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Evolução Evolução é o processo de mudança e adaptação dos seres vivos às modificações ocorridas no meio ambiente com passar do tempo. É a mudança das características hereditárias de uma população de seres vivos de uma geração para outra. Lamarckismo: O biólogo francês Jean-Baptiste Lamarck formulou uma das primeiras teorias sobre a evolução dos seres vivos. Para explicar, sugeriu duas leis: a Lei do Uso e Desuso e a Lei da Transmissão dos Caracteres Adquiridos. Na teoria lamarckista, acreditava-se que os indivíduos eram forçados a mudar por pressão exercida pelo meio ambiente em que viviam. A Lei do Uso e Desuso pontua que quando uma espécie utiliza determinada parte do corpo com maior intensidade, essa parte se desenvolve ainda mais que as outras. Já as partes que não são tão usadas podem sofrer atrofiamentos e até desaparecer. A segunda lei, Transmissão dos Caracteres Adquiridos, afirma que certas características são transmitidas para as novas gerações com o passar dos anos. Apesar do pioneirismo, essas leis apresentam falhas. No caso do uso e desuso, não pode ser deixado de lado o fato de que as características dos organismos são definidas pelos genes, não necessariamente pelo uso contínuo e intenso. O outro erro inclui a segunda lei, já que certas características não podem ser transmitidas, pois não estão inseridas na formação genética. Lei do Uso e Desuso: Lamarck observou que algumas partes do corpo do indivíduo poderiam se desenvolver mais se fossem mais usadas. Seguindo esse mesmo pensamento, as partes menos usadas ficariam atrofiadas. No clássico exemplo lamarckista do pescoço das girafas, ele sugeria que as girafas na verdade tinham o pescoço curto, mas essa parte do corpo precisou se alongar e se tornou forte para alcançar a copa das árvores em momentos de escassez de alimentos. Lei da Transmissão dos Caracteres Adquiridos: Essa lei afirmava que as características benéficas adquiridas durante a vida de um indivíduo eram transmitidas a seus descendentes, que passariam a transmiti- la a todas as gerações seguintes. Sendo assim, essa lei estava intimamente ligada à primeira, pois as características adquiridas ou atrofiadas seriam repassadas de geração a geração. Lamarck foi um cientista inovador, ele foi o primeiro a ir contra as ideias criacionistas ou fixistas. Como na ciência mudanças demoram a ser compreendidas e incorporadas, talvez seja por isso que ele morreu sem ser reconhecido. Apesar de Lamarck ter acertado que fósseis eram um registro importante da evolução dos seres vivos e que ocorria uma adaptação das espécies ao meio ambiente, ele errou ao afirmar que essas características eram transmitidas aos descendentes. A lei do uso e desuso pode até ser aplicada em alguns momentos como o ganho de massa muscular de um atleta, no entanto, essa não é uma característica adquirida com o objetivo de deixar aquele indivíduo melhor e mais complexo, e sim mais adaptado ao meio que vive, podendo inclusive se tornar mais simples. Darwinismo: Criada pelos naturalistas Charles Darwin e Alfred Russel Wallace, essa ideia evolucionista acredita que as espécies vivem em constante luta pela adaptação, sobrevivendo apenas os mais fortes e capazes de se reproduzir. Em 1838, Darwin leu o trabalho de Thomas Malthus em que o autor fazia relação entre o aumento da população humana e a fome. Segundo Malthus, a população crescia em progressão geométrica, enquanto os alimentos, por sua vez, cresciam em progressão aritmética. Isso com o tempo levaria a população à fome. Após a leitura, Darwin concluiu que, nas outras populações de seres vivos, o tamanho populacional não aumentava como acontecia com os humanos e que, de alguma forma, o meio impunha um limite nesse crescimento. Segundo Darwin, haveria uma “luta pela sobrevivência” e apenas aqueles com características mais vantajosas poderiam sobreviver e reproduzir-se. Os indivíduos com características menos vantajosas não sobreviveriam às pressões do meio e, consequentemente, não se reproduziriam. Dessa forma, com o tempo, os indivíduos com essas características desapareceriam. Surgiu aí o conceito de seleção natural, no qual apenas o organismo mais apto é selecionado pelo meio e transmite suas características aos seus descendentes. Segundo Darwin, depois de várias gerações, características seriam passadas e as espécies ficariam muito distintas daquelas