biologia 11º

Unidade 7 – Evolução biológica

7.2. Mecanismos de evolução

Evolução das espécies

DARWIN E WALLACE

Charles Robert Darwin , jovem naturalista inglês com 22 anos, partiu para uma expedição à volta do Mundo a bordo de um navio da armada britânica, o Beagle, e que acabou por ter uma duração de 5 anos.

O objetivo da missão do Beagle era cartografar pormenorizadamente a costa -sul americana.

Darwin, nesta expedição, recolheu a maior parte dos dados que mais tarde utilizou para a fomentação da sua teoria. os locais da viagem que marcaram profundamente o naturista, foram o arquipélago de Cabo Verde (costa africana) e as ilhas Galápagos (costa sul-americana).

Darwin (1809-1882), proveniente de uma família abastada e culta do século XIX, o seu avô paterno, Erasmos Darwin, influenciou-o, Erasmos tinha uma visão evolucionista sobre a origem das espécies.

Ver infográfico -

Aventura do Beagle

http://www.mcclatchydc.com/2009/01/26/60746/evolution-war-still-rages-200.html#.UgY395LUmSo

Dados geológicos
Muitas outras foram as influências de Darwin, nomeadamente Charles Lyell (geólogo), com os seus princípios: as leis naturais são constantes no espaço e no tempo; o passado explica-se a partir dos dados do presente e na história da Terra ocorrem mudanças geológicas lentas e graduais.

Nos Andes, Darwin pode observar a existência de fósseis marinhos (conchas), então, provavelmente, deve ter concluído e por influencia de Lyell que se a Terra está em mudanças constantes e graduais, o mesmo deveria ocorrer com os seres vivos. Darwin foi mais longe ao verificar a existência de variabilidade entre indivíduos da mesma população.

Dados da Biogeografia
Darwin verificou a grande diversidade de seres vivos que diferem de continente para continente e de bioma para bioma. Ficou impressionado com a diversidade de seres vivos e o aspecto exótico de algumas espécies nas ilhas Galápagos, nomeadamente nas ilhas Galápagos onde encontrou 4 variedades de tartarugas e 14 espécies de tentilhões. Verificou que existia uniformidade entre todos os seres vivos o que o levou a perceber que deveria de haver uma ancestralidade comum mas também que haviam diferenças entre populações próximas o que o levou a pensar que cada uma delas tivesse sofrido uma evolução condicionada pelo tipo de ambiente particular em cada local.

Relativo a Galápagos, Darwin concluiu que as ilhas foram provavelmente povoadas por seres vivos vindos do continente americanos e que as características de cada ilha condicionaram a diferenciação das espécies.

http://www.recreio.com.br/licao-de-casa/conheca-charles-darwin-e-entenda-a-sua-teoria-da-evolucao-dos-seres-vivos

Em Galápagos, Darwin reparou nos tentilhões: numa ilha, eles tinham o bico grande e forte, e, noutra, o bico era menor e frágil. Por que é que existia essa diferença?

Quando regressou a Inglaterra, Darwin concluiu: os dois tipos de tentilhões nasceram nas duas ilhas, mas cada um sobreviveu só onde se adaptou. Na ilha com nozes para comer, sobreviveu o de bico forte, capaz de quebrá-las. E os de bico fino sobreviveram na ilha com alimentos menos resistentes.

Foi a partir dos tentilhões que Darwin criou a teoria da evolução pela seleção natural.

Dados económicos

Influenciado pelos estudos do Malthus, Darwin transpôs os dados do matemático para os animais e percebeu que nascem mais indivíduos de uma população que o número que ambiente consegue suportar, e por esta razão só alguns sobrevivem e podem deixar descendência.

http://online.wsj.com/article/SB120613138379155707.html

Dados da seleção artificial, seleção natural e variabilidade

Darwin era criador de pombos e através desta sua experiência percebeu que se consegue tanta diversidade na seleção artificial, cruzamentos seletivos de forma a obter indivíduos com determinadas características, seria também possível, na natureza ocorrer esta seleção, designada por seleção natural. Este é o verdadeiro conceito que caracteriza a teoria da evolução de Darwin, o conceito de SELEÇÃO NATURAL.

Curiosidade: Darwin nunca falou no termo evolução, toda a sua obra tem referência à palavra seleção natural e não evolução.

MECANISMO DE EVOLUÇÃO SEGUNDO DARWIN.................................................................................

Princípios fundamentais:

- Os seres vivos da mesma espécie apresentam diferenças entre si, variabilidade de características.

- As populações crescem segundo uma progressão geométrica e os descendentes são em maior número do que os que sobrevivem.

- Estabelece-se entre indivíduos de uma mesma população uma "luta pela sobrevivência", devido a vários factores do meio, como seja a competição pelo alimento, pelo refúgio, pelo seu habitat, pela fuga aos predadores, etc. um número de indivíduos é eliminado.

