3.1: Geração espontânea

Objetivos de

• Explique a teoria da geração espontânea e por que as pessoas a aceitaram como uma explicação para a existência de certos tipos de organismos
• Explique como certas pessoas (van Helmont, Redi, Needham, Spallanzani e Pasteur) tentaram provar ou refutar a geração espontânea

Foco clínico: Parte 1

Barbara é uma estudante universitária de 19 anos que mora no dormitório. Em janeiro, ela teve dor de garganta, dor de cabeça, febre leve, calafrios e uma tosse violenta, mas improdutiva (ou seja, sem muco). Para tratar esses sintomas, Barbara começou a tomar um medicamento sem receita médica para resfriado, que parecia não funcionar. Na verdade, nos dias seguintes, enquanto alguns dos sintomas de Barbara começavam a desaparecer, sua tosse e febre persistiram e ela se sentiu muito cansada e fraca.

Exercício\(\PageIndex{1}\)

Quais tipos de doenças respiratórias podem ser responsáveis?

Os humanos vêm perguntando há milênios: de onde vem a nova vida? Religião, filosofia e ciência se debateram com essa questão. Uma das explicações mais antigas foi a teoria da geração espontânea, que remonta aos antigos gregos e foi amplamente aceita durante a Idade Média.

A teoria da geração espontânea

O filósofo grego Aristóteles (384-322 a.C.) foi um dos primeiros estudiosos registrados a articular a teoria da geração espontânea, a noção de que a vida pode surgir de matéria não viva. Aristóteles propôs que a vida surgia de material não vivo se o material continha pneuma (“calor vital”). Como prova, ele observou vários casos do aparecimento de animais em ambientes anteriormente desprovidos desses animais, como o aparecimento aparentemente repentino de peixes em uma nova poça de água. ¹

Essa teoria persistiu até o ^século 17, quando os cientistas empreenderam experimentos adicionais para apoiá-la ou refutá-la. Nessa época, os proponentes da teoria citaram como os sapos simplesmente parecem aparecer ao longo das margens lamacentas do rio Nilo, no Egito, durante as inundações anuais. Outros observaram que os ratos simplesmente apareciam entre os grãos armazenados em celeiros com telhados de palha. Quando o teto vazou e o grão se moldou, apareceram ratos. Jan Baptista van Helmont, um cientista flamengo do ^século 17, propôs que camundongos poderiam surgir de trapos e grãos de trigo deixados em um recipiente aberto por 3 semanas. Na realidade, esses habitats forneceram fontes ideais de alimento e abrigo para o florescimento das populações de camundongos.

No entanto, um dos contemporâneos de van Helmont, o médico italiano Francesco Redi (1626—1697), realizou um experimento em 1668 que foi um dos primeiros a refutar a ideia de que larvas (larvas de moscas) se geram espontaneamente na carne deixada ao ar livre. Ele previu que impedir que as moscas tivessem contato direto com a carne também evitaria o aparecimento de vermes. Redi deixou carne em cada um dos seis recipientes (Figura\(\PageIndex{1}\)). Dois estavam abertos para o ar, dois estavam cobertos com gaze e dois estavam hermeticamente fechados. Sua hipótese foi apoiada quando larvas se desenvolveram nos frascos descobertos, mas nenhuma larva apareceu nos frascos cobertos com gaze ou nos frascos bem fechados. Ele concluiu que as larvas só podiam se formar quando as moscas podiam botar ovos na carne, e que as larvas eram filhotes de moscas, não produto da geração espontânea.

Figura\(\PageIndex{1}\): A configuração experimental de Francesco Redi consistia em um contêiner aberto, um contêiner selado com uma tampa de cortiça e um recipiente coberto por uma malha que deixa entrar o ar, mas não voa. As larvas só apareciam na carne em um recipiente aberto. No entanto, larvas também foram encontradas na gaze do recipiente coberto com gaze.

Em 1745, John Needham (1713-1781) publicou um relatório de seus próprios experimentos, no qual ele ferveu brevemente caldo com infusão de matéria vegetal ou animal, na esperança de matar todos os micróbios preexistentes. ² Ele então selou os frascos. Depois de alguns dias, Needham observou que o caldo havia ficado turvo e uma única gota continha várias criaturas microscópicas. Ele argumentou que os novos micróbios devem ter surgido espontaneamente. Na realidade, no entanto, ele provavelmente não ferveu o caldo o suficiente para matar todos os micróbios preexistentes.

No entanto, Lazzaro Spallanzani (1729—1799) não concordou com as conclusões de Needham e realizou centenas de experimentos cuidadosamente executados usando caldo aquecido. ³ Como no experimento de Needham, o caldo em potes selados e frascos não lacrados foi infundido com matéria vegetal e animal. Os resultados de Spallanzani contradizeram as descobertas de Needham: os frascos aquecidos, mas selados, permaneceram limpos, sem sinais de crescimento espontâneo, a menos que os frascos fossem posteriormente abertos ao ar. Isso sugeriu que micróbios foram introduzidos nesses frascos pelo ar. Em resposta às descobertas de Spallanzani, Needham argumentou que a vida se origina de uma “força vital” que foi destruída durante a fervura prolongada de Spallanzani. Qualquer vedação subsequente dos frascos impediu a entrada de nova força vital e causasse geração espontânea (Figura\(\PageIndex{2}\)).

