Pasteur, fermentação, contágio e provar um negativo

Resumo

O que Louis Pasteur e os outros que negaram a geração espontânea demonstraram é que a vida atualmente não surge espontaneamente em forma complexa a partir da não-vida na natureza; ele não demonstrou a impossibilidade da vida surgir em forma simples a partir da não-vida por meio de uma longa e propícia série de etapas/seleções químicas. Em particular, eles não mostraram que a vida não pode surgir uma vez e, em seguida, evoluir. Nem Pasteur, nem qualquer outro pesquisador pós-Darwin nesta área, negou a idade da Terra ou o fato da evolução.

Introdução

Um tema recorrente na literatura antievolutiva é que, se a ciência não consegue explicar a origem da vida, a evolução é falsa, e que a "geração espontânea" foi refutada, portanto a evolução é falsa. Este silogismo falha, porque a evolução (isto é, descendência comum e transmutação de espécies) ocorre independentemente de a vida tenha surgido por acaso, lei ou design, mas há aqui outro erro mais insidioso. Não é verdade que a "geração espontânea" tenha sido descartada em todos os casos pela ciência; as alegações refutadas eram mais restritas do que isso.

Por isso, este ensaio. Vamos examinar a história da ideia e, em seguida, as refutações, e finalmente a relação da origem da vida com a teoria evolutiva em geral. Como sempre, começamos com os gregos. Uma vez que chegamos a Pasteur, as implicações do debate até aquele ponto para a evolução serão consideradas. Em seguida, vamos examinar os desenvolvimentos modernos — pós-Pasteur e pós-Darwin — na pesquisa sobre a Origem da Vida.

Visões iniciais sobre a geração espontânea

O primeiro pensador ocidental a sugerir que a vida surgiu espontaneamente foi provavelmente Anaximandro, um filósofo mileto (na atual Turquia) que escreveu nos séculos 6º e 5º antes de Cristo (611-547 a.C.). Ele acreditava que tudo surgiu da natureza elementar do universo, que ele chamou de "apeiron" ou "ilimitado". Como parte de sua tentativa geral de fornecer explicações naturais para coisas que anteriormente foram atribuídas à ação dos deuses, como trovões, os céus e a terra, ele forneceu a seguinte explicação sobre a vida.

De acordo com uma fonte tardia, Hipólito no terceiro século d.C., pois as próprias obras de Anaximandro não sobreviveram, Anaximandro alegou que as criaturas vivas foram inicialmente formadas no "úmido" quando agidas pelo Sol, e que eram diferentes naquela época do que são agora. Em particular, ele alegou que os humanos eram originalmente um tipo de peixe, e que, baseado na observação de que os humanos demoravam muito tempo para amadurecer até a independência, os humanos devem ter sido nascidos maduros anteriormente, como outros animais, ou não teriam sobrevivido. Não era, de forma alguma, uma teoria completa da evolução, embora Haeckel e Osborn tenham alegado que ele era um "profeta" de Kant, Laplace, Lamarck e Darwin. Anaximandro também alegou que a geração espontânea continuou até os dias de hoje, com enguias e outras formas aquáticas sendo produzidas diretamente de matéria inanimada. {Lloyd 17-18, Osborn 33-35}

Anaximenes, seu discípulo (588-524), pensava que o ar era o elemento que conferia vida, movimento e pensamento, e supunha que existia um lamaçal terrestre primordial, uma mistura de terra e água, do qual o calor do sol formava diretamente plantas, animais e seres humanos. {Osborn 35}

Xenófanes (576-480), o fundador da Escola Elíaca, traçou a origem do homem até o período transicional entre a fase fluida da Terra e a formação da terra firme. Ele também acreditava na geração espontânea de plantas e animais totalmente formados sob a influência do sol. O mesmo ocorreu com Parmênides (b544).

Empédocles (495-435) aceitou a geração espontânea da vida, mas sustentou que havia de haver testes de combinações de partes de animais que surgiam espontaneamente. As combinações bem-sucedidas formaram as espécies que vemos hoje; as formas não bem-sucedidas falharam em se reproduzir. Osborn {37-40} considerou isso uma espécie de seleção natural, mas, como apenas uma forma é bem-sucedida para cada linhagem e as espécies permanecem inalteradas a partir daí, é uma analogia frágil fazer essa comparação.

Demócrito (c. 450 a.C.) e Anaxágoras (500-428 a.C.) também adotaram uma explicação baseada em lama terrestre, embora Anaxágoras pensasse que os germes (sementes) das plantas existissem no ar desde o início, e os dos animais no éter. {Osborn 42-43}

Aristóteles

Todas essas narrativas dependem das propriedades inatas (ou naturais; a palavra grega é phusis, da qual derivamos "física") dos elementos do universo. A vida é o resultado das propensões do mundo. Em Aristóteles (384-322), encontramos a visão mais sofisticada de todas essas concepções gregas. Ele acreditava que havia quatro elementos e uma quinta essência, posteriormente chamada de "quinta essência" ou "éter", que ocorria apenas além da lua, nos céus. Os quatro elementos terrestres são, é claro, terra, ar, fogo e água, cada um sendo um princípio de quente, frio, seco e úmido {veja as discussões em Toulmin e Goodfield 1962a e 1962b}.

Ele pensava que as propriedades dos organismos vivos eram devido à mistura desses princípios e elementos em cada parte do corpo, além de uma força animadora que ele chamava de "pneuma", que foi traduzida como "anima" em latim, a palavra para "alma". De fato, havia uma série de almas, variando do crescimento, ao movimento, à sensação, ao pensamento, e finalmente, nos humanos, à razão.

Em História dos Animais Aristóteles várias vezes diz que animais de algumas espécies surgem diretamente de elementos e do pneuma do material:

"Assim, com os animais, alguns surgem de pais animais segundo a sua espécie, enquanto outros nascem espontaneamente e não de linhagem aparentada; e destes casos de geração espontânea, alguns provêm de terra em putrefação ou matéria vegetal, como é o caso de vários insetos, enquanto outros são gerados espontaneamente no interior dos animais a partir das secreções dos seus vários órgãos." 539a18-26

"Como regra geral, todos os moluscos crescem por geração espontânea na lama, diferenciando-se uns dos outros de acordo com as diferenças do material; as ostras crescem em lama, e as mexilhões e outros moluscos acima mencionados em fundos arenosos; e nas cavidades das rochas o ascídia e o bivalve, e os tipos comuns, como a lapinha e o nerita." 547b18-22

"Outros insetos não são derivados de progenitores vivos, mas são gerados espontaneamente: alguns a partir do orvalho que cai sobre folhas, ordinariamente na primavera, mas não raramente no inverno quando há uma sequência de bom tempo e ventos do sul; outros crescem na lama em decomposição ou esterco; outros na madeira, verde ou seca; alguns no pelos dos animais; alguns na carne dos animais; alguns nas excreções: e alguns a partir de excremento após ter sido eliminado, e alguns a partir de excremento ainda dentro do animal vivo, como os helmintos ou vermes intestinais." 551a1-10

"Outros microrganismos além destes são gerados, como já observamos, alguns na lã ou em artigos feitos de lã, como o besouro da roupa. E estes microrganismos aparecem em maior número se as substâncias de lã estiverem empoeiradas; e aparecem em especialmente grande número se uma aranha for fechada na roupa ou na lã, pois a criatura bebe qualquer umidade que possa estar lá e seca a substância de lã. Este larva é encontrado também nas roupas dos homens.

