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Evolução e Darwin

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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E
TECNOLOGIA SUL-RIO-GRANDENSE
CURSO TÉCNICO EM CONTROLE AMBIENTAL
BIOLOGIA
EXERCÍCIOS
Bruna Bueno Til
TCA4M
Camaquã
2021
Aula 1: Evolução
Como os organismos complexos surgiram?
Existem atualmente muitas hipóteses para tentar explicar a origem dos seres
vivos, uma muito defendida pelos cientistas é a teoria da evolução química ou
Teoria da evolução molecular, proposta inicialmente pelo biólogo inglês
Thomas Huxley e aprofundada anos depois pelo também biólogo inglês John
Burdon S. Haldane e pelo bioquímico russo Aleksandr I. Oparin.
Segundo essa teoria, a vida teria surgido a partir de um processo de evolução
química, onde compostos inorgânicos combinaram-se originando moléculas
orgânicas simples (açúcares, aminoácidos, bases nitrogenadas, ácidos graxos
etc.), que se combinaram produzindo moléculas mais complexas como
proteínas, lipídeos, ácidos nucleicos etc., que deram origem a estruturas com
capacidade de autoduplicação e metabolismo, dando origem aos primeiros seres
vivos.
Que forças moldam suas características?
A evolução acontece por mutações aleatórias, não ocorrem para resolver
problemas ou sobrevivência. Por exemplo:
● Na ilha dos Galápagos, uma espécie de pássaro, os tentilhões de Darwin,
através da variação geográfica evoluíram suas características conforme o
alimento de cada ilha, ou seja, através de mutações os indivíduos com o
bico mais adaptado sobreviveram.
Como a diversidade orgânica surgiu e como é mantida?
Além da seleção natural, a diversidade orgânica também se deve, a migração,
fluxo gênico, ou seja, troca de genes entre as populações daquela espécie, assim
aumentando a diversidade.
Qual o lugar do homem no mundo orgânico?
O homem é diferente de todos os outros seres vivos, porque a seleção natural
não acontece mais. Exemplo.
● A seleção estabilizadora, antes do avanço da medicina bebês muito
magros ou pesados não sobreviviam, somente bebês na “média”
sobreviviam, ou seja, estas regras de seleção não se aplicam mais, pois na
época atual, com o avanço da medicina e tecnologias, temos mais
disponibilidades de recursos.
Aula 3: Darwin
1. Por que as ideias de Darwin foram e ainda são polêmicas?
A teoria da evolução, publicada por Charles Darwin em 1859, causa
polêmica até hoje nos meios acadêmicos, filosóficos e religiosos, pois
entra em choque com os ensinamentos bíblicos segundo os quais o
homem, assim como tudo o que existe no Universo, é criação de um ser
superior.
2. Quais são as cinco grandes ideias expressas por Darwin? Explique o
significado de cada uma.
As principais ideias de Darwin, embasadas em pesquisas e observações
de como surgiram e se modificam os seres vivos, são apresentados a
seguir:
● Evolução: O mundo vivo não foi criado nem se recicla perpetuamente. Os
organismos estão em um lento, mas constante processo de mutação.
● O ancestral comum: Todo grupo de organismos descende de um ancestral
comum. Os homens e os macacos atuais, por exemplo, divergiram de um
mesmo ancestral, há cerca de 4 milhões de anos. Todos os seres vivos, em
última instância, descendem de uma simples e primitiva forma de vida – a
chamada "ameba original".
● Multiplicação das espécies: As espécies vivas tendem a se diferenciar com a
passagem das eras. Darwin desenhou a primeira "árvore da vida" em que
espécies "tronco" vão dando origem a outras que saem do veio principal como
"galhos".
● Gradualismo: As populações se diferenciam gradualmente, de geração em
geração, até que as espécies que seguiram por um "galho" da árvore da vida
não mais pertençam à mesma espécie do "tronco" e de outros "galhos".
