diversidade biologica evolucao e consevaçao das especies 3

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Diversidade Biológica, 
Evolução e Conservação 
das Espécies
Material Teórico
Responsável pelo Conteúdo:
Prof. Ms. Claudio da Cunha
Revisão Textual:
Profa. Ms. Fátima Furlan
Neodarwinismo, Teoria Sintética e Especiação
• A seleção natural nos séculos XIX e XX
• Neo Darwinismo
• Neo Darwinismo e Teoria Sintética da Evolução
• Seleção Sexual
• Convergência e irradiação adaptativa
• Especiação
• Diferentes exemplos de modelos de especiação
 · Discutir a evolução biológica, de Darwin até o momento presente da 
história, estudando os diferentes mecanismos que levam à formação 
de novas espécies, chave para a compreensão e explicação para a 
origem da impressionante diversidade de seres vivos do planeta.
OBJETIVO DE APRENDIZADO
O que sabemos hoje sobre a evolução biológica é infinitamente maior do 
que as informações básicas que processos percebidos por Charles Darwin, 
no século XIX. Sempre tenha em mente que a genética clássica, genética 
molecular e novas tecnologias surgiram gradualmente, e que novos conceitos 
sempre serão agregados de forma contínua. A utilização da linha do tempo 
é fundamental para embasar e defender o conceito de evolução biológica, 
dado que os que a atacam conhecem apenas superficialmente os conceitos 
descritos pela mídia e que pertencem ao século retrasado. 
O Darwinismo retrata apenas o processo de seleção natural sem outras 
inferências teóricas. O Neodarwinismo é produto das descobertas sobre a 
genética clássica descrita por Mendel (Darwin -Mendel). 
Quando na metade do século 20, surgem as novas ciências moleculares, 
com a descrição da expressão gênica a partir das sequências de bases 
presentes no DNA e a origem das mutações que por sua vez produzem a 
variabilidade observada nos seres vivos, chega-se à conclusão que não somos 
apenas parentes dos macacos, mas sim de todos os seres vivos do planeta 
Terra, variando apenas o grau de parentesco filogenético. Chamamos esse 
conjunto de conhecimentos de teoria sintética da evolução (Darwin-Mendel), 
modernamente aceito e sempre aberto para novas descobertas.
ORIENTAÇÕES
Neodarwinismo,
Teoria Sintética e Especiação
UNIDADE Neodarwinismo, Teoria Sintética e Especiação
Contextualização
Caso você siga a carreira de professor, os conceitos básicos de convergência, 
irradiação, homologia e a analogia são fundamentais para trabalhar em sala de aula 
os casos de diversidade biológica encontrados do planeta.
Caso resolva ir para o campo da pesquisa, use as mesmas ferramentas e exercite 
passando a observar os animais e as plantas que estão em seu cotidiano e comece 
a se habituar a perguntar e responder para si mesmo, alguns questionamentos 
básicos: de onde vieram, quando e como surgiram todas as espécies que nos 
cercam, formulando hipóteses e buscando respostas plausíveis para esses e 
outros problemas.
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A seleção natural nos séculos XIX e XX
A percepção de que os seres vivos apresentam variações naturais e estas são 
selecionadas pelo meio, não foi exclusiva de Darwin. Durante décadas, ele organizou 
dados, mas titubeou em escrever publicamente suas ideias, pois sabia das implicações 
sociais e religiosas que sua descoberta. Enquanto isso, outro naturalista, Alfred Russel 
Wallace, coletando animais da América (incluindo o Brasil), e principalmente na Ásia, 
percebeu as mesmas variações, passando por seleção natural.
Wallace escreveu para Darwin e expôs suas ideias, que por sua vez, temeu 
perder o grande trabalho de sua vida, estimulando-o a terminar seu livro. Juntos 
publicaram um artigo intitulado “Sobre a tendência das variedades se separarem 
indefinidamente do tipo original”, de 1858. Portanto, a teoria original possui 
dupla autoria: teoria da seleção natural por Darwin e Wallace.
A história da ciência e do mundo foi mudada, porém com a publicação do livro 
“A origem das espécies”, de Darwin, a quem coube os méritos principais da ideia. 
Neo Darwinismo
No século XX, novos conhecimentos foram agregados ao conceito de evolução 
biológica darwiniana. É comum encontrar nos argumentos dos críticos de Darwin, 
que ele não foi capaz de explicar de forma completa o processo evolutivo. 
