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DESCRIÇÃO As evidências do processo evolutivo e dos mecanismos de macro e microevolução, sua associação com fatores ambientais, a construção do pensamento evolucionista e a mudança do paradigma fixista para o transformista. PROPÓSITO Compreender a evolução e seus mecanismos, nas escalas micro e macro, por meio das evidências do processo evolutivo e sua relação com a origem de tamanha diversidade de vida na Terra, a partir de um ancestral comum. OBJETIVOS MÓDULO 1 Compreender o processo evolutivo MÓDULO 2 Distinguir as diferentes teorias evolutivas INTRODUÇÃO Estima-se que existam dezenas de milhões de espécies no planeta, muitas delas ainda não descobertas pela Ciência. A explicação para tal diversidade de seres vivos vem da evolução, ou evolução biológica, que é o processo de modificação dos seres vivos através das gerações. Antigamente, acreditava-se que as espécies eram fixas e imutáveis, e que tinham sido criadas como as conhecemos atualmente. Cientistas importantes, como Lamarck e Darwin, contribuíram com suas ideias e teorias para o nosso entendimento da evolução das espécies. Atualmente, sabemos que as espécies são mutáveis e que todos os seres vivos, inclusive os humanos, descendem de um ancestral comum. A partir desse ancestral comum, a diversidade de vida na Terra se originou ao longo de bilhões de anos de evolução. A partir de agora, vamos entender como se dá o processo de evolução das espécies, conhecer as evidências e os mecanismos envolvidos nesse processo. Ainda, vamos entender como se deu a construção do pensamento evolucionista e conhecer algumas importantes teorias da evolução. A evolução é um processo natural que ocorre desde que a primeira forma de vida surgiu no planeta, e continua ocorrendo agora, neste exato momento, dando origem a novas espécies. Neste conteúdo, você também verá como os fatores ambientais atuais afetam a evolução das espécies. MÓDULO 1 Compreender o processo evolutivo CONCEITO DE EVOLUÇÃO A evolução, ou evolução biológica, é o processo de modificação dos seres vivos que envolve descendência por meio da herança genética. Seguindo a ideia da evolução, todos os seres vivos descendem de um ancestral comum, do qual toda a diversidade de vida na Terra se originou ao longo de bilhões de anos de evolução — desde bactérias até plantas, fungos, peixes e seres humanos. Em outras palavras, para haver evolução, tem de haver modificações genéticas nos indivíduos que são transmitidas de uma geração para a outra, dos parentais para os seus descendentes, seguindo as bases da hereditariedade. A evolução da vida na Terra não é um processo linear e unidirecional, levando ao aumento de complexidade, mas sim um processo ramificado no qual todos os seres vivos estão conectados. Para entendermos melhor essa ideia, basta pensar que a história da evolução dos seres vivos pode ser representada por meio de uma árvore e suas ramificações. As ramificações da árvore – árvore genealógica ou árvore evolutiva – representam as relações de ancestralidade e descendência entre os seres vivos: Imagem: Shutterstock.com Árvore da vida mostrando o relacionamento a partir dos protistas. ATENÇÃO É importante entendermos também que evoluir não significa tornar-se mais complexo ou mais forte, não significa ganhar uma característica ou desenvolver determinada estrutura. Evoluir pode significar, em muitos casos, tornar-se mais simples, perder uma característica ou estrutura que não tinha função ou que provocava um grande gasto de energia para sua manutenção, ou ainda, que causava alguma desvantagem para aquela espécie. Da mesma forma, há de se ter cautela com os termos “primitivo” versus “mais evoluído”, em seu lugar devemos utilizar os termos “basal” ou “ancestral” versus “derivado”. Por exemplo: EXEMPLO Os musgos e as esponjas são grupos de organismos que possuem estruturas consideradas menos complexas do que as de seus parentes mais próximos. A seguir, vamos conhecer esses organismos que são bem adaptados aos seus ambientes e possuem as características necessárias para sobreviverem e se reproduzirem ali. Foto: Shutterstock.com À esquerda os musgos e à direita uma Angiosperma. MUSGOS Os musgos são plantas basais, as primeiras que ocuparam o ambiente terrestre, não apresentam raízes verdadeiras, nem vasos condutores de seivas, por isso são plantas de pequeno porte, sem caule lignificado (lenhoso), também não apresentam flores e nem sementes. Essas plantas basais não desapareceram com o surgimento de plantas mais derivadas, como as angiospermas (ou plantas com flores), que apresentam todas essas características mencionadas. Foto: Shutterstock.com Esponjas, seres sésseis, representantes do grupo dos poríferos. ESPONJAS As esponjas, por sua vez, estão entre os animais basais, não possuem tecidos verdadeiros, músculos, sistema nervoso ou órgãos diferenciados. São seres sésseis, filtradores e em forma de tubo, com uma abertura na extremidade e paredes porosas. As esponjas não desapareceram para dar origem a lagostas ou tubarões, que são animais mais derivados. Musgos, angiospermas, esponjas, lagostas e tubarões sobreviveram por milhões de anos e continuam na Terra testemunhando o processo ramificado, e não linear, da evolução da vida. MECANISMOS DA EVOLUÇÃO Dentre os mecanismos básicos envolvidos na evolução, é importante entendermos os que seguem: Mutação Imagem: Shutterstock.com Sequência de DNA (A- Adenina, G- Guanina, T- Timina e C- Citosina). As mutações são fontes de variação genética; é quando ocorre a mudança na sequência de DNA do genoma de