Uma criatura é também encontrada em cera há muito guardada, assim como na madeira, e é o menor dos microrganismos e é branco de cor, e é designado acário ou ácaro. Nos livros também outros microrganismos são encontrados, alguns semelhantes às larvas encontradas nas roupas, e alguns semelhantes a escorpiões sem cauda, mas muito pequenos. Como regra geral podemos afirmar que tais microrganismos são encontrados em praticamente qualquer coisa, tanto em coisas secas que estão ficando úmidas como em coisas úmidas que estão secando, desde que contenham as condições para a vida." 557b1-13

e

"Alguns escritores afirmam, de fato, que as mulas crescem espontaneamente. Nesta afirmação, eles estão equivocados, pois a fêmea do peixe é encontrada provida de ovos, e o macho com milt. No entanto, existe uma espécie de mula que cresce espontaneamente a partir do lodo e da areia.

A partir dos fatos acima enumerados, está plenamente provado que certos peixes surgem espontaneamente, não sendo derivados de ovos ou de cópula. Tais peixes, que não são ovíparos nem vivíparos, surgem todos de uma de duas fontes: do lodo, ou da areia e da matéria em decomposição que surge daí como espuma; por exemplo, a chamada espuma dos pequenos peixes sai do chão arenoso. Este peixe é incapaz de crescimento e de propagar sua espécie; após viver por um tempo, desaparece e outra criatura toma seu lugar, e assim, com intervalos curtos excetuados, pode-se dizer que dura o ano todo." 569a21-569b3 {listado em Lennox 233}

Ele fornece uma explicação teórica no Generation of Animals Livro 3, capítulo 11. Após reiterar a alegação de que alguns, mas não todos, dos vários grupos de organismos geram-se espontaneamente a partir da matéria, ele explica o porquê:

"Todos os que não brotam ou 'desovam' são gerados espontaneamente. Agora, todas as coisas formadas desta maneira, seja na terra ou na água, manifestamente surgem em conexão com a putrefação e uma mistura de água da chuva. Pois, conforme o doce é separado para a matéria que se forma, o resíduo da mistura assume tal forma. Nada surge pela putrefação, mas pela cozedura; a putrefação e a coisa que putrefa são apenas um resíduo do que é cozido. Pois nada surge de todo o qualquer coisa, assim como nos produtos da arte; se fosse, a arte não teria nada a fazer, mas como é, em um caso a arte remove o material inútil, no outro a Natureza o faz. Animais e plantas surgem na terra e no líquido porque há água na terra, e ar na água, e em todo o ar há calor vital, de modo que, em certo sentido, todas as coisas estão cheias de alma. Portanto, os seres vivos se formam rapidamente sempre que esse ar e calor vital são encerrados em algo. Quando são assim encerrados, os líquidos corporais sendo aquecidos, surge como que uma bolha espumosa. Se o que se forma deve ser mais ou menos honrável em espécie depende da acolhida do princípio psíquico; este, por sua vez, depende do meio no qual a geração ocorre e do material que é incluído."

Em suma, as coisas surgem da matéria inanimada porque existe um "calor vital", um pneuma, que já está presente, e as proporções desse e dos outros elementos contidos pela estrutura em formação determinam o tipo de organismo.

Aristóteles negou que o universo e a Terra tivessem um começo, de modo que este é um processo que ocorre o tempo todo, não apenas no início, como nos pensadores gregos mais antigos. Dada a influência de Aristóteles no pensamento posterior, particularmente durante os últimos tempos medievais, suas ideias formam um tipo de fundo "padrão" que os pensadores ocidentais tinham, a menos que conscientemente se opusessem a ele em um tópico específico. Por exemplo, Francis Bacon disse, em sua obra Nova Atlântida (c. 1614), que era possível para seu protagonista "judeu erudito"

"... imite e demonstre meteoros -- como neve, granizo, chuva, algumas chuvas artificiais de corpos e não de água, trovões, relâmpagos; também gerações de corpos no ar -- como sapos, moscas e diversos outros."

Em suma, a geração espontânea era até mesmo possível no ar. Mas em todas essas alegações pós-Aristóteles, apenas corpos simples e organismos poderiam gerar-se espontaneamente, e certamente não humanos. Nessa crença, Teofrasto (370-288 a.C.) concordou, assim como a maioria dos escritores durante a Idade Média até o início da biologia moderna no século XVII, incluindo os primeiros pais cristãos Orígenes e Agostinho.

Biologia moderna inicial e os desafios à geração espontânea

William Harvey (1578-1657) publicou sua obra De Generatione em 1651, na qual cunhou a frequentemente citada frase "ex ova omnia" (tudo [vida] de ovos). No entanto, apesar dessa frase, ele admitiu que poderia haver vida gerada espontaneamente {Gasking 18-19}. Portanto, apesar do mito dos livros didáticos, Harvey não foi o primeiro a rejeitar a geração espontânea, embora tenha afirmado que muitos casos de aparente geração espontânea eram devidos a sementes invisíveis sendo espalhadas e dispersas pelo ar.

A geração espontânea de ratos foi relatada por Johannes Baptista van Helmont (1579-1644), um médico e alquimista. Ele acreditava que os ratos surgiam quando uma garrafa de trigo e trapos velhos eram incubados em um armário escuro e quente. {Magner 267}

Francisco Redi (c1626-1697) demonstrou em 1668 que as larvas não surgiam espontaneamente, contrariamente a Aristóteles, mas de ovos depositados por moscas adultas. Carne coberta de modo que as moscas não pudessem alcançá-la estava livre de larvas, enquanto a carne que as moscas podiam alcançar desenvolvia-as. Membro da Academia de Experimentos em Florença, ele realizou vários experimentos sobre o assunto, seguindo o desenvolvimento das larvas de mosca a partir de ovos, em diferentes carnes, incluindo carne de leão, cordeiro, peixes e cobras. Os resultados foram publicados como Experimentos sobre a Geração de Insetos. Ele disse, usando "verme" para se referir à larva:

"Comecei a acreditar que todos os vermes encontrados na carne derivavam de moscas e não da putrefação. Foi confirmado ao observar que, antes que a carne se tornasse infestada de vermes, voavam sobre ela moscas daquele mesmo tipo que mais tarde se reproduziam nela. A crença não confirmada pela experiência é vã. Portanto, coloquei uma [cobra] morta, alguns peixes e uma fatia de vitela em quatro grandes frascos de boca larga. Estes fechei e selados. Em seguida, enchi o mesmo número de frascos da mesma maneira, deixando-os abertos. Vê-se constantemente moscas entrando e saindo dos frascos abertos. A carne e os peixes neles tornaram-se infestados de vermes. Nos frascos fechados não havia vermes, embora o conteúdo estivesse agora putrefato e fedorento. Lá fora, nas tampas dos frascos fechados, algumas larvas procuravam avidamente alguma fenda de entrada.

"Assim, a carne de animais mortos não pode gerar vermes a menos que os ovos dos vivos sejam depositados nela." {Citado de Singer 440}

Ele continuou os experimentos usando gaze, com os mesmos resultados.

Redi não refutou a geração espontânea como tal, como nota Magner, mas seus experimentos "reduziram a batalha da geração de criaturas macroscópicas ao pequeno novo mundo dos infusórios e animalcules descobertos por van Leeuwenhoek" {Magner 267}. Apesar disso, contudo, ele continuou a acreditar que os insetos das galhas eram gerados espontaneamente. Trabalhadores posteriores, como Antonio Vallisnieri (1661-1730), mostraram em 1700 que as vespas das galhas depositavam seus ovos nas plantas antes que a galha se formasse ao redor das larvas, como havia feito Marcello Malpighi (1628-1694) {Singer 441}, e Jan Swammerdam (1637-1680) em 1669, enquanto Rene Antoine Ferchault de Réamur (1683-1757) em suas Contribuições para a História dos Insetos (1737-1748) mostrou que os insetos que se pensava serem gerados espontaneamente na verdade surgiam de ovos. {Gasking 62-63}

Proponentes subsequentes da geração espontânea eram tipicamente epigenéticos nos debates das gerações, e os opositores eram tipicamente preformistas. Estas eram duas perspectivas teóricas sobre a natureza da geração de novos organismos: os preformistas acreditavam que o padrão de geração estava incluído na semente, cada embrião encapsulado em seu embrião parental até a criação, enquanto os epigenéticos acreditavam, com Aristóteles, que cada embrião é formado a partir de uma matéria indiferenciada por uma forma organizadora. Portanto, os preformistas tiveram que rejeitar a geração espontânea, ex hypothesi.

