EVOLUÇÃO BIOLÓGICA
EVOLUÇÃO BIOLÓGICA
Criacionismo
Teoria segundo a qual as espécies vegetais e animais
foram criadas independentemente umas das outras.
O Criacionismo apoia-se geralmente na interpretação
do primeiro capítulo da Bíblia, o livro do Genesis.
As espécies seriam, segundo esta teoria, unidades
imutáveis que, num mundo também estático, surgiam
independentemente umas das outras.
Fixismo
Teoria bem aceita no século XVIII, propunha na biologia que
todas as espécies foram criadas tal como são, e permaneceriam
assim, imutáveis, por toda sua existência, sem que jamais
ocorressem mudanças significativas na sua descendência.
Um dos maiores defensores do fixismo foi o naturalista francês
Georges Cuvier.
“Nada em Biologia faz sentido, senão à luz da
evolução.”
Theodosius Dobzhansky
Evolucionismo
O pensamento transitou gradualmente
para uma visão evolucionista, isto é,
admite-se que as espécies se alteram de
forma longa e gradual ao longo do
tempo, originando outras espécies.
As espécies evoluem a partir de outras
espécies preexistentes.
Evolucionismo
O evolucionismo admite a
existência de mudanças
progressivas nos seres vivos a
partir de ancestrais comuns, e
são essas mudanças que, ao
longo do tempo geológico, vão
dar origem à diferentes espécies.
Evolução orgânica
Teoria que diz que os seres vivos
se modificam com o passar do
tempo para continuarem
adaptados ao meio em que vivem
e que muda constantemente.
Principais teorias evolucionistasLamarckismo (Jean-Baptiste Antoine de Monet )
Cavaleiro de Lamarck
Evolucionismo/
LAMARCKISMO
A primeira teoria explicativa sobre os
mecanismos de evolução, fundamentada,
surge em 1809 por Jean-Baptiste Pierre
Antoine de Monet, cavaleiro de Lamarck.
Por essa razão ficou conhecida como
Lamarckismo.
O Lamarckismo surgiu numa altura em
que as teorias fixistas eram ainda muito
fortes.
Lamarckismo
Foi a primeira teoria
explicativa coerente
evolucionista.
As ideias lamarckistas
resumiam-se em duas
leis:
Lei do uso e desuso;
Lei da herança dos
caracteres adquiridos.
Lamarckismo Adaptação
Segundo Lamarck, os seres
vivos possuiriam a capacidade
de desenvolverem
características estruturais ou
funcionais que lhes permitissem
sobreviver e reproduzir-se num
determinado ambiente.
As modificações que levam
à adaptação são explicadas
pela Lei do Uso e do
Desuso.
Lamarckismo
Por outras palavras o
Lamarckismo defendia que se
um órgão fosse muito utilizado
então ele desenvolver-se-ia,
tornando-se mais
forte/vigoroso/maior tamanho.
Caso contrário se um
determinado órgão não fosse
usado ele degenerava e
desaparecia.
• Lei do uso ou desuso.
• Lei da herança (transmissão) dos caracteres
adquiridos.
“ Lamarck foi o primeiro a tirar conclusões
excitantes, que despertaram minha atenção.
Esse tão justamente celebrado naturalista foi
o primeiro a prestar o eminente serviço de
chamar a atenção sobre a possibilidade de
todas as mudanças do mundo orgânico, e
mesmo do inorgânico, serem resultado de
leis naturais, e não de interferências
milagrosas.”
Charles Darwin
Darwinismo (Charles Robert Darwin)
Viagem de Darwin (1831-1836)
Darwinismo As teorias evolucionistas
sofreram novo impulso
quando em1831,
Charles Darwin,
embarcou no HMS
Beagle.
Nesta viagem que durou
4 anos e 9 meses,
Darwin recolheu
informação que
fundamentaria a mais
importante teoria
evolucionista.
Darwinismo
Ainda relacionado com dados
geológicos, Darwin observou inúmeros
fósseis.
Observou nos Andes, a milhares de
metros de altitude, conchas de animais
marinhos.
Ao observar estes fósseis e de acordo
com os dados geológicos, Darwin
pensou que tal como a própria Terra
sofreu mudanças graduais e lentas,
então talvez a Vida poderia ter sofrido
mudanças lentas e graduais e,
inicialmente, imperceptíveis, mas que
com o tempo acabariam por ter
significado.