● Seleção natural: É a teoria essencial do darwinismo. Ela se baseia no fato de
que os seres vivos sofrem mutações genéticas e podem passá-las a seus
descendentes. Cada nova geração tem sua herança genética colocada à prova
pelas condições ambientais em que vive. A evolução é oportunista e
randômica. O que é isso? Primeiro, o processo evolutivo seleciona (ou seja,
mantém vivos e com mais chance de passar adiante seus genes) os animais e
plantas cujas mutações são mais favorecidas pelo ambiente em que são
obrigados a viver. Segundo, as mutações ocorrem ao acaso, e não com o
objetivo de melhorar as chances de sobrevivência de quem as sofre. Um
exemplo simples: os peixes primitivos não podiam tirar oxigênio diretamente
da água. Alguns passaram por mutações que os dotaram dessa capacidade.
Esses últimos se adaptaram melhor à vida aquática e hoje dominam os rios,
lagos e oceanos.
3. Explique alguns impactos da Teoria Darwinista da Evolução.
● Muitos casos polêmicos já ocorreram envolvendo as ideias de
Charles Darwin. Questões de interesse religioso colidem-se com o
ensino das escolas e com o poder político de alguns governantes. O
evolucionismo sempre encontrou barreiras sólidas quando
escolhido para ser ensinado nas escolas. “No Brasil, a
ex-governadora do Rio de Janeiro, Rosinha Garotinho, introduziu o
ensino do criacionismo como obrigatório nas escolas estaduais”.
● Novos defensores do criacionismo, que passaram a aceitar a teoria
de Darwin, classificando-a como algo proveniente da força divina.
Essa nova postura se deve a busca por legitimação acadêmica de
criacionistas. “Os defensores modernos do criacionismo procuram
se colocar no campo do debate científico, mas ao mesmo tempo se
consideram como uma ‘ponte entre ciência e religião’, não
escondendo a base religiosa da teoria em questão.”
● Apesar de receber a cada dia novas críticas não só de posições
religiosas, mas até mesmo dentro do meio científico, é reconhecido
que a teoria mais famosa de Darwin delimitou vários rumos dos
estudos em relação à origem das espécies, todas as explicações
científicas para a evolução hoje consideram o darwinismo.
● Outro ponto importante que teve em Darwin seu princípio foi a não
diferenciação do ser humano dos outros animais. A qualificação do
homem como um animal, mesmo que diferenciado pelo termo
“racional”, principalmente na cultura popular, só surgiu a partir dos
milhares de estudos acadêmicos que se sucederam em várias partes
do mundo a partir da primeira publicação da teoria darwinista.
4. O que é? E qual a importância da seleção natural no processo de
adaptação?
Em resumo, a evolução por seleção natural é resultado direto de três
fatores: variação, reprodução diferenciada e hereditariedade.
● Variação nos traços ou características dos indivíduos de uma
mesma população
● Reprodução diferenciada: como o ambiente não suporta
crescimento ilimitado das populações, nem todos os indivíduos
conseguem se reproduzir. No exemplo, se besouros verdes são
comidos por pássaros, os besouros marrons sobrevivem para se
reproduzir com maior frequência.
● Hereditariedade: os besouros marrons sobreviventes deixam
descendentes marrons porque esse traço (cor marrom) tem uma
base genética.
A seleção natural ocorre pela necessidade de sobrevivência e adaptação
das espécies ao ambiente. É através dela que as espécies mais adaptadas
persistem no ambiente. Os indivíduos com características mais adequadas
para um determinado ambiente são mais propensos a sobreviver e se
reproduzir.
5. O que é uma característica adaptativa?
Uma adaptação é qualquer característica ou comportamento natural
evoluído que torna algum organismo capacitado a sobreviver e a se
reproduzir em seu respectivo habitat.
Como regra geral, essas adaptações são resultados do processo de seleção
natural ao longo de várias gerações seguidas de mudanças, devido a
diferentes níveis de aptidão (ou valores adaptativos) conferidos por
variações genotípicas aleatórias em algum caractere, sendo tais variações
herdáveis. Desse modo, a seleção natural irá agir favorecendo o indivíduo
que apresente maior aptidão.
6. Qual o significado da evolução gradual?
Formulado pelo naturalista britânico Charles Darwin, o gradualismo (ou
gradualismo filético) é uma ideia que defende que a evolução se dá por
meio de pequenas transformações no decorrer de diversas gerações dos
seres vivos, configurando, portanto, umprocesso evolutivo lento e
contínuo.
