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ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 1 VESTIBULARES Prof. Bruna Klassa Aula 16 – Evolução. vestibulares.estrategia.com EXTENSIVO 2024 Exasi u ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 2 SUMÁRIO RECAPITULANDO… 4 1. HISTÓRIA DO PENSAMENTO EVOLUTIVO 7 1.1 Evolução segundo Jean-Baptiste Lamarck 7 1.2 Evolução segundo Charles Darwin 8 1.2.1 Aplicações da Seleção Natural 11 1.3 Neodarwinismo 12 2. MECANISMOS EVOLUTIVOS 15 2.1 Mutação 15 2.2 Fluxo gênico ou migração 16 2.3 Seleção natural 17 2.3.1 Adaptação 19 2.4 Deriva genética 22 3. GENÉTICA DE POPULAÇÕES E EQUILÍBRIO DE HARDY-WEINBERG 28 3.1 Condições para o equilíbrio de Hardy-Weinberg 30 4. EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO 33 4.1 Fósseis 33 4.2 Distribuição geográfica 34 4.3 Evidências anatômicas e morfológicas 35 4.4 Evidências embrionárias (ou ontológicas) 36 4.5 Evidência moleculares 37 4.6 Órgãos vestigiais 38 5. ESPECIAÇÃO 39 5.1 Especiação simpátrica 41 5.2 Especiação alopátrica 42 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 3 6. GRANDES EVENTOS EVOLUTIVOS 46 7. EVOLUÇÃO HUMANA 52 7.1 Como o homem povoou a Terra? 59 8. EQUÍVOCOS COMUM DA EVOLUÇÃO 63 9. LISTA DE QUESTÕES 66 10. GABARITO 96 11. LISTA DE QUESTÕES COMENTADAS 97 12. VERSÃO DE AULA 143 13. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 143 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 4 Recapitulando… Vamos relembrar os principais conceitos vistos na aula de Genética? • Gene é todo fragmento de DNA que contém a informação genética para que uma característica seja expressa. • Alelo é uma forma particular de um gene. Enquanto o gene determina a característica, o alelo determina a variação dessa característica. Por exemplo, um gene pode determinar a característica para cor dos olhos, enquanto seus alelos determinarão se a cor será azul, verde ou castanha. Os organismos diploides recebem um alelo de cada progenitor. • Genótipo é a combinação dos dois alelos em um indivíduo, que pode ser homozigoto (puro) ou heterozigoto (híbrido). Se o indivíduo é homozigoto, ele possui dois alelos iguais, seja dominante ou recessivo. Mas se ele for heterozigoto, ele possui dois alelos diferentes. • Fenótipo é a expressão física do genótipo. O alelo dominante determina o mesmo fenótipo tanto em homozigose quanto em heterozigose. O alelo recessivo só se expressa em homozigose. • A primeira lei de Mendel diz que cada característica é determinada por um par de alelos que se separam na formação dos gametas (durante a meiose), de modo que cada gameta recebe apenas um dos alelos. É considerada a herança de apenas uma característica por vez e os cruzamentos realizados nesta condição são ditos cruzamentos mono-híbridos. • Cruzamento teste é o cruzamento entre um indivíduo com fenótipo dominante com o seu fenótipo recessivo, a fim de descobrir se o genótipo dominante é homozigoto ou heterozigoto. Já o retrocruzamento é o cruzamento entre um híbrido da geração F1 e um dos indivíduos parentais, a fim de selecionar características vantajosas (seleção artificial). • Ausência de dominância é um padrão de herança em que não há alelos dominantes e alelos recessivos, e o indivíduo heterozigoto manifesta um fenótipo intermediário entre os fenótipos homozigotos. Lembre-se do exemplo da flor rosa, cor intermediária entre as cores branca e vermelha. • Codominância é um padrão de herança em que não há alelos dominantes e alelos recessivos, e o indivíduo heterozigoto manifesta ambos os fenótipos dos genitores. Lembre-se do exemplo do sistema MN, em que o híbrido expressa tanto antígenos M quanto antígenos N. • Alelos letais são aqueles que causam a morte dos organismos que os carregam, gerando uma proporção não mendeliana da prole (2:1) e podendo ser recessivo ou dominante. Um exemplo de condição determinada por um alelo letal recessivo é a anemia falciforme. Um exemplo de condição determinada por um alelo letal dominante é a doença de Huntington. • Alelos múltiplos são alelos que se combinam de diferentes maneiras em uma população, produzindo diferentes fenótipos. Um exemplo é dado pela cor da pelagem de coelhos, que pode ser aguti, chinchila, selvagem ou albina. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 5 • No sistema ABO, os tipos sanguíneos A, B, AB e O caracterizam-se pela presença de diferentes antígenos nas membranas das hemácias. Os aglutinogênios podem ser do tipo A e do tipo B. A presença dos tipos distintos de aglutinogênios é condicionada por três alelos: IA, que determina a produção do aglutinogênio do tipo A; IB, que determina a produção do aglutinogênio do tipo B, e i, que não produz aglutinogênios. Cada indivíduo possui apenas dois desses alelos. Os alelos IA e IB têm uma relação de codominância entre si e ambos são dominantes em relação ao alelo i: IA = IB ; IA > i ; IB > i. • Fator Rh é um importante antígeno presente no sangue de determinadas pessoas, cuja presença significa que a classificação será Rh+. Os indivíduos que não possuem naturalmente o tal antígeno recebem a classificação Rh-. O fator Rh influencia na gravidez de mulheres Rh- que tenham tido contato com sangue Rh+. Numa segunda gravidez, o sangue Rh+ do feto poderá se misturar com o da mãe, estimulando nesta a produção de anticorpos Rh que irão destruir as células sanguíneas do bebê, podendo provocar a morte por anemia, icterícia ou insuficiência cardíaca. • Herança ligada ao sexo é determinada pelos genes exclusivos do cromossomo X e as principais doenças relacionadas são o daltonismo e a hemofilia. Herança ligada ao Y (ou restrita ao sexo) é aquela cujas características são exclusivas do cromossomo Y e, portanto, só se manifesta nos homens. Um exemplo desse tipo de herança são os caracteres secundários masculinos, que se desenvolvem devido à presença do gene SRY no cromossomo Y. • Herança influenciada pelo sexo ocorre quando os genes autossômicos mudam seu padrão de dominância e recessividade, conforme o sexo do indivíduo. Um exemplo disso é a calvície, que é determinada por um alelo dominante nos homens e recessivo nas mulheres. • A segunda lei de Mendel (ou lei da segregação independente) nos diz que os genes que condicionam duas ou mais características se separam, durante a formação dos gametas, e se recombinam ao acaso, de maneira a estabelecer todas as possíveis combinações entre si. Lembre-se que na meiose I os pares homólogos se alinham em orientações aleatórias no meio da célula e se preparam para se separar. A proporção fenotípica esperada por cruzamentos de heterozigotos (diíbridos) com genes que se segregam independentemente é de 9: 3: 3: 1. • Genes ligados (linkage) é o fenômeno em que