Mas cabe lembrar, que a evolução por seleção natural foi percebida no início do 
século XIX, com a publicação definitiva em 1859 e nesse momento histórico, não 
era de conhecimento público qualquer princípio sólido do que chamamos hoje de 
genética. Portanto era impossível para Darwin fazer qualquer defesa em relação 
à hereditariedade, e ele realmente era incapaz em seu momento histórico, de 
explicar o fenômeno de forma completa e definitiva, tendo ele mesmo caído em 
dúvida sobre a possibilidade de herança dos caracteres adquiridos (lamarquismo), 
por falta de uma base técnica robusta. 
Neo Darwinismo e
Teoria Sintética da Evolução
A redescoberta dos trabalhos de Gregor Mendel, em 1901 por DeVries, 
acrescentou uma nova peça do quebra-cabeça: como as características são passadas 
através das gerações. 
Da união entre o darwinismo (séc. 19), com a genética (séc. 20), surge o 
neodarwinismo, explicando a seleção de variedades que são transmitidas através 
das gerações por meio de seus genes. 
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UNIDADE Neodarwinismo, Teoria Sintética e Especiação
Mas no seu início, a genética era uma ciência empírica e baseada prioritariamente 
na análise estatística das hereditariedades das características observáveis.
Apenas na metade do século 20 é que surgem os conhecimentos de biologia 
molecular capazes de definir as características bioquímicas dos genes (DNA) e 
como as pequenas mutações nas sequências de pares de bases podem produzir as 
variações observadas nos seres vivos. 
Surge então um novo conceito, a “Teoria Sintética da Evolução”, capaz de 
explicar os processos evolutivos com uma base teórica sólida, baseada em:
a) o mecanismo básico por seleção natural;
b) a forma de herdabilidade dos genes responsáveis pela expressão dos caracteres;
c) a fonte das variações genéticas selecionadas naturalmente.
Note então que quando se fala em darwinismo, estamos falando da teoria do século 
XIX com todas as restrições históricas associadas. Quando falamos de e evolução 
biológica no momento contemporâneo, estamos discutindo na realidade a teoria 
sintética da evolução, com todos os conhecimentos agregados modernamente.
Seleção Sexual
O princípio da sobrevivência do indivíduo mais apto pode tomar rumos 
muito peculiares. Nem sempre a aptidão selecionada está diretamente ligada à 
sobrevivência imediata, mas da capacidade de certo indivíduo perpetuar seus genes 
em seus descendentes.
Na maioria dos animais ocorre uma competição entre os indivíduos do mesmo 
sexo para obter um parceiro adequado, capaz de produzir os melhores descendentes. 
Comumente nos animais, podemos encontrar um padrão típico, em que as fêmeas 
escolhem os machos que apresentam as melhores características, o demonstram 
de alguma forma indireta, suas potencialidades. 
Embora existam espécies em que as fêmeas disputam os machos, o padrão 
comum é a competição entre os machos, que podem lutar diretamente ou exibir 
comportamentos competitivos indiretos, expressos por lutas rituais, canto, dança, 
cores, padrões comportamentais dos mais diferentes tipos, marcação química de 
território entre outras manifestações.
Por sua vez, as fêmeas acabam por definir quais os padrões que terão maior 
probabilidade de serem perpetuados geneticamente nas próximas gerações, 
moldando os padrões predominantes. Este fenômeno é chamado de seleção sexual, 
produzindo marcantes diferenças entre os gêneros masculino e feminino em muitas 
espécies, e quando essas diferenças são visíveis, permitindo a diferenciação visual 
entre os sexos, denominamos o fenômeno como dimorfismo sexual.
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Particularmente nas aves, as fêmeas geralmente apresentam comportamentos 
e cores mais discretas que os machos (coloração críptica; do grego cripta, 
escondido), pois para permanecer nos ninhos chocando ovos ou cuidando de 
filhotes, é interessante que não sejamvistas por predadores. Os machos por sua 
vez, precisam se destacar para chamar a atenção e das fêmeas, que escolherão os 
melhores machos, induzindo a seleção de cores berrantes, cantos específicos ou 
comportamentos que interpretamos como “danças do acasalamento”.
