Hipótese autotrófica e heterotrófica - Origem da Vida - Aula 03 - Módulo 0 - Prof. Guilherme

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https://www.youtube.com/watch?v=mmUhVdU9eoc

摘要

TLDRO vídeo explora a origem da vida na Terra, enfatizando a descoberta de organismos quimiossintetizantes em fontes termais em 1977, que demonstraram que a vida poderia existir sem luz solar. O professor Guilherme discute a evolução química que possibilitou a formação de moléculas orgânicas e a importância das membranas celulares na estruturação das primeiras células. As hipóteses sobre a origem da vida evoluíram, primeiro considerando seres heterótrofos, os quais alimentavam-se da matéria orgânica, até os autotróficos, que produziam seu próprio alimento. O papel do RNA como intermediário entre DNA e proteínas é abordado, destacando sua dualidade funcional como informação genética e catalisador. A transição para organismos que realizavam fotossíntese transformou o ambiente terrestre, permitindo a sobrevivência de seres aeróbios.

心得

  • 🌌 A vida sem fotossíntese era considerada impossível até 1977.
  • 🌊 Organismos quimiossintetizantes mostram que a vida pode existir em ambientes sem luz.
  • 🧬 O RNA pode armazenar informação genética e atuar como enzima.
  • 🔬 A formação de membranas é crucial para a definição de células.
  • 🌱 A hipótese heterotrófica foi inicialmente considerada para os primeiros seres vivos.
  • 💡 A transição para seres autotróficos aumentou a matéria orgânica na Terra.
  • 🔥 O 'holocausto do oxigênio' resultou da ascensão de organismos fotossintetizantes.
  • ⚗️ Aminoácidos se agrupariam para formar as primeiras proteínas nas sopas orgânicas.
  • 📚 Estudar a biologia envolve interagir e compartilhar dúvidas sobre esses conceitos complexos.
  • 🤝 O vídeo incentiva a formação de uma comunidade estudante para trocas de conhecimento.

时间轴

  • 00:00:00 - 00:05:00

    A abundância de vida na Terra sem a fotossíntese era considerada impossível até 1977, quando descobertas de organismos em fontes termais mostraram que a quimiossíntese poderia sustentar a vida. Guilherme, professor de biologia, introduz o tema da origem da vida e a importância da organização celular, incluindo a hipótese heterotrófica e autotrófica sobre o surgimento das primeiras células. Discutem-se também os processos de evolução química que levaram à formação de moléculas orgânicas em uma atmosfera primitiva repleta de radiação e descargas elétricas, resultando nas chamadas 'sopas orgânicas'.

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    A formação de membranas lipídicas é destacada como essencial para a estabilidade das células, isolando seu conteúdo do meio externo. Através dos coacervados e da interação entre fósforos e lipídios, formam-se estruturas como micelas e lipossomos, essenciais para a homeostase celular. Guilherme explica que as células dependem de proteínas para regular suas funções, destacando o papel do material genético na produção dessas proteínas, o que provoca a pergunta sobre qual surgiu primeiro: a informação genética ou as proteínas. A ideia central é a de que no passado, as primeiras moléculas eram RNA, capazes de armazenar informação genética e atuar como enzimas (ribozimas).

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    A teoria da hipótese autotrófica surge com a descoberta de organismos quimiolitoautotróficos em 1977, que comprovou a capacidade de algumas formas de vida de produzir seu próprio alimento sem a necessidade de fotossíntese. Esses organismos, vivendo em condições extremas, conseguiram aumentar a quantidade de matéria orgânica na Terra. Com isso, formaram bases para o desenvolvimento subsequente de seres heterótrofos aeróbios e para a evolução da fotossíntese, alterando radicalmente as cadeias alimentares e possibilitando a vida como conhecemos. Guilherme conclui a aula enfatizando a importância da participação dos alunos e o estudo contínuo sobre o tema.

思维导图

视频问答

  • O que é quimiossíntese?

    Quimiossíntese é o processo pelo qual organismos produzem seu próprio alimento utilizando substâncias inorgânicas, sem depender da luz solar.

  • Quem foi Alexander Oparin?

    Alexander Oparin foi um cientista que desenvolveu a teoria da atmosfera primitiva e a ideia da formação de membranas celulares.

  • Qual a diferença entre organismos autótrofos e heterótrofos?

    Os autótrofos produzem seu próprio alimento, enquanto os heterótrofos dependem de outros organismos para se alimentar.