dois ou mais pares de alelos localizam-se no mesmo par de homólogos. Isso quer dizer que, entre os pares de alelos, existe uma ligação, ou seja, tais pares estão vinculados um ao outro. Assim, ao invés de ceder um alelo para cada característica separadamente, o indivíduo diíbrido da geração F1 cede ambas as características como uma unidade para cada gameta formado. • Ainda, os genes ligados podem ocorrer em duas configurações diferentes: a configuração cis (em os alelos dominantes aparecem ligados em um cromossomo e os alelos recessivos aparecem ligados no seu homólogo), e a configuração trans (em que o alelo dominante de um dos genes se encontra ligado ao alelo recessivo de outro gene em um mesmo cromossomo, e os seus pares se encontram ligados no cromossomo homólogo). • Genes ligados podem ou não sofrer permutação. Quando sofrem, os gametas formados, chamados recombinantes, aparecem sempre em proporção inferior a 50%. Lembre-se que a porcentagem de permutação entre dois genes equivale à distância entre eles. • Pleiotropia consiste em um único par de genes que atua na manifestaçãode várias características. Um exemplo em humanos é a doença fenilcetonúria. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 6 • Interação gênica é o fenômeno genético em que vários genes interagem entre si para influenciar uma única característica. Essa interação pode ser epistática (quando o alelo de um gene inibe a manifestação dos alelos de outros pares) ou não epistática (quando dois ou mais genes interagem para expressar uma determinada característica, mas nenhum alelo impede a expressão do outro). • Na epistasia dominante o alelo dominante de um gene inibe a expressão dos alelos de outro gene, o fenômeno é referido como epistasia dominante. Na epistasia recessiva, um par de alelos recessivos inibe a expressão dos alelos de outro gene, o fenômeno é referido como epistasia recessiva. Note que para que ela ocorra, o alelo epistático deve, necessariamente, estar em homozigose. Na epistasia duplo recessiva, um par de alelos recessivos inibe a ação de ambos os alelos de outro gene, localizado em outro par de cromossomos, e vice-versa. • Herança quantitativa (ou poligênica) ocorre quando uma única característica fenotípica é determinada por mais de um par de genes, que possuem efeito aditivo e recebem o nome de poligenes. Os exemplos clássicos de herança quantitativa em humanos são a cor da pele, a altura e a cor dos olhos. • O princípio básico da biotecnologia é a engenharia genética, que consiste no ato de manipular e modificar a constituição genética de um organismo. • DNA recombinante são moléculas de DNA que possuem fragmentos de DNA derivados de duas ou mais fontes, geralmente de espécies diferentes. • Transgenia consiste na inserção de um ou mais genes no genoma de um organismo, sendo esse(s) gene(s) de espécie(s) não compatíveis sexualmente. • Clonagem consiste em reproduzir uma cópia geneticamente idêntica de um organismo. Existem três tipos de clonagem: clonagem de genes, clonagem reprodutiva e clonagem terapêutica. • Terapia genética consiste na manipulação da expressão de genes defeituosos específicos no corpo de uma pessoa, na esperança de tratar uma doença ou distúrbio ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 7 1. História do pensamento evolutivo O pensamento evolutivo, isto é, a ideia de que as espécies mudam com o tempo, tem início no final do século XVII, quando surge confrontando a crença vigente de que todos os seres vivos seriam criações divinas e imutáveis. A ideia fixista sugeria que as espécies eram imutáveis, permanecendo as mesmas desde o momento da criação até os dias atuais, semelhantes a um “tipo ideal” criado por Deus. Esse pensamento relaciona- se à crença de que os continentes teriam se mantido estáveis e fixos em seus lugares atuais através de toda história geológica (ideia que antecede historicamente a teoria da deriva continental). Georges Cuvier, paleontólogo francês, foi um dos principais defensores do fixismo. Para ele, a Terra passava por sucessivas catástrofes que dizimavam as espécies, e Deus a repovoava criando outras novas. Esta teoria, que ficou conhecida como catastrofismo, foi a tentativa de Cuvier explicar a descontinuidade na morfologia dos seres vivos observada nos fósseis de diferentes épocas sem, no entanto, deixar de lado o criacionismo. Veja bem, os fósseis mostravam que os seres vivos mudavam ao longo do tempo. Admitir que havia mudança seria como ir contra a criação divina. À medida que o Iluminismo progrediu no século XVIII, a filosofia se espalhou das ciências físicas para a história natural, e os naturalistas começaram a se concentrar na observação da diversidade e na variabilidade das espécies. O desenvolvimento da paleontologia, com a descoberta de inúmeros fósseis de animais extintos, contribuiu para que as ideias sobre a evolução dos animais fossem postas para debate, especialmente pelo naturalista Georges-Louis Leclerc, conhecido como conde de Buffon, e até por Erasmus Darwin, avô de Charles Darwin. Os estudiosos da época começaram a questionar a idade da terra (dada pelos criacionistas como de apenas 5.668 anos) e a visão estática da natureza. Os geólogos James Hutton e Charles Lyell propuseram que a Terra era muito mais antiga do que se supunha e que nosso planeta teria sido moldado por mudanças lentas e graduais, responsáveis por alterar a superfície terrestre ao longo do tempo. Essa visão de mudanças ocorrendo lenta e gradualmente em uma larga escala de tempo foi muito influente no pensamento darwiniano. 1.1 Evolução segundo Jean-Baptiste Lamarck No início do século XIX, Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, o cavaleiro de Lamarck propôs sua teoria da transmutação (transformação) das espécies, a primeira teoria da evolução totalmente formulada. Lamarck estudou conchas antigas e notou que quanto mais velhas elas eram, mais simples elas apareciam. A partir disso, ele concluiu que as espécies começavam como seres simples e moviam-se linearmente rumo à complexidade, ou, como ele denominou, tornavam-se mais próximas da perfeição. Daí sua teoria da transformação. Em 1809, Lamarck publicou o livro Filosofia Zoológica, no qual detalhava um mecanismo de mudança evolutiva que hoje é chamado de herança de características adquiridas. Para ele, as espécies seriam criadas pelo poder divino, mas, a partir de então, as modificações causadas pelo ambiente no qual se insere um indivíduo poderiam ser herdadas por seus descendentes e provocar mudanças em uma espécie. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 8 Embora esse mecanismo já tenha sido desacreditado, as ideias lamarckistas foram influentes no pensamento evolucionista, especialmente por incluir todos os seres vivos; à época, acreditava-se que o homem não passaria por tais processos de mudança por ter sido criado à semelhança de Deus (perfeito em sua essência). O lamarckismo baseava-se em três ideias principais: 1. o ambiente influenciaria os organismos de tal modo que eles desenvolveriam mudanças, chamadas de caracteres adquiridos; 2. esses novos caracteres seriam adquiridos a partir do constante uso ou desuso dos órgãos, ou seja, os órgãos que fossem continuamente usados teriam melhor desenvolvimento, assim como aqueles que raramente fossem usados iriam atrofiando; 3. os caracteres adquiridos seriam passados para a descendência. Entendendo Lamarck O exemplo clássico usado para explicar o conceito de uso e desuso é o pescoço alongado da girafa, embora Lamarck nunca tenha o mencionado. Suponha uma girafa que vivia em um ambiente seco e com pouca vegetação. Ela seria obrigada a comer brotos das árvores. Estes brotos, contudo, se esgotavam devido a competição com os outros herbívoros. Então, para garantir sua alimentação, ela tinha que esticar o pescoço para alcançar os brotos mais altos. Assim, uma girafa poderia, durante toda uma vida de esforço para alcançar galhos altos, desenvolver um pescoço alongado. Essa nova característica seria passada para a descendência, como uma herança de caracteres adquiridos durante a vida. O ambiente é o principal fator que provoca modificações nos organismos. A girafa se modifica para se adaptar ao ambiente. 1.2 Evolução segundo Charles Darwin A percepção de um mundo orgânico em constante mudança e a ideia de que todos os organismos compartilham um ancestral comum em algum momento de sua história evolutiva revolucionou o pensamento biológico no século XIX. O mecanismo real para a evolução foi independentemente concebido e descrito por dois naturalistas, Charles Darwin e Alfred Russell Wallace, em meados do século XIX. Cada um deles passou bom tempo explorando o mundo natural em expedições aos trópicos. De 1831 a 1836, Darwin viajou pelo mundo no navio H.M.S. Beagle, visitando a América do Sul, a Austrália e a ponta sul da África. Já Wallace viajou para o Brasil para coletarinsetos na floresta amazônica de 1848 a 1852 e visitou o arquipélago malaio de 1854 a 1862. A jornada de Darwin, assim como as viagens de Wallace, incluiu paradas em várias cadeias de ilhas, sendo as últimas as Ilhas Galápagos (oeste do Equador). Darwin observou que as espécies de organismos de diferentes ilhas eram claramente semelhantes, mas tinham algumas particularidades, como por exemplo os tentilhões. Havia diversas espécies de tentilhões nas ilhas Galápagos, cada uma com uma forma única de bico, formando uma série graduada de tamanhos e formas, com diferenças muito pequenas entre as ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 9 mais similares. Ainda, notou que esses tentilhões se assemelhavam a outras espécies de tentilhões do continente da América do Sul e que o grupo de espécies nas Galápagos. Darwin deduziu que deveria haver uma espécie ancestral, a partir da qual surgiram os vários tentilhões. Ele imaginou que as espécies da ilha poderiam ser todas espécies modificadas de uma espécie original do continente. À medida em que eles se separavam e passavam a viver em ilhas diferentes, entravam em contato com diferentes fontes de alimento, o que levaria a pequenas diferenças na forma e tamanho dos bicos. Em 1860, ele escreveu: (...) vendo essa gradação e diversidade de estrutura em um pequeno e intimamente relacionado grupo de aves, pode-se realmente imaginar que, a partir de uma escassez original de aves neste arquipélago, uma espécie foi levada e modificada para fins diferentes. Wallace e Darwin observaram padrões semelhantes em outros organismos e conceberam de forma independente o mesmo mecanismo para explicar como e o porquê de tais mudanças ocorrerem. Para Darwin, tratava-se do resultado inevitável de três princípios que operam na natureza: 1. as características dos organismos são herdadas ou transmitidas dos pais para os descendentes; 2. o número de descendentes gerados é maior que o número de descendentes capazes de sobreviver, dado que os recursos para sobrevivência são limitados e há uma competição por eles em cada geração; 3. os descendentes variam entre si em relação às suas características e essas variações são herdadas. CURIOSIDADE! Tanto Darwin quanto Wallace entenderam leram o ensaio do economista Thomas Malthus, que discutia o tamanho das populações humanas. Segundo o Malthusianismo, a população cresceria em progressão geométrica (2, 4, 8, 16, 32, ...) enquanto os recursos ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 10 alimentares cresceriam em progressão aritmética (1, 2, 6, 8, 16, ...), de modo que não haveria recursos suficientes para toda a humanidade. Eventualmente, o planeta enfrentaria um cenário de fome e pobreza. O ensaio de Malthus foi explicado no cinema no filme Vingadores: guerra infinita, quando o titã Thanos planeja eliminar aleatoriamente metade da população do Universo, baseado na ideia de que ele não se sustentaria com a crescente demanda populacional em contraste à disponibilidade de recursos. Desses três princípios, Darwin e Wallace argumentaram que os indivíduos com características que lhes permitiam competir melhor pelos recursos limitados sobreviveriam e teriam mais descendentes em relação àqueles indivíduos com variações que não conferiam vantagens competitivas. O ambiente, então selecionaria tais indivíduos para sobreviver e reproduzir. Como as características são herdadas, as vantagens seriam melhor representadas a cada geração, e isso levaria a mudanças nas populações ao longo de várias gerações, em um processo lento e gradual que Darwin chamou de descendência com modificação. Esse mecanismo que seleciona os indivíduos que têm sobrevivência e reprodução diferenciais é o que chamamos de Seleção Natural. Para Darwin, há variação de fenótipos na natureza, ou seja, os indivíduos são diferentes uns dos outros. Pensando no exemplo da girafa, uma população inicial apresenta indivíduos com diferentes tamanhos de pescoços (curtos, médios e longos). Devido à competição por alimentos em árvores mais altas, os indivíduos com os pescoços longos são mais bem-sucedidos na obtenção de alimento e, portanto, sobrevivem e reproduzem mais, transmitindo suas características vantajosas aos filhotes. Já os indivíduos de pescoços curtos morrem e aos poucos desaparecem da população. O ambiente não gera as variações, que já existem naturalmente nas populações. Ele apenas seleciona as variações mais favoráveis. O traço hereditário que ajuda a sobrevivência e a reprodução de um organismo em seu ambiente atual é