que as originaram. Dessa forma, surgiriam novas espécies de uma maneira direcional, lenta e gradual. Darwin afirmava também que todos os seres vivos sofriam mudanças, sendo assim, todos os organismos existentes no planeta atualmente em algum momento da história evolutiva compartilharam um ancestral comum. Apesar do conceito de seleção natural ser aceito e estudado pela biologia, não consegue explicar quais os atributos deixam determinadas espécies mais fortes e adaptáveis, e como são transmitidas para os descendentes. Essa explicação apenas surge com os estudos sobre genética. Seleção Natural: Darwin fez uma série de observações e pôde concluir que as populações apresentam indivíduos com diferentes características, as quais podem ser passadas de uma geração para outra. Os indivíduos que herdam características que lhes conferem vantagem de sobrevivência, apresentam maior chance de desenvolver-se e reproduzir-se, passando essa característica vantajosa aos seus descendentes. Aqueles que apresentam características menos vantajosas, apresentam menos chance de sobrevivência, e também, de reprodução. Ao longo das gerações, percebe-se que a característica vantajosa vai aumentando entre os indivíduos devido ao seu maior sucesso reprodutivo. Podemos exemplificar como a seleção natural atua utilizando o clássico exemplo do pescoço da girafa. De acordo com as ideias de Darwin, existiam girafas de pescoço longo e girafas de pescoço curto. As girafas de pescoço curto apresentavam maior dificuldade de conseguir alimento em locais mais altos, quando os vegetais mais baixos estavam escassos. As girafas de pescoço longo apresentavam vantagem, uma vez que conseguiam alimentar-se em árvores com a copa mais alta. Ao longo do tempo, observou-se um aumento da população de girafas de pescoço longo, uma vez que elas tinham maior chance de sobrevivência e de reprodução, passando essa característica aos seus descendentes. Neodarwinismo: Também chamada de teoria sintética da evolução, surgiu no século XX e acrescenta as teorias de seleção natural com a genética. A corrente incorpora os conceitos de mutação e recombinação genética. O monge botânico Gregor Mendel, após anos da teoria darwinista ser lançada, realizou várias experiências com cruzamento de ervilhas para encontrar o que futuramente seria conhecido pela ciência como gene. Do ponto de vista genético, a evolução pode ser definida como qualquer alteração no número de genes ou na frequência dos alelos de um ou um conjunto de genes em uma população e ao longo das gerações. Mutações em genes podem produzir características novas ou alterar as que já existiam, resultando no aparecimento de diferenças hereditárias entre organismos. Estas novas características também podem surgir pela transferência de genes entre populações, como resultado de migração, ou entre espécies, resultante de transferência horizontal de genes. A evolução ocorre quando estas diferenças hereditárias tornam-se mais comuns ou raras numa população, quer de maneira não-aleatória, através de seleção natural, ou aleatoriamente, através de deriva genética. Evidências da Evolutivas: Órgãos Vestigiais Algumas espécies apresentam órgãos pequenos e sem grande utilidade, mas, esse mesmo órgão em outra espécie, pode ser essencial para sobrevivência. O apêndice, por exemplo, nos roedores é a parte responsável pela digestão dos alimentos. Já para o homem é apenas uma estruturapequena e sem atribuição. Evidências celulares e moleculares No quesito celular, algumas espécies apresentam os mesmos aspectos na fase inicial da vida, porém, com o desenvolvimento do embrião essas semelhanças diminuem e cada uma assume características específicas. Todos os organismos são feitos de células, que consistem de membranas cheias de água contendo material genético, proteínas, lipídios, carboidratos, sais e outras substâncias. As células da maioria dos seres vivos usam açúcar como combustível e produzem proteínas como blocos de construção e mensageiros. No nível molecular, muitos genes são compartilhados entre os organismos, o que aparenta certo grau de parentesco. O DNA humano e o mapa genético do macaco bonobo, por exemplo, apresenta 98,7% de similaridade. Diferentes espécies possuem homologias genéticas, bem como as anatômicas. Estas características da vida demonstram a semelhança fundamental de todos os seres vivos na Terra e servirá de base dos esforços de hoje em engenharia