Evolução

Biologia

08/10/2004 José Donoso
Apostila sobre as teorias evolucionistas.
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TEORIAS EVOLUCIONISTAS

As teorias evolutivas procuram explicar os mecanismos que determinam essa grande variedade de seres vivos. Propõem as teorias evolutivas que os seres vivos são passíveis de modificações e que provavelmente sofrem alterações morfológicas e fisiológicas ao longo dos tempos.
Propõem ainda que as espécies atuais tiveram origem em outras pré-existentes que sofreram modificações com a finalidade de se adaptar às constantes modificações ambientais ocorridas em nosso planeta.

Pode-se concluir portanto que a evolução é o processo através do qual ocorrem mudanças ou transformações nos seres vivos ao longo do tempo, dando origem a espécies novas.
Diversas teorias evolutivas já foram elaboradas, destacando-se entre elas, as teorias de Lamarck, a de Darwin e mais recentemente foi formulada a Teoria Sintética da Evolução também conhecida como Neodarwinismo que é a teoria mais aceita atualmente pelos biólogos.


TEORIA DE LAMARCK


O naturalista Francês Jean-Baptiste Lamarck (1744 - 1829) foi um dos primeiros cientistas a defender e a propor uma teoria sistemática de evolução.
Sua teoria foi expressa com detalhes no livro Filosofia Zoológica, publicada em 1809. Apesar de superada nos dias atuais a teoria de Lamarck foi bastante revolucionária para a época em que foi publicada.
Segundo Lamarck, o mecanismo evolutivo estava baseado em duas leis fundamentais:


Lei do uso e desuso


Supõe que o uso frequente de determinadas partes do organismo conduz a hipertrofia, e o desuso prolongado faz com que se atrofiem.


Lei da transmissão dos caracteres adquiridos


Supõe que as características adquiridas pelo uso ou perdida pelo desuso são transmitidas aos descendentes.
Importância: além de combater o fixismo, teoria corrente na época, foi a primeira hipótese que tentou explicar seriamente a evolução.
Assim, ao longo das gerações, a atuação da seleção natural sobre os indivíduos mantém ou melhora o grau de adaptação destes ao meio.
Erro básico: as características adquiridas não são hereditárias.


TEORIA DE DARWIN


Charles R. Darwin (1809-1882) propôs em 1859, em seu livro A Origem das Espécies suas idéias a respeito dos mecanismos de evolução: A teoria da Evolução através da Seleção Natural.
Segundo esta teoria, os organismos mais bem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência que os menos aptos, deixando um maior número de descendentes. Estes descendentes, melhor, adaptados estariam, portanto, com maiores chances de sobrevivência num ambiente em constantes mudanças.
Os mecanismos de evolução propostos por Darwin podem ser resumidos da seguinte forma:
• Os indivíduos de uma mesma espécie mostram muitas variações, não sendo, portanto, idênticos, entre si.
• Boa parte dessas variações é transmitida aos descendentes.
• Se todos os indivíduos de uma espécie se reproduzissem, as populações cresceriam exponencialmente.
• Como os recursos naturais são limitados, os indivíduos de uma população lutam por sua sobrevivência e de sua prole.
• Portanto, somente alguns, os mais adaptados segundo Darwin sobrevivem e deixam filhos.
Importância: Base da atual teoria da evolução
Erro básico: Não explica a origem das variações

TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO (NEODARWINISMO)


Também chamada de Neodarwinismo esta teoria faz a síntese entre as idéias de Darwin e os novos conhecimentos científicos, especialmente no campo da Genética.
Além da seleção natural o Neodarwinismo reconhece como principais fatores evolutivos a mutação gênica, a mutação cromossômica, a recombinação genética e o isolamento reprodutivo.
O Neodarwinismo só pode ser elaborado após o redescobrimento dos trabalhos de Mendel, em genética e com o aprofundamento do conceito de gene quando foi possível determinar os principais responsáveis pela variedade nos seres vivos.
As mutações e a recombinação genética, fatores que Mendel desconhecia quando elaborou sua teoria.

MUTAÇÕES


A transmissão das características hereditárias se faz de pais para filhos através da reprodução. Nessa ocasião, os cromossomos e o material genético que eles contêm se duplicam e passam à descendência através dos gametas. Embora existam mecanismos para impedir erros na replicação do DNA, eles podem ocorrer, trazendo como resultado modificações nas características que determinam. Esses erros ocorrem subitamente e são chamados de mutações.