  • O que são ribozimas?

    Ribozimas são RNA que podem atuar como enzimas, facilitando reações químicas.

  • Como surgiu a ATP no contexto da origem da vida?

    A ATP é um composto fundamental para o metabolismo celular, produzido a partir da quimiossíntese nos primeiros organismos.

  • Quais foram os primeiros organismos da Terra?

    Os primeiros organismos eram provavelmente heterótrofos anaeróbios que utilizaram matéria orgânica das 'sopas' de moléculas.

  • O que causou o 'holocausto do oxigênio'?

    O surgimento dos organismos fotossintetizantes elevou os níveis de oxigênio na atmosfera, o que foi prejudicial para muitos seres vivos da época.

  • Qual a importância do RNA na origem da vida?

    O RNA pode armazenar informações genéticas e também funcionar como enzima, apontando para seu papel central na origem das primeiras vidas.

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    a abundância de vida sem o advento da
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    fotossíntese na base das cadeias
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    alimentares era considerado impossível
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    para os cientistas até o ano de 1977
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    quando descobertas incríveis e uma
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    grande diversidade de seres em
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    profundezas oceânicas em Fontes termais
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    revelou que existiam seres que mesmo sem
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    luz produziam seu próprio alimento
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    através da quimiossíntese essa
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    descoberta nos deu indicativos de como
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    as primeiras formas de vida surgiram no
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    nosso planeta Eu me chamo Guilherme seu
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    professor de biologia que te convido vem
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    comigo tá certo um
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    um tratorzinho o nosso tema central é
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    ainda a origem da vida mas agora a gente
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    fala de início a organização celular
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    para lá no final da aula tratar daquilo
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    que é mais importante que a hipótese
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    heterotrófica e a hipótese autotrofica
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    do surgimento das primeiras células até
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    a gente chegar lá eu preciso que você
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    entenda algumas coisas que foram
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    necessários durante esse processo
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    durante esse caminho primeiro na aula
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    anterior a gente já entendeu que
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    provavelmente existe um processo chamado
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    de evolução química moléculas
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    inorgânicas em uma atmosfera primitiva
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    começaram ser rearranjados ser
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    modificadas formando moléculas orgânicas
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    mesmo que muito simples lembra que nós
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    não tínhamos uma camada de ozônio no
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    planeta Terra ainda então a gente tinha
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    portanto muita radiação ultra-violeta
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    nós temos chuvas muito intensas e
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    constantes durante uma boa época do
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    nosso planeta com muita descarga
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    elétrica essa this
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    que favoreceu muito também ao Rei
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    arranjo dessas moléculas e formação dos
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    compostos orgânicos e provavelmente em
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    um determinado momento da nossa história
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    no planeta Terra nós tivemos a formação
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    das chamadas sopas orgânicas em todos os
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    corpos da água sobre a terra nosso
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    tinhamos moléculas orgânicas em meia
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    água moléculas orgânicas por exemplo
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    como os coacervados que a gente já
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    estudou na aula anterior e aí eu
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    coloquei aqui para vocês a partir dos
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    coacervados o ambiente redutor da
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    atmosfera e também a radiação as
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    descargas elétricas favoreceram a
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    formação de compostos orgânicos mais
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    complexos então nós temos primeiro
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    aminoácidos provavelmente esses
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    aminoácidos começaram a se agrupar
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    formando proteínas a gente vai estudar
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    isso lá no futuro na parte de bioquímica
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    Não se preocupe e provavelmente a gente
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    teve também a formação de moléculas
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    semelhantes a lipídios moléculas que são
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    hidrofóbicas molécula
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    e se misturam muito bem com a água esses
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    lipídios talvez se associaram a grupos
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    fosfatos ou algo parecido e começaram a
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    formar as primeiras membranas a ideia de
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    formação de membranas plasmáticas já era
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    prevista pelo oparin o Alexander oparin
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    que fez essa teoria da atmosfera
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    primitiva o aparelho acreditava aqui
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    para formação da primeira célula é
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    imprescindível primeiramente a formação
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    de membranas porque uma célula para
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    poder se manter estável Ela precisa
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    estar com controle metabólico daquilo
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    que tá rolando dentro dela e se isolar
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    do meio externo e para isso a gente
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    precisa de uma membrana lipídica mas que
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    tem uma porção que interaja com a água
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    então vamos lá lembra dos fosfolipídios
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    que a gente estuda lá na biologia
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    celular eu representei eles aqui para
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    vocês uma bolinha vermelha representando
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    um fosfato e perninhas lipídicas que são