- Os indivíduos que sobrevivem apresentam mais características favoráveis que lhes confere vantagens relativamente aos outros, que vão sendo eliminados. Ao longo das gerações sobrevivem os mais aptos.

-Os mais aptos vivem mais tempo e reproduzem-se mais, transmitindo as suas características aos seus descendentes, havendo uma reprodução diferencial.

- a reprodução diferencial permite ao longo do tempo a transformação e o aparecimento de novas espécies.

...........................................................................................................................................

Em 1844 Darwin tinha terminado o ensaio no qual apresentou as linhas fundamentais da sua teoria, mas decidiu não publicar, dando instruções para a publicação após a sua morte. As razões da não publicação prende-se à polémica que a sua obra iria causar e as retaliações que iria sofrer, pelo facto da sua teoria ir contra as ideias fixionistas há mais de 20 anos enraizadas na comunidade científica.

Em 1858, Darwin recebeu uma carta de Alfred Russel Wallace que pedia a opinião de Darwin sobre uma teoria que tinha desenvolvido sobre a origem e transformações das espécies. A teoria de Wallace era muito semelhante à de Darwin e ficou tão surpreso que escreveu a Lyell : " Se Wallace tivesse nas mãos o meu esboço manuscrito (...) não teria podido fazer uma síntese mais perfeita! Até os seus próprios termos figuram agora como títulos dos meus capítulos (...)".

Depois de ser convencido por Lyell de não abdicar do seu trabalho a favor de Wallace, surgem excertos da teoria de Darwin e da de Wallace, publicadas na revista Linnaean Society e um ano mais tarde, Darwin publicava a sua teoria num dos livros mais polémicos de sempre The Origin of Species by Means of Natural Selection que esgotou no dia em que foi lançado e que gerou muita polémica.

http://www.corkfpc.com/darwinsconfessions.html

Embora o trabalho de Darwin apresentasse um maior número de provas do que o de Wallace, a semelhança entre as explicações para a origem das espécies dos dois cientistas era muito grande e por essa razão, a Teoria da Evolução baseada na seleção natural, é muitas vezes referida como a teoria de Darwin e Wallace.

Críticas

Mas a teoria de Darwin apresentava várias lacunas. Embora Darwin afirma-se que havia heterogeneidade entre populações, não as conseguia explicar, nem a forma como havia transmissão das características às gerações seguintes. Ainda não havia um conhecimento da hereditariedade, só mais tarde com Gregor Mendel as lacunas puderam ser colmatadas.

Uma outra crítica prende-se com a paleontologia. Darwin considera a existência de uma evolução lenta e gradual, o que contraria o registo fóssil que evidencia alguns momentos de evolução rápida e a falta de fósseis de transição.

Lamarckismo e Darwinismo

Duas perspetivas evolutivas através do exemplo clássico das girafas.

Lamarck admitia que a ocorrência de modificações ambientais, como a escassez de alimento, obrigaria a que as girafas se esticassem para atingir os ramos mais altos (lei do uso), o que levaria ao desenvolvimento do pescoço, e esta característica iria ser transmitida aos seus descendentes que iriam ter pescoços mais compridos.

Darwin admitia que existiam na população, girafas com pescoços mais compridos que outras (variações morfológicas nas populações). A escassez de alimento terá levado à diminuição da vegetação rasteira e só as que tivessem o pescoço mais comprido conseguiam alimentar-se mais e reproduzir-se mais (mais aptas). Assim, a seleção natural fez aumentar o número de girafas de pescoço comprido.

imagem adaptada de http://jpinsight.blogspot.pt/2012/10/edit-darwin-and-lamarck-bio-outcome-23k.html

Resumidamente:

A teoria sintética da evolução ou o neodarwinismo

Na década de 1930 a 1940, os novos conhecimentos de genética, vieram juntar-se ao Darwinismo e formaram uma nova corrente de pensamento científico, mais abrangente e que explica as leis que regem o processo evolutivo de Darwin, dando resposta a alguns processos, como a transmissão dos caracteres, que Darwin não conseguiu dar resposta . Esta nova teoria designa-se por neodarwinismo, ou teoria sintética da evolução.

O Neodarwinismo diz que é a SELEÇÃO NATURAL o agente principal da evolução que atua sobre a VARIABILIDADE das populações. E esta variabilidade deve-se a dois fenómenos: MUTAÇÕES e RECOMBINAÇÃO GENÉTICA.

SELEÇÃO NATURAL - tem como princípio que os descendentes de uma espécie que sobrevivem são mais APTOS, são os que herdaram a combinação genética mais favorável à sobrevivência, para um determinado ambiente.

MUTAÇÕES: são alterações no genoma do indivíduo que podem levar ao aparecimento de novas características que poderão ser transmitidas às novas gerações, se estas tiverem ocorrido nas células germinativas (gametas). Explicam as variações hereditárias.