um ser vivo. Mutações aleatórias ocorrem naturalmente no genoma dos seres vivos, inclusive no nosso. Podem ser causadas, dentre outros fatores, por erros durante a divisão celular, por exposição aos raios ultravioleta, à radiação ionizante ou a agentes químicos. javascript:void(0) RADIAÇÃO IONIZANTE É a radiação com altos níveis de energia, capazes de alterar o estado físico de um átomo e causar a perda de elétrons, tornando-os eletricamente carregados; processo chamado ionização. O primeiro passo para a evolução acontece com o surgimento de uma mutação aleatória, que ocorre ao acaso. Essa mutação pode ser: FAVORÁVEL Quando traz uma vantagem àquele indivíduo que a possui e provavelmente será passada aos seus descendentes DESFAVORÁVEL Quando traz uma desvantagem e, logo, não será passada aos descendentes já que este indivíduo terá menos condições de sobreviver e gerar descendentes; ou NEUTRA Como é o caso de grande parte das mutações, quando não influenciam a aptidão do indivíduo e não causam alteração no seu fenótipo, pois ocorrem em regiões não codificadoras do genoma. Seleção natural A seleção natural atua exatamente na variação genética presente no genoma de um indivíduo, que é fruto da ocorrência de uma mutação, por exemplo. Essa variação genética, ou mutação, permite que indivíduos adquiram uma vantagem sobre os outros, assim eles irão sobreviver, reproduzir-se com mais sucesso em seu ambiente e gerar mais descendentes na próxima geração, em comparação com os outros indivíduos da população que não possuem determinada mutação. A seleção natural não é aleatória, não acontece por acaso, como nas mutações. ATENÇÃO Ainda, é importante termos em mente que um ser vivo não pode optar por se adaptar ao ambiente ou à determinada condição ambiental. Primeiro, a mutação deve surgir ao acaso no genoma de um indivíduo para que, depois, a seleção natural atue, beneficiando, então, o indivíduo com a variação genética que existe. Deriva genética A deriva genética também é considerada uma das grandes promotoras da evolução e diversidade. Em 1968, o cientista Motoo Kimura propôs uma explicação alternativa à seleção natural. Com isso, nem toda variação genética dentro de populações seria resultado de seleção natural ou poderia ser considerada vantagem ou desvantagem. Para o cientista, a maior parte da variaçãoentre os organismos é produto da sorte, de uma força aleatória ou randômica, a deriva genética. Ela promove alterações aleatórias na composição genética de uma população ou, mais especificamente, nas frequências alélicas de uma população, que é a frequência em que um alelo aparece em uma população. Imagem: Shutterstock.com EXEMPLO Um mesmo gene que controla a cor das pétalas de uma flor apresenta um alelo dominante ‘A’ para a cor amarela e um alelo recessivo ‘a’ para a cor branca. Caso todos os alelos da população de plantas sejam ‘a’, a frequência do alelo ‘a’ naquela população será 100%. Basicamente, genes de indivíduos são passados para as próximas gerações ao acaso, sem que eles sejam necessariamente os indivíduos mais bem adaptados ou mais saudáveis, por exemplo. A deriva genética ocorre nas populações de seres vivos em geral, sendo mais intensa em populações pequenas, com menor número de indivíduos, nas quais mudanças ao acaso podem gerar maiores impactos. Não é possível prever a direção da mudança na composição genética de dada população causada pela deriva genética, ela sempre ocorre ao acaso. Por isso, é comparada ao rumo de um barco abandonado à deriva. EXEMPLO Pense em uma população com 100 indivíduos de uma espécie de planta: 10 com flores roxas, 10 com flores brancas e 80 com flores amarelas. Essas cores não trazem nenhuma vantagem ou desvantagem às plantas, todas têm a mesma probabilidade de se reproduzir. Agora, imagine que um incêndio natural matou 60 plantas com flores amarelas, por acaso. Sobraram então 20 plantas com flores amarelas, 10 com flores roxas e 10 com flores brancas. Por puro acaso, agora somente metade da população de plantas tem flores amarelas. Isso é a deriva genética. Fluxo genético O fluxo genético se refere ao movimento de genes dentro de uma população e entre diferentes populações, devido às migrações de indivíduos. É uma fonte muito importante de variação genética, pois pode transportar novos genes de uma população para a outra. Além disso, o fluxo genético permite que populações de uma espécie que estão distantes geograficamente uma das outras sejam geneticamente similares. EXEMPLO Imagem: Shutterstock.com O pólen de muitas espécies de plantas é transportado entre populações distantes entre si por meio de seus polinizadores. EVIDÊNCIAS DO PROCESSO EVOLUTIVO O estudo da evolução dos seres vivos depende de conhecimentos múltiplos vindos de diversas áreas, como: Anatomia Biogeografia Biologia celular Bioquímica Genética Paleontologia Sistemática filogenética Quando estudamos a evolução das espécies, geralmente tentamos desvendar processos e eventos históricos que ocorreram num passado distante e que, ao longo de bilhões de anos, produziram modificações nos seres vivos. RESUMINDO Ou seja, é muito difícil para nós, humanos, testemunharmos a evolução ocorrendo diante de nossos olhos, pois nossa escala de tempo é outra quando comparada à escala de tempo do planeta Terra e ao tempo necessário para que as mudanças nos organismos ocorram e sejam passadas às próximas gerações. Salvo raras exceções, como no caso das bactérias ou de outros seres vivos com tempo de geração curto, é difícil, durante nossa existência, acompanharmos o processo evolutivo das espécies. Porém, é