01 agosto 2008

Uma questão de escala

Se a história do universo tivesse durado três dias, humanos teriam surgido há apenas dois segundos

Atualmente é impossível se discutir qualquer tema biológico sem que pensemos em seus aspectos evolutivos. Contudo, muitos de nós, acostumados a viver e a pensar em uma escala temporal reduzida, temos dificuldades para compreender processos graduais que se estendem por milhões ou bilhões de anos. Uma das melhores formas para se facilitar o entendimento de acontecimentos como os que levaram ao surgimento da vida em nosso planeta é fazer uma analogia com uma escala temporal mais familiar a todos. 

Podemos, por exemplo, estipular que nossa história se estenderá por três dias, iniciando-se em uma segunda-feira, com a formação do universo, até alcançar os dias atuais, ao final da quarta-feira. Nessa comparação, cada segundo representa cerca de 53 mil anos, e cada bilhão de anos passará em pouco mais de cinco horas. Vejamos quando acontecem os principais eventos para o surgimento da vida conforme essa escala.

"Mapa do universo" há 13,7 bilhões de anos elaborado a partir de dados colhidos pela sonda WMAP, que ajudaram a determinar quando as primeiras estrelas se formaram e forneceram novas evidências sobre eventos que teriam ocorrido no primeiro trilionésimo de segundo de vida do universo (imagem: Nasa / WMAP Science Team).

Segunda-feira, 00:00 (cerca de 13,7 bilhões de anos atrás) 
Nosso relógio é acionado após o Big Bang – a grande explosão que deu origem ao universo. 

Terça-feira, entre 23:30 e 23:45 (4,567 bilhões de anos atrás) 
Nasce o Sistema Solar após a explosão de uma supernova. Com isso, formaram-se o Sol e, na sua periferia, os planetas. 

Quarta-feira, 00:45h (4,533 bilhões de anos atrás) 
A colisão entre a Terra e um planeta primitivo com tamanho e massa similares aos de Marte leva à formação da Lua e provoca modificações no eixo de nosso planeta, causando o início da sua rotação e do processo de tectônica de placas. 

Quarta-feira, 00:45 (4,4 bilhões de anos atrás) 
Solidificação da crosta terrestre, que se estende por cerca de 150 mil anos (ou 3 minutos). 

Quarta-feira, entre 03:00 e 04:00 (4,3 bilhões de anos atrás) 
Bombardeio constante da superfície terrestre com asteróides e presença de grande número de vulcões ativos. Esses eventos liberam dióxido de carbono e metano, gases formadores da atmosfera secundária do planeta, que também tem vapor d’água, algum nitrogênio e até 40% de hidrogênio. Não há oxigênio. O efeito estufa decorrente aquece o planeta para cerca de 70ºC até 2,7 bilhões de anos atrás. A superfície terrestre é bombardeada com grande quantidade de raios ultravioleta, pois não há camada de ozônio. 

Quarta-feira, entre 01:50 e 04:00 (4,2-3,8 bilhões de anos atrás) 
Surgimento dos oceanos, após 750 milhões de anos de chuvas torrenciais. Contudo, alguns estudos indicam que os mares podem ter se formado antes do que se pensava, há cerca de 4,2 bilhões de anos. 

Quarta-feira, 03:00 (4 bilhões de anos atrás) 
Surgimento da vida, após uma molécula de natureza desconhecida conseguir fazer cópias de si mesma. Como blocos de construção, ela pode ter usado moléculas mais simples presentes no meio (como metano ou amônia) e, como fonte de energia, vulcões, raios ultravioleta ou reações químicas inorgânicas. 

Quarta-feira, 05:30 (3,5 bilhões de anos atrás) 
Surge Luca, acrônimo em inglês para "último ancestral universal comum" – a "célula" que deu origem a todos os outros tipos celulares conhecidos atualmente. Luca já é envolta por uma membrana lipídica e provavelmente se assemelha a um procariota heterótrofo atual. Acredita-se que ela também possuía a capacidade de estocar as informações para seu funcionamento em uma molécula precursora do DNA atual. Moléculas similares ao RNA e enzimas estavam presentes provavelmente. 

