A história da vida na terra

RKA3G Nas últimas 40 semanas, nós exploramos todos os fundamentos da biologia, desde as menores partes que nos fazem funcionar até sistemas supercomplexos que existem em outros organismos. Agora, vamos dar um passo além e alterar a nossa perspectiva. Vamos mudar nossa escala de visão do micro para o macro. Nas próximas 12 semanas, vamos aprender como os organismos vivos que estudamos interagem e afetam uns aos outros e ao seu ambiente. Esta é a ciência da ecologia. A ideia de que o organismo interage com o seu ambiente pode parecer trivial, mas na verdade é incrivelmente complexa. Nada escapa ao campo da ecologia, a vida afeta a composição química da atmosfera, a composição geológica do planeta, o clima. E nada hoje no mundo afeta mais a vida na Terra do que nós humanos. Então, vamos analisar essa relação entre o homem e o meio ambiente nas próximas semanas. A vida é poderosa! E se queremos entender como os sistemas funcionam, primeiro devemos entender como ele se originou, se desenvolveu e se diversificou nos últimos 4,5 bilhões de anos. Os princípios que vou abordar neste vídeo são a base para os nossos próximos vídeos. Prepare-se para um drama épico da história da vida no planeta Terra! A Terra é como uma república universitária, os inquilinos estão sempre chegando e saindo. Alguns mudam de quarto e alguém sempre esquece de pagar a conta de luz. É basicamente um caos total e, como uma república universitária, o planeta também fica danificado. Imaginem uma festa de república e como a casa fica bagunçada depois dela. Se os inquilinos forem muito baderneiros, eles podem danificar a casa em pouco tempo, mas mesmo assim, novos inquilinos vão se mudar para lá quando os antigos saírem. Os humanos são como esses inquilinos baderneiros. Hoje, somos a espécie dominante no planeta, mas já houve outras antes de nós e, provavelmente, haverá outras depois. É assim que as coisas funcionam. Levaram eras para a Terra se tornar o que é hoje. A Terra foi formada há cerca de 4,6 bilhões de anos e, por algum tempo, ela era apenas um pedaço de rocha que orbitava o Sol e colidia com outro pedaço de de rocha, produzindo quantidades incríveis de calor. Depois de algum tempo, a taxa de colisão diminuiu e a camada externa da Terra se resfriou, mas o núcleo permaneceu quente, muito quente, quente como a superfície do Sol. Isso ilustra a exorbitante quantidade de energia e radiação que participou da formação de terra. Se consideramos que 4,5 bilhões de anos depois, o núcleo do planeta ainda é de rocha fundida e é esse calor interno que faz com que a superfície da Terra seja tão dinâmica. As vísceras do planeta ainda estão fervendo, influenciando as superfícies, e é isso que torna a vida possível aqui. Nestas condições, não demorou muito para a vida se formar nesta rocha desabitada que era o planeta. Por cerca de 4,4 milhões de anos, o planeta ainda foi bombardeado por pedaços de rochas e gelo, restos da formação do Sistema Solar. Não havia oxigênio na atmosfera e havia vulcões em erupção em todo canto. Até que, finalmente, a superfície resfriou o suficiente para que parte do vapor na atmosfera se transformasse em líquido. O primeiro oceano se formou, interagindo com a atmosfera. Surgiu uma sopa química formada por nitrogênio, óxido de nitrogênio, dióxido de carbono, metano, amônia e sulfato de hidrogênio. Todas essas substâncias, juntamente com luz, calor e sabe-se lá o que mais, acabaram formando pequenas moléculas orgânicas. E a partir delas, a vida surgiu de alguma forma que ainda não está totalmente clara para a ciência. A primeira forma de vida, provavelmente, era apenas uma coleção de compostos delimitada por membrana, porque fosfolipídios formam espontaneamente biomembranas na água. Ao longo do tempo, algum desses compostos no interior da membrana viraram os aminoácidos e, eventualmente, produziram o RNA, que é, provavelmente, o primeiro material genético. Estes compostos delimitados por membrana, chamados coacervados, cresceram, se dividiram e se multiplicaram, até que algum erro de replicação formou os nucleotídeos do DNA. E os nucleotídeos são peças muito mais estáveis de informação genética, porque o DNA tem duas fitas e o RNA só tem uma, então os coacervados com DNA se proliferaram. Provavelmente, isso aconteceu em um