Darwinismo Dados da Biogeografia
Darwin verificou que algumas
espécies assumem aspectos
bastante exóticos, bem como a
constatação de que a fauna e a
flora diferem de continente para
continente e das montanhas para
os desertos.
Nas Galápagos, um arquipélago a
1000km da costa do Equador,
Darwin ficou particularmente
interessado nas tartarugas e nos
tentilhões.
Darwinismo
Darwin verificou que
existem sete variedades de
tartarugas gigantes nas
ilhas Galápago.
Cada uma delas existe
numa ilha diferente, e
apesar de apresentarem
diferenças, estes animais
são extraordinariamente
semelhantes entre si, o que
fez Darwin pensar que
tenham tido uma origem
comum.
A teoria de Darwin pode ser resumido nos seguintes
pontos:
Os seres vivos, mesmo os da mesma espécie, apresentam variações
entre (variabilidade);
Em cada geração, uma determinada percentagem dos indivíduos é
naturalmente eliminada, porque se estabelece ente eles uma “luta pela
sobrevivência”, devido à competição por alimento, espaço…;
Sobrevivem os indivíduos que estiverem mais adaptados, a natureza
permite apenas a sobrevivência dos indivíduos mais aptos, ocorre assim
uma selecção natural (sobrevivência do mais apto);
Indivíduos mais aptos, vivem mais tempo e reproduzem-se mais,
transmitindo em maior quantidade as suas características, por sua vez os
menos aptos reproduzem-se menos.
Reprodução diferencial.
A acumulação das pequenas variações, determina, a longo prazo, a
transformação e o aparecimento de novas espécies.
• O Darwinismo pode ser enunciado em três
conclusões, apoiadas em quatro observações:
Observação 1 – As populações naturais tendem a
crescer rapidamente, pois o potencial
reprodutivo dos seres vivos é muito grande.
Observação 2 – O tamanho das populações
naturais mantém-se relativamente constante ao
longo do tempo, sendo limitado pelo ambiente.
Observação 3 – Os indivíduos de uma população
diferem quanto a diversas características,
inclusive aquelas que influem na capacidade de
explorar com sucesso os recursos naturais e
deixar descendentes.
Observação 4 – Grande parte das
características apresentadas por uma
geração é herdada dos pais.
Conclusão 1 – A cada geração morre
grande número de indivíduos, muitos sem
deixar descendentes.
Conclusão 2 – Os indivíduos que
sobrevivem e se reproduzem, a cada
geração, são preferencialmente os que
apresentam determinadas características,
relacionadas com a adaptação às
condições ambientais (Seleção Natural).
Conclusão 3 – Uma vez que, a cada
geração, sobrevivem os mais aptos, eles
tendem a transmitir aos descendentes as
características relacionadas a essa maior
aptidão para sobreviver, isto é, essa maior
adaptação. Em outras palavras, a seleção
natural favorece, ao longo das gerações
sucessivas, a permanência e o
aprimoramento de características
relacionadas à adaptação.
Influências importantes
Thomas R. Malthus (1766 – 1834)
• “O poder da população é infinitamente
maior que o poder da terra de produzir os
meios de subsistência para o homem. A
população, se não encontra obstáculos,
cresce de acordo com uma progressão
geométrica. Os meios de subsistência
aumentam de acordo com uma
progressão aritmética.”
Alfred Russel Wallace (1823 – 1913)
- Obteve as mesmas conclusões de Darwin
(de que as espécies se modificam por
seleção natural), estudando aves
amazônicas e asiáticas.
• Além das observações que culminaram na
teoria de Seleção Natural, Darwin
observou que:
• As espécies se modificam gradualmente,
pelo surgimento de novas características
(apomórficas), a partir de características
ancestrais (plesiomórficas).
• Novas espécies podem surgir, a partir de
uma espécie ancestral.
LAMARK X DARWIN
Lacuna da teoria
Por quê??
Neodarwinismo ou teoria
moderna da evolução ou
teoria sintética da evolução
NEODARWINISMO
Pontos básicos da teoria moderna:
a) As variações de uma espécie dependem de mutações.
b) As mutações ocorrem ao acaso.
c) A luta pela vida dá-se entre os indivíduos e o meio
ambiente.
d) Da luta pela vida, resulta a seleção natural dos mais
aptos ou adaptados às condições do meio.
e) O isolamento geográfico ou sexual impede que as
características do tipo novo misturem-se com as
características do tipo primitivo.
