Evolução - Aula 01 - Introdução à Biologia Evolutiva

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Introdução à Biologia 
Evolutiva
Aula 1 – Evolução
Biologia Evolutiva
► Biologia Evolutiva x Evolução Biológica
►O termo Evolução biológica refere-se ao processo de modificação e surgimento das 
espécies na Terra
► Biologia Evolutiva refere-se à disciplina que tenta descrever tal processo
► Descreve a história da vida na Terra
► Investiga os processos responsáveis por essa história
Biologia 
Evolutiva
Descrever
Compreender
Biologia Evolutiva
►Descrever
► Determinar as relações de ancestralidade entre as espécies (filogenia)
► Determinar as épocas em que as espécies surgiram e se extinguiram
► Determinar a origem das características e o curso de suas mudanças
Reconstruir a história da evolução das espécies
Estimar o tempo de separação
Descrever o curso das mudanças...
Objetivos da Biologia Evolutiva
►Compreender
► As origens das variações hereditárias
► Como os processos diversos influenciam no destino dessas variações
►Qual a importância relativa de cada processo
► Em que velocidade ocorrem as mudanças
► Como populações se tornam espécies diferentes
Áreas de atuação da Biologia Evolutiva
Evolução comportamental
► Evolução dos sistemas de acasalamento
(cortejo, estruturas familiares, caracteres de seleção sexual)
► Evolução dos mecanismos de procura de alimentos
(predação, fuga de predadores, relações de cooperação)
► Evolução dos sistemas neurais de controle de atividades
► Características adaptativas evoluem em conjunto
Áreas de atuação da Biologia Evolutiva
Evolução dos planos de desenvolvimento embrionário 
(Evo-Devo)
►Evolução dos padrões de desenvolvimento embrionário
► Fonte de evidências para processos macroevolutivos
► Surgimento de novas estruturas
► Surgimento e radiação de grupos
► Campo em grande atividade atualmente
► Varios genes relacionados a regulação dos padrões estão sendo 
identificados
► Pequenas variações no DNA x grandes modificações morfológicas
Áreas de atuação da Biologia Evolutiva
Ecologia evolutiva
► Evolução das características ecológicas das espécies
(ocupação de nichos, distribuição, tempos de vida)
► Evolução de relações parasita-hospedeiro
► Como as mudanças do ambiente refletiram na evolução 
das espécies
► extinções em massa
► conexão de continentes
► glaciações
Áreas de atuação da Biologia Evolutiva
Genética Evolutiva
► Compreender a origem da variação
(mutações e recombinação)
► Descreve os padrões de variação entre e dentro das 
populações
► Quais são os processos que influenciam o padrão de 
variação
(seleção, deriva genética, fluxo gênico)
► Evolução de genes e genomas
Áreas de atuação da Biologia Evolutiva
Paleontologia
► Trata dos padrões evolutivos dos registros fósseis
(origem e destino de linhagens extintas)
► Tendências evolutivas de características
► Relacionar as mudanças morfológicas ao registro geológico
► Calibração de relógios moleculares 
Áreas de atuação da Biologia Evolutiva
Fisiologia e anatomia comparadas
►Como a fisiologia e a anatomia se tornaram adaptados a seu ambiente
►Definição de limites para a adaptação
►Determinar a origem e o compartilhamento de sistemas anatômicos e 
fisiológicos
Áreas de atuação da Biologia Evolutiva
►Evolução molecular
►Origem os seres vivos
► Evolução das interações entre as moléculas que formam os organismos vivos
► Como sistemas simples evoluíram para os sistemas complexos que temos hoje
Como se estuda evolução?
►As demais sub-áreas da biologia se ocupam do “como”.
►A biologia evolutiva se ocupa do “porque”
►Três componentes devem ser sempre considerados:
1. O curso da evolução inclui processos estocásticos e determinísticos
2. A evolução é um processo histórico
3. A variação é a matéria prima
Objetos de estudo em evolução
Bancos de dados paleontológicos
Os dados paleontológicos são utilizados para os dois objetivos gerais da 
biologia evolutiva
► Utilizados para estabelecer as relações entre os organismos, inclusive membros extintos
► Evidencia mudanças das características ao longo do tempo geológico
► Gera estimativas de tempo e causas de surgimento e extinção de espécies
Objetos de estudo em evolução
Inferência filogenética
► São estimativas das relações entre as espécies ou demais grupos
► Atualmente tem-se utilizado o princípio de compartilhamento de características 
derivadas para realizar tais estimativas
► Espécies com um maior número de características derivadas em comum, se originaram de um ancestral comum 
mais recente
► Atualmente têm-se utilizado muitos caracteres moleculares para a estimativa 
Objetos de estudo em evolução
►Caracterização da variação genética e morfológica
► Darwin, em sua teoria, já discutia a importância da variação 
genética para uma população
► Várias inferências são feitas a partir da estrutura da variação 
genética dentro e entre populações
► A determinação do efeito das variantes genéticas no fenótipo 
dão uma estimativa de sua importância na adaptabilidade 
Objetos de estudo em evolução
Observações
►Algumas modificações evolutivas são rápidas o 
suficientes para serem documentadas
► Espécies de gerações rápidas e sensíveis a modificações ambientais
►A seleção de espécies domesticadas já ocorrem ao 
longo de séculos
►A evolução convergente fornece informações sobre 
a adaptação a determinados ambientes
Como se estuda evolução?
Experimentação
►Populações de fácil manipulação e de gerações 
rápidas são utilizadas
►Vários organismos modelo estão disponíveis
► E. coli (procarioto)
► S. cerevisiae(fungo)
► C. elegans (nematóideo)
► D. melanogaster (artrópode)
► A. thaliana (vegetal)
► Mus musculus (mamífero)
Biologia evolutiva e sociedade
Saúde humana e medicina
► Distribuição dos alelos (características) nas populações
► História de formação das populações
► Possíveis características adaptativas de determinados alelos
► Explicar através dos fatores evolutivos a frequência dos alelos numa dada 
população
► Estimar através de níveis de variação, possíveis funções para uma dada sequência 
do genoma
► Evolução de parasitas
► Compreensão da evolução dos sistemas de defesa contra parasitas
► Compreensão da evolução do parasita com os vetores
► Compreensão da evolução de genes de patogenicidade e resistência a drogas 
Biologia evolutiva e sociedade
Agricultura
►Criação de plantas e animais
► Melhoramento vegetal e animal = seleção artificial
► Manutenção da variabilidade genética
► Controle do fluxo gênico
► Interações entre genes 
►Manejo de pragas
► Utilização de rotação de métodos de controle de pragas
► Uso combinado de controle biológico e controle químico
►Silvicultura e pesca
► Manejo de cardumes
► Compreensão das rotas de reprodução e desova
► Controle de fluxo gênico por meio de pólen de espécies invasoras
Biologia evolutiva e sociedade
Biotecnologia
► Identificação de produtos naturais úteis
► A compreensão dos sistemas de defesa contra patógenos e parasitas têm levado a identificação de 
produtos farmacêuticos
► Algumas espécies que vivem em ambiente altamente impactados têm seus genes e metabolismo 
estudados (adaptação a ambientes hostis)
► Alguns são utilizados como bioreatores
► A exploração da biodiversidade elevou a importância da sistemática e da genética evolutiva