ambiente vulcânico. As arqueobactérias de hoje, que vivem em ambientes externos, se assemelham a essa primeira forma de vida que era procariótica e unicelular. Estes organismos procariontes entraram para a história em algum momento entre 3,9 e 3,5 bilhões de anos atrás no período Arqueano. Este é o primeiro dos três éons da história da vida na Terra. Arqueano, Proterozóico e Fanerozóico. O F anerozóico é o que vivemos há meio bilhão de anos. Um éon é um período de tempo muito longo. O primeiro durou 2,5 bilhões de anos. Por isso, costumamos dividi-lo em eras, períodos e épocas que são determinados por eventos significativos registrados na história fóssil. De 3,5 a 2,1 bilhões de anos atrás, estes procariontes estavam sozinhos na Terra. Então, a quantidade de oxigênio na atmosfera disparou de 0% para 10% em pouco tempo, pela perspectiva do tempo geológico. O oxigênio foi produzido por procariontes peculiares, as cianobactérias. Eles conseguiram produzir seu próprio alimento pela fotossíntese: quanto mais cianobactéria surgiam, mais oxigênio era liberado. Esta revolução do oxigênio aniquilou outros organismos procariontes que evoluíram sem oxigênio. Na verdade, é a primeira das mudanças fundamentais na evolução da vida na Terra, porque as cianobactérias mudaram o ambiente. Este talvez tenha sido o primeiro caso dos mecanismos da ecologia em funcionamento. As cianobactérias mudaram a atmosfera, o que eliminou a concorrência e preparou o caminho para a evolução em uma nova direção. Então, cerca de 2,1 bilhões de anos atrás, surgiu os eucariontes ou eucariotas. Esse grupo inclui todas as plantas e animais. Os eucariotas surgiram por um processo de endossimbiose, onde um procarionte parasita outro procarionte ou quando um come o outro e esquece de digeri-lo. Este procarionte, que foi comido ou que era parasita, se tornou uma organela do procarionte colonizado. Uma evidência disso é que as organelas, como plastídeos e mitocôndrias, têm seu próprio material genético. Estes organismos unicelulares eram mais resilientes e puderam evoluir para organismos multicelulares 1,5 bilhão de anos depois. Registros fósseis mostram que os primeiros, provavelmente, foram algas e somente por 535 milhões de anos, os eucariontes realmente se proliferaram durante a chamada explosão cambriana, que foi a idade dourada da vida na Terra. Ninguém sabe, exatamente, o mecanismo por trás disso, mas de repente surgiram inovações nas formas de vida. Criaturas usaram minerais da água do mar para construir esqueletos e conchas. Alguns tinham garras, enquanto em outros surgiram placas de proteção. A corrida armamentista entre predadores e presas estava a todo vapor. Isso marcou o início do éon fanerozoico que vivemos hoje. Os dois éons anteriores estavam sob o "governo" de arqueobactérias e alguns vermes de corpo macio. Somente a partir dos fósseis da explosão cambriana, aparecem estes animais que conhecemos hoje. Após o Cambriano, a coisa ficou tão caótica nos oceanos que, por volta do período Ordoviciano, há 500 milhões de anos, as plantas animais e fungos colonizaram o meio terrestre como uma estratégia para escapar da predação e da competição por recursos. Do período Devoniano, há 365 milhões de anos, foram descobertos vertebrados quadrúpedes que, provavelmente, evoluíram de peixes com barbatanas especializadas. E da mesma forma ocorreu com os artrópodes como insetos e aranhas. Daqui, começamos a ver os sistemas ecológicos que conhecemos hoje, porque os organismos modificavam seu ambiente consumindo oxigênio da atmosfera e liberando dióxido de carbono. E você sabe quem gosta de dióxido de carbono? As plantas! No Carbonífero, que foi de 359 a 299 milhões de anos atrás, as plantas se proliferaram, as florestas ficaram tão densas e vastas, que todo o nosso combustível fóssil provém delas. Todo o carvão e óleo que usamos hoje para operarmos as máquinas foi criado ao longo destes 60 milhões de anos. Desta vez, foram as plantas que mudaram o clima e a geologia do planeta. Estas florestas liberaram tanto oxigênio para a atmosfera, que havia 35%, em contraste com os 21% de hoje. O oxigênio resfriou o planeta, porque não havia dióxido de carbono o suficiente para o efeito estufa, necessário para a sobrevivência das florestas. Assim, todo o sistema entrou em colapso e todo o