NeoDarwinismo(Teoria Sintética da Evolução /
Teoria Moderna da Evolução)
Baseado na reinterpretação do Darwinismo
à luz dos conceitos de genética sobre a
hereditariedade e a variabilidade
intraespecífica.
Princípio fundamental:
- A evolução pode ser explicada pelas
mutações e pela recombinação gênica,
orientadas pela seleção natural.
Tipos de seleção
. Estabilizadora – tipo de seleção em que
os indivíduos “médios” são favorecidos,
enquanto há uma seleção negativa para
os indivíduos que apresentam
características extremas.
Ex. – pressão arterial, biometria fetal,...
. Direcional – Quando ocorrem mudanças
ambientais e um fenótipo antes
desfavorável passa a ser favorecido, fala-
se em seleção direcional.
Ex. – Seleção de bactérias resistentes a
antibióticos, seleção de mariposas pós-
revolução industrial.
. Disruptiva (diversificadora) – favorece os
indivíduos portadores de características
extremas em uma curva normal, enquanto
os indivíduos “médios” levam
desvantagem.
Ex. – sementes pequenas e sementes
grandes teriam vantagem sobre as
sementes médias em função dos tipos de
animais dispersores que se alimentam
delas.
. Sexual - indivíduos com certas
características obtém parceiros mais
facilmente (ornamentais, comportamentais
ou estar relacionadas ao tamanho dos
organismos);
. Artificial - é realizada intencionalmente
por criadores de animais e plantas ou
ainda outros seres vivos como
protozoários ou bactérias (manipulação),
os quais selecionam indivíduos com
características desejáveis.
• Por quê os animais dotados dos melhores atributos
relacionados à seleção sexual, nem sempre são os que
possuem maior sucesso reprodutivo?
ESPECIAÇÃO
COMO SE FORMAM NOVAS
ESPÉCIES???
Entende-se que a diversidade de seres vivos é
resultante de processos evolutivos e que esses
processos ocorrem por anagênese e por
cladogênese.
ANAGÊNESE – processo em que uma espécie se diferencia
gradualmente em outra ao longo do decorrer dos anos.
CLADOGÊNESE – uma espécie ancestral da origem a duas
ou mais espécies passando pelas etapas descritas no
neodarwinismo.
Especiação por CLADOGÊNESE
1.° Uma população A vive em um ambiente homogêneo.
2.° Uma modificação ambiental provoca a migração da população para
ambientes diferentes. Assim, a população A divide-se em A1 e A2, que
migram para ambientes diferentes.
3.° Isoladas geograficamente e submetidas a pressões seletivas
diferentes, tais populações passam a constituir raças geográficas ou
subespécies.
4.° Com o passar do tempo, aumenta a diferenciação genética entre A1
e A2, provocando isolamento reprodutivo.
5.° As raças A1 e A2 voltam a se reunir na mesma região, mas, devido
ao isolamento reprodutivo, elas não se misturam. A1 e A2 são
reconhecidas como espécies distintas.
RESUMINDO...
PROCESSO DE FORMAÇÃO DE NOVAS ESPÉCIES:
ISOLAMENTO GEOGRÁFICO + MUTAÇÕES + RECOMBINAÇÃO GÊNICA +
IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA + DERIVA GÊNICA + SELEÇÃO NATURAL +
ISOLAMENTO REPRODUTIVO = NOVAS ESPÉCIES.
Existe dois tipos:
•ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA – ACONTECE COM ISOLAMENTO
GEOGRÁFICO DA ESPÉCIE ANCESTRAL, PODENDO SER PERIPÁTRIA
(TAMANHOS DISTINTOS);
•ESPECIAÇÃO SIMPÁTRICA – OCORRE DIVERGÊNCIA GENÉTICAS
ENTRE INDIVÍDUOS QUE VIVEM EM UMA MESMA ÁREA GEOGRÁFICA,
SEM ISOLAMENTO GEOGRÁFICO, PODENDO SER PARAPÁTRIA COM
FLUXO GÊNICO E HÍBRIDOS.
PRINCIPAIS CONCEITOS
Isolamento geográfico — a separação física de subpopulações de uma
espécie. As barreiras que isolam as subpopulações podem ser o rio que
corta uma planície, um vale que divida dois planaltos ou um braço de mar
que separe ilhas e continentes.