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    ácidos graxos provavelmente esses
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    compostos começaram a formar p
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    as folhas que a gente chama de micelas e
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    a partir das micelas nós tivemos a
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    formação de lipossomos o que que é um
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    lipossomo já uma bicamada fosfolipídica
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    formando uma bolha Esse é uma bicamada
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    você vai ter fosfatos para fora e
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    fosfatos para dentro interagindo com
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    água fora e água dentro mas isolando a
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    estrutura os compostos que ficavam
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    aprisionados aqui dentro não
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    necessariamente tinha um contato com os
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    compostos que estavam no lado de fora
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    isso é importante para manter aquilo que
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    a gente chama nem homeostase e celular e
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    o que que é homeostase o equilíbrio
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    dinâmico das coisas o seu corpo por
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    exemplo está sempre tentando manter a
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    homeostase pode estar um frio gigantesco
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    -5 graus lá fora se você for correr de
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    cueca na rua o teu corpo vai tentar te
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    manter em 36 graus e meio por mais que
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    seja super frio lá fora o teu corpo se
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    esforça para
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    o equilíbrio as células também tem a sua
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    homeostase e ela não consegue ocorrer se
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    a gente não tiver uma membrana seja não
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    tiver algo que isole o conteúdo interno
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    e o metabolismo interno da célula do
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    meio externo tem um Muito provavelmente
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    a gente teve formação de membranas
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    lipídicas depois professor
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    e o que se acha é que essas membranas
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    lipídicas começaram a armazenar dentro
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    compostos dessa sopa compostos proteicos
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    ou compostos semelhantes a material
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    genético compostos semelhantes a outros
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    tipos de lipídios ou outros tipos de
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    moléculas orgânicas que não são tão
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    importantes e aí a gente começa a pensar
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    uma coisa bastante simples toda e
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    qualquer célula funciona a partir de
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    proteína se uma coisa que você vai
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    aprender muito bem lá na frente tudo que
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    funciona em uma célula é proteína
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    absolutamente tudo qualquer tipo de
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    regulação que é feito em uma célula
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    depende necessariamente de proteínas só
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    que as proteínas para serem formadas
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    precisam de informações que estão na
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    base Genética é a partir da informação
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    genética que a gente fabrica as
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    proteínas vou dar um exemplo muito
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    simples eu tenho uma proteína aqui na
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    minha pele chamada de melanina tem
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    pessoas que produzem mais melanina tem
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    pessoas que produzem menos melanina
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    é mas em geral todas as pessoas têm a
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    informação de como produzir a melanina
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    existem proteínas que vão regular a
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    quantidade de melanina que eu produzo e
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    essa proteína é produzida em função na
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    nossa informação genética então a minha
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    informação genética diz para o produzir
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    uma quantidade de melanina x se você
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    tiver a pele preta provavelmente a sua
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    proteína reguladora da melanina tá
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    dizendo para produzir 2 x 4 x 10 x
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    comparado com aquilo que eu estou
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    produzindo então todas as proteínas
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    pessoal que são os agentes funcionais
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    das células necessariamente precisam
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    para serem formadas de informações
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    genéticas E aí a gente recai numa
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    questão que foi por muito tempo um
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    problema Quem veio antes a informação
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    genética ou a proteína Quem veio antes o
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    ovo ou a galinha e a resposta é
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    provavelmente nenhum do
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    e olha para cá
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    é bem provavelmente no passado antes da
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    gente ter DNA com a informação genética
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    EA proteína com a função celular a gente
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    teve moléculas intermediários os
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    chamados RN as a gente sabe que esse é
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    um dogma central da biologia toda vez
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    que a gente for produzir uma proteína a
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    gente busca informação um material
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    genético na forma de DNA copia essa
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    informação e a partir dessa cópia
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    fábrica proteína só que no passado como
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    que a gente teria proteínas para formar
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    novos DNA se porque são necessários como
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    que a gente teria DNA para formar novas
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    proteínas não fazia sentido até que