genética. Espécies diferentes dividem homologias genéticas, assim como anatômicas. Lombrigas, por exemplo, compartilham 25% de seus genes com humanos. Esses genes são ligeiramente diferentes em cada espécie, mas semelhanças notáveis, no entanto, revelam sua ancestralidade comum. Na verdade, o código de DNA em si é uma homologia que liga toda a vida na Terra a um ancestral comum. DNA e RNA possuem um código simples de quatro bases que fornece a receita para todas os seres vivos. Em alguns casos, se transferíssemos material genético da célula de um ser vivo para outra, a receita iria seguir as novas instruções como se fossem suas próprias. Essas características de vida demonstram a semelhança fundamental de todos os seres vivos na Terra e serve de base aos esforços atuais em engenharia genética. Os fósseis Os fósseis são os vestígios que comprovam a estadia de espécies (animal ou vegetal) em algum momento da vida terrestre. Eles podem ser encontrados em rochas e gelos, e, normalmente, são partes duras que conseguem passar pelo processo de fossilização, como ossos e conchas. Para descobrir o período em que determinado fóssil esteve na Terra, os paleontólogos investigam o tamanho de compostos químicos (carbono, chumbo, entre outros) presentes nos restos mortais do organismo, já que as mudanças climáticas e a configuração física e celular dos serem contribuem para esse processo. Órgãos Homólogos São os organismos que possuem a mesma origem embrionária, porém com funções diferentes. Isso afirma a ideia de que todos os seres compartilharam um ancestral em comum. Se observarmos as patas de um crocodilo e de um rato, por exemplo, vamos perceber que ambos apresentam a mesma anatomia (origem embrionária), diferenciados somente pela funcionalidade. O sistema que gera esse processo é chamado de divergência evolutiva. Órgãos Análogos São aqueles que apresentam origem embrionária distinta, mas que exercem a mesma função. As asas dos morcegos e pássaros, por exemplo, são usadas para voos, entretanto possuem anatomias diferentes. Este fato acontece por causa da convergência evolutiva. Divergência e Convergência Evolutiva: Divergência Evolutiva Processo que é conseqüência de isolamento geográfico de vários grupos a partir de uma população inicial, levando à diversificação das espécies com acúmulo de características diferentes ao longo do tempo e com atuação da seleção natural. A partir de um mesmo tipo ancestral ocorre o aparecimento de várias linhas evolutivas divergentes. Todos estes organismos, por terem um ancestral comum, possuem estruturas derivadas de uma mesma estrutura original. Estas estruturas são chamadas órgãos homólogos como, por exemplo, braços do homem e asas de morcego, que possuem a mesma origem embrionária. Convergência Evolutiva Processo que é resultante da adaptação de grupos de organismos de espécies diferentes a um mesmo hábitat. Por estarem adaptados ao mesmo hábitat, possuem semelhanças em relação à organização de corpo sem necessariamente possuírem grau de parentesco. Estes organismos, por viverem num mesmo tipo de ambiente e estarem adaptados ao mesmo, possuem estruturas que apresentam a mesma função que são chamadas de órgãos análogos, como, por exemplo: asas de morcego e asas de borboleta, são semelhantes pela função e não por terem uma mesma origem embrionária ou pelos organismos possuírem ancestral comum. Especiação: Especiação é o processo pelo qual uma espécie diverge, produzindo duas ou mais espécies descendentes. Eventos de especiação foram observados diversas vezes, tanto em condições controladas de laboratório como na natureza. Em organismos de reprodução sexuada, a especiação resulta do isolamento reprodutivo seguido por divergência entre as linhagens. Há quatro tipos de mecanismos de especiação, sendo a especiação alopátrica considerada a mais comum em animais. Esse tipo de especiação ocorre quando populações são isoladas geograficamente, por fragmentação de habitat ou migração, por exemplo. Como as forças evolutivas passam a atuar independentemente nas populações isoladas, a separação vai, eventualmente, produzir organismos incapazes de se intercruzarem. O segundo mecanismo de especiação a ser considerado é a especiação peripátrica, que ocorre quando pequenas populações de organismos são isoladas num novo ambiente. Ela difere da especiação alopátrica pelo fato de as populações isoladas serem muito menores do que a