Gottfried Willhelm Leibniz (1646-1716), um famoso filósofo, matemático e cientista, afirmou que existiam "moléculas vivas" fundamentais que ele chamou de "monadas", das quais todas as coisas surgiram. Embora ele mantivesse uma visão estática da natureza, ele acreditava que havia uma escala de complexidade e que organismos muito simples eram compostos diretamente por monadas. Suas visões influenciaram muitos biólogos após ele. {Nordenskiold 128, Magner 267}

Needham e Spallanzini

O grande naturalista francês Georges Louis Leclerc, comte de Buffon (1707-1788, conhecido como Buffon até mesmo pelos franceses) e um padre católico inglês, o Abade John Turberville Needham (1713-1781), um microscopista habilidoso que Buffon conheceu em uma viagem à Inglaterra, decidiram por volta de 1738 tentar refutar o trabalho de Louis Joblot (1645-1723). {Gasking 89-90} Joblot havia tentado demonstrar que os infusórios (organismos simples encontrados em infusões em material orgânico, principalmente ciliados) não eram gerados espontaneamente ao ferver um meio e colocar uma parte em um recipiente selado e a outra em um aberto. O recipiente selado não ficou infestado com esses organismos. Para provar que o meio ainda era capaz de sustentar a vida, ele expôs o material selado ao ar e logo ficou repleto de vida.

Quando Needham repetiu os experimentos sob o instigamento de Buffon, descobriu que, seja fervido ou não, selado ou não, a vida surgia nos vasos de caldo. Ele concluiu que havia uma força vegetativa em cada pedaço de matéria, exatamente como a teoria de Buffon sobre a existência de um "molde interior" (moule interieur) para a geração de organismos maiores (ou seja, uma visão epigenética) previa. Os resultados foram publicados em 1748 na Philosophical Transactions of the Royal Society.

Abbott Lazzaro Spallanzani (1729-1799) discordou e dedicou-se a refutar os resultados de Needham e Buffon. Ele também era professor nas universidades de Reggio, Modena e Pavia, e seu trabalho experimental era de alto padrão. Ele raciocinou que os organismos minúsculos devem ter uma fase inicial de crescimento ainda mais minúscula, e assim decidiu que o problema não poderia ser resolvido através do uso de um microscópio. {Singer 442} Em 1767, ele publicou seu relato refutando Needham e Buffon, dizendo:

"Busquei descobrir se o cozimento prolongado prejudicaria ou impediria a produção de animalcules em infusões. Preparei infusões com onze variedades de sementes, cozidas por meia hora. Os recipientes foram fechados frouxamente com rolhas. Após oito dias, examinei as infusões microscopicamente. Em todas havia animalcules, mas de espécies diferentes. Portanto, o cozimento prolongado por si só não impede sua produção". {Citado em Singer 442}

Então, ele tentou excluir o ar, colocando infusões em cinco séries de frascos. Uma série foi deixada aberta, enquanto as outras quatro foram seladas e levadas à ebulição, cada série por 30 segundos a mais do que a primeira. Após dois dias, a série aberta estava infestada, e a série de 30 segundos continha organismos menores, enquanto o restante continha quase nenhum. Ele havia demonstrado que a duração da ebulição importava, no sentido de que alguns organismos eram mais resistentes ao calor do que outros. Ao ferver recipientes selados por meia a três quartos de hora, Spallanzani mostrou que nenhuma vida se desenvolveria desde que o frasco fosse mantido selado. {Singer 442-443}

Quando Needham objetou que o calor havia tornado as infusões em si estéreis — isto é, incapazes de sustentar a vida — Spallanzini quebrou os pescoços dos frascos, e as infusões logo mostraram a vida usual. {Nordenskiöld 131}

Isso não pôs fim ao debate - outros repetiram os experimentos com sucessos ou fracassos variados. Theodor Schwann (1810-1882), um dos fundadores da Teoria Celular, demonstrou em 1836-1837 que o ar aquecido não causaria putrefação em um caldo esterilizado, mas a razão era ambígua; pode ter sido que o ar aquecido (calcinado) fosse incapaz de sustentar a respiração. O químico francês Joseph-Louis Gay-Lussac (1778-1850) mostrou que os experimentos de Spallanzani incluíam oxigênio, que era necessário para a fermentação e putrefação, provando que um sapo poderia viver nele. Outros, como Franz Schultze (1815-1873), Heinrich Schroder (1810-1885) e Theodor von Dusch (1824-1890), todos tentaram resolver a questão, sem sucesso. {Singer 443, Magner 269-270} Os argumentos continuaram.

Apesar dos argumentos teóricos, um chef francês, Nicholas Appert (1750-1841), aplicou os resultados de Spallanzani ao alimento comercialmente, colocando-o em garrafas limpas, entupindo-as levemente e fervendo-as. Essas técnicas foram publicadas em 1810 e fundaram a indústria de conservas. {Magner 269} Outro assunto industrial veio à tona nessa época - a fermentação. O homem que resolveu esse aspecto do debate foi Louis Pasteur.

O século XIX antes de Pasteur

Durante todo o século XIX, houve crentes na geração espontânea. Um dos principais crentes foi Lorenz Oken (1779-1851), seguidor de Goethe, que propôs (1809) uma teoria de "lama do mar" sobre as origens da vida, assim como Anaximander. Ele acreditava que isso ocorria onde a terra e o mar se encontravam, e que minúsculas bolhas de espuma continham três princípios da vida: alimentação, respiração e digestão. No entanto, ele não foi consistente e fez muitas alegações contraditórias — como a de que o Homem era descendente de uma praia quente e suave na Índia. {Osborn 126-127}

Como Oken, Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829), aluno de Buffon, também acreditava na geração espontânea, em contradição com seu mentor, e pela primeira vez tornou-a um pilar de uma teoria de transmutação (1809). No entanto, ao contrário da teoria posterior de Darwin, a de Lamarck assumia que cada espécie era o resultado de um evento independente de geração espontânea e que elas continuavam até os dias de hoje — cada espécie era tão avançada quanto havia sido desde sua existência. Ele escreveu:

"Nas águas do mundo antigo, em um momento muito recente, foram coletadas pequenas massas de matéria mucilaginosa. Sob a influência da luz, de certos elementos, calóricos e elétricos, estes pequenos corpos foram penetrados. Estes corpúsculos tornaram-se capazes de absorver e exalar gases; movimentos vitais começaram, e assim uma planta ou animal elemental surgiu. É possível que formas superiores de vida, como as que infestam os intestinos, se originem desta maneira. A natureza está, assim, sempre criando." {1802, citado em Osborn 178}

Imediatamente antes de Lamarck, o próprio avô de Darwin, Dr. Erasmus Darwin (1731-1802), escreveu em seu poema científico The Temple of Nature (1802), muito apreciado na época, mas não muito depois:

"Assim, sem pais, por nascimento espontâneo,
Surgem os primeiros pontos da terra animada."

e

"A vida orgânica sob as ondas sem margens
Nasceu e foi amamentada nas cavernas pérolas do oceano;"

e assim por diante. Essas formas iniciais de vida são primitivas e minúsculas, e formas maiores evoluem posteriormente. Em Zoonomia (1794), ele especulou sobre a primeira forma de vida:

"Deveríamos conjecturar que um e o mesmo tipo de filamento vivo é e tem sido a causa da vida orgânica?"

