Observação: neste texto eu mostro a você leitor não fórmulas nas quais a matéria inorgânica se organizou e surgiram os primeiros seres vivos, sendo impossível algo assim devido à complexidade desses seres, mas faço uma introdução, um resumo, através de teorias, conceitos e disciplinas, indispensáveis ao assunto, temas esses nada estudados, talvez muito pouco, nos currículos escolares. Este é o maior motivo do porquê existe tanta ignorância para se quer, ter uma ótima noção de como realmente a vida teve início no planeta.
“As leis da Física criaram as subpartículas e partículas atômicas, os átomos, as moléculas, os compostos de carbono, as moléculas complexas e as estruturas prebióticas, * chegando na vida.”
Como, de um átomo a natureza chegou em uma célula?
Esta é uma das perguntas mais frequentes e difíceis de responder. Aparece junto às perguntas “Como surgiram o universo e os seres humanos?”
Existe uma área altamente interdisciplinar chamada Abiogênese tratando deste tema, mas, como está no título do texto, eu me concentrei em discorrer sobre os compostos de carbono.
Um argumento inicial, o qual chamarei de Fator 01, utilizado a esse fim é o tempo, muito grande no surgimento da vida, mas nunca vi um segundo e poderoso argumento: a versatilidade e a alta reatividade dos compostos de carbono. Ele possui propriedades químicas únicas, permitindo a formação de moléculas grandes e complexas, um pré-requisito essencial para o surgimento dos sistemas vivos. Então, além de um espaço de tempo inconcebível à nossa imaginação, por volta de 700/800 milhões de anos, 4,5 bilhões há 3,8 bilhões de anos na história da Terra, existe esse outro fator, o qual chamo de Fator 02. As características do carbono que aceleraram a formação e a complexidade da vida são:
- Tetravalência: o átomo de carbono forma quatro ligações covalentes com outros átomos. Permite que ele sirva como um ponto de conexão central, ligando-se a quatro outros elementos e construindo estruturas tridimensionais complexas;
- Catenação: o carbono tem a rara capacidade de se ligar a outros átomos de carbono de forma estável, formando longas cadeias, anéis e estruturas ramificadas. Assim permite a construção de “esqueletos moleculares” vastos e diversificados, como os encontrados em açúcares, lipídios, proteínas e no DNA;
- Ligações Variadas: o carbono pode formar ligações simples, duplas ou triplas com outros átomos, incluindo ele próprio e elementos como oxigênio, hidrogênio e nitrogênio. A diversidade de ligações aumenta o número de combinações e garante a estabilidade e a variedade funcional das moléculas orgânicas;
- Polaridade intermediária: sua eletronegatividade intermediária permite a formação de ligações covalentes estáveis, mas que também podem ser quebradas em condições biológicas. As ligações são fortes o suficiente para manter a estrutura, mas fracas o suficiente para serem quebradas e reformadas durante o metabolismo e a replicação. (NELSON; COX, 2019).
Essa capacidade de construir um número imenso de moléculas estáveis e complexas foi a responsável pelo surgimento de estruturas biológicas como o DNA, para informação genética e as proteínas, para estrutura e catálise de reações.
Portanto, a reatividade do carbono, manifestada em sua capacidade de formar ligações variadas e estáveis, foi o motor químico tornando a evolução química possível, levando ao surgimento dos primeiros sistemas replicadores e, finalmente, à vida. E ainda devemos considerar a quantidade imensa de compostos de carbono produzida na fase pré-biótica da Terra, tendo uma magnitude de centenas de milhões a bilhões de toneladas, indicada por estimativas realísticas levando em consideração três fatores:
1 - A síntese endógena: experimentos como o de Miller-Urey, 1952/53, demonstraram que descargas elétricas e radiação UV em uma atmosfera redutora podem produzir aminoácidos e açúcares. Imagine isso ocorrendo em escala global por centenas de milhões de anos;
2 - Atmosfera e oceanos: no fundo dos oceanos, o contato do magma com a água rica em minerais cria gradientes químicos sintetizando moléculas orgânicas complexas continuamente;
3 - As fontes hidrotérmicas e o aporte exógeno, o espaço: durante o denominado "Grande Bombardeamento Tardio", a Terra foi atingida por milhões de cometas e meteoritos, os condritos carbonáceos. Esses corpos são ricos em carbono e transportaram toneladas de moléculas orgânicas prontas para o nosso planeta. (URRY et al., 2022).