Nos pavões, as fêmeas são muito discretas, enquanto os machos 
apresentam caudas tão grandes e pesadas que poderiam até mesmo atrapalhar 
sua mobilidade, mas que representam grande vantagem reprodutiva, e são 
positivamente selecionadas.
Figura 1: Dimorfi smo sexual entre pavões macho e fêmea.
 Assista o vídeo com o cortejo: https://www.youtube.com/watch?v=EiKV9DY45JQ
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Quando nós humanos ouvimos o canto dos pássaros, imaginamos ludicamente 
que esses animais estão entoando belas melodias. Porém, tais padrões sonoros 
definem a comunicação dentro da mesma espécie (intraespecífica), definindo e 
isolando diferentes espécies sendo na realidade em sua maioria, uma manifestação 
de machos competindo entre si por fêmeas, ou seja, o canto pode ser tanto uma 
forma de atrair o sexo oposto como de “agressão” contra competidores, em defesa 
e demarcação de território.
O mesmo raciocínio vale para os sapos machos que cantam por fêmeas. 
Os anfíbios cantores gastam quase todas as suas energias em uma única noite, 
tentando atrair fêmeas, da mesma forma que machos de cigarra, grilos, gafanhotos 
e outros insetos estriduladores também cantam para chamar a atenção das 
fêmeas. Muitas aranhas macho, terrestres, “tamborilam”, batendo seus palpos e 
patas, de forma semelhante a uma percussão (bateria), enquanto os vaga-lumes 
expões seus padrões luminosos. 
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UNIDADE Neodarwinismo, Teoria Sintética e Especiação
Figura 2: Os vagalumes do Parque Nacional das Emas DF emitem suas luzes em cupinzeiros. 
Cada espécie apresenta um padrão característico “piscadas”
Fonte: institutomamede.blogspot.com.br
Peixes mudam radicalmente de cor e comportamento na época reprodutiva; 
mamíferos possuem muitos tipos diferentes de ornamentos chamativos como 
chifres, cornos, dentes, garras, jubas e outras estruturas que se desenvolvem 
particularmente sob efeito do hormônio testosterona. Crustáceos machos como 
os caranguejos e siris apresentam uma das pinças muito maiores que as fêmeas, 
demonstrando sua aptidão.
A testosterona produz como principal efeito comportamental, a agressividade, 
em todos os animais de vida livre, mas também determinam os caracteres sexuais 
secundários, como a barba e distribuição de pelos em machos humanos.
Existem espécies que não apresentam dimorfismo sexual claro para nós 
humanos, como os psitacídeos (papagaios, araras), embora eles se reconheçam sem 
problemas. Em muitos casos, os machos são extremamente pequenos, discretos 
ou até ausentes como nos escorpiões amarelos do Brasil (Tityus serrulatus) 
com processos de seleção muito peculiares, dependendo da história evolutiva de 
cada grupo. Ou seja, embora existam padrões majoritários, a natureza com sua 
variabilidade praticamente infinita, produz seleções muito diversas e admiráveis.
Convergência e irradiação adaptativa
A observação da natureza nos mostra que a seleção natural pode produzir 
fenômenos aparentemente opostos. 
Se diferentes seres vivos enfrentam os mesmos tipos de desafios ambientais, 
poderá ocorrer a seleção de características semelhantes, mesmo que tais seres não 
possuam nenhum tipo de parentesco próximo. O corpo fusiforme (delgado) e as 
nadadeiras dorsais observadas em peixes e mamíferos aquáticos como os cetáceos 
(golfinhos, botos, baleias), existem, pois tais padrões estruturais auxiliam-nos para 
nadar e, portanto, aumentam as chances de sobrevivência, embora a origem de 
peixes e mamíferos estejam absolutamente separados por centenas de milhões de 
anos, sendo que tais caracteres surgiram duas vezes em momentos diferentes.
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Esse fenômeno é denominado convergência adaptativa. Os porcos espinhos do 
hemisfério norte, os ouriços caixeiros de nossas florestas e a equidna australiana, 
não possuem parentesco próximo, mas as três espécies passaram por um 
processo de aglutinação de seus pelos, formando espinhos, que os protegem de 
seus predadores. 