Figura\(\PageIndex{2}\): (a) Francesco Redi, que demonstrou que as larvas eram descendentes de moscas, não produtos de geração espontânea. (b) John Needham, que argumentou que os micróbios surgiram espontaneamente no caldo a partir de uma “força vital”. (c) Lazzaro Spallanzani, cujos experimentos com caldo visavam refutar os de Needham.

Exercício\(\PageIndex{2}\)

1. Descreva a teoria da geração espontânea e alguns dos argumentos usados para apoiá-la.
2. Explique como os experimentos de Redi e Spallanzani desafiaram a teoria da geração espontânea.

Refutando a geração espontânea

O debate sobre a geração espontânea continuou até o ^século 19, com cientistas atuando como defensores de ambos os lados. Para resolver o debate, a Academia de Ciências de Paris ofereceu um prêmio pela resolução do problema. Louis Pasteur, um proeminente químico francês que estudava a fermentação microbiana e as causas da deterioração do vinho, aceitou o desafio. Em 1858, Pasteur filtrou o ar por meio de um filtro de algodão e, ao examinar microscópico do algodão, o encontrou cheio de microrganismos, sugerindo que a exposição de um caldo ao ar não estava introduzindo uma “força vital” no caldo, mas sim microorganismos transportados pelo ar.

Posteriormente, Pasteur fez uma série de frascos com gargalos longos e torcidos (frascos de “pescoço de cisne”), nos quais fervia o caldo para esterilizá-lo (Figura\(\PageIndex{3}\)). Seu design permitia que o ar dentro dos frascos fosse trocado pelo ar externo, mas evitou a introdução de quaisquer microrganismos transportados pelo ar, que ficariam presos nas torções e curvas dos gargalos dos frascos. Se uma força vital além dos microrganismos transportados pelo ar fosse responsável pelo crescimento microbiano dentro dos frascos esterilizados, ela teria acesso ao caldo, enquanto os microrganismos não. Ele previu corretamente que o caldo esterilizado em seus frascos de pescoço de cisne permaneceria estéril enquanto os pescoços de cisne permanecessem intactos. No entanto, se os gargalos fossem quebrados, microrganismos seriam introduzidos, contaminando os frascos e permitindo o crescimento microbiano dentro do caldo.

O conjunto de experimentos de Pasteur refutou irrefutavelmente a teoria da geração espontânea e lhe rendeu o prestigioso Prêmio Alhumbert da Academia de Ciências de Paris em 1862. Em uma palestra subsequente em 1864, Pasteur articulou “Omne vivum ex vivo” (“A vida só vem da vida”). Nesta palestra, Pasteur contou seu famoso experimento com frasco com pescoço de cisne, afirmando que “... a vida é um germe e um germe é vida. A doutrina da geração espontânea nunca se recuperará do golpe mortal desse simples experimento”. ⁴ Para o crédito de Pasteur, nunca aconteceu.

Figura\(\PageIndex{3}\): (a) O cientista francês Louis Pasteur, que refutou definitivamente a tão disputada teoria da geração espontânea. (b) A característica única de pescoço de cisne dos frascos usados no experimento de Pasteur permitiu que o ar entrasse no frasco, mas impediu a entrada de esporos de bactérias e fungos. (c) O experimento de Pasteur consistiu em duas partes. Na primeira parte, o caldo do frasco foi fervido para esterilizá-lo. Quando esse caldo foi resfriado, ele permaneceu livre de contaminação. Na segunda parte do experimento, o frasco foi fervido e depois o gargalo foi quebrado. O caldo deste frasco ficou contaminado. (crédito b: modificação do trabalho de “Wellcome Images” /Wikimedia Commons)

Exercício\(\PageIndex{3}\)

1. Como o projeto experimental de Pasteur permitiu a entrada de ar, mas não de micróbios, e por que isso era importante?
2. Qual foi o grupo de controle no experimento de Pasteur e o que ele mostrou?

Resumo

• A teoria da geração espontânea afirma que a vida surgiu da matéria não viva. Era uma crença antiga que remonta a Aristóteles e aos antigos gregos.
• A experimentação de Francesco Redi no século XVII apresentou a primeira evidência significativa que refuta a geração espontânea, mostrando que as moscas devem ter acesso à carne para que as larvas se desenvolvam na carne. Cientistas proeminentes projetaram experimentos e argumentaram em apoio à geração espontânea (John Needham) e contra (Lazzaro Spallanzani).
• Louis Pasteur é creditado por refutar conclusivamente a teoria da geração espontânea com seu famoso experimento com frasco com pescoço de cisne. Posteriormente, ele propôs que “a vida só vem da vida”.

Notas de pé

1. 1 K. Zwier. “Aristóteles sobre a geração espontânea”. www.sju.edu/int/academics/cas... R.% 20Zwier.pdf
2. 2 E. Capanna. “Lazzaro Spallanzani: nas raízes da biologia moderna.” Jornal de Zoologia Experimental 285 no. 3 (1999) :178—196.
3. 3 R. Mancini, M. Nigro, G. Ippolito. “Lazzaro Spallanzani e sua refutação da teoria da geração espontânea.” Le Infezioni em Medicina 15 no. 3 (2007) :199—206.
4. 4 R. Vallery-Radot. A vida de Pasteur, trans. R.L. Devonshire. Nova York: McClure, Phillips and Co, 1902, 1:142.