E como os compostos de carbono puderam se reunir? Agora entra o terceiro fator, o Fator 03.
Nós nos confundimos muitas vezes em problemas, na Física ou na Matemática, por exemplo, de apenas uma variável de sistemas simples e quando surgem duas ou mais variáveis, um problema se torna impossível de se responder. Expondo uma questão das nossas vidas, até ridícula de colocar aqui, mas necessária, foi uma pergunta feita por mim a várias pessoas e obtendo respostas de apenas um modo, fator: “Por que você escova os dentes?”. Uns responderam “Para limpar, conservando os dentes” e outros “Para evitar o mau hálito”. Na verdade, as duas estão corretas e algumas acharam estranha essa minha colocação. Houve quem discordasse …
Pensar na existência de mais de uma resposta a um problema é bem difícil de se entender a muita gente. Estão acostumadas a um “sim” ou “não”, deixando de mencionar qualquer outro fato entre estes dois em problemas de mais de um fator, quando dois ou mais se fazem necessários a um entendimento da resposta.
Aqui entram os sistemas complexos, de muitas variáveis, nos quais uma pequena mudança em suas condições iniciais provoca alterações muito grandes em suas evoluções. Embora haja um aumento na dificuldade de entendermos situações dessas naturezas, existem, e então abrimos um parêntese a respeito da observação no início do texto, sobre teorias, disciplinas e conceitos, proporcionando uma visão maior a problemas da origem da vida. São os conceitos da teoria dos sistemas, teoria da complexidade, cibernética, emergência, auto-organização da matéria, autopoiese etc.
Faço abaixo uma relação de muitos deles simplificando o assunto porque, caso contrário, precisaríamos de um livro inteiro, e, facilitando o entendimento de alguns tópicos, coloco notas e explicações entre colchetes:
“Sistema:
A definição de sistema pode variar em alguns aspectos de autor para autor. Mas o que todas as definições possuem em comum é o fato básico que sistema é um conjunto de elementos ligados entre si por alguma forma de interdependência. Assim, posso listar aqui outros aspectos, uns mais parecidos, outros não:
1 - Os elementos são interagentes e interdependentes, formando um todo com um objetivo e efetuando uma determinada função (OLIVEIRA, 2016).
2 - Os elementos são interagentes e interdependentes, mas, cada um, é considerado como um sistema e, atuando juntos, produzem um comportamento que não seria atingido se esses elementos agissem separadamente. Se, em um conjunto, as relações entre os elementos e o comportamento do todo forem o foco de atenção, ele pode ser considerado um sistema (ALVAREZ, 1990, p. 17).
3 - Os elementos não são relacionados constituindo um todo unitário ou complexo.
Nota: na minha opinião a definição de sistema depende de como vamos estudá-lo. Por exemplo: uma pedra pode ser um sistema desde que estudemos a organização e interação entre as moléculas que a compõem.
Nota sobre sistema complexo: um sistema é complexo quando, segundo Whitesides e Ismagilov (1999), sua evolução é muito sensível às condições iniciais, o número de componentes independentes interagindo é grande e quando há vários caminhos através dos quais a evolução do sistema pode proceder.
Sistema em equilíbrio termodinâmico:
É o sistema em que se encontra, ao mesmo tempo, em equilíbrio térmico, químico e mecânico sem nenhuma mudança macroscópica mensurável em presença de perturbações externas.
Sistemas em equilíbrio metaestável:
É aquele em que há mudanças na presença de perturbações, forças. Essas mudanças são denominadas de flutuações do sistema em relação ao estado de equilíbrio. Dividem-se em dois grupos:
1 - Sistema perto do Equilíbrio:
Aquele em que as flutuações, ao se tornarem cada vez menores no tempo, fazem com que a resposta do sistema a uma mudança seja diretamente proporcional a sua intensidade.
2 - Sistema longe do Equilíbrio:
Aquele onde, tendo as flutuações se tornando cada vez maiores, o sistema tende a evoluir para um estado possível entre vários, sendo impossível prever como será essa evolução.