Figuras 3 e 4: Um exemplo de convergência evolutiva. Ouriço cacheiro do Brasil Coendou prehensiles, roedor arborícola, 
comparado com porcos espinhos da Europa, Africa e Am. do Norte, animais insetívoros do gênero Erinaceus
Fonte: jornaldeuberaba.com.br / sociedadedosanimais.blogspot.com.br
Da mesma forma, plantas sem parentesco podem ter sementes muito parecidas, 
dependendo da forma como são dispersas, apresentando o padrão membranas 
e asas quando são dispersas pelo vento, ou flores brancas com perfume noturno 
quando são polinizadas por mariposas, sem na realidade possuir parentesco 
genético, mas apresentar um padrão ecológico semelhante.
Na natureza, podemos observar estruturas semelhantes que podem surgir por 
convergência adaptativa.
Ao contrário, uma característica ancestral comum pode originar diferentes 
padrões funcionais a partir da mesma estrutura, fenômeno conhecido como 
irradiação adaptativa ou irradiação evolutiva. Os genes que determinam os membros 
anteriores e a mão de cinco dedos típica dos vertebrados deram origem às asas das 
aves, as nadadeiras de baleias e tartarugas marinhas, bem como o braço e a mão 
que tecla no computador que você está usando. 
Convergência adaptativa (convergência evolutiva): fenômeno em que as pressões seletivas 
defi nem a sobrevivência de variedades com formas e fi siologias semelhantes, tornando indivíduos 
não aparentados semelhantes entre si, em ecossistemas ou nichos ecológicos equivalentes.
Irradiação adaptativa (divergência adaptativa): Fixação de tipos morfológicos ou fi siológicos 
distintos, derivados de um ancestral comum, selecionados a partir de diferentes desafi os ambientais. 
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No ensino escolar formal, podemos encontrar nos livros didáticos esses dois 
padrões básicos associados com outros dois termos conhecidos como homologias 
e analogias.
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UNIDADE Neodarwinismo, Teoria Sintética e Especiação
A palavra analogia traz o significado de comparação. As asas das aves e as 
asas dos insetos servem ambas para voar, mas surgiram em tempos diferentes, 
a partir de estruturas completamente diferentes, sem nenhuma relação genética 
e embrionária entre si. Quando estruturas desempenham funções semelhantes, 
mas derivam de diferentes origens embrionárias, denominamos tais características 
como análogas.
Se certas estruturas ou órgãos desempenham diferentes funções, mas apresentam 
a mesma origem embrionária, dizemos que surgiram por homologia, sendo então 
homólogas. As nadadeiras de uma baleia, o braço humano e as asas de uma 
ave podem ter passado por uma série de adaptações, mas continuam sendo os 
membros anteriores de vertebrados, com os mesmos ossos básicos (úmero, ulna, 
rádio, carpos e metacarpos).
Figura 5: Irradiação adaptativa a partir dos membros locomotores de mamíferos
Fonte: netnature.wordpress.com
Quais características são homologias ou analogias? Tente observar a natureza e os seres 
vivos que o cercam e procure avaliar comparativamente as características que você vê.Ex
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Alguns exemplos comuns podem ser citados: os cascos dos cavalos são homólogos 
às unhas do nosso dedo médio; nossos narizes são homólogos aos “respiradores” de 
baleias e golfinhos, que passaram por um processo de alongamento de suas mandíbulas, 
deixando a coana nasal posicionada longe da boca, no alto do crânio, enquanto os 
dentes dos animais vertebrados são homólogos às escamas dos peixes cartilaginosos, 
ambos com esmalte, dentina e polpa originados dos mesmos tecidos embrionários: 
esmalte da ectoderme, dentina e polpa da mesoderme, entre outros exemplos.
Comparativamente nos vegetais, existem muitas sementes voadoras, com 
estruturas semelhantes, pertencentes a famílias botânicas filogeneticamente muito 
distantes, mas com estruturas semelhantes para atender a mesma necessidade, 
sendo consideradas como convergênciasevolutivas, para atender a mesma seleção 
natural: a dispersão de sementes necessária para aumentar a taxa de sobrevivência 
dos descendentes (embriões nas sementes).