TIPOS DE MUTAÇÕES:


• GÊNICAS:
Podem ser definidas como erros no processo de autoduplicação do DNA. A palavra mutação não se restringe a modificações ocorridas em genes (mutação gênica), mas engloba alterações sofridas pelos próprios cromossomos (mutações cromossômicas ). Estas podem envolver o número ou a ordem dos genes nos cromossomos ou, ainda, o próprio número de cromossomos.
As mutações podem ser espontâneas ou provocadas. Não se sabe a causa das mutações espontâneas, e sua frequência é muito baixa
As mutações provocadas são induzidas, por agentes mutagênicos: raios x, radiações beta, gama e ultravioleta, substâncias químicas como o gás mostarda, a colchicina (extraída de um vegetal) e o fenol.
As mutações ocorridas em células germinativas podem ser transmitidas a descendencia. visto que essas células são precursoras dos gametas. As mutações de células somáticas causam nioclificações fenotípicas apenas nos indivíduos que as sofreram, não sendo trasmitidas.


• CROMOSSÔMICAS:
Þ ESTRUTURAIS:
As mutações ou aberrações estruturais são aquelas decorrentes de alterações na forma ou no tamanho de um cromossomo na célula. Elas podem ser de quatro tipos: deficiência, duplicação, inversão e translocação.
- Deficiência ou deleção ocorre quando um cromossomo perde um ou mais genes por quebra. Deficiências muito acentuadas podem ser letais, uma vez que a perda de muitos genes altera profundamente as condições do indivíduo.


- Duplicação consiste na existência de genes repetidos no mesmo cromossomo. Ela decorre da quebra em posições diferentes de cromossomos homólogos, seguida de troca dos peDaços quebrados. Após a troca, um dos cromossomos ficará deficiente e o outro, duplicado.

- Translocação é a quebra seguida da troca de segmentos entre cromossomos. A translocação é simplesseocorrer entre cromossomos
homólogos, situação em que um deles pode ficar deficiente e o outro, duplicado. Fala-se em translocação recíproca quando a troca acontece entre cromossomos não homólogos.


Cromossomos homólogos entre os quais se verificou a translocação heterozigota pareiam-se durante a meiose, formando uma figura com a forma de cruz. Essa forma de pareamento identifica a translocação.


- Inversão é uma mudança de posição em que genes se colocam em ordem inversa àquela que tinham a princípio. Ela decorre da quebra de um segmento de um cromossomo, seguida de rotação de 180° e posterior soldagem.
• Se o segmento invertido possui centrômero, a inversão é chamada pericêntrica.
• Caso a inversão ocorra num segmento sem centrômero, é dita paracêntrica.


Embora nos cromossomos que sofreram inversão persistam os mesmos genes, muitos deles perdem a sua ação. O pareamento de um cromossomo que sofreu inversão com o um homólogo resulta na figura que tem a forma de um laço:


Þ NUMÉRICAS: Existem dois tipos de alterações do número de cromossomos:
* A euploidia é a alteração de todo um conjunto de genomas de uma espécie. Subdivide-se em:
- Haploidia se ocorre a perda de um genoma, disso resultando indivíduos haplóides (n). exemplo:os zangões, machos das abelhas são seres haplóides.
- Poliploidia se houver acréscimo de genoma, é frequeente em vegetais e rara em animais. os poliplóicles pocleiii ser triplóide; (3n), tetraplóides (4n). etc.


* A aneuploidia é a perda ou acréscimo de um ou mais cromossomos de um genótipo, nunca de todo um conjunto haplóide. é chamada:
- monossomia: Perda de um cromossomo (2n -1).
ex: Síndrome de Turner - deficiência de um cromossomo X em mulheres (cariótipo 44A +X0).


- nulissomia: perda de dois cromossomos (2n -2)
- trissomia: Acréscimo de um cromossomo (2n+1)
ex 1: Síndrome de Klinefelter - acréscimo de um cromossomo X em homens (cariótipo 44A+ XXY).


ex 2: Síndrome de Down ou mongolismo - acréscimo de um autossomo ao par 21. Cariótipos: homem (45A + XY), mulher (45A+ XX).


- tetrassomia : Acréscimo de dois cromossomos (2n + 2)


RECOMBINAÇÃO GENÉTICA


É um mecanismo de reorganização dos genes já existentes nos cromossomos.
A principal forma de recombinação genética ocorre durante a reprodução sexuada e se realiza em duas etapas consecutivas:
Gametogênese: Formação dos gametas.
Fecundação: União dos gametas masculino com feminino.