população parental. Nesse caso, o efeito fundador causa uma especiação rápida tanto pela deriva genética oriunda do efeito fundador como pela rápida ação da seleção natural sobre um conjunto de genes pequeno. O terceiro mecanismo de especiação é a especiação parapátrica. Ela é similar à especiação peripátrica na medida em que uma população pequena ocupa um novo habitat, mas difere porque não há separação física entre essas populações. O que ocorre é que a especiação resulta da evolução de mecanismos que reduzem o fluxo gênico entre as duas populações. Geralmente isso ocorre quando há alguma mudança drástica no ambiente da espécie parental. Um exemplo é a gramínea Anthoxanthum odoratum, que pode passar por especiação parapátrica em resposta a poluição localizada de metais de minas. Neste caso, plantas com resistência a altos níveis de metais no solo evoluem. A seleção contra cruzamentos com a população parental sensível a metais produz uma mudança no tempo de floração das plantas resistentes, causando isolamento reprodutivo. A seleção contra híbridos entre as duas populações pode causar o que é chamado de reforço, que é a evolução de características que promovem o cruzamento dentro de determinada espécie, assim como deslocamento de caráter, que ocorre quando duas espécies se tornam mais distintas em aparência. Finalmente, quando há especiação simpátrica, espécies divergem sem uma barreira geográfica entre elas ou mudanças drásticas no ambiente. Esse tipo de especiação é considerado raro, já que uma pequena quantidade de fluxo gênico pode remover as diferenças genéticas entre partes de uma população. Em geral, a especiação simpátrica em animais exige a evolução tanto de diferenças genéticas como de acasalamento preferencial, para permitir que o isolamento reprodutivo evolua. Um tipo de evolução simpátrica envolve o cruzamento entre duas espécies aparentadas, produzindo uma nova espécie híbrida. Esse tipo de especiação não é comum em animais, já que híbridos são comumente inviáveis ou estéreis, porque não há pareamento entre os cromossomos homólogos de cada progenitor durante a meiose. Ela é mais comum em plantas, porque plantas frequentemente dobram o número de cromossomos, formando poliplóides. Isso permite o pareamento de cada cromossomo com seu homólogo durante a meiose, já que os cromossomos de cada progenitor já se apresentamem pares. Um exemplo desse tipo de especiação ocorreu quando as espécies Arabidopsis thaliana e Arabidopsis arenosa se hibridizaram para formar a nova espécie Arabidopsis suecica. Isso ocorreu há cerca de 20 000 anos atrás e o processo de especiação foi reproduzido em laboratório, permitindo o estudo dos mecanismos genéticos envolvidos no processo. De fato, eventos de poliploidização numa espécie podem ser uma causa comum de isolamento reprodutivo, já que metade dos cromossomos duplicados não irá parear quando ocorrer cruzamento com organismos sem essa duplicação. Eventos de especiação são importantes na teoria do equilíbrio pontuado, que explica a existência do padrão observado no registro fóssil de "explosões" de evolução entre longos períodos de estase, em que as espécies se mantém relativamente sem mudanças. Nessa teoria, a especiação e a rápida evolução são relacionadas, com seleção natural e deriva genética atuando mais fortemente em organismos especiando em novos habitats ou com pequeno tamanho populacional. Como resultado, os períodos de estase no registro fóssil correspondem à população parental, e os organismos passando por especiação e rápida evolução são encontrados em pequenas populações geograficamente restritas, sendo raramente preservados como fósseis. Evolução Humana: Evolução humana é uma teoria que indica que o processo evolucionário se iniciou com as primeiras formas de vida até atingir o estágio atual do desenvolvimento humano, o homo sapiens sapiens. A biologia estima que a vida na Terra tenha surgido há 3.8 bilhões de anos atrás na forma de organismos unicelulares denominados procariontes. Milhões de anos depois, com as mudanças relacionadas ao oxigênio e a evolução da fotossíntese, surgiram os primeiros seres eucariontes (com células complexas contendo organelas). As mutações continuaram ao longo do tempo e cerca de 530 milhões de anos atrás, surgiram os primeiros peixes, que em seguida deram origem aos anfíbios (340 milhões de anos atrás), répteis (310 milhões de anos atrás) e eventualmente