Contudo, nem Oken, nem Lamarck nem Darwin tiveram grande impacto no mundo acadêmico de sua época. Na França, apenas Étienne Geoffroy (1725-1810) defendeu suas ideias, enquanto na Grã-Bretanha, apenas Robert Grant, em Edimburgo, mais tarde professor e amigo de Charles Darwin, continuou a apresentar visões evolutivas.

Pasteur, fermentação, contágio e provar um negativo

No período seguinte às visões cada vez mais evolucionistas sobre a vida, existiam dois problemas urgentes que precisavam ser resolvidos e que tocavam na geração espontânea. Ambos eram questões de heterogênese (vida surgindo dos produtos degradados ou putrefatos de outras vidas) e não de abiogênese (uma palavra cunhada muito mais tarde no século por T. H. Huxley, como veremos mais adiante). A heterogênese era um problema importante de duas formas não relacionadas à evolução: uma era a questão da origem das doenças, e em particular dos vermes parasitas e esquistossomos; e a outra era a causa da fermentação. A primeira é uma questão de saúde pública, exemplificada pelas pandemias de cólera de 1831, 1848, 1853 e 1861 na Inglaterra, enquanto a segunda era uma questão de grande preocupação na indústria vitivinícola e cervejeira da França e de outros lugares. Vamos considerar primeiro a fermentação.

Existiam duas teorias sobre a origem dos microrganismos nas fermentações e sobre o próprio processo de fermentação. Uma foi proposta em 1836 por um engenheiro francês, Charles Cagniard-Latour (1777-1859), que afirmava que a levedura, reconhecida como o ingrediente ativo na fermentação, era composta por organismos minúsculos que causavam a fermentação diretamente através do que hoje chamamos de seus processos metabólicos (um termo que foi cunhado apenas alguns anos depois por Schwann, um dos descobridores da teoria celular). {Nordenskiöld 431, Singer 339} A outra, proposta pelo famoso químico Antoine-Laurent Lavoisier em 1789 e defendida por Justus von Liebig (1802-1873), era de que a fermentação era causada por um processo químico — da ação do ar sobre o suco de uva (Joseph-Louis Gay Lussac, 1778-1850, em 1810); ou de "um composto de nitrogênio em estado de putrefação ou decomposição" que causava uma condição similar em outros corpos (Liebig, 1840) {Farley 49}. Naturalmente, a explicação química, embora reforçada pelo trabalho do estudante de Liebig Friedrich Wöhler (1800-1882) na síntese do composto orgânico ureia em 1828, tinha um problema — durante a fermentação na levedura, verificou-se que os microrganismos cresciam. Portanto, ou eles cresciam como resultado da química, isto é, geração espontânea, ou eram infecções que se aproveitavam desses produtos.

Em 1837-8, três pesquisadores descobriram independentemente que a levedura são organismos vivos: Cagniard-Latour, Friedrich Kützing e Schwann. Os dois primeiros estabeleceram que a levedura causa a decomposição do açúcar quando viva, e não quando morta. Schwann, tentando provar que a geração espontânea não ocorria na carne, mostrou que o ar nos frascos usados para provar que a carne não entraria em putrefação quando fervida ainda era "vital", ao usá-lo para fazer crescer levedura em açúcar de cana fervido. Quando não causaram fermentação, ele examinou a levedura e concluiu que era um "fungo articulado" e concluiu, sem fundamento real, que a fermentação alcoólica ocorre quando a levedura (ou como ele a chamava, "o fungo do açúcar", ou Zuckerpilz) usa açúcar e substâncias nitrogenadas para seu crescimento, incidentalmente convertendo esses elementos em álcool. Ele estava certo, mas isso não era conhecido na época, e Liebig rejeitou suas evidências. Assim, embora houvesse uma visão minoritária de que a levedura eram organismos vivos causando fermentação, a visão majoritária permaneceu de que a fermentação química ocorria, e a geração espontânea era a causa das células de levedura.

Por outro lado, a contágio era igualmente crucial. Poderia-se pensar que o sucesso nas técnicas antissépticas introduzidas por Joseph Lister (1827-1912) em 1865 provou que o contágio era causado por patógenos, embora ele próprio admitisse, sem concordar, que as "partículas sépticas" pudessem ser produtos celulares, não células. {Farley 83} De qualquer forma, isso foi após Pasteur. Mais relevante foi o trabalho de John Snow (1813-1858) ao rastrear a origem do cólera em Londres em 1849 e 1855 até certos poços. Embora se pensasse que a epidemia era devido à transmissão, a maioria dos contagionistas britânicos acreditava que o contágio era devido a "partículas nãoorgânicas", uma visão que pode ser rastreada até Galen (130-200), que acreditava que as doenças eram transmitidas por "miasmas". Foi assim quando Pasteur empreendeu suas pesquisas.

O trabalho de Theodor Schwann, em particular, havia afirmado que as células poderiam se formar a partir de produtos celulares, como o material extracelular que ele chamou de "Cytoblastema", enquanto seu co-teórico Matthias Schleiden (1804-1881) acreditava que todas as células se formavam a partir de estruturas dentro de células existentes. Hugo von Mohl (1805-1872), embora acreditasse que as células eram, em geral, formadas por divisão direta, ainda disse de passagem que a formação livre de células poderia ocorrer independentemente da "vida da planta hospedeira na criação de fungos parasitas, células de levedura, etc., tanto no fluido de decomposição das células quanto nos sucos excretados ou expressos". {Farley 53}

O famoso patologista e citologista Rudolph Virchow (1821-1902) concordou com Robert Remak (1815-1865), que disse em 1852 que a ocorrência de formação livre de células era tão improvável quanto a geração espontânea. Virchow considerou a geração espontânea como "heresia, ou obra do diabo" em 1855, e muito mais tarde afirmou que Schwann havia reavivado a antiga doutrina de generatio aequivoca, como era conhecida a geração espontânea. {Farley 199n} Em seu lugar, Virchow afirmou que qualquer tipo de vida exigia uma matriz, uma organização prévia:

"A vida não reside nos fluidos em si, mas apenas em suas partes celulares; é necessário excluir os fluidos sem células do reino do vivo e do material intercelular dos fluidos que contêm células também. ... A vida sempre permanecerá algo à parte, mesmo que descobrirmos que ela é mecanicamente despertada e propagada até o menor detalhe." {citado em Farley 54}

Virchow proferiu famosamente o ditado Omnis cellula e cellula (todas as células de células), mas nunca foi capaz de fornecer uma "demonstração absoluta" deste "princípio estabelecido"; por uma razão muito boa - não se pode provar um negativo universal nem um positivo universal com um conjunto finito ou limitado de observações. Mesmo enquanto Virchow atacava a origem não celular das células, a própria teoria celular estava sendo modificada para acomodar a ideia de um "protoplasma", o que se tornará importante no período após Pasteur.

Outros combatentes na questão da geração espontânea nesta época incluíram Christian Ehrenberg (1795-1876; oposto) e Felix Dujardin (1801-1862, a favor), entre outros. {Farley 55-56}. Uma interessante discussão secundária foi se os vermes parasitas e as trematódeos hepáticos se formavam através de irritações nos tecidos dos doentes ou devido à infecção. Na Grã-Bretanha, cerca de 240 artigos foram publicados sobre este assunto, que ficou obscurecido pelo fato de que, como se descobriu, muitos desses parasitas possuem formas distintas em gerações alternadas, e, portanto, os parasitas infectantes não foram reconhecidos como sendo da mesma espécie. A descoberta da alternância de gerações foi feita por Japetus Steenstrup (1813-1897), um zoólogo dinamarquês, em 1842.