SELEÇÃO NATURAL


É o principal fator evolutivo que atua sobre a variabilidade genética de uma população. A ação da seleção natural consiste em selecionar genótipos mais bem adaptados a uma determinada condição ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para essa condição.

Existem diversas comprovações da atuação da seleção natural e entre elas pode-se citar o caso de melanismo industrial ocorrido com mariposas em regiões industrializada Inglaterra.
Há cerca de um século, as populações de mariposas Biston betularia da Inglaterra eram formadas por indivíduos de cor clara. Muito raramente, apareciam indivíduos escuros (melânicos).
A partir de 1900, nas regiões que se tornaram industrializadas, os tipos escuros tornaram-se comuns, enquanto as formas claras se tornaram raras.

Esse fenômeno ocorre simultaneamente ao escurecimento dos troncos das árvores, impregnados com a fuligem liberada pelas chaminés das fábricas. Os troncos eram anteriormente claros, cobertos por liquens acinzentados.

Assim, um indivíduo menos adaptado em um ambiente pode vir a ser o mais adaptado caso haja uma mudança ambiental.

A ação seletiva dos pássaros sobre as mariposas da espécie Biston betularia pode ser constatada através de diversos trabalhos experimentais desenvolvidos por vários pesquisadores. Mariposas criadas em grandes quantidades foram libertadas sobre troncos de árvores em áreas rurais e urbanas (industrializadas). Observou-se, utilizando-se binóculos e abrigos especiais, que as variedades que não "combinavam" com o fundo claro (zona rurais) estavam mais sujeitas á ação predadora dos pássaros insetívoros.


ESPECIAÇÃO


Processo de formação de novas espécies. As populações de uma mesma espécie que vivem em regiões geográficas diferente, e apresentem conjuntos,gênicos diferentes, constituem raças geográficas ou subespécies de uma espécie.
Se o isolamento geográfico persistir, Os genótipos das duas espécies modificar-se-ão devido ao aparecimento de mutações e recombinações.Com o passar do tempo, as diferenças genéticas aumentam ate que ocorra o isolamento reprodutivo, Isto é, se as duas populações forem unidas ou desaparecer o isolamento geográfico, não ocorrerão mais cruzamentos entre elas. As populações com isolamento reprodutivo passam a constituir duas espécies diferentes.
Assim sendo as populações:


1o Estágio: Uma única população em um ambiente homogêneo.
2o Estágio: Diferenciação do ambiente, migração para novos ambientes produzem diferenciação.
3o Estágio: Modificações posteriores as migrações conduzem ao isolamento geográfico de algumas raças e subespécies.
4o Estágio: Algumas dessas subespécies isoladas se diferenciam–se no tocante a modificações gênicas e cromossômicas que controlam mecanismos de isolamento reprodutivo.
5o Estágio: Modificações no ambiente permitem que populações geograficamente isoladas coexistam novamente na mesma região. Elas agora permanecem distintas por causa das barreiras de isolamento reprodutivo que as separam podem ser reconhecidas como espécies distintas.


OS TIPOS DE ISOLAMENTO REPRODUTIVO


São descritos dois mecanismos de isolamento reprodutivo: pré-zigóticos e pós-zigóticos. Nos dois casos, estabelece-se algum bloqueio no fluxo gênico entre indivíduos de grupos diferentes.

A) Mecanismos pré-zigóticos: são os que impedem o acasalamento e, conseqüentemente, a formação do zigoto.
Os principais tipos são:
1. Sazonal ou estacional: Indivíduos dos dois grupos tornam-se aptos ao acasalamento em diferentes épocas ou estações do ano. Exemplo: grupos diferentes de rãs que vivem numa mesma lagoa, mas não se reproduzem na mesma época.
2. Ecológico: Deve-se à ocupação de ambientes diferentes, em condições naturais. Exemplo: duas espécies de camundongo do gênero Peromyscus, uma vivendo no campo e outra em florestas.
3. Etológico ou comportamental: Devido à existência de diferentes rituais de acasalamento, geneticamente determinados. Exemplo: o tangará-dançarino, cujos machos exibem, um de cada vez, acrobacias no ar para uma fêmea. Ela elege apenas um macho que apresente o ritual satisfatório e não se acasala com machos de outro grupo.
4.Mecânico: Determinada pela existência de diferenças significativas entre os órgãos genitais, tornando inviável a cópula, como ocorre com algumas borboletas. .
5. Isolamento gamético: resulta de um fenômeno fisiológico que impede a sobrevivência dos gametas masculinos de uma população no organismo feminino da outra.