Quarta-feira, 08:00 (3 bilhões de anos atrás) 
A fotossíntese torna possível a utilização da energia solar para a produção de compostos orgânicos. O oxigênio, subproduto desse processo, se associa inicialmente a minerais e passa posteriormente a ser liberado na atmosfera. Parte desse gás transforma-se em ozônio na estratosfera, formando um envoltório protetor contra raios ultravioleta, mutagênicos para as formas vivas. O forte poder oxidante do oxigênio liberado elimina grande parte das formas vivas presentes nesse período, selecionando apenas os seres que podiam lidar com essa ameaça. 

Quarta-feira, 10:17 (2,6 bilhões de anos atrás) 
Os procariotas colonizam a superfície terrestre e permanecem como as únicas formas vivas nesse ambiente por um longo período de tempo. 

Quarta-feira, entre 14:00 e 18:00 (2-1 bilhões de anos atrás) 
Surgem as células eucarióticas a partir de ancestrais de procariotas conhecidos como Neomura. Esses seres também originam um grupo primitivo de bactérias conhecidas como Archaea. Acredita-se que, durante esse período, surge também o processo de endossimbiose entre um ancestral das atuaisRickettsias e um procariota maior que, mais tarde, originou as atuais mitocôndrias. Posteriormente, se estabelece outro processo endossimbiótico envolvendo os ancestrais das cianobactérias e células hospedeiras heterótrofas que acaba gerando os atuais cloroplastos. 

Quarta-feira, 18:15 (935 milhões de anos atrás) 
Surgem os primeiros representantes do reino Fungi. As formas de vida ainda eram unicelulares. Em 15 milhões de anos (ou 25 minutos) os fungos colonizam a Terra. 

Quarta-feira, entre 19:00 e 19:15 (750 milhões de anos atrás) 
Surgem os primeiros representantes do reino Protista (provavelmente, algas verdes) e, posteriormente, os primeiros animais multicelulares, similares às esponjas atuais. Inicialmente, as células eram totipotentes e não existia divisão de trabalho nesses organismos.









Seqüência dos vertebrados envolvidos na conquista da terra, da esquerda para a direita:Eusthenopteron, Panderichthys, Tiktaalik, Acanthostega Ichthyostega. Clique na imagem para ler mais sobre esse capítulo da evolução da vida no planeta (arte: Maurílio Oliveira).

Quarta-feira, 21:10 (530 milhões de anos atrás) 
Aparecem os primeiros vertebrados – os peixes. 

Quarta-feira, 21:25 (488 milhões de anos atrás) 
Evento de extinção em massa (entre os períodos Cambriano e Ordoviciano) em que desaparece um grande número de espécies de braquiópodos, trilobitas e conodontes, provavelmente por diminuição dos níveis de oxigênio nos oceanos ou por glaciação. 

Quarta-feira, entre 21:28 e 21:34 (480-460 milhões de anos atrás) 
Surgem as primeiras plantas terrestres, aparentadas com as atuais briófitas (selaginelas e musgos). Porém, evidências moleculares indicam que esse evento pode ter ocorrido antes disso (700 milhões de anos atrás, ou às 20:20). 

Quarta-feira, 21:40 (450 milhões de anos atrás) 
Indícios da presença de artrópodes. As plantas terrestres proporcionam um vasto número de nichos para serem ocupados por esses seres. Algumas evidências, contudo, indicam que os artrópodes apareceram anteriormente (530 milhões de anos atrás, ou às 21:12). 

Quarta-feira, 22:00 (380-375 milhões de anos atrás) 
Indícios do aparecimento dos primeiros tetrápodes, evoluídos a partir de peixes. O desenvolvimento dos membros permitirá que esses seres ocupem os mais diversos ambientes no planeta. Surgem os anfíbios, os primeiros tetrápodes que podem passar grande parte de sua existência fora da água, dependendo desta apenas para a reprodução. 

Quarta-feira, 22:06 (360 milhões de anos atrás) 
Aparecem as primeiras plantas com sementes (fanerógamas), adaptação que permite aos vegetais se libertarem do meio líquido para se reproduzir. 

Quarta-feira, 22:12 (340 milhões de anos atrás) 
Evolução do ovo amniótico, que permite que seus portadores não dependam mais da água para a reprodução. Surgem, com isso, os amniotas (répteis, aves e mamíferos). 