carbono destas florestas mergulhou em um pântano e, ao longo do tempo, ficou aprisionado em rochas. Hoje, é claro, estamos liberando todo esse carbono pela queima de combustíveis fósseis, o que tem acelerado demais o efeito estufa. No Permiano, entre 299 e 251 milhões de anos atrás, todos os continentes do mundo estavam juntos em um só continente chamado Pangeia. Isso mudou o clima e as correntes oceânicas. As plantas e animais evoluíram para refletir essas alterações. Surgiram as primeiras plantas com semente, as gimnospermas, e os arcossauros, que são os avôs de dinossauros e aves. Como você já deve ter percebido até aqui, este cenário não durou para sempre. Cerca de 252 milhões de anos atrás, algo aconteceu, uma rápida sucessão de eventos aconteceu, levando à maior catástrofe de todos os tempos. A extinção do Permiano-Triássico renderia o melhor filme de catástrofe já produzido: 96% das espécies marinhas e 70% dos vertebrados terrestres desapareceram. É a única extinção em massa de insetos que se conhece. Cerca de 57% das famílias e 83% dos gêneros se extinguiram. Foi a maior extinção de espécies do planeta. É difícil definir a razão desse colapso, porque a maioria das provas, é claro, desapareceu. Uma das explicações é que foi o impacto de um asteroide capaz de liberar energia equivalente a milhões de armas nucleares ao mesmo tempo. E para piorar, uma grande quantidade de vulcões entrou em erupção, liberando metano do fundo do mar, o que levou a várias explosões no local onde hoje é a Sibéria. Então, houve mudanças no clima, nível e salinidade do mar. Ninguém sabe exatamente o que aconteceu, mas sabemos que a vida levou muito tempo para se restaurar. Mas veja o lado positivo, essa extinção "monstro" deu origem aos dinossauros. Eles puderam se desenvolver durante o Triássico porque não havia tanta concorrência por recursos . Assim, evoluíram preenchendo um nicho disponível que foi a combinação de recursos vivos e não vivos que os permitiu sobreviver e reproduzir. Lembre-se dessa palavra, pois ela é essencial para se entender a ecologia. Durante o Triássico, havia muitos nichos disponíveis, porque não havia tantos animais e plantas para competir. Então, já no Jurássico, entre 199 e 145 milhões de anos atrás, os grandes herbívoros caminhavam sobre a Terra e havia os carnívoros menores que predavam estes herbívoros. Os oceanos estavam cheios de lulas gigantes e ictiossauros, além dos pescoçudos plesiossauros. O ar estava cheio de pterossauros e dos precursores das aves de hoje. Também havia pequenos mamíferos em todo canto. Os dinossauros desapareceram há 65 milhões de anos, quando foram quase todos extintos, conforme você já deve saber. Os sobreviventes deram origem às aves. O asteroide responsável por essa extinção parece ter caído na península de Yucatán, no México, mas outras teorias apontam que mudanças climáticas devido a atividades vulcânicas também foram um fator crucial, pois as espécies não puderam se adaptar a essas mudanças. Por exemplo, há 100 milhões de anos, surgiram as angiospermas, que são as plantas com flores. Os insectos polinizadores evoluíram com elas, pois se beneficiavam do alimento que elas proviam, enquanto elas se beneficiavam da polinização que eles faziam. Esse fenômeno é conhecido como coevolução em ecologia. Mas os dinossauros preferiram as gimnospermas, sabemos disso por coprófitos, que são fezes fossilizadas. E por serem tão seletivos, acabaram ficando sem comida. Quando os dinossauros desapareceram, os mamíferos e aves puderam assumir o controle e a flora e a fauna do planeta começou a se assemelhar mais com a que temos hoje. Desde então houve várias mudanças climáticas, extinção de espécies e a evolução de muitas espécies de plantas e animais, incluindo os seres humanos. E acredite ou não, todas estas mudanças dentro da escala geológica do tempo contribuíram para a nossa existência hoje. Quando um asteroide se chocou com a Terra, houve uma cascata de consequências. O dióxido de carbono que liberamos, a queima de combustíveis fósseis, hoje, também levará a consequências. A ecologia nos dá ferramentas para prever essas consequências e talvez tentar evitá-las ou minimizá-las. Nos próximos vídeos, vamos investigar essas relações com mais detalhes e qual é o papel e o impacto da nossa espécie nisso tudo.