Homeostase:
Propriedade dos seres vivos, ou de qualquer outro sistema aberto, de manter variáveis internas dentro de certos limites, regulando a si próprio deixando-o estável, sem se destruir, através de mecanismos regulatórios. Isto é básico para qualquer ser vivo.
Sinergética:
Área multidisciplinar criada pelo físico alemão Hermann Haken (1927 - 2024) que estuda como se pode formar padrões em sistemas abertos longe do equilíbrio na natureza ou como os elementos de um sistema criam estruturas funcionais ou espaço-temporais. Sistemas longe do equilíbrio são aqueles onde há uma contínua entrada e saída de matéria/energia.
Sistemas Complexos Adaptativos - SCA:
São aqueles em que agentes internos são capazes de alterar as suas funções de processamento das informações para que o todo se adapte ao meio externo: os sistemas bióticos.
Sistema autopoiético [autopoiese]:
Como eu disse na definição de vida para a NASA [em outro blog, mas é um sistema que se reconstrói continuamente por ele mesmo e se reproduz de acordo com a Teoria da Evolução de Darwin].
Emergência ou propriedades emergentes:
Propriedades que aparecem como resultado da ação de atividades em conjunto de elementos de um sistema, que, individualmente, não poderiam gerar as propriedades em questão. Esta expressão diz respeito a comportamentos e não a entidades de natureza física, química ou de qualquer outra natureza. Além do mais, devido ao aparecer comportamentos antes não possíveis, não dá para se prever o comportamento do todo. Em sentido geral, "o todo é diferente da soma das partes". [O todo pode ser maior que a soma das partes em termos de funcionamento, o materialismo emergentista no surgimento da vida, diferindo da noção geral na qual o todo não se reduz às partes individualmente, o Reducionismo, um dos principais argumentos contra o surgimento da vida de maneira materialista].
Meta Balanceamento:
Condição de um sistema em que o comportamento é organizado devido às propriedades emergentes de seus elementos que se encontram em desequilíbrio.
Criticalidade auto-organizada:
Capacidade ou propriedade de um sistema em se dirigir a um estado estável independente das condições iniciais e das perturbações nele exercidas.
Feedback ou retroalimentação:
Capacidade de um sistema, ou de elementos dele, onde parte da energia de saída volta para controlar o seu comportamento. Pode existir o feedback positivo, onde o comportamento é amplificado, o negativo, onde o comportamento é diminuído e o estável, onde o sistema regula a si próprio.
[...]
Auto-organização:
Organização que vem de dentro do sistema quando este se encontra suficientemente afastado do estado de equilíbrio termodinâmico, onde fora afastado por meio de troca de energia e/ou matéria com o meio ambiente, mas não de informação.” ** (PINTO, 2013).
Nota sobre emergência e auto-organização: as propriedades emergentes e a auto-organização estão profundamente ligadas. Embora sejam conceitos distintos, eles descrevem dois lados da mesma moeda no estudo de sistemas complexos. De forma direta: a auto-organização é o processo (o "como" acontece) e as propriedades emergentes são o resultado (o "o quê" surge).
A química se divide em duas: orgânica e inorgânica, tamanha é a influência dos compostos de carbono na história do surgimento da vida e tudo o que ocorreu até hoje, ainda que a química orgânica apresente também estudos sobre plásticos, remédios, combustíveis etc. Abra um livro de Química Orgânica, mesmo em nível do Ensino Médio, que você verá a vida “acontecendo” em suas páginas, com compostos de carbono e muitas moléculas, íons e substâncias reagindo entre si.
Vida é regulação e controle. Como exemplo, pense em um hemograma: dezenas de números dentro ou não de uma faixa ótima, considerada normal a um indivíduo. Esses números são variáveis do organismo. Se algum deles estiver fora dessa faixa, um médico tomará medidas, receitará remédios, vitaminas ou outros exames, para que aquela substância, íon, molécula etc., volte ao intervalo normal. Isto é claramente a homeostase. E ela é tão poderosa que a intervenção de um médico sendo algo de fora do sistema, o corpo daquele indivíduo, também faz parte da homeostase, uma “maior”, porque se trata agora de um regulador com inteligência, formado e treinado a uma condição dessa.