chamado de adaptação. Uma adaptação é uma “correspondência” do organismo com o meio ambiente em que vive. Pensando nos tentilhões, as variadas formas de bico estavam adaptadas ao tipo de alimentação que as aves apresentavam nas diferentes ilhas (ambientes). Alguns indivíduos tinham bicos grandes e profundos e outros tinham bicos mais curtos e finos. As aves de bico grande alimentavam-se mais eficientemente de sementes grandes e duras, enquanto as aves de bico curto e fino se alimentavam mais eficientemente de sementes pequenas e macias. O que é vantajoso em uma situação, pode não ser em outra... Suponha que um período de seca tenha alterado a vegetação da ilha, e o número de sementes tenha diminuído drasticamente da seguinte maneira: o declínio de sementes pequenas e macias foi maior do que o declínio de sementes grandes e duras. Neste caso, as aves de bico grande seriam capazes de sobreviver melhor do que as aves de bico pequeno. No ano seguinte à seca, a população teria diminuído em número (pela morte das aves de bico curto e fino) e o tamanho médio dos bicos na população seria maior (em função da herança das aves de bico grande passada para a descendência). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 11 Então, as mesmas características nem sempre têm o mesmo benefício ou desvantagem, porque as condições ambientais podem mudar. Se uma característica é favorável ou não depende do ambiente em que o indivíduo vive no momento. Os trabalhos de Darwin e Wallace apresentando a ideia de seleção natural foram lidos juntos em 1858 na Sociedade Linneana, em Londres. No ano seguinte, o livro de Darwin Sobre a Origem das Espécies foi publicado, descrevendo com detalhes consideráveis os argumentos para a evolução pela seleção natural. 1.2.1 Aplicações da Seleção Natural No século XIX, em Manchester, Inglaterra, observava-se maior quantidade de mariposas da espécie Biston betularia de coloração clara. Isso porque elas conseguiam se camuflar nos troncos de árvores cheios de líquen, fugindo das aves predadoras, que percebiam de maneira muito mais fácil a presença das mariposas escuras. Contudo, a industrialização da cidade durante a Revolução Industrial gerou o lançamento de diversos resíduos industriais no ambiente, entre eles a fuligem, o que acarretou o aumento da frequência de mariposas de coloração escura em substituição à forma clara. Neste novo cenário, as mariposas escuras se camuflavam na cor de fundo das árvores enegrecidas pela fuligem das indústrias. Agora eram elas que conseguiam se proteger melhor da predação por pássaros, o que aumentava a probabilidade de alcançarem a idade reprodutiva e transmitirem seus genes para as gerações futuras. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 12 Com o passar das gerações, a frequência de mariposas negras foi aumentando gradativamente, até que, em 1898, elas passaram a representar cerca de 98% de toda a população. No período pós-industrial, a redução da poluição em algumas regiões industriais permitiu que os liquens crescessem novamente nas árvores, e o resultado foi previsível: as mariposas claras tornaram-se novamente mais numerosas que as mariposas escuras, o que confirmou a interpretaçãode que a pressão seletiva (exercida por predadores) teve efeito sobre o aumento da frequência de genes ligados à coloração mais escura. Esse fenômeno ficou conhecido como melanismo industrial, e é um exemplo clássico de seleção natural. Outro exemplo muito comum é a resistência bacteriana aos antibióticos acontece principalmente devido ao uso indevido de antibióticos, ou seja, quando a pessoa usa o antibiótico sem orientação médica ou quando não faz o tratamento completo. Nestas situações, bactérias naturalmente resistentes sobrevivem ao antibiótico e são capazes de se multiplicar e transmitir os seus genes de resistência para outras gerações. Além disso, é possível que ocorram novas mutações no material genético dessas bactérias, dando origem a superbactérias, que são aquelas que possuem resistência a mais de um tipo de antibiótico. Quanto mais resistente é a bactéria, mais difícil é o seu tratamento, uma vez que há menos antibióticos disponíveis capazes de tratar aquela infecção. 1.3 Neodarwinismo Os mecanismos de herança genética não eram compreendidos na época em que Darwin e Wallace estavam desenvolvendo sua ideia de seleção natural. Essa falta de compreensão foi um obstáculo para compreender muitos aspectos da evolução, entre eles de onde vinha a variabilidade das espécies. Ambos os naturalistas desconheciam o trabalho genético do monge austríaco Gregor Mendel, que foi publicado em 1866, pouco depois da publicação de Sobre a Origem das Espécies. Contudo, o trabalho de Mendel foi redescoberto no início do século XX, e os geneticistas foram rapidamente chegando a uma compreensão dos fundamentos da herança. A genética e a evolução foram integradas no que ficou conhecido como Neodarwinismo. Logo depois, entre 1920-1940, erigiu-se o movimento da Síntese Moderna, que descreve como os variados mecanismos evolutivos podem afetar a composição genética de uma população e, por sua vez, como isso pode resultar na evolução gradual de populações e espécies. Diferentemente do Neodarwinismo, a Síntese Moderna ou Teoria Sintética da Evolução reúne, além da Genética, as áreas de Paleontologia e Embriologia. QUESTÃO PARA MEMORIZAÇÃO ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 13 (INÉDITA/2022) Sobre a resistência dos insetos aos inseticidas, compare as duas frases abaixo: I. Os insetos desenvolveram resistência ao pesticida, sobrevivendo e deixando mais descendentes. II. Os insetos resistentes ao pesticida foram favorecidos, tiveram maior taxa de sobrevivência e deixaram mais descendentes. Associe as ideias evolutivas contidas nas frases aos seus respectivos autores e explique o que a visão deles. Gabarito: A frase I diz respeito a uma ideia lamarckista da evolução. Os insetos são os sujeitos do processo evolutivo, “criando” resistência quando tiveram contato com o pesticida e passaram essa resistência aos seus descendentes. A frase II diz respeito a uma ideia darwinista da evolução. Os insetos são o objeto do processo evolutivo, ou seja, aqueles que já possuíam alguma característica que conferia resistência sobreviveram em maiores taxas, tiveram a possibilidade de passar aos seus descendentes essa característica que, ao longo do tempo, resultou em uma adaptação. (Simulado EV/2022 – 4000187559) Evolução é um conceito “guarda-chuva” para Biologia, pois abriga todas as demais disciplinas. Considera-se unidade evolutiva: A. o gene, pois as mutações e recombinações ocorrem nessa escala. B. o indivíduo, que sofre alterações genotípicas que o tornam mais ou menos