Pouchet e Pasteur

O Diretor do Museu de História Natural em Rouen, Félix Archimède Pouchet (1800-1872), começou a apresentar uma série de artigos em 1855 à Academia de Ciências em Paris, com o propósito de provar a geração espontânea, e de mostrar não apenas que ela ocorria, mas sob quais circunstâncias. Ele denominou seu tema heterogênese, que era o título de um volume massivo que publicou em 1859. Como Buffon e Needham, Pouchet pensava que a heterogênese não era acidental, mas devida à força vital dos materiais, que tinham que ser matéria orgânica pré-existente. Para ele, os fatores causais envolvidos eram matéria orgânica, água, ar e a temperatura adequada. {Magner 270}

Os resultados de Pouchet mostraram, segundo ele, que, embora no reino animal toda a vida tenha surgido de ovos, esses ovos surgiram, em alguns casos, por geração espontânea. Ele escreveu,

"A geração espontânea não produz um ser adulto; procede da mesma maneira que a geração sexual, que, como mostraremos, é inicialmente um ato completamente espontâneo pelo qual a força plástica reúne em um órgão especial os elementos primitivos do organismo." {citado em Farley 97}

Em outras palavras, Pouchet pensava que a geração sexual era um ato espontâneo causado por uma força vital tanto quanto a geração espontânea. Ele sustentava que isso ocorria por providência divina e não por acaso. A geração espontânea tinha sido anteriormente atacada por ser irreligiosa, pois o evento era devido à recombinação acidental de moléculas. A versão de Pouchet era guiada divinamente. Ele pensava que tanto o ato original de criação era guiado divinamente, quanto os eventos subsequentes. Portanto, Pouchet estava tentando arrancar a geração espontânea dos materialistas. " A lei da heterogênese ", escreveu ele, "longe de enfraquecer os atributos do Criador, pode apenas aumentar a Majestade Divina." {Farley 98} Como Farley nota, Pasteur e os relatos subsequentes do debate ignoraram a teologia ortodoxa e a piedade de Pouchet.

Além disso, o relato de Pouchet baseava-se na origem de nova vida a partir do material orgânico da vida antiga, e não de matéria inanimada:

"A sucessão da vida na superfície do globo liga a matéria em um círculo estreito do qual não pode escapar. É sucessivamente atraída e repelida por esses fenômenos incessantes. Mas as partículas orgânicas, às vezes intimamente unidas para formar organismos, e às vezes livres no espaço, não são menos animadas por uma vida latente, que parece esperar apenas seu agrupamento para ser visivelmente manifestada. Parece que, para as moléculas orgânicas, não há morte ... apenas uma transição para uma nova vida." {citado em Farley 98}

A exceção óbvia para isso é, naturalmente, a primeira criação divina. Tudo o mais exigia uma "força plástica", um poder modelador.

Mas Louis Pasteur (1822-1895) objetou à ideia de geração espontânea. A Academia Francesa de Ciências ofereceu o Prêmio Alhumbert de 2500 francs a quem pudesse lançar "nova luz sobre a questão da chamada geração espontânea". Pasteur venceu em 1862 por seu famoso ensaio de 1861, "Mémoire sur les corpuscules organisés qui existent dans l'atmosphère", publicado no ano seguinte em seu Annales. Neste, ele descreveu uma série de experimentos elegantes projetados para refutar a principal alegação de Pouchet de que não havia organismos introduzidos em seus frascos. Concordando que nem o ar usado, nem a água continham germes no experimento de Pouchet, e que ele havia esterilizado suficientemente o frasco e os materiais com calor, ele focou em outro item do experimento - a bacia de mercúrio na qual Pouchet resfriava o frasco. Neste, Pasteur alegou que poeira, carregando germes, havia se depositado e isso introduziu germes no frasco selado de Pouchet.

Pasteur não poderia, é claro, simplesmente argumentar que Pouchet poderia ter cometido esse erro; ele teve que demonstrar que, se conduzido corretamente, nenhum germene se desenvolveria espontaneamente. Assim, ele fez frascos com uma série de formas diferentes, projetados para permitir a passagem do ar, mas não da poeira que transportaria germens, para o frasco contendo caldo esterilizado. O líquido permaneceu límpido por meses. Como nota um biógrafo,

"O observador tinha a escolha entre apenas duas hipóteses: colocar a origem dos germes ou em partículas sólidas (fragmentos de lã ou algodão, amidos) que flutuam na atmosfera, ou em esporos de fungos ou nos ovos de infusórios. Pasteur disse: 'Prefiro pensar que a vida vem da vida e não do pó.' {Debré 161}

Debate e experimentos subsequentes envolveram a coleta de amostras de ar dos tetos de catedrais por Pouchet, de um balão por Pasteur, e de montanhas por ambos. Uma competição em junho de 1864, entre os dois, supervisionada por um comitê da Academia inclinado a Pasteur, foi vencida por Pasteur quando Pouchet saiu alegando viés e mau procedimento. Pasteur foi considerado ter demonstrado que a geração espontânea não existia, e tornou-se um herói na sociedade francesa. Mas ele havia demonstrado isso?

Estritamente, Pouchet demonstrou que as infusões de feno gerariam vida mesmo quando fervidas, porque, como foi demonstrado um pouco mais tarde, o feno continha esporos resistentes ao calor. {Geison 131} Se ele tivesse permanecido na competição, muito provavelmente teria vencido (embora não porque estivesse correto sobre a geração espontânea). Mais preocupante para nós, os modernos, é que se revela, agora que os cadernos de Pasteur se tornaram disponíveis (foram disponibilizados apenas na década de 1970, e um índice publicado apenas em 1985), que Pasteur repetidamente ignorou resultados positivos em experimentos, alegando que eram devidos a erros em vez de à geração espontânea; na verdade, apenas 10% de seus experimentos forneceram o resultado desejado. {Geison 130}

Contudo, Pasteur estava correto: a vida moderna, incluindo fungos e infusórios, não surgiu de matéria inanimada, seja ela orgânica ou elementar. O debate sobre sua técnica experimental interessa apenas aos historiadores, embora o livro de 1995 de Geison tenha causado enorme polêmica na França, onde Pasteur é considerado uma espécie de santo secular.

Em seus últimos anos, Pasteur foi forçado a modificar algumas de suas visões (não sobre a geração espontânea). Ele havia pensado que os microrganismos mantinham sua virulência indefinidamente. Mas em 1881, ele foi forçado a admitir que a virulência poderia se atenuar espontaneamente (e ele a tornou a base de sua vacina antirrábica). Debré diz: "E agora, aos sessenta anos, Pasteur estava novamente confrontado com fatos que não se encaixavam em seus conceitos. A virulência atenuada conflituava com sua filosofia biológica. Ele teve que renunciar aos seus dogmas e entrar no debate sobre a evolução das espécies." Ele teve que escolher entre a visão de Darwin de que a seleção estava em operação, ou a de Lamarck de que o ambiente influenciava diretamente as espécies dos organismos, e escolheu Lamarck. Mas ele aceitou a transmutação das espécies, como é demonstrado pelo comentário dele citado na biografia de Hilaire Cuny, de Pasteur {Cuny, 122, de Pasteur 434}:

"A virulência aparece sob uma nova luz que não pode deixar de ser alarmante para a humanidade; a menos que a natureza, em sua evolução ao longo das eras (uma evolução que, como agora sabemos, tem ocorrido há milhões, não, centenas de milhões de anos), tenha finalmente esgotado todas as possibilidades de produzir doenças virulentas ou contagiosas — o que não parece muito provável."

Embora ele logo em seguida se refira às "inúmeras espécies da Criação", é claro que ele aceitou a realidade da evolução. Além disso, ele caracterizou a interação entre micróbios e hospedeiros como uma "luta pela existência" (uma frase, deve-se lembrar, inventada pelo botânico suíço Alphonse de Candolle, e emprestada por Darwin). No entanto, duvido que ele tenha aceito que a evolução ocorresse por seleção natural, pois os franceses raramente o faziam até os anos 1950 e as obras de Jacques Monod. No entanto, ele não era um criacionista, pelo menos neste ponto de sua vida.