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    alguém pensou uma coisa bastante lógica
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    nos RN as estava sendo descoberto que RN
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    as podem apresentar a atividade
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    catalítica os RN as funcionam como
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    catalisadores biológicos Quem são
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    catalisadores biológicos Professor as
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    enzimas
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    e lá no futuro O que que a gente sabe
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    que enzimas são proteínas que aceleram
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    reações químicas provavelmente no
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    passado nós não tínhamos proteínas
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    acelerando reações químicas porque a
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    gente também não tinha informação na
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    forma de DNA para poder produzir essas
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    proteínas o que que nós temos os rns rns
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    são moléculas muito interessantes porque
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    elas podem assumir a função de enzimas
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    são chamadas ribozimas você já deve ter
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    estudado na escola o ribossomo o
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    ribossomo nada mais é do que proteína
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    associada à RNA e esse composto aceleram
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    reações químicas eles realizam uma
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    atividade enzimática então o RNA
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    provavelmente que podia assumir a função
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    de enzima também estava assumindo a
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    função de armazenar informação genética
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    porque afinal de contas o RNA também é
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    constituído de bases nitrogenadas
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    uracila adenina citosina guanina Então
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    nós não temos
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    e nem proteínas no início nós temos r
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    Nossa que podiam ao mesmo tempo guardar
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    informações genéticas e por isso
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    replicar-se e também função enzimática
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    atuando nessa replicação E algum outro
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    tipo Viação dentro de uma célula olha
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    que massa essa ideia de que o mundo
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    primeiramente não era o mundo de DNA nem
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    de proteínas e sim o mundo de RNA foi
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    proposto já um bom tempo e ele pode ser
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    resumido da seguinte forma as primeiras
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    estruturas alto replicantes
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    provavelmente continuo RN as Tão dentro
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    dessas membranas lipídicas aqui no
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    interior nós temos RN as que aceleram
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    reações químicas esse replicavam e
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    provavelmente as primeiras células
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    rudimentares eram células DNA A partir
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    dessas estruturas que nem células geram
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    direito a gente já pode falar a respeito
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    dos primeiros tipos celulares
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    verdadeiros
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    e por muito tempo pessoal a gente
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    encarou que era impossível o primeiro
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    ser vivo ser um ser autótrofo porque
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    Professor porque o autotrofismo que a
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    gente conhecia até um ano de 1977 era
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    fotossíntese e quando a gente analisa a
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    fotossíntese e todas as reações que
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    ocorrem nela a gente pensa não a
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    fotossíntese é um negócio muito complexo
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    para ter surgido de imediato como que
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    vai surgir dedicar a fotossíntese antes
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    de qualquer outra coisa não tem como E
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    aí a gente bolou uma hipótese de que o
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    primeiro ser vivo do planeta não era
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    fotossintetizante era um ser heterótrofo
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    ele não fabricava o seu próprio alimento
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    ele fazia heterotrofismo ele se
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    alimentava de outras coisas mas de que
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    outras coisas professor se ainda não
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    existiam células no planeta existe a sua
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    orgânica então a hipótese heterotrófica
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    que não é a mais aceita hoje em dia é
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    aquela
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    e os primeiros seres eram heterótrofos e
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    anaeróbios porque a gente ainda não
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    tinha fotossíntese no planeta então não
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    tinha muito oxigênio na atmosfera e
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    esses seres fazem algo parecido com uma
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    fermentação porque a gente vai estudar
  • 00:11:18
    lá no futuro não era bem uma fermentação
  • 00:11:21
    provavelmente algo similar a isso Mas
  • 00:11:23
    eles perguntavam o que a matéria
  • 00:11:25
    orgânica presente na sopas orgânicas nos
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    corpos d'água Beleza depois de surgirem
  • 00:11:33
    esses seres provavelmente Aí sim
  • 00:11:35
    chegaram os seres fotossintetizantes
  • 00:11:37
    esses que faziam fotossíntese e produzir
  • 00:11:40
    muito gás oxigênio o gás oxigênio você
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    sabe ele oxida moléculas ele é um
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    problema para a maior parte das células
  • 00:11:48
    inclusive ali embargo lhes uma cientista
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    importante na história da biologia diz
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    que o surgimento dos fotossintetizantes
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    causou o primeiro holocausto no planeta
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    o holocausto do oxigênio a presença do
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    gás oxigênio na atmosfera matou tudo
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    acontecer vivo sobraram alguns
  • 00:12:05
    o que conseguiram se utilizar desse