7. Desde 1995 alguns estados norte-americanos estão excluindo o ensino
da teoria de evolução biológica dos seus currículos escolares
alegando, entre outras razões, que ninguém estava presente quando a
vida surgiu na Terra. Alguns cientistas defendem a teoria da evolução
argumentando que, se é necessário "ver para crer", então não
poderemos acreditar na existência dos átomos, pois estes também não
podem ser vistos.
Atualmente existem evidências que apoiam a teoria da evolução biológica.
São elas:
● A existência de fósseis, que evidenciam a transformação das espécies
ao longo do tempo;
● Anatomia comparada, através da homologias e órgãos vestigiais;
● Bioquímica comparada, que mostra as semelhanças entre importantes
biomoléculas como DNA e proteínas.
● A adaptação, capacidade do ser vivo em se ajustar ao ambiente, pode
ser outra evidência, uma vez que, por seleção natural, indivíduos
portadores de determinadas características vantajosas - como a
coloração parecida com a de seu substrato - possuem mais chances
de sobreviver e transmitir a seus descendentes tais características.
Assim, ao longo das gerações, determinadas características vão se
modificando, tornando cada vez mais eficientes. Como exemplos de
adaptação por seleção natural temos a camuflagem e o mimetismo.
● As analogias e homologias também podem ser consideradas como
provas da evolução baseadas em aspectos morfológicos e funcionais,
uma vez que o estudo comparativo da anatomia dos organismos
mostra a existência de um padrão fundamental similar na estrutura
dos sistemas de órgãos.
8. De que forma os fósseis ajudam no estudo da evolução do homem?
Além de serem o principal indício da evolução biológica, com os fósseis
podemos compreender como era o planeta há milhares de anos, o que
possibilita reconstruções ambientais e o reconhecimento de espécies
atualmente extintas.
9. Por que a viagem foi importante para o desenvolvimento de suas
ideias?
Na introdução da obra(A origem das espécies), logo no primeiro
parágrafo, Darwin cita a importância da viagem a bordo do HMS Beagle,
na qual ficou “deveras impressionado com certos fatos relativos à
distribuição dos seres vivos existentes na América do Sul”, para compor o
estudo que revolucionaria as ciências naturais e traria à tona a teoria da
evolução.
“A viagem do Beagle foi de longe o mais importante evento da
minha vida, e determinou todo meu caráter. (...) Sempre senti que
devia àquela viagem o primeiro treinamento real ou educação da
minha mente; fui levado a atentar para vários ramos da história
natural, e assim minha capacidade de observação melhorou,
embora sempre tenha sido bem desenvolvida”, afirma Darwin.
10.Quais as principais diferenças entre as teorias de Lamarck e Darwin?
O ponto comum entre as teorias de Lamarck e Darwin é: ambos
acreditam que o meio ambiente influencia (direta ou indiretamente) no
processo evolutivo das espécies.
Vamos entender a diferença entre as teorias de Darwin e Lamarck usando
como exemplo o pescoço longo das girafas:
Lamarck sustenta a sua teoria pela lei do uso e do desuso e pela lei dos
caracteres adquiridos, o que quer dizer que as girafas adquiriram o
pescoço longo após fazerem esforços para alcançarem as folhas das
árvores mais altas.
Darwin sustenta a sua teoria pela lei da seleção natural, ou seja, o
ambiente seleciona automaticamente os seres mais aptos de cada espécie.
No caso das girafas, as de pescoço longo foram selecionadas por serem
mais aptas do que as de pescoço curto.
11."Para o homem poder suportar a intensa radiação solar nos trópicos,
as células de sua pele adquiriram a capacidade de fabricar muita
melanina."Esta é uma frase lamarckista. Critique-a com base no
pensamento darwinista.
Usando a ideia darwinista, as pessoas que vivem nos trópicos, podem ter
adquirido uma variação genética hereditária que faz com que sua pele
tenha um teor maior de melanina, assim Suportando mais tempo e mais
radiação, além de passar essa característica para os seus descendentes.
12."Os antepassados dos golfinhos tinham patas que, de tanto serem
usadas para a natação, foram se transformando em nadadeiras".
a. A frase acima está de acordo com a teoria de Lamarck ou com
a teoria de Darwin? Justifique, relacionando a teoria escolhida
com a frase.
