Evolução da fotossíntese

RKA12MC - Neste vídeo, nós vamos falar sobre a evolução da fotossíntese no planeta Terra. A fotossíntese é o processo no qual os organismos pegam o dióxido de carbono da atmosfera, na presença de água, e utilizam a energia da luz do Sol para produzir açúcares e também oxigênio. Agora, do jeito que eu escrevi aqui, essa equação não está balanceada. Então, vamos balanceá-la. Aqui eu tenho 6 átomos de carbono. Então, eu vou colocar um 6 aqui. Aqui eu tenho 12 de hidrogênio, então eu vou colocar um 6 aqui. E, aqui desse lado, eu tenho 2 vezes 6 [é] 12, mais 6 [é] 18 de oxigênio. Aqui, eu já tenho 6. Faltam 12. Então, eu vou colocar um 6 aqui. Agora, a equação está balanceada. Vocês devem saber que isso é muito importante! Vocês não existiriam se não existisse a fotossíntese. E eu sei o que vocês estão pensando. Vocês não fazem fotossíntese. Mas as coisas que vocês comem, ou ainda as coisas que as coisas que vocês comem comem, elas, sim, fazem fotossíntese. Então, toda nossa energia vem da luz do Sol. Mesmo que você coma um animal que come outro animal, esse outro animal come uma planta, e a planta usa a energia do Sol para produzir moléculas de carbono, na maioria das vezes, açúcares. E, quando nós comemos isso, nós produzimos nossa energia a partir delas, e, com essa energia, nós conseguimos fazer coisas como, por exemplo, vídeos educacionais. Mas uma pergunta interessante é: de onde isso vem? E a verdade é que nós não temos todas as respostas, mas os cientistas têm uma boa hipótese de onde provavelmente a fotossíntese veio. Hoje em dia, nós conseguimos observar cianobactérias, e é assim que as cianobactérias são. Elas são, assim como todas as bactérias, procariontes, mas elas também são capazes de fazer fotossíntese. E os cientistas acreditam que organismos não muito diferentes das cianobactérias existiram na Terra a 2,5-3 bilhões de anos, talvez até antes. E isso é cedo na história da Terra. A Terra tem 4,5 bilhões de anos. E esse ancestral da cianobactéria, assim como a cianobactéria, era capaz de pegar o dióxido de carbono da atmosfera, na presença de água, e produzir oxigênio. E, apesar de isso ser uma bactéria, e cada um desses organismos ser bem pequeno, quando juntos, eles podem gerar um impacto bem significativo. Por exemplo, essa é uma mancha de cianobactérias perto do Fiji, e você pode ver que elas podem contribuir significativamente para o oxigênio na atmosfera. E os cientistas acreditam que foram esses ancestrais das cianobactérias, quando evoluíram na Terra e começaram a se multiplicar, [que] começaram a afetar a atmosfera terrestre. Então, o que vocês veem neste gráfico é a nossa estimativa de como o oxigênio na Terra era no passado até os dias atuais. Aqui, no eixo horizontal, vocês podem ver o tempo em bilhões de anos e, aqui, a porcentagem de oxigênio da atmosfera. Os cientistas acreditam que os primeiros organismos fotossintetizantes podem ter evoluído há aproximadamente 3 bilhões de anos, mas isso não é certeza. E esses organismos estavam produzindo oxigênio a partir da fotossíntese, e esse oxigênio pode ter sido absorvido pelo oceano, por exemplo. Mas, em algum momento, esses organismos (provavelmente os ancestrais as cianobactérias) se tornaram significativos o suficiente para o oxigênio começar a ser liberado na atmosfera. E nós começamos a ver isso bem aqui. Antes deste ponto, o oxigênio atmosférico estava bem próximo de zero, e, aqui, no grande evento de oxigenação, de repente, a porcentagem de oxigênio começou a aumentar, e continuou crescendo até os tempos modernos. Esse grande evento, às vezes, é chamado de catástrofe de oxigênio, isso porque existiam na época muitos organismos anaeróbicos para os quais o oxigênio foi venenoso. Então, esse foi um evento de extinção em massa por causa de todo esse oxigênio na atmosfera. Mas não foi uma catástrofe para o que no futuro seríamos nós, porque nós somos dependentes não apenas dos açúcares da fotossíntese, mas nós também somos dependentes do oxigênio que vem da fotossíntese. Nós usamos esse oxigênio na respiração. Você também pode ver a respiração como um processo inverso. Você pega os seus açúcares e, na presença do oxigênio, você consegue extrair a energia desses açúcares para viver. Agora, uma questão interessante é: em que ponto nós passamos dessas bactérias procariontes para os organismos eucariontes que são capazes de fazer fotossíntese como, por exemplo, as plantas? Bom, a resposta para isso é a Teoria da Endossimbiose. Essa teoria diz que os ancestrais das cianobactérias podem ter vivido em simbiose com outra bactéria eucarionte, em que o ancestral das cianobactérias era capaz de usar a energia luminosa para produzir açúcares para a célula maior. Em troca, a célula maior era capaz de dar proteção ou nutrientes. Então, nós acreditamos, baseados na Teoria da Endossimbiose, que os cloroplastos (e aqui vocês veem células vegetais com cloroplastos), que os cloroplastos são, na verdade, descendentes desses ancestrais das cianobactérias. As cianobactérias seriam outros descendentes deles, mas esses são aqueles que começaram a viver em simbiose com o que mais tarde se tornariam as células vegetais. E uma boa evidência de que os cloroplastos teriam ancestrais que viviam independentes é que eles têm DNA, que é muito parecido com o DNA das cianobactérias. Eles têm os seus próprios ribossomos, que são muito parecidos com os ribossomos das cianobactérias. Então, assim como as mitocôndrias, nós acreditamos que os cloroplastos se originaram de organismos bacterianos independentes que foram engolfados por células eucariontes. Mas eu vou parar por aqui. A fotossíntese é muito importante e é muito interessante pensar de onde ela veio. Ela surgiu na Terra muitos bilhões de anos atrás provavelmente próximo a 3 bilhões de anos, mas, por volta de 2,3-2,4 bilhões de anos atrás, ela mudou o planeta quando começou a liberar oxigênio na atmosfera, matando muitos organismos, mas tornando possível para muitos organismos viver. E esses primeiros organismos fotossintetizantes, alguns deles tiveram descendentes que acabaram vivendo em simbiose com células eucariontes maiores, que evoluíram para as células vegetais.