B) Mecanismos pós-zigóticos: Impedem a viabilidade ou o desenvolvimento de descendentes, caso sejam superados todos os mecanismos pré-zigóticos, os mecanismos pós-zigóticos podem ocorrer das duas maneiras relacionadas a seguir:
1. Inviabilidade do híbrido: As diferenças genéticas entre os híbridos de duas populações impedem que os genes trabalhem de forma coordenada e harmoniosa durante o desenvolvimento embrionário. Conseqüentemente, o embrião não completa o desenvolvimento ou então os filhos morrem antes de atingir a idade de reprodução;
2. Esterilidade do híbrido: O híbrido não é capaz de produzir gametas funcionais. Essa dificuldade pode ser causada por falta de homologia entre os cromossomos que prejudica o pareamento dos cromossomos durante a meiose.
3. Degeneração Do F2: Os indivíduos da geração F2 não sobrevivem ou apresentam grandes deformações.


ESPECIAÇÃO SIMPÁTRICA E ALOPÁTRICA


• Espécies simpátricas (Simpátrico, do grego sym,”reunião”; e pátria, “terra natal”): São aquelas que ocupam a mesma região.
• Espécies alopátricas (Alopátrico, do grego alo,”diferente”; e pátria. “terra natal”): Vivem em diferentes regiões, apresentando isolamento geográfico.
As novas espécies surgem quando duas populações ficam isoladas entre si, de modo que não
possa haver intercâmbio genético entre elas. A maneira mais comum de interromper esse intercâmbio é o isolamento geográfico. No entanto, em alguns casos, o intercâmbio de genes pode ser interrompido sem que ocorra este tipo de isolamento; desse modo, podem surgir novas espécies que vivem na mesma área geográfica.
A evolução simpátrica normalmente ocorre com o cruzamento de duas espécies, gerando um híbrido estéril, que, eventualmente, pode produzir gametas anormais diplóides, cuja fusão gera um indivíduo poliplóide, capaz de se reproduzir sexuadamente e constituir uma espécie distinta. Esse processo de formação de novas espécies é denominado hibridização ou hibridação.


FATORES QUE INFLENCIAM A DIVERSIDADE DO AMBIENTE


• SELEÇÃO NORMAL


SELEÇÃO DIRECIONAL: Aumenta a freqüência de indivíduos de um dos extremos da curva normal.


SELEÇÃO ESTABILIZADORA: Aumenta a freqüência de indivíduos com fenótipos intermediários; diminui o, a freqüência de indivíduos Aos extremos A curva normal.


SELEÇÃO DISRRUPTIVA: Aumenta a freqüência dos indivíduos dos dois extremos da curva normal; diminui a freqüência de intermediários.


EVOLUÇÃO E PRINCÍPIO DE Hardy - Weinberg


Enunciado:
Se não houver influência dos fatores evolutivos, a freqüência dos genes de uma certa população continua sempre a mesma isto é; Não varia.


Postulados básicos:
1- A população deve ser suficientemente grande.
2- Deve haver PANMIXIA na população, ou seja, os cruzamentos devem ser ao acaso.
3- A população deverá estar isenta de todos os fatores evolutivos: Nessa população hipotética não está ocorrendo mutação, nem seleção natural, nem migração, nem isolamento ou qualquer outro agente de evolução


Aplicações para o monoibridismo


Freqüência gênica
p = A
q = a
P + q = 1


Freqüência genotípica
P2 = AA
q2 =aa
2pq = 2Aa
p2 + 2pq + q2 = 1


EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO


A evolução encontra argumentos muito fortes a seu favor no estudo comparativo dos organismos como a homologia e a analogia de certos órgãos. Nos órgãos vestigiais, na embriologia e no estudo dos fósseis.


EMBRIOLOGIA


O estudo da embriologia mostra a grande semelhança existente nos embriões de animais de classes diferentes quando nas etapas iniciais do seu desenvolvimento. Á medida que o embrião se desenvolve, surgem características individualizadas e as semelhanças diminuem.