Em acordo com a teoria de Lamarck, já que Lamarck falou que da
teoria do uso e desuso, onde, caso o indivíduo usa-se muito uma
estrutura ou habilidade, ela seria refinada, e se desenvolveria mais
ainda, e caso não, iria atrofiar.
b. Por que a frase está em desacordo com a teoria não escolhida?
Na teoria de Darwin, a Estrutura "nadadeira" já deveria existir na
população e o papel do meio seria apenas selecionar a forma mais
bem adaptada.
Aula 4: Teoria Sintética
1. O que os neodarwinistas acrescentaram ao trabalho original de
Darwin?
O darwinismo é uma teoria evolucionista baseada nos estudos de Charles
Darwin. Está, em oposição às ideias fixistas, que diziam que as espécies
eram imutáveis, baseia-se em duas ideias : seleção natural e
hereditariedade.
O neodarwinismo, por sua vez, tem as mesmas ideias que o darwinismo,
mas com novos conhecimentos trazidos pela genética foram adicionados,
sendo a teoria de Darwin complementada, por exemplo, com as famosas
leis de Mendel e o conhecimento sobre mutações.
2. Como a teoria neodarwinista explica a perda dos olhos e da
pigmentação em animais que vivem em cavernas?
Os indivíduos que habitam cavernas escuras não utilizam a visão e não
precisam de pigmentação; por isso, seus olhos atrofiam e sua pele perde
pigmentos ao longo da vida.
3. Qual a importância do fluxo gênico no processo evolutivo?
O fluxo gênico é um importante fator relacionado com a variabilidade
genética. Se um indivíduo de uma população migra para outra e insere
seu gene na população, caso não seja um gene já existente, proporciona o
aumento da variação genética.
Esse fluxo gênico entre as populações é importante porque garante que
indivíduos compartilhem características e sejam geneticamente similares.
Essa semelhança entre indivíduos evita a especiação, ou seja, o
surgimento de uma nova espécie. Quando populações não possuem fluxo
gênico, as diferenças acentuam-se ao longo do tempo e impedem a
reprodução, o que causa o surgimento de novas espécies.
4. Qual a importância das mutações no processo evolutivo?
Por garantir variabilidade genética, ou seja, garantir que indivíduos
apresentem DNA diferentes, as mutações são consideradas um ponto
importante para o processo de evolução dos seres vivos. É por meio delas
que características adaptativas importantes surgem, o que garante a
seleção de espécies mais adaptadas.
5. Qual a importância da deriva genética no processo evolutivo?
A deriva genética é um dos mecanismos básicos da evolução, juntamente
à seleção natural, migração e às mutações. Esse mecanismo, importante
principalmente em pequenas populações, pode ser definido como uma
mudança das frequências alélicas que ocorre de forma totalmente
aleatória.
6. Qual a importância da seleção natural no processo evolutivo?
A seleção natural é um importante mecanismo de evolução proposto por
Darwin. Ela garante que os organismos mais aptos a viver em
determinado ambiente sejam selecionados, sobrevivem no meio,
reproduzem-se e passam suas características aos seus descendentes.
7. Explique o fenômeno denominado de melanismo industrial.
É um fenômeno observado em regiões altamente industrializadas. É
caracterizado pelo aumento na frequência gênica de indivíduos com
coloração escura, por isso o termo melanismo. Um exemplo clássico de
melanismo industrial é o da mariposa Biston betularia, em regiões
industrializadas da Inglaterra.
8. O que é evolução convergente? Cite dois exemplos.
A evolução convergente consiste em um fenômeno evolutivo em que
duas espécies sem relações, ou seja, sem um ancestral em comum,
apresentam uma característica semelhante.
● Asas dos morcegos e aves. Ambas as asas desempenham a mesma
função, ou seja, o voo, porém, possuem origensevolutivas
diferentes.
● Golfinhos e tubarões: ambos são animais marinhos que não
possuem um ancestral comum muito próximo, porém, por viverem
nas mesmas condições aquáticas, eles possuem estruturas corporais
semelhantes como as nadadeiras e caudas. Dessa forma, golfinhos
e tubarões, embora não sejam parentes próximos, por sobreviverem
nas mesmas condições e por possuírem hábitos semelhantes,
compartilham também de semelhanças fisiológicas e corporais.