Conforme os compostos de carbono começaram a formar moléculas complexas, agrupamentos e estruturas prebióticas, as propriedades acima se faziam presentes, algo nada possível de conseguir com as leis da Física e da Química separadamente. Apenas em sistemas complexos, com muitos componentes, se observa o surgimento de comportamentos imprevisíveis, ao contrário de quando, por exemplo, você mede a posição inicial e final de um objeto, em uma linha reta, e divide pelo intervalo de tempo para ele percorrer essa distância obtendo a sua velocidade média. Um objeto apenas, um componente!
A vida não surgiu devido a qualquer influência sobrenatural. Para o materialismo emergentista, a transição do "não-vivo" para o "vivo" não é um milagre, mas um processo de “transição de fase”. Assim como a fluidez da água emerge da interação de moléculas de água, que individualmente não são "fluidas", a vida emerge da interação de ciclos químicos complexos. Outro exemplo: características como a reprodução, a adaptação e o processamento de informação são propriedades do sistema completo, e não de uma molécula específica.
Então, quando você ouvir falar ou conversar com alguém a respeito do surgimento da vida pelo materialismo emergentista, pense nesses três fatores indispensáveis a um assunto como esse, o Fator 01, 02 e 03, não necessariamente nesta ordem no texto:
1 - O tempo.
2 - A versatilidade e a alta reatividade dos compostos de carbono
3 - As propriedades nada comuns quando se estuda os sistemas complexos.
E para se aprofundar ainda mais nesse assunto, pesquise nos seguintes tópicos e disciplinas:
1 - Química Prebiótica e Bioquímica;
2 - Geologia e Geoquímica;
3 - Termodinâmica de Sistemas Fora do Equilíbrio;
4 - Biologia Molecular e Citologia.
E o surgimento de um ser multicelular através de uma célula? Células se agruparam, e, também, o tempo e as propriedades dos tópicos e ciências citados se fizeram presentes.
Notas
(*) Estruturas selecionadas por funções, como no caso das mitocôndrias, às quais ainda não eram organelas e sim bactérias, para depois ser englobadas por protocélulas, fornecendo energia através de oxigênio e se alimentando de nutrientes dentro das protocélulas, vivendo as duas de forma simbiótica, de acordo com a Lei do Aumento da Informação Funcional (Wong et al., 2023) e com o aumento do Nível Funcional Sistêmico (PINTO, 2025).
(**) (27/12/2025) - Quer um resumo da visão sistêmica acima na formação dos seres vivos? Veja:
"O feedback permite a homeostase, a interação gera emergência via auto-organização, e a autopoiese garante a continuidade do sistema, tudo dentro da moldura da complexidade."
REFERÊNCIAS
ALVAREZ, Maria Esmeralda Ballestero. Organização, sistemas e métodos. São Paulo: McGraw-Hill, 1990.
NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de bioquímica de Lehninger. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2019.
OLIVEIRA, Djalma de Pinho Rebouças de. Sistemas de informação gerenciais: estratégias, táticas, operacionais. 16. ed. São Paulo: Atlas, 2016.
PINTO, Argos Arruda. Conceitos para este blog - sempre em construção: sistema. Sistemas, caos, complexidade e auto-organização da matéria, [S. l.], 29 dez. 2013. Disponível em: https://sicacoauorma.blogspot.com/2013/12/conceitos-para-este-blog-sempre-em.html. Acesso em: 26 dez. 2025.
PINTO, Argos Arruda. A lei do aumento da informação funcional e o nível funcional sistêmico - Em defesa do materialismo emergentista. Blog do Argos. São Paulo, 6 ago. 2025. Disponível em: https://argosarrudapinto.blogspot.com/2025/08/a-lei-do-aumento-da-informacao.html. Acesso em: 26 dez. 2025.
URRY, Lisa A. et al. Biologia de Campbell. 12. ed. Porto Alegre: Artmed, 2022.
WHITESIDES, George M.; ISMAGILOV, Rustem F. Complexity in Chemistry. Science, v. 284, n. 5411, p. 89-92, 1999. DOI: 10.1126/science.284.5411.89.
Wong, Michael L. et al. "On the roles of function and selection in evolving systems". Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 120, n. 43, e2310223120, 2023.