As mutações são uma fonte de variabilidade genética, pois introduzem novos genes, que podem ser favoráveis ou não, no genoma da espécie.

http://ciencia.hsw.uol.com.br/evolucao5.htm

RECOMBINAÇÃO GENÉTICA - ocorre quando na reprodução (sexuada) há mistura de genes dos diferentes indivíduos de uma população. Neste processo ocorrem novos genótipos sem que tenha havido o aparecimento de mutações.

Quando falamos da reprodução sexuada, vimos que há uma série de fenómenos que contribuem para a variabilidade, como seja a meiose, onde ocorre o crossing over (prófase I) e a repartição dos cromossomas homólogos (anáfase I); e na fecundação em que se fundem dois gametas ao acaso, gerados pela meiose dos seus progenitores. Por estes motivos é praticamente impossível gerar dois seres exatamente iguais vindos dos mesmos progenitores.

Cada individuo não evolui isoladamente, a unidade evolutiva é a população. Se uma população não contiver grande diversidade e se estiver muito bem adaptada às condições do ambiente, basta uma pequena alteração a essas condições e essas populações serão eliminadas. Do mesmo modo, uma população com grande diversidade terá maior probabilidade de se adaptar às mudanças.

Diz-se FUNDO GENÉTICO ao conjunto de todos os genes presentes numa população num determinado momento e a evolução corresponde à mudança deste fundo nas populações.

A síntese de teorias deu-se graças aos trabalhos do zoólogo Ernest Mayr, do geneticista Theodosius Dobzhansky, do botânico George Ledyard e do paleontólogo George Gaylord Simpson, que foram os principais autores da teoria moderna da evolução.

Entre as principais publicações que muito contribuíram para a elaboração da teoria moderna da evolução estão o livro “Velocidade e padrão da evolução” de G. G. Simpson e “Variação e evolução em plantas” de Stebbins.

Processos que contribuem para a evolução das espécies

Se uma população for muito numerosa e se todos os indivíduos dessa população tiverem a mesma probabilidade de se reproduzir e se não sofrerem mutações, migrações ou seleção natural, a probabilidade do fundo genético da população evoluir é muito reduzida.

Os factores que promovem a evolução das populações são: mutações, migrações, deriva genética, cruzamentos nao-aleatórios e seleção natural

ver efeitos de gargalo e fundador http://www.ib.usp.br/evosite/evo101/IIID3Bottlenecks.shtml

DERIVA GENÉTICA: Efeito de gargalo

DERIVA GENÉTICA: Efeito fundador

os insectos verdes diminuem drasticamente por mero acaso

imagens adaptadas de: http://my.opera.com/tutoriabiologiaUBAXXI/blog/tutoria-sobre-evolucion

A Seleção natural, como se referiu, atua no fundo genético de uma população, selecionando o conjunto de genes mais vantajosos, tornando os indivíduos mais aptos para o ambiente em que vivem. Assim, a seleção natural pode promover determinado fundo genético ou conduzir à sua alteração. Temos, então, 3 hipóteses de seleção: estabilizadora, direcional e disruptiva.
- Selecção estabilizadora: tende-se a reduzir a variação, criando-se uma população mais homogénea. Acontece nas populações bem adaptadas e onde não se verificam modificações ambientais.
- Selecção direccional: quando ocorrem as mudanças ambientais, os indivíduos selecionados são os que apresentam as características mais vantajosas.
- Selecção disruptiva: exerce-se em mais do que uma direcção, simultaneamente. Esta acção evolutiva da selecção natural pode conduzir ao surgimento de novas espécies.

imagens adaptadas de um gráfico do Manual Biologia 11º, Areal Editores

Formação de uma nova espécie

http://www.ib.usp.br/evosite/history/modsynth2.shtml

Críticas ao Neodarwinismo

A grande crítica a esta corrente prende-se pelo facto de existirem lacunas no registo fóssil que divergem da ideia de Darwin e seguidores que a evolução se dá de forma lenta e gradual. O registo fóssil sugere que há momentos na história de Tera que ocorreu grande diversificação de seres vivos intercalados por momentos mais calmos. Os registos fósseis sugerem que a grande diversificação ocorre de seguida a uma extinção em massa.

Embora não negando a importância das mutações e a seleção natural, os paleontólogos, sugerem uma nova exlicação para a evolução a que se deu o nome de Modelo dos Equilíbrios Perturbados ou Pontuados.

Os autores do modelo são os paleontólogos Niles Eldredge e Stephen Jay Gould.

"Equilíbrio pontuado é uma teoria evolutiva (...1972) que propõe a tese de que as populações passam longos períodos evoluindo de modo lento, sem alterações significativas em suas características, seguidos por períodos de menor duração (períodos rápidos) de grandes mudanças."

fonte http://bioglossa.wikispaces.com/Equil%C3%ADbrio+Pontuado