9. O que são órgãos análogos e homólogos? Cite exemplos.
● Os órgãos homólogos são bastante usados nos estudos para
estabelecer uma relação de parentesco entre os organismos, uma
vez que é sugerido que esses seres apresentam um ancestral
comum. Quando as estruturas acabam assumindo diferentes
funções em resposta ao modo de vida de cada ser vivo, dizemos
que houve uma divergência evolutiva.
Um exemplo de órgão homólogo é a nadadeira dos golfinhos e as
asas dos morcegos. Apesar de possuírem origem embrionária
semelhante e esqueletos com o mesmo plano estrutural, as duas
estruturas apresentam funções bastante distintas. Enquanto a
nadadeira ajuda na natação, as asas auxiliam no voo.
● Os órgãos análogos, diferentemente dos homólogos, não são
utilizados em estudos que estabelecem as relações filogenéticas
entre os organismos, uma vez que eles não revelam a descendência
desses seres vivos. Eles são resultados de uma pressão evolutiva
similar, que acabou selecionando essas características. Quando isso
acontece, dizemos que ocorreu uma convergência evolutiva.
Como exemplo, podemos citar as asas do morcego em comparação
às asas de insetos. Apesar de ambas ajudarem no voo, as asas
citadas apresentam origens embrionárias distintas.
10.O que são mecanismos de isolamento reprodutivo pré-zigóticos? Cite
e explique 2 exemplos.
Mecanismos de isolamento pré-zigóticos são aqueles que tem como
objetivo impedir a fecundação, ou seja, indivíduos de duas populações
não chegam nem a copular, ou quando chegam, não ocorre formação do
zigoto. Dois fatores genéticos estão relacionados e podem contribuir para
o isolamento pré-zigótico:
● Pleiotropia: quando um gene é responsável por mais de um
característica fenotípica no organismo;
○ Uma teoria que serve de exemplo para mostrar a
interferência da pleiotropia no isolamento reprodutivo é a
dos tentilhões de Galápagos. Darwin analisou que o formato
do bico mudava em cada espécie de tentilhão, de acordo com
o tipo de alimento disponível no local em que a espécie foi
encontrada. Com a mudança do formato do bico para suprir a
necessidade de alimentação, o tipo de canto de cada espécie
também mudou. Dessa forma, um gene que é favorecido
devido a melhor adaptação ecológica da espécie também
causa isolamento reprodutivo, já que pássaros irão acasalar
com aqueles que emitem sons semelhantes.
● Efeito carona: quando a seleção natural favorece um determinado
gene ou conjunto de genes que estão ligados em locus, favorecendo
a frequência de todos os genes contidos no locus e não apenas do
gene selecionado.
○ Um exemplo do efeito carona é o Experimento de Dodd.
Duas populações de moscas Drosophila pseudoobscura
foram separadas de uma única população inicial e
submetidas a dietas diferentes. Uma população foi
alimentada a base de amido e a outra população a base de
maltose. Após oito ou mais gerações, formadas
separadamente em cada população, elas foram novamente
unidas. Porém, as moscas preferem acasalar entre as que
possuíam os mesmos hábitos alimentares.
11. O que são mecanismos de isolamento reprodutivo pós-zigóticos? Cite
e explique 2 exemplos?
No isolamento pós-zigótico, há fecundação, podendo até haver produção
de descendentes híbridos (gerados a partir de organismos de espécies
diferentes), mas estes descendentes podem morrer rapidamente ou serem
estéreis, não possuindo a capacidade de se reproduzir.
● Inviabilidade do híbrido: híbridos gerados a partir do cruzamento
de duas espécies não são viáveis e morrem ainda na fase
embrionária ou poucos dias após o nascimento. Exemplo: algumas
espécies de rãs que habitam uma mesma região podem cruzar-se,
mas o cruzamento gera híbridos interespecíficos que não se
desenvolvem.
● Esterilidade do híbrido: híbridos estéreis são gerados e produzem
gametas inviáveis ou não funcionais. Exemplos: a mula ou o burro,
cruzamento entre o asno (Equus africanus asinus) e a égua (Equus
ferus caballus), é estéril e não consegue se reproduzir.

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