abacateiros, ipê e etc.

 

HISTOLOGIA VEGETAL

 

De forma geral, temos de estudar este assunto tendo em mente que as plantas apresentam dois tipos básicos de tecido, os meristemáticos e os adultos/permanentes, e dois tipos de crescimento, baseados no tipo de tecido responsável pela multiplicação celular, os crescimentos primário e secundário. Ainda, na mesma planta há partes jovens e velhas, por exemplo, as extremidades do caule e da raiz são jovens, ao passo que as partes mais próximas da linha do solo são mais antigas.

 

Os tecidos meristemáticos são constituídos de células indiferenciadas, capazes de originar os outros tipos de células e de tecidos. São células que têm, em geral, parede celular mais fina e vacúolos centrais menores. Já os tecidos adultos têm vários tipos de células que persistem no corpo da planta.

 

Sobre as formas de crescimento, o primário é basicamente o crescimento em comprimento, resultante da multiplicação dos meristemas localizados na ponta do caule e na ponta da raiz (os meristemas apicais). Já o crescimento secundário é o crescimento em espessura, típico das plantas com porte arbóreo, como as angiospermas dicotiledôneas, sobre as quais daremos ênfase aqui. É um crescimento que resulta da multiplicação das células localizadas nos meristemas secundários: o câmbio vascular e o felogênio. Não se preocupe, já veremos todos esses tecidos (ou seja, preocupe-se, justamente por termos de ver tudo isso ☹).

 

Vejamos então a seguir, os tipos básicos de tecidos vegetais:

 

1. Tecidos de revestimento: cobrem o corpo da planta.

 

1.1. Epiderme: tecido constituído de uma camada de células que reveste as folhas e as partes jovens da planta, que são, ou a planta jovem ou então as extremidades do caule e da raiz. A epiderme é revestida por uma cutícula constituída de ceras (lipídeos), com a função de prevenir a perda excessiva de água. Na face de baixo das folhas, chamada de face abaxial, há estruturas chamadas estômatos, com uma abertura que pode ser fechada ou aberta, para controlar a entrada de O₂ e CO₂ e a saída de H₂O_(g) por transpiração. Os estômatos são estudados nos conteúdos de fisiologia vegetal.

 

1.2. Periderme: a casca das raízes e dos caules adultos é constituída pela periderme e pelo floema. A periderme é uma camada que possui três tecidos, o súber, o felogênio e a feloderme. Na medida em que a planta se desenvolve a periderme substitui a epiderme. Em algumas plantas, a periderme morre e é substituída por outra. A periderme morta, que se desprende, é chamada ritidoma (comum em goiabeiras, por exemplo).

 

1.2.1. Súber: tecido mais externo, também conhecido como cortiça. É constituído de células mortas e cujas paredes celulares são impregnadas de suberina, uma substância impermeabilizante. No súber é possível observar pequenas aberturas chamadas lenticelas, que permitem as trocas gasosas.

1.2.2. Felogênio: meristema secundário que origina a periderme (o súber e a feloderme).

1.2.3. Feloderme: tecido parenquimático.

 

2. Tecidos de preenchimento: são os parênquimas, um grupo de tecidos bastante diverso. Preenchem os espaços das plantas, mas podem realizar outras funções. Exemplos:

 

2.1. Clorofiliano: preenche o interior das folhas e é constituído de células fotossintetizantes.

2.2. Amilífero: armazena amido (as batatas e as mandiocas têm bastante).

2.3. Aquífero: armazena água. Pode ser encontrado em plantas típicas de ambientes áridos.

2.4. Aerífero: funciona como boia e permite a flutuação da planta na água.

 

3. Tecidos de sustentação: sustentam o corpo do vegetal.

 

3.1. Colênquima: formado por células vivas, encontrado principalmente no córtex dos caules e nas folhas.

3.2. Esclerênquima: formado por células mortas, com paredes secundárias espessas e impregnadas da substância lignina. Esse tecido é mais comumente encontrado em regiões que não crescem mais, como os caules maduros e as cascas, porém também está presente nas folhas e nas cascas duras de frutos e de sementes. Algumas das células do esclerênquima têm formato de fibras e são utilizadas na fabricação de fibras têxteis e outros produtos similares.

OBS: as paredes celulares primárias são, justamente, as primeiras que se formam. São encontradas em todas as células da planta, compostas primordialmente de celulose, hemicelulose e pectinas, esse tipo de parede é flexível, contém ~70 % de água em sua composição e permite o crescimento da célula. Quando a célula para de crescer, deposita-se mais constituintes no interior da parede primária, inclusive a lignina, de maneira que essa parede se torna mais espessa, mais rígida e resistente e com menor teor de água, é a parede secundária.