aos mamíferos (cerca de 100 milhões de anos atrás). Finalmente, os primeiros mamíferos primatas na Terra deram origem aos hominídeos. É importante esclarecer que o significado de “hominídeo” foi revisto diversas vezes ao longo do tempo. Por esse motivo, ainda é muito comum que o termo seja usado para referir-se exclusivamente aos humanos (gênero homo), embora englobe também os chimpanzés, gorilas e orangotangos. Essas quatro espécies, também conhecidas como Grandes Primatas, tiveram um ancestral em comum há 14 milhões de anos atrás e, com o passar do tempo, subdividiram-se em espécies diferentes conforme os atributos físicos divergiam com novas mutações. Eventualmente, os primatas deram origem às primeiras formas de vida humana, cerca de 3,5 milhões de anos atrás. Etapas da evolução humana: Australopitecos A ciência acreditava que esta espécie se tratava, na verdade, de um ancestral próximo dos humanos. Essa classificação passou a ser questionada após a descoberta de fósseis australopitecos mais antigos e com características muito similares aos membros do gênero homo. Hoje em dia, apesar de não existir consenso, as similaridades com os humanos mantêm a espécie dos australopitecos intimamente relacionada ao início da vida humana na Terra. Os australopitecos eram seres bípedes de baixa estatura (não ultrapassavam 1,4 metros) e possuíam o corpo coberto de pelos. A espécie vivia em zonas tropicais da África alimentando-se de frutas e folhas, e foi a primeira a utilizar o polegar opositor para segurar e manusear instrumentos. O termo australopiteco é originário do latim "australis", que significa sulista e do grego "pithekos", que significa primata. Homo Habilis Do latim “homem hábil”, a espécie viveu na Terra há cerca de 2,4 e 1,6 milhões de anos atrás. Em termos físicos, é o membro do gênero homo mais diferente dos humanos atuais. Os homo habilis receberam esse nome por terem sido os primeiros hominídeos a utilizar as mãos para fabricar instrumentos rudimentares feitos de pedra. Seus cérebros eram 50% maiores do que os dos australopitecos e tinham estatura média de 1,3 metros. Homo Erectus Com as mãos destinadas ao manuseio de instrumentos, os homo habilis aprenderam a equilibrar-se sobre as duas pernas e, com o tempo, deram origem ao homo erectus. Estima-se que a espécie tenha vivido entre 2 milhões de anos e 400 mil anos atrás. Os homo erectus foram os primeiros a controlar o fogo. Além de contribuir para a sobrevivência na vida noturna, a descoberta trouxe drásticas mudanças na alimentação e nos costumes da espécie, possibilitando, especialmente, a migração para lugares mais frios. Por esse motivo, os homo erectus foram os primeiros a sair da África e espalhar-se pelo mundo, cerca de 1,8 milhões de anos atrás. Homo Neanderthalensis (Neandertal) Mais conhecido como Homem de Neandertal, é considerado o ancestral mais próximo do humano moderno. Viveram na Europa e na Ásia entre 2,5 milhões e 12 mil anos atrás. Apesar de possuírem estatura menor do que os humanos atuais, os neandertais tinham a constituição física muito mais forte e resistente que, somada ao domínio de armas e do fogo, fez deles exímios caçadores. Como viviam em regiões mais frias, os neandertais aprenderam a confeccionar roupas para manter-se aquecidos. Além disso, acredita-se que o frio tenha ligação direta com o sentimento de socialização desenvolvido pelos neandertais, que passavam muito tempo reunidos ao redor de fogueiras ou em cavernas. Os neandertais são considerados os membros mais carnívoros da família homo. Essa característica foi decisiva, tendo em vista que, quando as mudanças climáticas eliminam a maior parte dos animais caçados por eles, os neandertais não conseguiram se alimentar, sendo eventualmente extintos. Homo Sapiens Do latim "homem sábio", é o membro da família homo com o cérebro mais desenvolvido. Estima-se que os primeiros homo sapiens tenham surgido cerca de 300 mil anos atrás. Com a capacidade de raciocínio apurada, os homo sapiens foram capazes de interpretar o ambiente ao seu redor, solucionar problemas e assim prosseguir no processo de adaptação até os dias atuais. A ciência classifica o ser humano moderno como homo sapiens sapiens que significa "homem que sabe que sabe". Isso significa que o ser humano atual desenvolveu a consciência dos seus conhecimentos e aprendeu a usá-los na busca de novos.
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