possível investigar e compreender a evolução a partir dos rastros e evidências disponíveis para nós atualmente. São fontes de evidências do processo evolutivo os fósseis, a embriologia comparada, a anatomia comparada e os órgãos vestigiais, conforme veremos a seguir: FÓSSEIS Foto: Shutterstock.com Fóssil de dinossauro. São evidências de seres vivos que habitaram a Terra em épocas geológicas diferentes da que vivemos atualmente, ou seja, datam de mais de 12 mil anos atrás. São considerados fósseis tanto os ossos inteiros de um dinossauro, por exemplo, assim como pequenas partes de seu corpo ou seus rastros. Fósseis também podem ser simples impressões ou marcas de um ser vivo em rochas, pegadas, fezes (conhecido como coprólito) ou partes destes seres vivos, como pólen, madeira, sementes, dentes. Foto: Shutterstock.com Impressões fósseis de trilobitas. Foto: Shutterstock.com Fóssil de inseto em âmbar. Além disso, apesar de bem menos frequente, alguns seres vivos podem ser fossilizados inteiros, como insetos preservados em âmbar ou mamíferos da era do gelo mumificados naturalmente em ambientes frios e secos. Os registros fósseis fornecem informações não só sobre o ser vivo que foi fossilizado, mas também sobre seus hábitos alimentares, seu tamanho e padrão de crescimento, sua reprodução, entre outras características. Também podem indicar como eram os ambientes naturais do passado — a partir do estudo de grãos de pólen fósseis encontrados em diferentes estratos de sedimento, florestas do passado podem ser reconstruídas, incluindo seu clima. Imagem: Shutterstock.com Grão de pólen visto em microscópio. Imagem: Shutterstock.com Fósseis de amonitas. Os fósseis podem indicar, ainda, interações entre os diferentes seres vivos — os vestígios da mordida de dinossauros aquáticos em rochas cobertas por amonitas, por exemplo, revelou aos cientistas uma possível interação predador-presa entre esses organismos. O QUEBRA-CABEÇAS DA EVOLUÇÃO DA VIDA NA TERRA Assista a este vídeo para conhecer como os fósseis de plantas, mamutes e humanos revelam detalhes das partes do quebra-cabeças da evolução da vida na Terra. EMBRIOLOGIA COMPARADA A embriologia comparada estuda o desenvolvimento embrionário dos seres vivos de forma comparativa, ou seja, tem foco no desenvolvimento dos seres vivos nos seus primeiros estágios de vida. Seres vivos que possuem uma história evolutiva próxima podem apresentar desenvolvimento embrionário mais semelhante entre si. A comparação dos estágios embrionários de diferentes grupos de seres vivos também constitui uma interessante fonte de evidência evolutiva, porque quanto mais desenvolvido um ser vivo, quanto mais perto da sua fase adulta, mais características individuais e particulares das espécies aparecem, diminuindo assim as semelhanças encontradas nas fases iniciais de desenvolvimento. EXEMPLO Um bom exemplo é a comparação das fases iniciais da embriologia dos grupos de vertebrados. Repare que, no início do desenvolvimento, todos os embriões possuem basicamente e mesma estrutura; conforme se desenvolvem, as diferenças começam a ser notadas. Imagem: Shutterstock.com Comparação dos estágios embrionários entre os diferentes grupos de vertebrados. ANATOMIA COMPARADA Da mesma forma, a anatomia comparada é uma fonte adicional de evidências do processo evolutivo. Entenda a diferença entre a anatomia e a anatomia comparada. A anatomia é o ramo da ciência que estuda as estruturas internas e externas dos seres vivos, seus órgãos e sistemas (ex.: reprodutivo, digestivo, respiratório). Já a anatomia comparada estuda a anatomia dos diferentes seres vivos de forma comparativa. Tais estudos comparativos podem revelar homologias e analogias. Vamos entender melhor esses dois conceitos a seguir. Os seres vivos mais proximamente relacionados entre si vão compartilhar características similares. Imagem: Shutterstock.com Os membros anteriores de humanos, felinos, baleias e morcegos são estruturas homólogas. CARACTERÍSTICAS HOMÓLOGAS A homologia (Do grego, homo = igual e logos = estudo) trata do estudo de partes iguais ou similares, que apresentam ancestralidade comum. Assim, características homólogas são aquelas que apresentam a mesma origem e geralmente funções diferentes como, por exemplo, os membros anteriores de humanos, felinos, baleias e morcegos. Essas estruturas têm a mesma origem, compartilham o mesmo conjunto de ossos, mas exercem funções diferentes, relacionadas a diferentes estilos de vida, como o manuseio de ferramentas nos humanos, a locomoção terrestre nos felinos, o nado nas baleias eo voo nos morcegos. Todos eles pertencem ao grupo dos mamíferos. Foto: Shutterstock.com Asas dos insetos (à esquerda) e asas de aves (à direita). CARACTERÍSTICAS ANÁLOGAS São aquelas que apresentam origem evolutiva distinta ou independente, porém têm a mesma função. Como exemplo de analogia, podemos citar as asas membranosas dos insetos e as asas de penas sustentadas pelos ossos dos membros anteriores das aves. Esses grupos possuem histórias evolutivas mais distantes entre si, e suas asas têm a mesma função, porém origens independentes. A partir das analogias, podemos introduzir outro conceito relacionado à evolução: a convergência evolutiva, quando características similares evoluem independentemente. EXEMPLO Um exemplo de convergência evolutiva se refere aos tubarões, que são peixes cartilaginosos, e os golfinhos, que são mamíferos aquáticos. Apesar de pertencerem a grupos distintos e de apresentarem as características únicas dos seus respectivos grupos, esses animais se especializaram na vida nos mares. Ou