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Especiação
O processo de formação de novas espécies é denominado especiação. Mas o 
que é uma espécie? Para os especialistas da classificação biológica, dificilmente 
encontraremos termo mais polêmico e discutível. Definir que um elefante é uma 
espécie e tamanduá é outra, é fácil. Definir que duas bactérias, dois bolores, duas 
algas planctônicas ou dois vermes de raízes de plantas pertencem a diferentes 
espécies é outra história muito, mas muito diferente mesmo. Dois animais totalmente 
semelhantes podem ser geneticamente distintos, como os veados campeiros do Brasil, 
ou dois sapos absolutamente semelhantes podem cantar de formas distintas e atrair 
diferentes e isoladas populações de fêmeas e, portanto, serem espécies diferentes. 
Da mesma forma, plantas ou animais visivelmente diferentes podem se cruzar e 
gerar híbridos férteis, sendo considerados como pertencentes à mesma espécie.
Utilizando uma definição baseada em zoologia, muito antiga, ultrapassada, mas 
bastante prática, tomamos como base o conceito de espécie mais simples possível:
Espécie: conjunto de seres vivos semelhantes que se entrecruzam e produzem 
descendentes férteis.Ex
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Modernamente, essa semelhança é baseada no conjunto de seus genes 
(pool gênico). Quando a diferença genética torna-se suficientemente grande 
para impedir a perpetuação na forma de descendentes viáveis e também férteis, 
consideramos que certa população sofreu especiação. 
Na prática, existem muitas variações, e muitas vezes é difícil definir claramente 
duas espécies, principalmente quando existem variantes graduais e entre essas, 
formando clinais.
Embora existam muitos mecanismos que podem definir a formação de espécies, 
nos diversos reinos de seres vivos, vamos nos concentrar em animais e vegetais.
O princípio básico de especiação, responsável pela maioria dos casos observáveis 
diretamente na natureza, é baseado na seguinte sequência de eventos:
a) Certa população bem distribuída e geneticamente homogênea (panmítica), com 
suas variações naturalmente esperadas, se distribui por uma área geográfica ampla.
b) Por algum motivo, ocorre um isolamento geográfico, isolando uma parte 
dessa população. O isolamento pode ocorrer pelo surgimento de uma barreira 
(rios, montanhas) ou morte de populações que interligavam as duas.
c) Os diferentes ambientes selecionam os indivíduos com as variedades mais 
aptas a sobrevivência.
d) O acúmulo dessas diferenças torna as duas populações suficientemente 
diferentes para que ocorra um isolamento reprodutivo que impeça o 
cruzamento entre elas, caso se encontrem novamente, definindo então duas 
novas espécies, descendentes de um ancestral comum.
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UNIDADE Neodarwinismo, Teoria Sintética e Especiação
Essa é a descrição básica do processo de especiação parapátrica 
(para =ao lado; pátria = local de origem), com duas ou mais populações que se 
isolam geograficamente. Esse isolamento pode ocorrer pelo surgimento de uma 
barreira física como um rio, um vale ou uma montanha. O fenômeno pode ocorrer 
também pela extinção das populações intermediárias que permitiam o fluxo 
genético entre essas populações.
A especiação pode ocorrer também quando algum tipo de barreira biológica 
impede o cruzamento entre os indivíduos que estão em uma mesma região, sendo 
denominada então de especiação simpátrica (sim, unido; pátria = local de origem). 
Essa forma de surgimento de novas espécies é mais comum em plantas, a partir de 
mutações cromossômicas que aumentam a carga genética completa do organismo 
(euploidias). Se uma espécie diplóide (2n) apresentar uma mutação embrionária que 
a torne tetraploide (4n), o número de cromossomos dos gametas será 2n, enquanto 
nos indivíduos diplóides será haplóide (n). Se os gametas das duas populações se 
encontrarem, produzirão um embrião 3n, que não conseguirá realizar a divisão 
meiótica de forma adequada, pois o número de cromossomos impar não pode 
ser dividido por dois, formando assim duas populações isoladas reprodutivamente, 
definindo então duas novas espécies. Grande parte das gramíneas cultivadas como 
alimento como o trigo e a cevada são poliplóides.
O princípio básico da formação de novas espécies é o isolamento reprodutivo 
e podemos definir dois grandes grupos de modificações capazes de impedir a 
reprodução em entre duas populações:
a) mecanismos pré-zigóticos: aqueles que ocorrem antes da fecundação. 