Além disso, muito tem sido dito sobre a fé de Pasteur. Frequentemente alega-se que ele era um católico devoto, mas parece que ele era muito relaxado em sua devoção religiosa, lendo os serviços da igreja como estudante e não frequentando a igreja muito durante sua vida. Deve-se dizer que ele se opunha à moda filosófica do materialismo radical na França, da qual surgiu o debate sobre a geração espontânea, mas ele dificilmente era um crente modelo. Mesmo assim, apesar das alegações feitas por Farley e Geison de que Pasteur permitiu que sua pesquisa fosse guiada por sua filosofia a priori, ele de fato acabou por estar correto ao afirmar que o crescimento de germes era causado por germes pré-existentes e que a fermentação era devido ao fermento.

Resumo até agora

Então, devemos perguntar - o que Pasteur provou? Ele provou que a vida nunca pode surgir de coisas não vivas? Não, ele não provou, e isso é porque não se pode refutar algo como isso experimentalmente, apenas teoricamente, e ele não tinha uma teoria de biologia molecular para estabelecer essa alegação. O que ele mostrou foi que era altamente improvável que os organismos vivos modernos tenham surgido de material orgânico não vivo. Esta é uma alegação muito mais restrita do que a de que a vida primitiva uma vez surgiu de material não vivo e não orgânico.

Até agora, vimos que nem Redi, Spallanzani nem Pasteur refutaram a origem da vida em todos os casos, apenas em casos particulares. Além disso, vimos que as alegações "toda a vida vem de ovos", "todas as células vêm de células" e "toda a vida vem da vida" são generalizações não totalmente sustentadas pelas evidências experimentais disponíveis no momento em que foram feitas.

Evolução e abiogênese

[Nota: a partir deste ponto, datas não são dadas para cientistas. Detalhes biográficos podem ser encontrados em o livro de Farley, ou em uma história como a de Singer.]

A reação a Pasteur foi quase unânime, pelo menos na França: a heterogênese era uma questão resolvida. Mas o que Pasteur demonstrou e o que dele foi extraído como lição filosófica e moral eram coisas diferentes. A ciência francesa, desde a época dos filósofos, tinha um forte sabor materialista. Muitos se opuseram a isso, e Pasteur foi imediatamente convocado a lutar contra ele. Em 1873, o Padre H. de Valroger via a geração espontânea como uma crença necessária do ateísmo, e escreveu que "a ação do criador foi necessária para a produção dos primeiros seres vivos", enquanto, do outro lado, Felix Isnard escreveu em 1879 que "deve-se submeter-se a uma prova rigorosa do raciocínio e aceitar como verdade apenas o que é demonstrado pela ciência", e que a razão nos forçava a aceitar a abiogênese e admitir que a heterogênese também ainda era possível. {Farley 119}

Em outros países, onde a Origem de Darwin, publicada no mesmo ano dos estudos de Pasteur, teve influência — o que não ocorreu na França —, a abiogênese ainda era considerada uma noção viável. Embora Darwin tenha adicionado a frase "pelo Criador" ao seu último parágrafo na segunda edição (1860), e Huxley também tenha declarado publicamente que a vida pode ter sido originalmente criada, isso nunca foi entendido como parte da mentalidade evolutiva, e não demorou para que as pessoas começassem a especular sobre como a vida começou. Darwin próprio o fez, em uma carta ao seu amigo botânico Joseph Hooker em 1871, onde escreveu:

"É frequentemente dito que todas as condições para a primeira produção de um organismo vivo estão agora presentes, que poderiam ter estado presentes. Mas se (e oh! que grande se!) pudéssemos conceber em algum pequeno lago quente, com todo tipo de amônia e sais fosfóricos, luz, calor, eletricidade, etc., presentes, que um composto proteico (sic) fosse quimicamente formado, pronto para sofrer ainda mais mudanças complexas, no dia de hoje tal matéria seria instantaneamente absorvida, o que não teria ocorrido antes da descoberta de criaturas vivas."

Em sua obra impressa, contudo, ele restringiu-se a especulações, observando que "de que maneira as faculdades mentais foram inicialmente desenvolvidas nos organismos mais baixos é tão desesperadora quanto a questão de como a própria vida surgiu pela primeira vez. Estes são problemas para o futuro distante, caso venham a ser resolvidos pelo homem." (Descendência do Homem, capítulo 2, 1871). Em um ensaio para o Atheneum em 1863, Darwin escreveu sobre a heterogenia "como agora se chama a antiga doutrina da geração espontânea", na qual ele observou que "uma massa de lama com matéria em decomposição e sofrendo mudanças químicas complexas é um excelente esconderijo para a obscuridade das ideias". Ele argumentou que, embora seja verdade que em um momento "deve ter existido um tempo em que apenas elementos inorgânicos existiam em nosso planeta", "nossa ignorância é tão profunda sobre a origem da vida quanto sobre a origem da força ou da matéria", e nega que a teoria da evolução exija que a vida surja continuamente. As chamadas formas de vida "primordiais", como os Foraminíferos, estão bem adaptadas às suas condições e não são evidências de heterogênese em curso: "a natureza da vida não será apreendida ao assumir que os Foraminíferos são periodicamente gerados a partir de lama ou lamaçal". {Barrett 2:78ff}

T. H. Huxley, embora concordando com Darwin de que Pasteur tinha demonstrado que a heterogênese não ocorria continuamente, expressou a crença de que a vida se formava a partir de um fluido encontrado nas células chamado "protoplasma", que era a argila da qual a vida moldava, por assim dizer {Huxley 1868}. Muitos pensaram que ele pretendia afirmar que a vida surgindo da vida inorgânica era doutrina evolutiva, embora ele negasse isso. Não adiantou nada. Em 1870, ele retornou à questão e cunhou o termo "abiogênese" {Huxley 1870} para contrastar com "biogênese", a doutrina de que toda a vida surge da vida. Ele concordou com Pasteur para todas as "formas de vida conhecidas". Ele notou que a heterogênese e a abiogênese eram frequentemente confundidas uma com a outra, mas que refutar uma não implicava refutar a outra. Novamente, no entanto, ele não argumentou a seu favor.

Em 1868, Huxley reexaminou alguns lodos oceânicos arrastados em 1857 com um microscópio mais poderoso do que o que usou em seu primeiro exame, e achou que via neles "uma nova forma de ... seres animados simples" que Ernst Haeckel havia anteriormente chamado de Urschleim (lama original), e ele o chamou de Bathybius Haeckelii. Os protoplasmatistas agora podiam dizer que o fundo oceânico estava coberto de Urschleim protoplasmático. Tudo o que Huxley diria em 1870, no entanto, foi que a abiogênese era teoricamente possível, mas "que não vejo motivo para acreditar que a façanha tenha sido realizada ainda". {Farley 74f} Os darwinistas pareciam alinhar-se atrás de Pasteur, sobre isso e outras questões (Huxley era médico, e ele aceitava a teoria da contágio das doenças).

William Thompson, posteriormente Lord Kelvin, cujas contribuições físicas incluíam a negação de que havia sido tempo suficiente para a seleção natural causar a evolução (mais tarde demonstrado como errado pela descoberta da radioatividade), disse em seu discurso presidencial à British Association for the Advancement of Science em 1871:

"Confesso estar profundamente impressionado pelas provas apresentadas-nos pelo Professor Huxley, e estou pronto para adotar, como artigo de fé científica, verdadeiro em todo o espaço e em todo o tempo, que a vida procede da vida, e de nada mais que da vida.