Diversificação gênica — a progressiva diferenciação do conjunto
gênico de subpopulações isoladas. A diversificação gênica é provocada
por dois fatores: pelas mutações, que introduzem alelos diferentes em
cada uma das subpopulações isoladas e pela seleção natural, que pode
preservar conjuntos de genes em uma das subpopulações e eliminar
conjuntos similares em outra que vive em ambiente diverso.
Isolamento reprodutivo — resulta da incapacidade, total ou parcial, de
membros de duas subpopulações se cruzarem, produzindo
descendência fértil. Em geral, depois de um longo período de isolamento
geográfico, as subpopulações se diferenciam tanto que perdem a
capacidade de cruzamento entre si, tornando-se reprodutivamente
isoladas.
MECANISMOS DE ISOLAMENTO REPRODUTIVO
1. Pré-zigóticos – Impedem o contato sexual entre as espécies,
logo não há união de gametas.
Habitacional – Espécies localizam-se em hábitats diferentes.
Sazonal – Espécies possuem períodos reprodutivos em diferentes estações do
ano.
Etológico – Diferenças de comportamento impedem os rituais de
acasalamento.
Mecânico – Diferenças estruturais nos órgãos reprodutores impedem a
fecundação.
2. Pós-zigóticos – O zigoto é formado, mas os híbridos perdem
ou reduzem a fertilidade ou viabilidade de seus descendentes.
Inviabilidade do híbrido – O híbrido é abortado ou nasce com anomalias e
morre.
Esterilidade do híbrido – O híbrido nasce estéril.
Degradação de F2 – Primeira geração fértil e Segunda Estéril ou Inviável.
PROVAS DA EVOLUÇÃO
EVIDÊNCIAS PALEONTOLÓGICAS – FÓSSEIS
EVIDÊNCIAS EMBRIOLÓGICAS – EMBRIÕES
EVIDÊNCIAS MOLECULARES – DNA
EVIDÊNCIAS ANATÔMICAS – Anatomia comparada entre as
espécies:
- Órgãos homólogos
- Órgãos análogos
- Órgãos vestigiais ou rudimentares
PROVAS DA EVOLUÇÃO
Os fósseis são prova da evolução
• Registros fósseis.
DATAÇÃO DOS FÓSSEIS
• CARBONO 14 – meia vida de 5740 anos.
datação de fósseis de até 50 mil anos;
• URÂNIO 235 – meia vida de 700 milhões
de anos.
• POTÁSSIO 40 – meia vida 1,3 bilhão de
anos.
PRINCÍPIO DA DATAÇÃO
Baseia –se no fato que a quantidade do isótopo
radioativo presente no seres vivos atuais deve ser igual
a presente nos seres do passado e que está quantidade
diminui em decorrência da meia vida do isótopo. Desta
forma pode-se saber a idade do fóssil ou da rocha onde
ele foi encontrado.
• Semelhanças embriológicas
“A ontogenia repete a filogenia.”
PROVAS DA EVOLUÇÃO
• Semelhanças moleculares
Ex.: citocromo c – Similares entre humanos e
outros animais:
Chimpanzé (igual) / alguns tipos de baleias
(diferem em 8 aminoácidos) / aves (diferem em
13 aminoácidos) / alguns peixes (diferem em
20 aminoácidos) / alguns fungos (diferem em
41 aminoácidos).
PROVAS DA EVOLUÇÃO
• ÓRGÃOS VESTIGIAIS
Estruturas atrofiadas e sem função evidente
PROVAS DA EVOLUÇÃO
• Estruturas vestigiais
ANATOMIA COMPARADA
PROVAS DA EVOLUÇÃO
• Semelhanças funcionais (Analogia)
Órgãos análogos = estruturas que
apareceram de forma independente
em diferentes grupos de
organismos.
Exemplo de Convergência
evolutiva
Convergência
• Semelhanças anatômicas / (homologia).
Comparação entre os esqueletos dos
membros anteriores de alguns
vertebrados= órgãos homólogos
Mesma origem embrionária, Exemplo de Divergência
evolutiva
• A diversificação funcional de órgãos
homólogos acarreta a divergência evolutiva
(irradiação adaptativa).
CONVERGÊNCIA ADAPTATIVA
Órgãos análogos
E
DIVERGÊNCIA ADAPTATIVA
Órgãos homólogos
• A analogia pode ser o fator explicativo para a
convergência evolutiva (adaptativa).
Adaptação divergente ou Irradiação adaptativa – As
adaptações divergentes são processos realizados por
espécies próximas que vivem em meios ambientes
diferentes, o que leva à formação de formas extremamente
distintas.