Podem ser em nível microscópico ou macroscópico, como diferentes 
números cromossômicos, diferenças estruturais e químicas entre os gametas, 
reconhecimento entre os pares por hormônio de atração, diferentes padrões 
comportamentais (canto, danças, luzes), épocas e horários reprodutivos, 
estruturas morfológicas etc.
b) mecanismos pós zigóticos: aqueles que ocorrem após a fecundação, como 
a inviabilidade dos zigotos, dos embriões (sementes inviáveis, abortamento), 
dos indivíduos ou da incapacidade reprodutiva dos descendentes. 
Além de isolar as espécies, tais mecanismos são úteis para impedir a formação 
de híbridos estéreis ou parcialmente férteis, o que na natureza, significa desperdício 
de matéria e energia. 
Os seres humanos induziram artificialmente a formação de muitos híbridos 
estéreis, como o cruzamento entre éguas (Equus cabalus) e jumentos (Equus asinus), 
formando um híbrido estéril com características de alto valor para o trabalho, mas 
incapaz de se reproduzir de modo estável (mulas e burros), não recebendo um 
nome científico binomial. Em vegetais, o cruzamento entre o limão siciliano e o 
limão galego, originou uma linhagem estéril, sem sementes conhecida como limão 
Taiti, entre muitos outros híbridos artificiais.
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O termo híbrido traz o conceito da mistura de duas espécies ou variantes diferentes. 
Sob certas condições, podem surgir características novas e muito positivas, geralmente 
denominadas em conjunto como “vigor híbrido”, muito utilizado em variedades agrícolas 
selecionadas artifi cialmente, como o milho híbrido.
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Diferentes exemplos de modelos de especiação
Alguns autores classificam a especiação lenta e gradual, que ocorre sem um 
isolamento claro, semelhante a uma linha reta, como “anagênese” (ana = para cima; 
gênese, origem), contrastando com as especiação ramificada ou “cladogênese” 
(clado=ramo), estimulada por irradiação adaptativa e isolamento geográfico e 
reprodutivo múltiplo, como ocorreu com as tartarugas de Galápagos. 
Para os paleontólogos, o fenômeno de mudança lenta e gradual de certa 
população pode ser um enorme problema, pois duas espécies descritas podem na 
realidade ser o produto de modificações lentas e graduais de uma espécie através do 
tempo, conhecidas nesse ramo de estudo como cronoespécies (cronos = tempo). 
Analisando a biodiversidade, nota-se que existem muitas possibilidades 
para a formação de novas espécies, com uma correlação direta entre a 
velocidade reprodutiva e o ritmo de mudanças, interagindo com mecanismos 
predominantemente ecológicos e observáveis ou predominantemente 
moleculares e imperceptíveis. Muitos e diferentes casos foram descritos, como 
a existência de híbridos férteis em vegetais, ao longo de diferentes populações, 
e descrições muito interessantes sobre evolução e especiação lenta (braquitélica) 
e rápida (taquitélica), aos saltos (equilíbrio pontuado), podem ser encontradas 
na literatura específica, mas não cabem para os objetivos desse texto. Tais 
aprofundamentos são recomendados na nossa bibliografia.
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UNIDADE Neodarwinismo, Teoria Sintética e Especiação
Material Complementar
Indicações para saber mais sobre os assuntos abordados nesta Unidade:
 Vídeos
Birds-of-Paradise Project Introduction
Vídeo do projeto As aves do paraíso, da National Geographic Society.
https://www.youtube.com/watch?v=YTR21os8gTA
 Sites
Conheça Stephen Jay Gould
ARAGUAIA, Mariana. “StephenJay Gould”;Brasil Escola. Acesso em 20 de outubro 
de 2015
http://www.brasilescola.com/biografia/stephen-jay-gould.htm
 Leitura
Seven new microendemic species of Brachycephalus (Anura: Brachycephalidae) from southern Brazil
Artigo Acadêmico com a descrição de sete novas espécies de anfíbios no Paraná
https://peerj.com/articles/1011/
O ensino da evolução biológica: um desafio para o século XXI
R Tidon, E Vieira - ComCiência, 2009 - SciELO
http://goo.gl/6pQJFM
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Referências
CUNHA, Claudio da. Genética e Evolução Humana. Campinas, SP: Átomo, 2011.
FUTUYMA, Douglas. Biologia Evolutiva. 3.ed. São Paulo: Funpec, 2009.
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