adaptados. C. a população, que sofre alterações na composição genética através das gerações. D. a espécie, pois seus representantes evoluem em resposta às mudanças ambientais. E. qualquer um dos conceitos acima, desde que analisados sob uma perspectiva temporal. Comentários Evolução pode ser definida como qualquer alteração na frequência dos alelos de um gene ou um conjunto de genes, em uma população, ao longo das gerações. Mutações em genes podem produzir características novas ou alterar características que já existiam, resultando no aparecimento de diferenças hereditárias entre organismos. Essas novas ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 14 características também podem surgir da transferência de genes entre populações, como resultado de migração, ou entre espécies, resultante de transferência horizontal de genes. A evolução ocorre quando essas diferenças hereditárias se tornam mais comuns ou raras em uma população, quer de maneira não-aleatória através de seleção natural ou aleatoriamente através de deriva genética. A alternativa A está errada, porque as mutações e recombinações que ocorrem nos genes são fontes de variabilidade, pois injetam novos alelos na população. A alternativa B está errada, porque um indivíduo nasce com os genes que possui – isso não muda à medida que o indivíduo envelhece. Portanto, um indivíduo não pode evoluir ou adaptar-se através da seleção natural ou deriva genética. Os indivíduos mudam ao longo da vida, mas isso é chamado de desenvolvimento. O desenvolvimento envolve mudanças programadas pelo conjunto de genes que o indivíduo adquiriu no nascimento em coordenação com o ambiente do indivíduo. A alternativa C está certa. Evolução é a mudança na composição genética de uma população ao longo do tempo, especificamente ao longo de gerações, resultante da reprodução diferencial de indivíduos com certos alelos. A alternativa D está errada, porque a afirmação é lamarckista. A frase em questão é um atalho para “uma população evolui em resposta a um ambiente em mudança” e não deve ser entendida como significando que organismos individuais evoluem. Além disso, a variação em que a seleção natural funciona já está em uma população e não surge em resposta a uma mudança ambiental. A alternativa E está errada, porque, como justificado, a unidade evolutiva é a população. Gabarito: C. (Simulado EV/2022 – 4000083542) teoria da evolução proposta por Darwin e Wallace tem como ideia central a seleção natural, fundamentada em alguns princípios básicos. São eles, exceto: A. pré-existência de variabilidade genética. B. capacidade potencial de todos os organismos gerarem descendentes. C. existência de características herdáveis. D. existência de variação na aptidão. E. existência de uma população panmítica. Comentários Para que a seleção natural aja, uma população deve apresentar variabilidade genética, com genes variando em sua aptidão frente à pressão seletiva, e as características determinantes para o aumento ou diminuição da aptidão devem ser herdáveis. No entanto, não ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 15 há necessidade da população ser panmítica, isto é, dos cruzamentos entre indivíduos de diferentes genótipos ocorrer ao acaso, sem qualquer preferência. Essa é uma caraterística para que a população entre em equilíbrio. Gabarito: E. 2. Mecanismos evolutivos Vimos que evolução é o processo pelo qual os organismos modernos se desenvolvem a partir de seus ancestrais, modificando suas características. É através dessas modificações graduais ao longo de milhares de anos que surge a enorme diversidade de vida atual e, ao mesmo tempo, as inúmeras semelhanças existentes entre organismos não tão próximos. Mas como a variabilidade é gerada? A variabilidade genética é fundamental para o processo evolutivo, pois é sobre ela que os mecanismos evolutivos agem. As espécies só podem se modificar, e evoluir, se houver variação genética para ser selecionada. Portanto, variabilidade genética refere-se à diversidade de alelos que uma população apresenta. A variabilidade genética origina-se por mutações ou por reprodução sexuada (por meio da permutação e recombinação gênica). São quatro osmecanismos evolutivos que agem sobre a variabilidade genética: mutação, fluxo gênico, seleção natural e deriva genética. A mutação é fonte de variabilidade genética em um indivíduo. Porém, quando a variabilidade resultante desses processos passa ao nível populacional, isto é, quando a frequência de determinados alelos muda a composição fenotípica não só do indivíduo, mas da população como um todo, podemos tratá-la como mecanismo evolutivo. Vamos ver cada um deles agora. 2.1 Mutação Mutações podem produzir um alelo prejudicial, benéfico ou neutro. Isso quer dizer que quando o alelo produzido é prejudicial (não ajuda um organismo a sobreviver até a maturidade sexual e se reproduzir), ele é removido da população por seleção e, geralmente, é encontrado ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 16 em frequências muito baixas. Já quando o alelo produzido é benéfico, ele se espalha na população pela seleção. É importante deixar claro dois pontos. O primeiro é que as mutações são aleatórias. Elas não acontecem para prover o organismo com alguma característica que ele precise: se uma mutação em particular acontece ou não, não está relacionado com o quão útil ela possa ser. O segundo ponto é que nem todas as mutações importam para a evolução, somente aquelas que são herdadas pela descendência. Todas as células do corpo de um organismo possuem DNA, mas as mutações somáticas (que ocorrem em células não reprodutivas) não serão transmitidas para a prole e, portanto, não influenciam no processo evolutivo da espécie. As mudanças que importam para evolução são aquelas que ocorrem nas células reprodutivas (mutações germinativas). E como as mutações ocorrem? Por dois motivos principais: ou devido a uma falha na cópia do DNA ou devido a influências externas. Durante a duplicação do DNA, antes de a célula entrar em divisão, vimos que a cópia duplicada pode ter uma ou mais bases nitrogenadas trocadas (por exemplo, devido a um erro no pareamento). Como o código genético é lido a partir de trincas de bases nitrogenadas, a alteração de uma delas pode modificar a proteína expressa e, consequentemente, a função no organismo. Já no caso de influências externas, as mutações podem ser provocadas pela exposição a produtos químicos específicos ou radiação. Esses agentes causam a quebra do DNA, que pode não ser perfeitamente reparado, originando uma cópia ligeiramente diferente do DNA original. 