seja, eles estão adaptados para sobreviverem e se reproduzirem nesse ambiente. Por convergência evolutiva, eles apresentam o mesmo formato hidrodinâmico e anatomia externa bastante similar: corpo afilado, com uma nadadeira dorsal, duas nadadeiras laterais, o dorso de cor escura e o ventre claro. Ou seja, essas características surgiram, independentemente, nesses dois grupos (peixes e mamíferos aquáticos) durante o curso da evolução. Foto: Shutterstock.com Corpo do tubarão. / Corpo dos golfinhos. ÓRGÃO VESTIGIAIS Representam a regressão de alguns órgãos ao longo do tempo. Acontece quando há a redução de certos órgãos ou estruturas, e consequente perda de sua função inicial, ou quando o órgão desaparece em alguns indivíduos de uma população. Os órgãos vestigiais são evidências da evolução, pois também podem indicar uma ancestralidade comum entre espécies aparentadas. Para que você entenda melhor, apresentaremos um exemplo de órgão vestigial a seguir: APÊNDICE Nós, humanos, temos um órgão chamado apêndice, que está localizado entre o intestino delgado e o intestino grosso. O nosso apêndice tem tamanho reduzido e não tem uma função expressiva. Porém, em outros mamíferos, como coelhos e coalas, o apêndice é bem desenvolvido e tem a função de armazenar alimentos parcialmente digeridos, além de ser o local onde a celulose (presente nos alimentos vegetais) é degradada por bactérias especializadas. Sob o ponto de vista evolutivo, existe a hipótese de que, porque nossa dieta como humanos se tornou onívora, o apêndice se tornou menos importante em nosso corpo. Imagem: Shutterstock.com O apêndice em coelhos. Imagem: Shutterstock.com O apêndice em humanos. MECANISMOS DA MICROEVOLUÇÃO E MACROEVOLUÇÃO A evolução pode ser estudada a partir de diferentes perspectivas ou em diferentes escalas: A microevolução é a evolução em pequena escala, ocorrendo dentro de uma população ou de diferentes populações de uma espécie. A macroevolução está relacionada a uma escala maior, entre diferentes espécies e grupos de espécies. POPULAÇÃO javascript:void(0) É o grupo de indivíduos de uma espécie que habitam na mesma área. Em outras palavras, a microevolução aborda as questões em nível de população e revela padrões e processos evolutivos que ocorrem dentro de uma espécie. Enquanto a macroevolução aborda as questões em nível de espécie ou acima, e revela padrões e processos evolutivos que ocorrem entre espécies e grupos de espécies. Imagem: Anônimo/Wikimedia Commons/Domínio Público Yuri Filipchenko. Essa divisão foi proposta pelo cientista Yuri Filipchenko (1882-1930), com o intuito de organizar as pesquisas desenvolvidas em evolução nesses dois níveis. Vamos entender melhor, a seguir, os mecanismos e aplicações da microevolução e da macroevolução. MICROEVOLUÇÃO A microevolução vai investigar mudanças relacionadas aos genes e seus alelos, dentro de uma espécie, mais especificamente nas populações e nos indivíduos dessa espécie. Tais mudanças nos genes e alelos ocorrem ao longo de gerações e envolvem os mecanismos básicos que já foram explicados: a mutação, a seleção natural, a deriva genética e o fluxo genético. EXEMPLO Dentre as aplicações dos estudos microevolutivos, podemos citar aqueles que buscam explicar a dinâmica das populações. Por exemplo, explicar: se há fluxo genético entre populações mais distantes geograficamente; se determinada população está em processo de diferenciação genética ou em processo de especiação; ou qual o índice de diversidade genética das populações de determinada espécie. São exemplos de estudos reais em microevolução aqueles realizados com bactérias, que, por terem tempo de geração curto, podem evoluir mais rápido e logo adquirir resistência a antibióticos; e aqueles realizados pela Embrapa (Default tooltip) para conter a perda da diversidade genética de populações naturais de plantas com valor para a agricultura. Foto: Shutterstock.com à esquerda e Alf Ribeiro/Shutterstock.com à direita. Cultura de bactérias. / Pesquisadores da Embrapa. MACROEVOLUÇÃO A macroevolução vai investigar questões mais amplas, que envolvem diferentes espécies ou grupos de espécies e, ainda, grandes escalas geográficas e longos períodos. Dentre os mecanismos envolvidos na macroevolução estão: DIVERSIFICAÇÃO DE ESPÉCIES Que por definição é o balanço entre as taxas de extinção (desaparecimento de espécies) e as taxas de especiação (surgimento de espécies); RADIAÇÃO ADAPTATIVA Equando há uma rápida diversificação de espécies ou grupo de espécies, que acabam colonizando novos ambientes e explorando novos recursos disponíveis. Em relação às aplicações dos estudos macroevolutivos, podemos citar aqueles que buscam explicar: 1 Foto: Shutterstock.com Angiospermas, plantas com flores. A origem de determinada espécie ou de grandes grupos de espécies, como a origem das angiospermas, que são as plantas com flores. As causas das extinções em massa, como a que provocou a extinção dos dinossauros. Foto: Shutterstock.com Dinossauros. 2 3 Foto: Shutterstock.com Radiação adaptativa dos tentilhões das Ilhas Galápagos. A radiação adaptativa ou rápida diversificação das aves. O surgimento do voo em animais. Foto: Shutterstock.com Archaeopteryx , o dinossauro com penas e capacidade de voar. 4 5 Foto: Shutterstock.com Biodiversidade em floresta tropical. E até mesmo a evolução da rica biodiversidade das florestas tropicais. De uma forma geral, como acabamos de ver, é possível investigar e entender a evolução por meio de uma perspectiva micro ou macro. VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. A EVOLUÇÃO EXPLICA A ENORME DIVERSIDADE DE SERES VIVOS QUE JÁ HABITARAM OU HABITAM A TERRA, TODOS DESCENDENTES DE UM ANCESTRAL COMUM. POR DEFINIÇÃO, A EVOLUÇÃO É O PROCESSO DE MODIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS AO LONGO DE GERAÇÕES. DENTRE OS MECANISMOS BÁSICOS ENVOLVIDOS NA EVOLUÇÃO, PODEMOS CITAR: A) Mutação, seleção natural e dispersão. B) Mutação, seleção natural e deriva genética. C) Mutação, especiação e extinção. D) Deriva genética, fluxo genético e radiação adaptativa. E) Deriva genética, seleção natural e extinção. 