 

3.3. Xilema: (veja abaixo).

 

4. Tecidos condutores de seiva: transportam as seivas bruta e elaborada.

 

4.1. Xilema (lenho): responsável pela condução da seiva bruta, das raízes até as folhas. A seiva bruta é uma solução constituída de água e sais minerais extraídos do solo pela raiz. As células do xilema são mortas e têm as paredes celulares espessas e reforçadas por lignina, que auxilia na sustentação da planta. Nas eudicotiledôneas essas são as traqueídes e os elementos de vaso.

 

4.2. Floema (líber): conduz a seiva elaborada, das folhas para as outras regiões da planta. A seiva elaborada é uma solução contendo várias substâncias orgânicas produzidas nas folhas, graças ao processo de fotossíntese. As células do floema são vivas, são os elementos de tubo crivado e as células companheiras.

Estrutura simplificada do xilema e do floema, mostrando os tipos celulares principais. Imagem modificada de: Adobe Stock.

 

5. Tecidos meristemáticos: possui células indiferenciadas, cujas paredes celulares são menos espessas e os vacúolos centrais são menores. Esses tecidos originam os tecidos acima.

 

5.1. Meristemas primários: são os que descendem diretamente dos meristemas embrionários, localizados nos ápices do caule e da raiz (veja de novo a figura lá no começo do texto). Responsáveis pelo crescimento primário, ou seja, longitudinal/vertical.

 

5.2. Meristemas secundários: são o felogênio da periderme, o câmbio vascular (gera os vasos condutores de seiva no caule) e o periciclo (gera os vasos condutores de seiva na raiz). Esses meristemas são originados a partir da desdiferenciação de tecidos adultos. Promove o crescimento secundário, ou seja, em espessura.

 

A tabela a seguir mostra a origem e desenvolvimento dos principais tecidos vegetais:

Na imagem abaixo estão mostrados os principais tecidos vegetais e as disposições deles. Imagem modificada de: Adobe Stock.

A ORIGEM DA VIDA

A ORIGEM DA VIDA
 
Acredita-se que o nosso universo tenha surgido há ~13,7 bilhões de anos e o planeta Terra há ~4,5 bilhões de anos. No início de sua formação a Terra era em grande parte coberta por magma, havia intensas descargas elétricas, atividade vulcânica e bombardeios por meteoritos. As condições eram bem diferentes das atuais e nesse ambiente inóspito não havia vida.
 
Porém, na medida em que o planeta começou a resfriar e surgiram as primeiras rochas sólidas, foram surgindo as condições capazes de permitir o surgimento dos primeiros organismos. Acredita-se que os primeiros microfósseis datem de ~3,5 bilhões de anos atrás.
 


Aspecto da Terra primitiva.
 
 
Há duas correntes principais de pensamento para explicar o surgimento dos organismos, desenvolvidas muitos anos antes de os pesquisadores terem noções sobre o surgimento e as condições da Terra primitiva. São elas:
 
Biogênese: acredita-se que um organismo poderia surgir apenas a partir de outro, pré-existente.
Abiogênese: acredita-se que a matéria não viva possa se organizar de maneira a gerar os organismos vivos.
 
No âmbito da abiogênese, há conceito antigo e um moderno:
 
- Abiogênese por meio da ação de uma “força vital” ou algo similar, capaz de reorganizar a matéria não viva e gerar seres vivos rapidamente, como em poucos dias. É uma ideia antiga, com raízes aristotélicas e também pode ser chamada de geração espontânea. Lembrando que as pessoas sabiam que a reprodução originava novos seres vivos, porém, eles também criam que a vida poderia surgir via geração espontânea.
- Abiogênese por meio de processos de “evolução química”’, de longa duração, nos quais houve a formação das substâncias constituintes das células, sua organização e a geração das primeiras células. É o conceito moderno e o mais aceito pelos pesquisadores.
 

 
Apesar de esse segundo ser o conceito mais aceito hoje em dia, por muito tempo, a maioria dos estudiosos cria na hipótese da geração espontânea, que enfrentou um dos seus primeiros desafios experimentais em 1668. Foi quando Francesco Redi elaborou um experimento tentando desbancá-la baseado na hipótese de que as larvas que se observam nos corpos em putrefação são originadas pelos ovos que as moscas depositam neles, não o resultado de geração espontânea.
 
Para testar essa hipótese Redi elaborou um experimento que, simplificando, consistia em colocar pedaços de carne em dois conjuntos de frascos: um conjunto era mantido destampado, de maneira que as moscas poderiam pousar nas carnes, enquanto o outro era mantido tampado, isolando as carnes das moscas. Após deixar os frascos em repouso por alguns dias, observou que só surgiram larvas nos frascos deixados destampados, onde as moscas poderiam pousar, logo, sua hipótese foi confirmada: as larvas eclodem dos ovos das moscas e não surgem por geração espontânea.
 

Esquema simplificado do experimento de Redi.
 