"Então, como surgiu a vida na Terra? Rastreando a história física da Terra para trás, segundo princípios dinâmicos rigorosos, chegamos a um globo vermelho-quente e derretido no qual não poderia existir vida. Portanto, quando a Terra se tornou apta para a vida, não havia nela nenhum ser vivo. ... A ciência está obrigada, pela lei eterna da honra, a enfrentar corajosamente todo problema que possa ser razoavelmente apresentado a ela. Se uma solução provável, consistente com o curso ordinário da natureza, puder ser encontrada, não devemos invocar um ato anormal de Poder Criador."

Thompson então sugeriu a primeira ideia científica de panspermia, ou a semeadura da vida na Terra. {Basalla et. al 125-127}

Contudo, outros não foram tão circunspectos. Henry Charlton Bastian (1837-1915), um dos mais jovens evolucionistas, estava convencido de que a vida se havia gerado espontaneamente e ainda se gerava {Strick}. Ele declarou que a crença na abiogênese não obrigava a negar a teoria do contágio das doenças, embora negasse que o contágio fosse causado por formas vivas, mas por "fragmentos" orgânicos, não vivos, dos quais as formas vivas surgiam, uma visão admitida como legítima por Pasteur, embora Pasteur não acreditasse nisso. Bastian foi oposição por, de todas as pessoas, Huxley e John Tyndall, dois dos mais velhos evolucionistas e adeptos da teoria do contágio vivo. Tyndall concordou com Lister de que o contágio era causado por organismos vivos e que isso importava medicamente. Muitos outros evolucionistas, como Herbert Spencer e William Thistleton-Dyer, opuseram-se à geração espontânea (abiogênese) com base na argumentação de que mesmo os organismos mais simples e o protoplasma eram demasiado complexos para surgir diretamente da matéria inorgânica. Outras formas de oposição vieram de vitalistas como William Carpenter, a quem Darwin estava a criticar no seu artigo sobre Heterogenia, e Lionel Beale. Os vitalistas opunham-se à abiogênese, mas não à heterogênese, em regra. John Tyndall, amigo de Darwin e de Huxley, publicou uma série de experiências em 1876 nas quais afirmou demonstrar que resultados positivos como os de Bastian se deviam exclusivamente a erro experimental. {Farley capítulos 5, 7}

Ernst Haeckel, cuja filosofia monista combinava Goethe e Darwin, afirmou que a geração espontânea no início da vida era "um postulado lógico da história natural científica", e considerava a heterogênese como "apenas de interesse subordinado na história da criação". Como notado acima, ele pensava que o material vivo mais simples era o protoplasma, e que os organismos mais simples eram pouco mais do que bolsas de protoplasma, de modo que "a profunda brecha que formalmente e geralmente se acreditava existir entre corpos orgânicos e inorgânicos é quase ou inteiramente removida, e o caminho é pavimentado para a concepção da geração espontânea" {Farley 75-77}

Outros, como Heinrich Bronn, rejeitaram a ideia até que ela pudesse ser explicada, e, em geral, o debate dividiu-se entre vitalistas, que acreditavam que havia algo de especial que fazia a matéria morta viver, e materialistas, que pensavam que a vida era meramente química em uma forma diferente. A ideia e o debate morreram, pois nenhum progresso real foi feito, das décadas de 1880 até a segunda década do século 20, embora a pesquisa sobre a teoria da contágio, ou teoria dos germes como passou a ser conhecida, continuasse a avançar, juntamente com estudos histológicos do crescimento, divisão e comportamento celular. A formação livre de células, a heterogênese e a teoria da contágio química pareciam ter desaparecido. A única doutrina que ainda parecia ter algum interesse era a abiogênese, mas pouco foi feito sobre ela. Pasteur e Virchow pareciam ter levado a melhor, e os darwinistas concordavam com todos os outros, embora Bastian tenha publicado uma série de livros entre 1904 e 1911 ainda promovendo suas ideias. A noção de que a vida mais simples era tão simples quanto Haeckel havia declarado mostrou-se, para os organismos unicelulares modernos, não ser verdadeira. Eles eram, na verdade, muito complexos, e a lacuna entre a não-vida e a vida se abriu novamente. E então se fechou, conforme a bioquímica se desenvolveu, levando Ben Moore, primeiro professor de bioquímica na Universidade de Liverpool, a observar em 1921:

"O território dessa produção espontânea da vida não se encontra no nível das bactérias, ou animalculas," antes situa-se "num nível de vida mais profundo do que qualquer coisa que um microscópio possa revelar, e possuindo uma unidade menor que a célula viva" - ou seja, era química, não organísmica. {Farley 155}

Na década de 1920, a teoria química da contágio recebeu um impulso, quando foram descobertos vírus que não podiam ser filtrados, mesmo por filtros de cerâmica. Os vírus haviam sido descobertos na década de 1890 em pesquisas sobre a doença do mosaico do tabaco e a doença do pé e da boca em gado. Também foi demonstrado um crescente interesse na química coloidal (misturas de substâncias químicas que não se dissolvem umas nas outras) como uma possível fonte da atividade do material celular, ou protoplasma. Descobriu-se que as proteínas formavam coloides na água e possuíam um peso molecular superior a qualquer coisa previamente descoberta. Os vírus eram considerados proteínas. Em particular, as enzimas, que catalisavam reações em outras proteínas, eram consideradas importantes. Alguns, como o bioquímico de Harvard Leonard Troland, viam a primeira forma de vida como uma enzima proteica autocatalítica, ou, em termos simples, uma proteína que causava reações que geravam mais cópias de si mesma. {Farley 157-159}

Felix D'Hérelle iniciou seus estudos em 1917 sobre disenteria, na qual descobriu os bacteriófagos, vírus que pareciam comer células, capazes de lisar, ou romper, bactérias de disenteria. Ele argumentou que os vírus eram princípios vivos, parasitas de bactérias, mas não celulares, o que parecia derrubar como regra geral o ditado de Virchow. Ele próprio pensava que a primeira coisa viva era um vírus, e que era composto de proteína como uma "micela" ou fio. Ele pensava que a vida vegetal e animal surgiram separadamente dessas micelas. A visão foi influente. {Farley 160-162}

Na mesma época, a genética estava avançando bem, e Hermann Joseph Muller, o geneticista americano, afirmou em 1921 que genes e vírus eram a mesma coisa, exceto que os vírus eram "pouco mais do que o gene". Em 1935, Wendell Stanley demonstrou que os vírus, neste caso o mesmo vírus do mosaico do tabaco estudado na década de 1890, era uma proteína autocatalítica que utilizava a maquinaria celular para reprodução. Trabalhos posteriores mostraram que não era uma proteína pura, mas uma mistura de proteína e ácido nucleico. Por isso, ele ganhou o Prêmio Nobel de Química de 1946, demonstrando que uma substância química pura poderia comportar-se como se estivesse viva. {Magner 318f}

Entretanto, nesse meio tempo, um jovem bioquímico russo chamado Aleksandr Oparin proferiu uma palestra sobre a origem da vida em 1922, publicada como um folheto em 1924, que teve um impacto significativo nas pesquisas e ideias futuras. Agora, voltamos para suas ideias e para o trabalho que se seguiu até os dias de hoje.