2.2 Fluxo gênico ou migração Fluxo gênico ou migração é qualquer movimento de genes de uma população para outra. Pode incluir tanto a chegada de novos alelos em uma população nativa (imigração) quanto a saída de alelos (emigração). O fluxo gênico pode ocorrer quando um indivíduo muda de uma população (população A, com besouros vermelhos apenas) para outra (população B, com besouros pretos apenas). Após várias gerações, e na ausência de seleção natural, a população B passa a apresentar besouros pretos e vermelhos, indicando uma mudança na frequência alélica: aumento na frequência do alelo para cor vermelha e diminuição na frequência do alelo para cor preta. Tendo isso em mente, algumas populações podem ser mais estáveis, enquanto outras podem experimentar mais fluxo. Nas plantas, por exemplo, é comum que muitas sementes dispersem para longe de sua população, indo parar em uma população nova. Lá, ela introduz ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 17 um alelo que, com o tempo, poderá ter a frequência gênica alterada. Dessa forma, a quantidade de fluxo gênico que se passa entre populações varia muito dependendo do tipo de organismo. Quanto menor o fluxo gênico entre duas populações, maior a probabilidade de as duas populações evoluírem para duas espécies. 2.3 Seleção natural Imagine que um grupo de ratos com variação herdável da cor de pelo (por exemplo, o alelo A determina cor cinza, e o alelo a determina cor branca) que viva em uma área onde as rochas são pretas e existem raposas que se alimentam de ratos. As raposas enxergam os ratos brancos com maior facilidade nesse ambiente, e, por isso, uma fração maior de ratos brancos é comida, enquanto a maior parte dos ratos cinzas permanece viva, acasala e gera filhotes. Sendo a cor do pelo uma característica herdável (que pode ser passada dos pais ao filho), a quantidade de ratos com pelagem cinza aumenta no local. Após várias gerações de seleção, a população será composta quase inteiramente por ratos cinza. Essa mudança fenotípica é um exemplo de evolução por seleção natural. Isso é possível devido a presença de variabilidade genética na população de ratos. Se todos os indivíduos fossem iguais, a predação da raposa não causaria nenhuma pressão seletiva. Mas como apresentam cores diferentes, os indivíduos sobrevivem e se reproduzem de maneira diferenciada. O primeiro conceito que precisamos entender é pressão seletiva. Pressão seletiva é qualquer condição ambiental que favoreça determinados alelos em detrimento de outros em uma dada população. Assim, dependendo de qual for o ambiente onde os organismos estão interagindo, o processo de seleção natural permitirá que alguns genes tenham maior chance de sobreviver e de serem passados para a geração seguinte em relação a outros. Mas note que se o ambiente em questão mudar, a pressão também muda, ficando mais “frouxa”. Para os genótipos que deixam descendentes constantemente em maior quantidade em relação aos outros, dizemos que eles têm maior aptidão (são mais aptos). Após gerações e gerações de populações apresentando em maior frequência os indivíduos mais aptos, a característica que lhes conferiu a maior aptidão torna-se uma adaptação. A aptidão é, no entanto, relativa, pois se o cenário ambiental mudar, o indivíduo que antes tinha vantagem pode deixar de tê-la. Neste caso, ele irá diminuir sua aptidão em relação aos outros fenótipos. Assim, o genótipo mais apto em uma dada condição provavelmente não será o mais apto quando esta condição mudar. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 18 Vamos agora considerar que a variação de alelos de um único gene em uma população aparece na mesma proporção. Poderíamos descrever a frequência de fenótipos e de genótipos da seguinte maneira: Conforme mudar a pressão seletiva, um padrão diferente de seleção natural poderá acontecer. A seleção disruptiva é aquela em que os organismos extremos são favorecidos e os organismos intermediários são eliminados. Quando este processo opera, os indivíduos nos extremos da distribuição (em menor quantidade) tendem a produzir maior descendência do que aqueles no centro da distribuição. Um exemplo são os tentilhões de Galápagos: as aves com bicos curtos e resistentes (adaptados para quebrar sementes duras) e as aves com bicos lobgos e pontiagudos (adaptados para capturar vermes) são favorecidas em relação às aves com bicos de tamanho intermediário (adaptado para consumir frutos). Veja no gráfico ao lado. A seleção estabilizadora é o tipo mais comum de seleção natural nas populações atuais. Ela seleciona os organismos com fenótipo intermediário, e os indivíduos fora da média (extremos) são eliminados. Um exemplo desse tipo de seleção é a associação o alelo responsável pela anemia falciforme e a ocorrência da malária em algumas regiões da África. A anemia falciforme é uma doença determinada por um alelo recessivo (a), e, por ser grave, seria esperado que tal alelo fosse raro na população. Porém indivíduos heterozigotos (Aa) apresentam maior resistência à malária, o que faz a frequência de a ser muito maior que a esperada, já que a pressão seletiva favorece o caráter intermediário. Veja no gráfico abaixo. A seleção direcional é o tipo de seleção natural em que um fenótipo extremo é favorecido e tem sua frequência aumentada na população. É o tipo de seleção que provocamudanças mais rapidamente que as outras, sendo o tipo mais usado nas seleções artificiais. Veja no gráfico abaixo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 19 Seleção artificial Seleção artificial acontece quando o processo de cruzamentos de indivíduos de uma espécie é conduzido pelo ser humano, com o objetivo de selecionar características desejáveis. Um grande exemplo é a formação das diferentes raças caninas. A partir de características morfológicas (formas físicas), fisiológicas (funções orgânicas) e/ou psíquicas (atividade mental, inclusive das aptidões para aprender comportamentos e tarefas), selecionam-se cruzamentos entre diferentes raças, a fim de obter todas as características desejáveis em um único indivíduo. Além da seleção natural, Darwin abordou também um tipo de seleção natural que se relacionava às adaptações de um organismo para obter um parceiro e no comportamento reprodutivo: a seleção sexual. Na seleção sexual, a aptidão de um genótipo inclui a habilidade de sobreviver, encontrar um parceiro, produzir descendência – e, finalmente, deixar seus genes na próxima geração. O pavão, por exemplo, é uma ave exótica de grande porte. A beleza das penas e a exuberância das cores na cauda do pavão fazem com que esse animal seja considerado uma ave ornamental. Porém, essa cauda que é essencial na conquista da fêmea, é também um peso para o animal, tornando o seu voo desajeitado e dificultando a sua locomoção. Mas, mesmo com os contras, ela aumenta a aptidão do animal, pois o ajuda a deixar mais descendentes para a próxima geração. 