Não obstante, os resultados foram contestados por muito tempo: os críticos afirmaram que ao tampar os frascos Redi tinha impedido a força vital de entrar em contato com as carnes, por isso as larvas não surgiram. Ademais, os defensores da geração espontânea criam que a força vital ainda podia gerar micro-organismos. Os micro-organismos foram descritos pela primeira vez em 1665, por Robert Hooke.
 
Após anos de controvérsia, incluindo outros experimentos, a disputa foi resolvida de vez em 1862 por Louis Pasteur. Pasteur realizou um experimento para testar a hipótese de que, ao se ferver um caldo nutritivo, os micro-organismos que se detectam no material posteriormente são provenientes de contaminação pelo ar, ao invés de surgirem por geração espontânea.
 
Para isso, Pasteur criou frascos com gargalos longos e curvados, chamados de pescoço de cisne. Dentro desses frascos foi introduzido o caldo nutritivo, que foi esterilizado com o uso de uma chama. Então os gargalos também foram curvados também com o auxílio de uma chama. Esses gargalos curvados permitem que a suposta força vital entre no frasco e tenha contato com o caldo nutritivo, porém, retêm os micro-organismos contaminantes na curvatura.
 

Frasco com o gargalo curvado usado no experimento de Pasteur.
 
 
Dias após realizar o experimento não se encontrou vida nos frascos, mas quando se arrancavam os gargalos de modo a permitir o contato do ar e dos micro-organismos contaminantes com o caldo, em pouco tempo as amostras foram contaminadas por eles.
 
Esse experimento terminou a controvérsia sobre a geração espontânea e a biogênese de maneira definitiva. Porém, um problema ainda persistia e persiste: e quanto ao primeiro organismo? Esse não poderia ter sido gerado a partir de outro. Logo, deveria haver algum tipo de processo abiótico, sem um componente similar a força vital, capaz de tê-lo gerado. Como mencionado, a maioria dos pesquisadores aceita a hipótese de que a vida surgiu via abiogênese por processos de evolução química.
 
Acredita-se que na Terra primitiva ocorreram processos químicos nos quais as substâncias simples, ao longo do tempo e nas condições adequadas, geraram substâncias orgânicas cada vez mais complexas, que, por fim, originaram os primeiros organismos.
 

Resumo simplificado de como a vida pode ter surgido.
 
Uma possibilidade é baseada nas propostas de Haldane e Oparin, de 1924 (ambos trabalhando independentemente): supondo uma atmosfera pobre em oxigênio e composta primariamente por CH₄, H₂, NH₃ e H₂O, essas substâncias reagiriam graças à energia fornecida por descargas elétricas originando compostos orgânicos, que seriam concentrados nos oceanos e deram origem à uma “sopa pré-biótica”, onde os processos de evolução química foram capazes de permitir o surgimento da vida.
 
Essa hipótese foi testada em 1953 por Stanley Miller, que elaborou um aparato simulando essas condições ambientais. No aparato a água que evapora faz circular os compostos e os eletrodos simulam os relâmpagos, que fornecem a energia requerida para as reações químicas. Após algum tempo, foram detectadas algumas substâncias orgânicas como os aminoácidos glicina e alanina.
 

Modelo do aparelho de Miller.
 
Atualmente acredita-se que essas não tenham sido as condições da atmosfera primitiva, porém, o experimento mostra a possibilidade de se obter substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas simples, dependendo das condições ambientais. Além disso, também é possível que micro-organismos ou várias substâncias tenham sido formados fora da Terra e trazidos para cá em corpos celestes como os meteoritos. Essa é a hipótese chamada de panspermia, evidenciada pela presença de vestígios de micro-organismos e de substâncias orgânicas em alguns meteoritos, que podem ter origem extraterrestre.
 

A hipótese da panspermia prevê que algumas substâncias e talvez até micro-organismos possam ter sido trazidos para a Terra em corpos celestes.
 
O próximo passo deve ter sido a formação de moléculas orgânicas mais complexas, como os fosfolipídeos, proteínas e os ácidos nucleicos. Mas para que haja a síntese dessas moléculas e a vida possa surgir é necessário que haja catálise e polímeros capazes de armazenar as informações genéticas. Como as moléculas de RNA são capazes de fazer ambas as coisas, pode ser que elas tenham surgido antes das outras moléculas complexas:  é a hipótese chamada de mundo do RNA.
 

Como as moléculas de RNA podem tanto transmitir informações genéticas quanto ter atividade catalítica, podem ter sido as precursoras tanto do DNA quanto das proteínas.
 
Os fosfolipídeos permitiram a formação das bicamadas fosfolipídicas, estrutura básica das membranas celulares. Essas bicamadas podem ter permitido a compartimentação e a concentração das substâncias orgânicas, das moléculas de RNA inclusive, favorecendo a ocorrência das reações químicas capazes de gerar as primeiras células.
 