Origens da vida: pesquisa moderna

O livro de Oparin The Origin of Life em 1924, no qual ele propôs uma teoria química da origem da vida, não foi publicado em inglês até 1936. Antes disso, ele tinha sido relativamente sem influência, exceto em sua pátria, a União Soviética. Oparin (1894-1980) era pessoalmente bem considerado na União Soviética e foi eleito precocemente para a Academia de Ciências. Ele também, infelizmente, envolveu-se no desastre lisenkista na genética soviética, e declarou abertamente que suas visões eram compatíveis com o "materialismo dialético" do leninismo soviético. No entanto, apesar disso, parece que a influência mais importante foi o impacto da química coloidal, que então fazia grandes avanços. {Farley 162-165}

A hipótese de Oparin era esta: géis surgiram a partir de soluções coloidais que reagiram de uma forma que causou a formação de mais géis da mesma constituição química. À medida que o material no meio aquoso circundante diminuiu, "a luta pela existência foi travada com mais força e amargura", de tal forma que os géis se tornaram "cannibais" ou evoluíram para se tornarem autotrófos (organismos que metabolizam material não vivo, como algas). {Farley 163}

Ele raciocinou que se a atmosfera primitiva carecesse de oxigênio livre, que é um produto da respiração vegetal, os compostos orgânicos simples formados por vulcanismo ou raios, contendo os elementos químicos que compõem a vida - Carbono, Hidrogênio, Oxigênio e Nitrogênio - não seriam destruídos, mas se acumulariam, formando um caldo de moléculas orgânicas. {Schopf 121}

Antes do trabalho de Oparin se tornar conhecido, o bioquímico inglês J. B. S. Haldane, que desde 1923 vinha trabalhando com enzimas, escreveu seu artigo em 1929, publicado em The Rationalist Annual, sobre a origem da vida, no qual ele afirmou que, como resultado da bioquímica, "desde a sua [de Pasteur] morte, a lacuna entre a vida e a matéria foi muito reduzida", e, influenciado por d'Hérelle, pensava que o bacteriófago era um "passo além da enzima no caminho para a vida, mas talvez seja exagero chamá-lo totalmente vivo". Os precursores da vida eram como vírus, devido à fermentação anaeróbica por milhões de anos. {Farley 163-164}

Apesar de muitos argumentos, em grande parte teóricos, mas com algum trabalho experimental, a geração espontânea permaneceu uma opção viável para as origens da vida - para a abiogênese -, mas era um campo muito confuso. O que causou sua mudança e focalização foi a publicação em 23 de abril de 1953 do artigo de Crick e Watson na Nature sobre a estrutura do DNA. Três semanas depois, um estudante de pós-graduação da Universidade de Chicago chamado Stanley Miller publicou um artigo na Science, em 15 de maio, intitulado "A produção de aminoácidos sob possíveis condições primitivas da Terra".

Miller era um estudante de doutorado do laureado com o Prêmio Nobel Harold C. Urey (um químico que descobriu o deutério), depois de ouvir uma palestra de Urey na qual ele notou, de passagem, que a atmosfera primordial rica em hidrogênio (reduzida) da Terra seria favorável à formação de moléculas orgânicas simples. {Schopf 123} Ele decidiu, com a permissão de Urey, testar essa hipótese, assumindo uma atmosfera de hidrogênio molecular (H₂), metano (CH₄), amônia (NH₃) e vapor de água (H₂O). Nem Urey nem Miller sabiam, naquele momento, que isso estava de acordo com a hipótese de Oparin, mas enquanto se preparava para os experimentos, Miller leu Oparin e refletiu sobre isso, juntamente com as hipóteses de Urey sobre a formação do sistema solar. {Schopf 125}

Ele passou a atmosfera através de um alambique de vidro, ciclando-a continuamente por vários dias, enquanto a expunha ao calor, arco elétrico e resfriamento. Após dois dias, o "oceano" (um balão de água através do qual os gases foram passados) tornou-se amarelo pálido, e na análise isso revelou-se glicina, o aminoácido mais simples. Eles repetiram o experimento por uma semana, e na solução final amarelo-marrão, Miller detectou sete aminoácidos, incluindo três (glicina, anina e ácido aspártico) encontrados em sistemas vivos modernos. Em um período de três meses e meio, Miller confirmou as hipóteses de Urey e Oparin sobre a formação das moléculas precursoras da vida.

A alegação nunca foi que a vida tivesse sido criada, mas apenas que as moléculas necessárias para a vida poderiam se formar espontaneamente. Desde que Wöhler sintetizou a ureia em 1828, isso estava se tornando uma conclusão inevitável - a natureza molecular da vida era cada vez mais amplamente aceita e aplicada. Agora, não havia necessidade de pensar que as moléculas orgânicas tinham que vir de sistemas orgânicos. Experimentos posteriores usaram uma atmosfera mais realista, substituindo metano por monóxido ou dióxido de carbono (CO ou CO₂), ou amônia por nitrogênio molecular (N₂), com resultados semelhantes.

Uma alternativa ao modelo de Oparin-Miller foi proposta por Günter Wächtershäuser, que sugeriu que óxidos de carbono liberados por fontes hidrotermais poderiam estabilizar-se em sulfatos de ferro, reagindo com hidrogênio molecular para formar monômeros orgânicos (unidades moleculares simples) a partir dos quais a vida poderia surgir. Outros incluíram os papéis de substratos de argila como modelos catalíticos para a formação de moléculas antes da existência de genes, a formação de moléculas orgânicas no espaço (agora bem estabelecida) que semearam a Terra primitiva, e um modelo formal por Manfred von Eigen de como reações químicas poderiam gerar cópias de si mesmas - o hiperciclo.

Sidney Fox sintetizou com sucesso coascervatos "células" (um coascervato é uma mistura de coloides que pode, como os lipídios nas células modernas, formar uma camada que irá envolver moléculas, mas que permite que monômeros passem através dela). Estes, sob certas condições, dividem-se à medida que "crescem" para formar novas células.

Foi feito considerável progresso nos últimos anos - as "referências sobre as origens modernas da vida" fornecem citações, mas é um campo complexo e em rápida evolução.

Conclusões

1. No período inicial da biologia, assumia-se que a vida era uma substância especial e que poderia gerar seres vivos diretamente. À medida que as pesquisas sobre os ciclos de vida de animais, plantas e doenças avançaram, tornou-se evidente que as formas vivas modernas eram sempre observadas a se formar a partir de formas vivas existentes, e que as células sempre surgiam de células existentes.
2. Simultaneamente, tornou-se cada vez mais evidente que a lacuna entre os seres vivos no nível químico e as moléculas não vivas estava diminuindo, até que ficou claro no meio do século XX que todos os processos dos seres vivos eram químicos, e não havia nenhum "princípio vital" necessário para a vida.
3. A oposição à abiogênese tem sido, por vezes, devido a princípios filosóficos ou religiosos, mas também ao estado do conhecimento científico na época. No entanto, não é viável agora, com nosso crescente conhecimento da química da vida e da Terra pré-biótica.
4. Nenhum dos pesquisadores que realizaram experimentos cruciais sobre a geração espontânea refutou a abiogênese. No máximo, eles confirmaram fortemente a hipótese de que organismos modernos (camundongos, larvas ou germes) não surgiam, em casos comuns, a partir de material não vivo. A maioria dos experimentos contra a geração espontânea foi formulada contra a heterogênese, a doutrina de que a vida poderia se formar a partir dos produtos de decomposição de organismos vivos.
5. Pasteur não refutou a origem da vida por meios naturais, e o ditado "todas as células de células" não foi destinado a cobrir o período inicial da vida na Terra. Darwin não propôs uma teoria sobre a origem da vida no início.
6. A teoria evolutiva não foi proposta para explicar as origens dos seres vivos, apenas o processo de mudança uma vez que a vida existe. No entanto, muitos pensaram que a teoria da evolução exigia logicamente um início da vida, o que é verdadeiro. Desses, muitos pensaram que uma explicação natural sobre a origem da vida era necessária, e alguns propuseram modelos que se sustentaram ou não conforme a pesquisa avançava.

Agradecimentos

Agradecimentos a Frank Lovell, John Pieret, Thomas Münster e Mark Isaak pelas contribuições e correções. Agradecimentos a Adrien Delcour pela referência ao comentário de Pasteur.

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