Embriões de vertebrados diversos. Note a grande semelhança nos primeiros estágios do desenvolvimento.


HOMOLOGIA E A IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA


A embriologia e a anatomia comparadas mostram que nossos braços, as patas dianteiras dos vertebrados e as asas das aves têm a mesma origem embrionária. Os órgãos de espécies diferentes que têm a mesma origem embrionária, embora possam ter funções diferentes, são chamados órgãos homólogos. As diferenças entre os órgãos homólogos devem-se à adaptação a ambientes diversos.
Assim, através de um processo chamado, irradiação adaptativa ou evolução divergente, as patas dianteiras dos Mamíferos sofreram modificações, que as adaptaram a diferentes atividades, como correr (cavalo), manipular objetos (homem), nadar (baleia), cavar (tatu) e até voar (morcego). Portanto, a presença de órgãos homólogos serve para mostrar o grau de parentesco entre diversos grupos aparentemente diferentes, servindo também como uma evidência a favor da evolução: se as espécies tivessem surgido separadamente, não haveria motivo para esperarmos semelhanças entre órgãos de funções diferentes.


ANALOGIA E EVOLUÇÃO CONVERGENTE


A embriologia e anatomia comparadas mostram também que as asas dos insetos e as das aves têm origem embrionária diferente, embora desempenhem a mesma função. Trata-se, neste caso, de órgãos análogos.
Assim, o fato de aves e insetos terem asas não significa que haja parentesco entre eles. Indica apenas um fenômeno de convergência ou evolução convergente, ou seja, que dois seres não-relacionados resolveram de forma semelhante os problemas de adaptação ao mesmo tipo de ambiente. Outro exemplo de convergência é dado pelo formato do corpo e outras adaptações à vida aquática de animais tão diversos quanto o golfinho, ictiossauro (réptil fóssil) e o tubarão.


ÓRGÃOS VESTIGIAIS


São estruturas pouco desenvolvidas em alguns grupos, geralmente sem função, mas em outros aparecem desenvolvidas e funcionais, revelando a existência de um parentesco evolutivo entre eles.
Exemplos na espécie humana:
- O cóccix que é um vestígio da cauda observada em outros animais como o macaco.
- O apêndice vermiforme que é bem desenvolvido em alguns animais (coelho) e atrofiado no homem.


FÓSSEIS


Os fósseis são restos de seres vivos de épocas passadas ou qualquer vestígio deixado por eles. Os fósseis permitem que sejam feitas comparações entre seres que existiram há milhares de anos atrás e os seres vivos, atuais.


CO-EVOLUÇÃO (CO-ADAPTAÇÃO)
Quando duas ou mais populações interagem, de tal modo que cada uma constitui importante força seletiva para a outra ocorre ajustamento simultâneo.
Exemplos:
• Um dos mais importantes, em termos de número de espécies e de indivíduos implicados, foi a co-evolução das flores e seus polinizadores.
• Outro; exemplos incluem o caso do morcego e da mariposa noctuída, o das formigas e seus jardins de fungos.

Última atualização deste item: Sex, 02 de Outubro de 2009 14:24
José Donoso

José Donoso

Professor de Biologia em Aracaju/SE.

Comentários  

 
0 #4 rayan lima 09-12-2013 22:33
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-1 #3 Lucas Filho 21-03-2012 17:20
Prof. José Donoso,

Vamos brincar de genética? Se o senhor soubesse "criar" o DNA - que está presente em todos os seres vivos e são até certo ponto bem parecidos. O senhor então criaria um DNA de cada animal do zero (já tendo a base pronta) ou usaria parte dele para definir uma nova espécie?

Outra questão, o senhor deve saber que as os seres vivos tem em seus organismos um conjunto de órgãos e estes devem ser criados e estarem funcionando ao mesmo tempo para que tudo ocorra, ou seja, a vida. Pois bem, se tudo deve ser criado ao mesmo tempo, como uma única célula - que veio do nada e por acaso, conseguiu evoluir para seres com inteligência e sentimentos como nós seres humanos? E se vinhemos de tal modo porque hoje não conseguimos reproduzir isto novamente com tanta ciência?

Aguardo resposta.
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0 #2 Marcos Eli Rodrigues de Andrad 06-05-2010 22:36
Poderia me responder porque o fator funcional é conhecido também como fator adaptativo na evolução dos seres vivos?
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+1 #1 anna 23-11-2009 21:34
gostei bastante muito esclarecedor !
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