2. É POSSÍVEL INVESTIGAR E COMPREENDER A EVOLUÇÃO BIOLÓGICA A PARTIR DOS RASTROS OU DAS EVIDÊNCIAS DISPONÍVEIS PARA NÓS ATUALMENTE. MARQUE A OPÇÃO QUE INDICA CORRETAMENTE AS FONTES DE EVIDÊNCIA DO PROCESSO EVOLUTIVO: A) Fósseis, homologias e órgãos vestigiais. B) Fósseis, homologias e interações bióticas. C) Fósseis, homologias e migrações. D) Embriologia comparada, adaptações e migrações. E) Embriologia comparada, analogias e interações bióticas. GABARITO 1. A evolução explica a enorme diversidade de seres vivos que já habitaram ou habitam a Terra, todos descendentes de um ancestral comum. Por definição, a evolução é o processo de modificação dos seres vivos ao longo de gerações. Dentre os mecanismos básicos envolvidos na evolução, podemoscitar: A alternativa "B " está correta. A mutação, a seleção natural, a deriva genética e o fluxo genético por meio das migrações são mecanismos básicos da evolução, que acontece a partir de modificações genéticas nos indivíduos de uma população que são transmitidas de uma geração para a outra. 2. É possível investigar e compreender a evolução biológica a partir dos rastros ou das evidências disponíveis para nós atualmente. Marque a opção que indica corretamente as fontes de evidência do processo evolutivo: A alternativa "A " está correta. Evidências do processo evolutivo podem ser encontradas no registro fóssil, a partir do estudo da embriologia comparada, da anatomia comparada e dos órgãos vestigiais. As homologias se destacam como importantes evidências da evolução por serem estruturas semelhantes, com a mesma origem evolutiva, mas que não necessariamente têm a mesma função. Reveja, no conteúdo, o exemplo de homologia envolvendo os membros anteriores de mamíferos — humanos, felinos, baleias e morcegos. Já as analogias são estruturas com função semelhante, mas que não têm a mesma origem evolutiva, tendo evoluído independentemente em diferentes espécies ou grupos, portanto, não podem indicar parentesco. MÓDULO 2 Distinguir as diferentes teorias evolutivas CONSTRUÇÃO DO PENSAMENTO EVOLUCIONISTA E MUDANÇA DO PARADIGMA FIXISTA PARA O TRANSFORMISTA A ciência, com suas diversas áreas de produção de conhecimento, não está livre de seu contexto social e político. Ao longo dos anos, conforme o pensamento evolucionista foi sendo construído, houve diferentes influências e teorias propostas para explicar a diversidade de espécies existentes no planeta. Em um primeiro momento, predominava o paradigma fixista, segundo o qual os seres vivos eram imutáveis e não sofriam modificações ao longo do tempo. O paradigma fixista esteve muito ligado à ideia criacionista, aos ensinamentos bíblicos de que Deus teria criado todas as espécies como são, e foi bastante difundido por influência da Igreja, que, como instituição, detinha grande parte do conhecimento e poder na época. Num segundo momento, há uma mudança do paradigma fixista para o paradigma transformista. Esse paradigma defendia que as espécies passavam por transformações ou mudanças, ideia que começou a ser desenvolvida e que futuramente culminou na Teoria da Evolução. Pintura da Capela Sistina, no Vaticano, ilustrando a ideia do criacionismo. A seguir, vamos entender melhor e com mais detalhes os principais representantes de cada pensamento evolucionista. Paradigma Fixista 1 Foto: Shutterstock.com Platão. As primeiras ideias sobre a origem imutável dos seres vivos surgiram com Platão. Os seres vivos que vivem no mundo físico, segundo ele, seriam apenas cópias imperfeitas dos seres vivos ideais ou verdadeiros, que existem no mundo não físico, o mundo das ideias. E, mais importante, para Platão, as formas ideais (de seres vivos, no caso) eram perfeitas, imutáveis e eternas. Discípulo de Platão, permanece com o pensamento de que os seres vivos são imutáveis, porém ele reconhece que, para conhecer a natureza, devemos conhecer as causas da permanência e da mudança. Aristóteles considera que a finalidade, o motivo ou a função explicam a organização e as transformações dos seres vivos. Mais tarde, com o cristianismo, até o início do século XVIII, a ideia de que as espécies eram imutáveis e que Deus teria criado todos os seres vivos como são, predominou (i.e., criacionismo). Foto: Shutterstock.com Aristóteles. 