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    oxigênio e se proteger dele e esses
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    seres são seres heterótrofos a aeróbios
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    aqueles que respiram aqueles que não só
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    só se protegem do oxigênio Mas também se
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    utilizam dele para produzir energia
  • 00:12:21
    então na hipótese heterotrófica gente
  • 00:12:24
    fica aí ó nós temos os primeiros seres
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    heterótrofos aí são tipos de
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    compositores um fermentadores tipo isso
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    eles não se utilizavam de oxigênio Mas
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    eles fermentava matéria orgânica das
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    sopas Depois vieram os caras que fazem
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    fotossíntese e depois aqueles que se
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    utilizavam do oxigênio para respirar e
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    produzir energia Os seres heterótrofos a
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    aeróbios só que aí temos um problema que
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    problema prof
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    e os cientistas começaram a Shake não
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    fazia sentido essa ideia
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    E era necessário muita matéria orgânica
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    para sustentar os primeiros seres vivos
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    e essa matéria orgânica produzida de
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    maneira digamos assim abiogênica era
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    produzido em maneira não muito
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    espontânea eu morava muitos e muitos
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    anos para formar um negocinho ali outro
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    acolá talvez essa formação de sopas
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    orgânicas não era suficientemente grande
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    para que a gente tivesse a sustentação
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    desses primeiros seres aqui e isso
  • 00:13:27
    começou em Cocal cientistas não a gente
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    tem que ter alguma outra forma mas
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    simples de autotrofismo a gente tem que
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    ter um ser que produz o seu próprio
  • 00:13:35
    alimento de maneira simples e que com
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    isso aumente muito a quantidade de
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    matéria orgânica no planeta para
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    sustentar as cadeias alimentares que
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    vieram depois E aí com aquela descoberta
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    em 1977 lá nas profundezas oceânicas em
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    Fontes termais pegar um bactérias que
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    conseguiam produzir o seu próprio
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    alimento com muito calor temperatura de
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    80 90 graus e bater
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    o toleravam condições que a gente não
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    sabiam que eram passíveis da existência
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    de vida acidez temperatura alta
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    salinidade extrema são seres
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    extremófilos esses seres extremófilos
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    hoje a gente chama de seres
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    quimiolitoautotróficos os primeiros
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    seres na hipótese autotrófica o que que
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    é autotrófico ele produz seu próprio
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    alimento que ele não depende mais das
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    sopas orgânicas para se alimentar ele
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    produz o seu próprio alimento como por
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    um processo de quimiossíntese nesse
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    Little Professor litro é referente a
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    rochas a crosta terrestre bem
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    provavelmente esses seres eram similares
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    a esses que a gente encontrou em 1977 e
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    eles oxidam a vão matéria inorgânica
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    presente em rochas em temperaturas
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    altíssimas que eles realizavam
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    quimiossíntese com compostos inorgânicos
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    da crosta das Rocha
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    a música terrestre aumentaram muito a
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    quantidade de matéria orgânica na terra
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    e com essa explosão de matéria orgânica
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    Imagine se seres sem predadores em nada
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    se reproduzir reproduzir reproduzir
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    reproduzir indo com toda a
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    disponibilidade de alimentos para eles
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    ali oxidando rochas oxidando compostos
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    presentes nas rochas ocuparam todo o
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    planeta terra Aí sim houve espaço para o
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    surgimento dos heterótrofos aeróbios ser
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    experimentadores aí sim surgiu a
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    fotossíntese nossa segunda etapa aqui e
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    aí sim surgiram os seres aeróbios
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    heterótrofos Então o que muda na
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    hipótese autotrofica é que nós temos um
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    cara que antes da história antes desses
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    desses três que a gente tá vendo aqui em
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    surgiram os seres que militam
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    autotróficos Ok espero que tenha ficado
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    claro para você espero que você tenha
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    gostado dessa aula fica aí que eu tenho
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    recado final para ti lembre-se que
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    estudar não é só Assis
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    a estudar e se envolver com esse
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    conteúdo qualquer tipo de dúvida que
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    você tem a respeito disso coloca aqui
  • 00:16:05
    nos comentários nós estamos criando uma
  • 00:16:08
    comunidade de estudante acompanhando
  • 00:16:10
    essas aulas de biologia e com certeza
  • 00:16:12
    alguém Inclusive eu posso te ajudar
  • 00:16:15
    coloque suas dúvidas aqui e caso elas
  • 00:16:18
    não existam deixe seu comentário
  • 00:16:20
    positivo ou negativo a respeito da aula
  • 00:16:22
    isso é muito importante para nós um
  • 00:16:24
    grande abraço e
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