Quarta-feira, 22:25 (300 milhões de anos atrás) 
Formação do supercontinente Pangea.  


 


O impacto de um meteoro no México foi a provável causa da extinção da maior parte dos dinossauros que reinaram sobre o planeta durante milhões de anos (arte: Nasa). 

Quarta-feira, 22:40 (250 milhões de anos atrás) 
Principal evento de extinção em massa entre os períodos Permiano e Triássico dizima cerca de 95% das espécies vivas. Hipóteses defendem que esse processo se deveu à erupções de vulcões siberianos ou pela queda de um meteoro na Antártica. 

Quarta-feira, 22:47 (230 milhões de anos atrás) 
Começa domínio dos dinossauros na Terra. A extinção de grande parte desses animais (65 milhões de anos atrás, às 23:30) deveu-se, provavelmente, às conseqüências do impacto de um meteoro de 10 km de extensão na península de Yucatán, no México. 

Quarta-feira, 23:03 (180 milhões de anos atrás) 
O supercontinente Pangea se divide em dois – Laurásia e Gondwana. 

Quarta-feira, 23:18 (132 milhões de anos atrás) 
Surgem as angiospermas, as primeiras plantas com flores. 

Quarta-feira, 23:40 (63 milhões de anos atrás) 
Vive o último ancestral comum a todos os primatas atuais. 

Quarta-feira, 23:58 (6 milhões de anos atrás) 
O ancestral comum de homens e grande símios vive nas planícies africanas. 

Quarta-feira, 23:59:22 (2 milhões de anos atrás) 
Surgem os primeiros hominídeos (gênero Homo) nas planícies africanas. A capacidade de controlar o fogo emerge em um antepassado do homem moderno conhecido como Homo erectus ouHomo ergaster entre 1,5 milhões e 790 mil anos atrás (23:59:40-45). 

Milho arqueológico cultivado no Brasil entre 560 e 960 anos atrás. A agricultura surgiu há cerca de 10 mil anos.

Os primeiros homens modernos(Homo sapiens)surgem na África 160 mil anos atrás, ou há cerca de dois segundos (23:59:58). A agricultura se inicia provavelmente na Mesopotâmia, entre 0,2 e 0,17 segundo atrás (entre os anos 8.500 e 7.000 a.C.). O primeiro núcleo civilizatório humano descoberto na Suméria se forma entre os anos 4.000 e 3.000 a.C. (cerca de 0,1 segundo atrás). 

A Renascença tem início na Itália há 0,012 segundo e, 0,00096 segundo atrás, começa a Revolução Industrial na Inglaterra. As duas grandes Guerras Mundiais ocorrem, respectivamente, entre 0,0017 e 0,0012 segundo atrás apenas. 

Portanto, pense em todas as coisas que hoje fazem parte de nossa vida – automóveis, televisão, celulares e computadores, assim como a pobreza, a destruição de florestas, as extinções e a poluição que colocam em risco a vida do planeta – e você verá que tudo isso ocorreu em uma escala temporal difícil de ser compreendida, de tão pequena. 

Contudo, talvez essa comparação seja útil para que compreendamos a grandiosidade e a fragilidade do único lugar no universo onde comprovadamente existe vida. 


Jerry Carvalho Borges 
Universidade do Estado de Minas Gerais 
01/08/2008 

SUGESTÕES PARA LEITURA 
Corsaro, D. et al. (1999). Intracellular life. Crit Rev. Microbiol. 25, 39-79. 
Eriksson,K.E. and Robert,K.H. (1991). From the Big Bang to sustainable societies.Acta Oncol. 30, 5-14. 
Gould, S.B., Waller, R.F., e McFadden, G.I. (2008). Plastid evolution. Annu. Rev. Plant Biol. 59, 491-517. 
Poole, A.M. e Penny, D. (2007). Evaluating hypotheses for the origin of eukaryotes.Bioessays 29, 74-84. 
Reyes-Prieto, A., Weber, A.P., e Bhattacharya, D. (2007). The origin and establishment of the plastid in algae and plants. Annu. Rev. Genet. 41, 147-168. 
Samuilov, V.D. (2005). Energy problems in life evolution. Biochemistry (Mosc.) 70, 246-250.

 

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