2 3 Foto: Shutterstock.com Carl Linnaeus ou Lineu. Muitos naturalistas da época ainda seguiam a ideia de que as espécies eram imutáveis, incluindo Carl Linnaeus ou Lineu (1707 -1778), que criou o sistema de classificação natural e a nomenclatura binomial, onde as espécies eram organizadas hierarquicamente e nomeadas em latim, por duas palavras: o nome do gênero e seu epíteto específico. Até ali, persistia então o paradigma fixista — os seres vivos não se modificavam ao longo das gerações.. Ainda, acreditava-se que os seres vivos podiam ser ordenados de maneira linear e progressiva ou organizados ao longo de uma grande escada, por ordem de complexidade, na qual os seres vivos mais simples estariam na base e os mais complexos, como o homem, estariam no ápice. Paradigma Transformista Foto: Shutterstock.com JEAN-BAPTISTE LAMARCK Em meados do século XVIII, o paradigma transformista começou a ser idealizado, com base na percepção, por diversos cientistas, das transformações que ocorriam no mundo natural, no sistema solar, na geologia e nos seres vivos. O naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck (1744 -1829) foi o primeiro a propor que os seres vivos, na verdade, eram mutáveis, ou seja, sofriam modificações ao longo do tempo. Foto: Shutterstock.com CHARLES DARWIN Posteriormente, as ideias de Charles Darwin (1809-1882) e sua teoria da evolução das espécies, revolucionaram a ciência e mudaram nosso entendimento sobre a história dos seres vivos. Mais tarde, na era pós-Darwin, os avanços tecnológicos e as descobertas em genética foram sendo incorporados à teoria da evolução, que se reformulou, dando origem ao que conhecemos atualmente como o neodarwinismo ou a teoria sintética da evolução. ATENÇÃO É importante destacar que as teorias evolutivas vão na contramão do criacionismo ou paradigma fixista. Segundo o criacionismo, todos os seres vivos que habitam a Terra foram criados da forma como os conhecemos atualmente, não se modificaram, são imutáveis, incluindo nós, a espécie humana. Apesar das várias evidências da evolução — como os registros fósseis e as estruturas semelhantes compartilhadas por espécies que têm a mesma origem (homologias) —, ainda existem pessoas que não abandonaram a ideia do criacionismo. ATENÇÃO Por isso, é importante destacar que a ciência e a religião são campos bem diferentes. Enquanto a ciência lida com fatos, métodos rigorosos e evidências palpáveis para gerar suas hipóteses, produzir conhecimento e explicar os fenômenos naturais, a religião, por outro lado, lida com o sobrenatural, com crenças que vão além do que podemos ver, testar e explicar na maior parte das vezes. A ideia de que se deve escolher entre ciência e religião é equivocada. Da mesma forma que existem muitos cientistas que são religiosos, também existem muitos religiosos que entendem o papel fundamental da ciência para o desenvolvimento da humanidade. A descoberta de que os seres vivos evoluem e descendem de um mesmo ancestral é uma, dentre as inúmeras descobertas científicas que vêm contribuindo para o nosso desenvolvimento intelectual, social, tecnológico e econômico, além dos importantes avanços na saúde e no meio ambiente. TEORIAS EVOLUTIVAS As teorias evolutivas, que têm sua base na ideia de que as espécies mudam ao longo do tempo, ou seja, sofrem modificações ao longo das gerações, foram sendo desenvolvidas com a participação de diferentes cientistas. Desde Lamarck — que foi um dos precursores do pensamento evolucionista — até Darwin — com a famosa teoria da seleção natural – e seu contemporâneo Alfred Wallace (1823-1913), diferentes ideias foram sendo discutidas e refinadas. Mais tarde, na fase pós-Darwin, descobriu-se como surge a variação no indivíduo, uma condição básica para que ocorra a evolução. Desde então, a genética vem avançando em teorias, métodos e ferramentas altamente tecnológicas. Acompanhe a seguir a explicação destes três marcos. LAMARCKISMO Lamarck foi pioneiro ao propor que os seres vivos eram mutáveis, lá pelos idos de 1809. Suas ideias tiveram extrema relevância e serviram de ponto de partida para o pensamento evolucionista, embora tenha recebido muitas críticas e tenha se baseado em ideias que já foram abandonadas pela comunidade científica atual, como a geração espontânea e a ideia de que a evolução resultava em progresso, em um aumento de complexidade visando à perfeição. Segundoa teoria da geração espontânea, seres vivos poderiam ser gerados espontaneamente a partir da matéria orgânica ou inorgânica existente no meio ambiente. Por exemplo, moscas geradas a partir da carne ou outros restos em putrefação. Essa não é uma teoria aceita atualmente. Lamarck já considerava os fósseis como registros da evolução das espécies, porém não levantou a hipótese de que os seres vivos descendiam de um ancestral comum. Segundo Lamarck, os seres vivos se modificam ao se adaptarem ao ambiente em que vivem, ou seja, são moldados pelos seus hábitos de vida e pelo ambiente. Sua teoria estava fundamentada em diferentes leis, incluindo a lei do uso e desuso e a lei da herança de caracteres adquiridos. LEI DO USO E DESUSO Seguindo essa lei, ele explicava que, conforme o ambiente muda, os seres vivos podem desenvolver mais determinado órgão se ele for muito utilizado ou, ao contrário, se ele não for utilizado, pode encolher ou atrofiar. Um exemplo clássico usado para explicar essa lei é o pescoço longo das girafas, que teria evoluído e se tornado mais longo através das gerações, para que elas alcançassem as folhas nas copas das árvores altas. Imagem: Shutterstock.com Representação do alongamento do pescoço das girafas, segundo Lamarck. LEI DA HERANÇA DE CARACTERES ADQUIRIDOS E mais, ele acreditava que as modificações que resultavam do uso e desuso eram herdadas, daí a lei da herança de caracteres adquiridos. Em outras palavras, Lamarck acreditava que os caracteres individuais adquiridos por um organismo ao longo de sua vida eram passados de uma geração para a outra. Voltando ao exemplo da girafa, o pescoço longo seria passado para as próximas gerações, e o seu uso contínuo o tornaria ainda mais longo. É importante destacar aqui que a ideia de herança já era comum no meio científico da época, apesar de seu funcionamento ainda não ser bem entendido. DARWINISMO Imagem: Transmutation of species, Darwin, 1837-1838, p. 36. Uma árvore evolutiva, por Charles Darwin (1837). Darwin é um dos naturalistas mais