Tendo surgido, enfim, as primeiras células, acredita-se que elas tenham sido bem simples, similares às células procariontes mais simples atuais. Lembre-se de que a Terra tem ~4,5 bilhões de anos e os primeiros possíveis microfósseis de células, ~3,5 bilhões.
 

Candidatus Pelagibacter communis. São as células de vida livre com o menor genoma conhecido, de 1.308.759 pares de bases e aproximadamente 1389 genes.
 
No tocante ao tipo de metabolismo energético dos primeiros organismos, há duas hipóteses, a de que eles eram heterótrofos e a de que eram autótrofos.
 
- Hipótese heterotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido as mais simples possíveis nas condições em que se encontravam, logo, como os sistemas bioquímicos requeridos para a síntese de substâncias orgânicas a partir das inorgânicas requer um nível maior de complexidade, a hipótese prevê que os primeiros organismos obtinham os seus nutrientes a partir do meio. Esses primeiros organismos se desenvolveram em um meio anaeróbico e podem ter realizado um processo similar à fermentação alcoólica como a conhecemos atualmente, que, além de gerar energia potencial química, libera etanol e CO₂ para o meio, sendo que esse CO₂ pode ter favorecido o surgimento dos autótrofos, que o utilizam como fonte de átomos de carbono para a síntese de substâncias orgânicas.
 
A sequência de surgimento dos organismos no planeta seria:
Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossíntéticos (liberam O₂) => Aeróbicos.
 
(Detalhe, nem todos os tipos de fermentação liberam CO₂ para o meio. A alcoólica, por exemplo, libera, já a lática, não).
 
- Hipótese autotrófica: supõe que as primeiras células devem ter sido autótrofas quimiossintetizantes, pois, apesar da complexidade, não haveria processos químicos capazes de gerar substâncias orgânicas em quantidades suficientes para manter os organismos heterótrofos na Terra primitiva. Assim, os primeiros seres vivos podem ter sido quimiossintetizantes, como os encontrados nas fontes hidrotermais nas profundezas dos oceanos, que são ambientes quentes (60°-105° C) e sulfurosos.
 
Esses ambientes seriam protegidos da instabilidade da superfície do planeta e poderiam permitir que houvesse a seguinte reação:
 
FeS + H₂S => FeS₂ + H₂ + energia potencial química.
 
A energia potencial química é então empregada para impulsionar a síntese de substâncias orgânicas que sevem de alimento ao quimiotrófico.
 
Então, de acordo com essa hipótese, a sequência de surgimento dos organismos no planeta é:
 
Quimiossintéticos => Fermentadores (liberam CO₂) => Fotossintéticos (liberam O₂) => Respiração aeróbica.

Resumo de um ecossistema encontrado nas vizinhanças das fontes hidrotermais.
 
Posteriormente, além das células procariontes, houve também o desenvolvimento das células eucariontes, que são mais complexas e possuem sistemas membranosos internos: as várias organelas membranosas, como o retículo endoplasmático, complexo de golgi, peroxissomo e etc. Essas células podem ter surgido há 2,5 bilhões de anos e os sistemas membranosos internos podem ter sido o resultado de invaginações da membrana plasmática, a sim de corresponder ao aumento no volume: as células eucariontes são, normalmente, bem maiores que as procariontes e, enquanto a área de superfície corresponde ao quadrado da dimensão linear, o volume corresponde ao cubo. Então, para corresponder a superfície, surgiram as invaginações, que por sua vez geraram as estruturas membranosas internas.
 
Além disso, pode também ter havido o aumento de complexidade graças ao processo de endossiombiose ou simbiogênese, no qual as células eucariontes primitivas fagocitaram células procariontes, mas ao invés de digeri-las, mantiveram-nas em seu interior pois isso lhes conferia vantagens adaptativas. Bons exemplos de organelas que podem ter surgido assim são as mitocôndrias e os cloroplastos, que possuem duas membranas, DNA e ribossomos próprios além de poderem se duplicar.
 

Esquema mostrando como poderiam ter surgido e se desenvolvido as células eucariontes.
 
E assim, uma vez que a vida surgiu, pôde evoluir e gerar a enorme biodiversidade que conhecemos. Para terminar, no tocante à questão “o que é vida?” a NASA define da seguinte forma: a vida como a conhecemos, aqui na Terra, é um sistema químico autossustentável capaz de evoluir por mecanismos darwinianos. 
 
 
 
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15209075
https://www.forbes.com/sites/jamiecartereurope/2020/08/26/what-is-panspermia-new-evidence-for-the-wild-theory-that-says-we-could-all-be-space-aliens/?sh=69581af96543
https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2019.00076
https://astrobiology.nasa.gov/research/life-detection/about/