conhecidos do mundo. Ele revolucionou o modo de pensar a vida no planeta com sua contribuição para o estudo da evolução das espécies. Tudo começou em 1831, quando Darwin, ainda bem jovem, partiu para uma expedição na América do Sul, a bordo do navio HMS Beagle . Essa expedição permitiu-lhe explorar a natureza e a riqueza das espécies tropicais, e foi a partir dela que Darwin propôs sua teoria da seleção natural e evolução das espécies. Assista ao vídeo a seguir para mais informações sobre a passagem de Darwin pelo Brasil. OS CAMINHOS DE DARWIN NO BRASIL Neste vídeo, você vai conhecer mais sobre os caminhos de Darwin no Brasil, ele que foi um dos maiores e mais influentes naturalistas do mundo. Desde a expedição até a publicação de sua mais importante obra A origem das espécies , em 1859, foram 20 anos de estudos, inúmeros experimentos, coletas de material vivo e fósseis. Darwin defendia suas ideias de descendência com modificação por meio da seleção natural, isto é, os seres vivos mais adaptados ao ambiente sobrevivem e geram descendentes, que sustentavam a sua teoria sobre a evolução das espécies. Ainda, ele acreditava que todas as espécies se originaram de um único ancestral comum. As principais diferenças entre as ideias de Darwin e Lamarck estavam relacionadas a pensar: A evolução como aumento da complexidade Que órgãos podem ser alterados em função do ambiente ou de uma necessidade do ser vivo Darwin não acreditava na ideia de que a evolução seria um progresso, mas sim uma mudança ao longo do tempo. Acreditava também que a variação já existia entre os indivíduos e que o ambiente selecionava o mais adaptado, diferentemente de Lamarck, que acreditava que o ambiente alterava a forma dos indivíduos. Ainda, Darwin acreditava que a formação de novas espécies acontecia a partir da conversão da variação entre indivíduos (dentro da população), em variação entre populações diferentes, ao longo do tempo. Então, se novas espécies são formadas dessa maneira — com a transformação da variação do indivíduo, em variação entre populações —, pensar nesse processo ocorrendo em direção ao passado nos leva a compreender a ideia da origem única e comum para todos os seres vivos. ATENÇÃO É importante destacar também que Darwin não estava sozinho, ele trocou muito conhecimento com seu contemporâneo Alfred Wallace, com quem compartilhava suas ideias sobre evolução. Dentre as observações na natureza que levaram Darwin a propor suas teorias, podemos citar: AS TARTARUGAS DE GALÁPAGOS As tartarugas que viviam nos ambientes úmidos, com vegetação abundante, tinham casco em forma de uma cúpula e pescoço curto. Já as tartarugas que viviam em ambientes mais secos e com menos vegetação tinham casco irregular e pescoço bem longo. OS TENTILHÕES DE GALÁPAGOS Os tentilhões apresentavam diferenças no formato do bico que estavam ligadas ao tipo de alimento e habitat onde viviam. O FÓSSIL DE PREGUIÇA-GIGANTE O fóssil de uma preguiça gigante o fez suspeitar do parentesco entre ela e as preguiças atuais. NEODARWINISMO Na fase pós-Darwin, pós-teoria da evolução das espécies, começa a se desenvolver o neodarwinismo, sustentado pela teoria sintética da evolução, que vai explicar como surge a variação em um indivíduo — a condição básica para que ocorra a evolução — e como essa variação é transmitida para os seus descendentes. Imagem: Shutterstock.com Darwin não explicou como surgiam as variações nos indivíduos e, para ele, a transmissão de características se dava por meio de substâncias fluidas dos parentais para seus descendentes. O desenvolvimento da genética foi fundamental para essa nova fase, a partir da qual os mecanismos básicos da evolução como a mutação, a deriva genética e o fluxo genético foram desvendados. Desde Darwin até o presente momento, os avanços em relação a teorias, métodos e ferramentas focados nos estudos evolutivos foram inúmeros. Atualmente, com o desenvolvimento da genômica e da bioinformática, genomas inteiros podem ser sequenciados com facilidade antes impensável e, a partir deles, uma quantidade enorme de informação genética torna-se disponível para os estudos evolutivos. OS FATORES AMBIENTAIS ATUAIS QUE AFETAM A EVOLUÇÃO DAS ESPÉCIES Dentre os fatores ambientais atuais que afetam a evolução das espécies estão as mudanças no clima, especialmente temperatura e precipitação, a fragmentação ou destruição dos habitat naturais e as alterações dos recursos como água, luz e nutrientes. Tais mudanças ou alterações podem ocorrer naturalmente, como causa de catástrofes ou fenômenos naturais, ou podem ser provocadas pela ação humana, o que tem acontecido com frequência nas últimas décadas. Vamos explicar melhor os dois casos e exemplificá-los a seguir. Ainda, quando pensamos em evolução, imediatamente nos vem à mente a formação de novas espécies. É bem verdade que as mudanças ou alterações dos fatores ambientais podem provocar a formação de novas espécies, mas por outro lado, também podem culminar no desaparecimento de espécies (extinção). Foto: Shutterstock.com Eventos naturais como furacões, tsunamis, glaciações, atividades vulcânicas e desertificações podem alterar fatores ambientais como clima, relevo, água, luz, nutrientes, disponibilidade de oxigênio, entre outros, e, como consequência, podem afetar a evolução das espécies. EXEMPLO Por exemplo, os tsunamis podem devastar grandes áreas terrestres e causar a fragmentação de habitat, ou seja, podem fragmentar em partes isoladas o habitat natural de determinada espécie. Se as diferentes populações dessa espécie, que passam a viver em diferentes fragmentos, permanecerem isoladas por muito tempo e começarem a acumular diferenças genéticas, pode ser que aconteça a evolução e a formação de novas espécies. ATENÇÃO Cabe ressaltar aqui o fato de que muitos dos eventos naturais citados anteriormente também podem ser desencadeados pela açãohumana, como os furacões e tsunamis, provocados pelas mudanças climáticas desencadeadas pelo homem. Os impactos causados pelas ações humanas, como a destruição dos habitat naturais, a poluição de rios e mares, a superexploração dos recursos naturais, o crescimento acelerado das cidades, a introdução de espécies exóticas, o aquecimento global, entre outros — também podem interferir na evolução das espécies. EXEMPLO Por exemplo, estudos recentes mostram espécies que estão evoluindo em adaptação à vida nas cidades. Uma subespécie de mosquito evoluiu nas cidades e se adaptou a viver em áreas subterrâneas, como os metrôs, túneis e porões, alimentando-se de sangue humano, enquanto a outra subespécie da superfície se alimenta do sangue de aves. Foto: Walkabout12/Wikimedia Commons/ CC-BY-SA-3.0 Culex pipiens molestus , conhecido como o mosquito do metrô de Londres. VERIFICANDO O APRENDIZADO 1. AO LONGO DA CONSTRUÇÃO DO PENSAMENTO EVOLUCIONISTA, DIFERENTES CIENTISTAS CONTRIBUÍRAM COM SUAS IDEIAS E TEORIAS ATÉ CHEGARMOS AO CONHECIMENTO QUE TEMOS ATUALMENTE SOBRE ESSE PROCESSO IMPORTANTE DE FORMAÇÃO DE NOVAS ESPÉCIES. SOBRE O EXPOSTO, MARQUE A RESPOSTA CORRETA: A) Segundo o paradigma fixista, as espécies eram mutáveis. B) Segundo o paradigma transformista, as espécies eram imutáveis. C) Darwin acreditava que as espécies eram imutáveis. D) Lamarck acreditava que as espécies eram imutáveis. E) Darwin e Lamarck acreditavam que as espécies eram mutáveis. 2. DENTRE OS NOMES ABAIXO, QUAL DELES FICOU CONHECIDO POR REVOLUCIONAR A CIÊNCIA COM SUA TEORIA DA EVOLUÇÃO DAS ESPÉCIES E SELEÇÃO NATURAL? A) Aristóteles. B) Carl Linnaeus, o Lineu. C) Jean-Baptiste Lamarck. D) Charles Darwin. E) Gregor Mendel. GABARITO 1. Ao longo da construção do pensamento evolucionista, diferentes cientistas contribuíram com suas ideias e teorias até chegarmos ao conhecimento que temos atualmente sobre esse processo importante de formação de novas espécies. Sobre o exposto, marque a resposta correta: A alternativa "E " está correta. Darwin e Lamarck defendiam que as espécies passavam por mudanças ao longo do tempo, ou seja, eram contrários à ideia fixista de que as espécies eram imutáveis. 2. Dentre os nomes abaixo, qual deles ficou conhecido por revolucionar a ciência com sua teoria da evolução das espécies e seleção natural? A alternativa "D " está correta. Charles Darwin é um dos nomes mais importantes das Ciências Biológicas. Suas ideias sobre a evolução das espécies por meio da seleção natural, publicadas em suas obras e refinadas ao longo do tempo por outros inúmeros cientistas, tornou possível, atualmente, entendermos detalhes interessantes da nossa história e da história da Terra. CONCLUSÃO CONSIDERAÇÕES FINAIS Neste conteúdo, definimos a evolução e descrevemos seus mecanismos básicos, como a mutação, a seleção natural, a deriva genética e o fluxo genético por meio das migrações. Conhecemos diferentes fontes evidência do processo evolutivo, que incluem os registros fósseis, a embriologia comparada, a anatomia comparada e os órgãos vestigiais. Ainda, vimos que as homologias se destacam entre as evidências da evolução, por serem estruturas semelhantes, compartilhadas por diferentes organismos ou grupos que possuem a mesma origem evolutiva. Diferenciamos os estudos evolutivos que focam em diferentes escalas: a macroevolução e microevolução. Descrevemos como se deu a construção do pensamento evolucionista, incluindo as diferentes ideias de Lamarck (lei do uso e desuso e lei da herança de caracteres adquiridos) e Darwin (seleção natural). Por fim, caracterizamos a fase pós-Darwin e os fatores ambientais atuais ligados à evolução das espécies. A evolução da vida na Terra continua ocorrendo, inclusive nas cidades, fora dos ambientes naturais, onde espécies têm mostrado interessantes adaptações de comportamento e morfologia. AVALIAÇÃO DO TEMA: REFERÊNCIAS BROMHAM, L.; CARDILLO, M. Origins of biodiversity: an introduction to macroevolution and macroecology. Oxford: Oxford University Press, 2019. 424 p. DARWIN, C. Transmutation of species (1837-1838). July 1837. Darwin Online, Domínio público. Consultado na internet em: 6 maio 2021. GUIMARÃES, M. Grãos do passado: pólen fóssil sugere clima úmido no interior do Nordeste 15 mil anos atrás, Revista Pesquisa FAPESP, jan. 2008. KIMURA, M. Evolutionary rate at the molecular level. Nature, v. 217, n. 5129, p. 624–626. 1968. RIDLEY, M. Evolução. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. p. 752. RODRIGUES, R. F. C.; SILVA, E. P. Lamarck: fatos e boatos. Teorias do naturalista francês continuam sendo mal divulgadas, Revista Ciência Hoje, 26 set. 2011. EXPLORE+ Assista ao vídeo O que é a teoria da evolução de Charles Darwin e o que inspirou suas ideias revolucionárias , produzido pela BBC News Brasil, para reforçar o conteúdo estudado. Assista ao vídeo Nossa origem para conhecer mais sobre a evolução da espécie humana e sua migração da África para os outros continentes. O vídeo é parte de um projeto de divulgação científica chamado “Educação para Todes”, desenvolvido por pesquisadores do Instituto de Biociências e do Museu de Arqueologia e Etnologia da Universidade de São Paulo (USP). Disponível no YouTube. CONTEUDISTA Beatriz Neves CURRÍCULO LATTES javascript:void(0);
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