2.3.1 Adaptação Muitas estratégias adaptativas foram desenvolvidas ao longo da história evolutiva, tanto para os animais que são costumeiramente presas, quanto para os animais que são costumeiramente predadores. Dentre essas estratégias, está a camuflagem, uma solução utilizada por vários animais. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 20 Camuflar-se significa disfarçar-se no meio, ou seja, imitar o padrão de cores e texturas do ambiente em que se vive e passar despercebido aos olhos de outros animais. Dizemos então que muitos animais apresentam coloração críptica, isto é, eles se mesclam ao ambiente. Esse tipo de coloração é utilizado tanto por animais que querem se esconder de seus predadores, quanto por animais que não querem ser vistos por suas presas antes de dar o bote. Outros animais apresentam coloração aposemática ou de advertência. Esse tipo de coloração tende às cores vermelho, amarelo e laranja e serve como um alerta para indicar aos predadores que eles são impalatáveis (de sabor desagradável). Frequentemente, os animais que utilizam esse recurso de coloração sintetizam substâncias tóxicas e acabam ensinando que não devem ser comidos, pois são perigosos. À esquerda, um linguado camuflado no piso oceânico. Ao centro, a lagartixa cauda-de-folha camuflada em um tronco de árvore. À direita, Dendrobates galactonotus, uma espécie de sapo venenoso típico da Floresta Amazônica brasileira, apresenta a coloração aposemática. Outra estratégia de sobrevivência é o mimetismo. Basicamente existem três tipos de mimetismo: Mimetismo é um mecanismo em que se observa uma espécie imitando outra, sendo essa imitação física ou comportamental, a fim de obter vantagem de sobrevivência ou reprodutiva. • Mimetismo reprodutivo, que visa vencer a competição no momento da reprodução. Por exemplo, espécies de vespas nas quais os machos passam a imitar o comportamento da fêmea para enganar e afastar outros machos. Ou ainda a espécie de orquídea Ophrys speculum, que imita a fêmea da abelha, inclusive liberando odor semelhante ao ferormônio do animal, para atrair os machos. Observe na foto ao lado como a mancha azul evoca o reflexo do céu nas asas paralelas. Dessa maneira, os machus copulam com a flor (acreditando serem abelhas) e ficam com o corpo recoberto de pólen, que será espalhado para outras plantas, auxiliando na reprodução da orquídea. • Mimetismo de ataque, ocorre quando a espécie mimética é o predador que engana sua presa para se aproximar o suficiente a tal ponto de capturá-la. Muitas espécies acabam imitando até os sinais utilizados por suas presas na comunicação sexual ou social. existem ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 21 espécies de aranhas que vivem associadas ao nicho das formigas e outros que vivem dentro do formigueiro disfarçadas de formigas. A estratégia agressiva é simples: primeiro ela atrai ou passa despercebida frente as formigas para captura-las, sem que haja contato físico para evitar a defesa corporativa, ou seja, a colônia toda a atacando. Alguns louva-a-deus imitam flores para enganar suas presas. Existem muitos exemplos na família Hymenopodidae, como Hymenopus coronatus, o louva-a-deus orquídea. • Mimetismo defensivo, no qual a presa é mimética e visa afastar seu predador. Um dos modelos mais imitados por aranhas são as formigas, já que elas são evitadas pela maioria dos predadores por apresentarem várias características que as tornam pouco palatáveis. Além disso apresentam ferrão, mandíbulas fortes, exoesqueleto duro com espinhos, substâncias irritantes como o ácido fórmico (por isso se chamam formigas) e um sistema de defesa espetacular já que vivem em colônia. As aranhas imitadoras acabam apresentando um corpo que parece ser dividido em três partes, suas pernas se tornam longas e finas e suas quelíceras se assemelham as mandíbulas da formiga. Os olhos compostos e o ferrão são imitados pela cutícula e fiandeiras, e elas elevam o primeiro ou segundo par de pernas para que simulem as antenas. As aranhas imitam até os estágios de desenvolvimento das formigas, seguindo comportamento das castas até se transformar nos adultos. Myrmarachne assimilis (Salticidae), uma aranha que mimetiza formiga para fugir de predadores. O mimetismo defensivo pode ser dividido entre mimetismo mulleriano e batesiano. O mimetismo batesiano ocorre quando uma espécie evolui características morfológicas que a fazem parecer com outra espécie considerada repugnante pelo predador, concedendo-lhe uma certa proteção contra predação. Por exemplo, a cobra falsa-coral, que copia os traços chamativos da espécie venenosa – a coral verdadeira. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 22 O mimetismo mulleriano ocorre quando duas ou mais espécies impalatáveis adotam um único padrão de coloração de advertência ou aposemática, reforçando o sinal de perigo para os possíveis predatores e diminuindo assim a predação. Por exemplo, tanto a borboleta- monarca quanto a borboleta vice-rei são impalatáveis graças ao acúmulo de substâncias nocivas presentes em sua alimentação, e, por essa razão, acabam sendo evitadas pelos predadores. Elas apresentam forma e coloração semelhantes. 2.4 Deriva genética Deriva genética é o mecanismo que altera as frequências alélicas de uma população ao acaso, sendo mais importante em populações pequenas. Se um indivíduo de uma população de dez pessoas morrer antes de deixar qualquer filho para a próxima geração, todos os seus genes – 10% do patrimônio genético da população – serão subitamente perdidos. Em uma população de 100, esse indivíduo representa apenas 1% do total do patrimônio genético. Em uma população de 1.000 indivíduos, ele representa 0,1% do total do patrimônio genético. Portanto, o efeito da deriva nas frequências genética é maior quanto menor a população, uma vez que em populações grandes é improvável que ela remova todas as cópias de um alelo. Vamos ver como funciona! Em uma população pequena de corujas (10 indivíduos), o desaparecimento de um alelo que determina, por exemplo, a cor alaranjada das penas pode acontecer de maneira completamente aleatória. Como? ESTRATÉGIAVESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 23 Suponha que na primeira geração, as frequências dos alelos A e a sejam iguais. Cinco corujas que se reproduzem, ao acaso, são azuis. Na próxima geração, F2, a frequência do alelo responsável para cor azul (A) será maior que a frequência do alelo que determina a cor alaranjada das penas (a). Nesta geração, novamente ao acaso, apenas duas corujas azuis se reproduzem e deixam descendentes. A frequência do alelo a diminui ainda mais. Com o passar das gerações, esse alelo a tenderá a sumir da população. Percebeu que a deriva genética ocorre porque os alelos de uma geração de descendentes são uma amostra aleatória dos alelos na geração-mãe? Então, quanto menor a população, menor é a amostra e maior é o efeito do acaso. A deriva genética também pode ser ampliada por eventos naturais ou causados pelo homem, como um desastre que mata aleatoriamente uma grande parte da população, resultando em uma grande porção do genoma sendo repentinamente eliminado. Este tipo de evento é chamado efeito gargalo. De uma só vez, a estrutura genética dos sobreviventes se torna a estrutura genética de toda a população, que pode ser muito diferente da população original, antes do desastre. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 24 Nesta situação, o desastre deve ser aquele que mata por razões não relacionadas às características do organismo, como um furacão, um terremoto, um incêndio, uma inundação etc. Um exemplo de efeito gargalo foi a queda do meteoro que extinguiu os dinossauros. Outro cenário em que as populações podem experimentar uma forte influência da deriva genética é quando um grupo de indivíduos deixa uma população grande para iniciar uma nova, menor, em um novo local. As frequências alélicas na nova população podem ser muito diferentes daquela na população original, porque é improvável que os indivíduos fundadores sejam representativos de toda a população original. Chamamos esse evento de efeito fundador. A deriva genética afeta a composição gênica da população, mas, diferentemente da seleção natural, através de um processo completamente aleatório. QUESTÕES PARA MEMORIZAÇÃO (Simulado EV/2022 – 4000237719) Considere que um evento catastrófico ocorreu em uma pequena ilha, reduzindo de maneira significativa o tamanho de uma população de salamandras. Anos mais tarde houve restabelecimento da população, porém com uma menor variabilidade genética, já esse restabelecimento ocorreu a partir de poucos membros da população original. Podemos afirmar que se trata de um exemplo de A. seleção natural dos exemplares da população com maior valor adaptativo. B. deriva genética do tipo efeito gargalo. C. seleção disruptiva de exemplares sem considerar seu valor adaptativo. D. deriva genética por sobrevivência dos exemplares com maior valor adaptativo. E. deriva genética do tipo efeito fundador. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 25 Comentários A alternativa A está incorreta, pois não trata de seleção natural. Os sobreviventes não foram selecionados com base em seu valor adaptativo, mas sobreviveram aleatoriamente. A alternativa correta é a letra B. Temos um exemplo de deriva genética do tipo efeito gargalo, em que poucos indivíduos (que sobreviveram ao acaso à pressão do meio) restabelecem a população, porém com uma fração da variabilidade genética da população original. A alternativa C está incorreta, pois não trata de seleção natural, nem do tipo disruptiva. Os sobreviventes não foram selecionados, mas sobreviveram de maneira aleatória. A alternativa D está incorreta, pois, na deriva genética, a sobrevivência ocorre ao acaso, aleatoriamente, não baseada no valor adaptativo. E a alternativa E está incorreta, pois não houve migração de alguns exemplares da população original, portanto não se trata de um exemplo de efeito fundador. Gabarito: B. (Simulado EV/2021 – 4000204135) A juçara é uma palmeira da qual é extraído o palmito e que depende de pássaros para a dispersão de suas sementes. Pesquisadores, ao estudarem essa relação, perceberam que em locais onde havia menos pássaros de bico grande, como os tucanos, o tamanho médio dos frutos e, consequentemente, das sementes de juçara era menor. Além disso, perceberam que as sementes que caem no pé da árvore que as produziu dificilmente germinam. Como é possível explicar essa alteração fenotípica nas sementes de juçara em áreas onde não há pássaros de bico grande? A. As palmeiras perceberam a ausência de tucanos e passaram a produzir sementes menores. B. Aves de bico menor passaram a comer frutos maiores, o que levou à sua diminuição. C. A dispersão de sementes menores por aves de bico pequeno passou a predominar, selecionando essa característica. D. Houve um aumento no tamanho médio dos bicos das aves, devido à seleção natural. E. Os seres humanos passaram a dispersar sementes menores, selecionando artificialmente essa característica. Comentários A alternativa A está errada, pois implica em uma intencionalidade para a alteração fenotípica. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 26 A alternativa B está errada, pois se os frutos maiores fossem mais consumidos, suas sementes seriam dispersadas e dariam origem a outras palmeiras com essa característica, o que não ocorreu. A alternativa C está correta. A alternativa D está errada, pois se tivesse havido um aumento no tamanho médio dos bicos das aves, a dispersão de sementes maiores teria continuado a ocorrer. A alternativa E está errada, pois em nenhum momento foi informado que os seres humanos estariam atuando como dispersores de sementes. Gabarito: C. (Simulado EV/2021 – 4000122043) Os Corredores Ecológicos visam mitigar os efeitos da fragmentação dos ecossistemas promovendo a ligação entre diferentes áreas, com o objetivo de proporcionar o deslocamento de animais, a dispersão de sementes, aumento da cobertura vegetal. Disponível em: https://www.mma.gov.br/areas-protegidas/instrumentos-de-gestao/corredores-ecologicos.html. Acesso em 4 de nov. 2020. Corredores ecológicos são importantes para a ligação de fragmentos de hábitats e, consequentemente, para a conservação de espécies e redução das chances de extinção, já que permitem A. a migração e o cruzamento entre diferentes espécies. B. a redução da variabilidade genética. C. o fluxo gênico. D. redução do número de nichos ecológicos. E. menores chances de acasalamento entre as populações dos diferentes fragmentos. Comentários A alternativa A está incorreta, pois a migração permite o acasalamento de indivíduos da mesma espécie. Cruzamentos entre espécies diferentes praticamente não acontecem e não são o objetivo. A alternativa B está incorreta, pois corredores ecológicos permitem o fluxo gênico e o aumento da variabilidade genética. A alternativa D está incorreta, pois corredores ecológicos, além de permitirem aumento de nichos, tem por objetivo promover o fluxo gênico entre os fragmentos. A alternativa E está incorreta, pois maiores são as chances de acasalamento. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 27 Gabarito: C. (Simulado EV/2021 – 4000104294) O gráfico a seguir mostra a variação no número de indivíduos de uma dada população real, monitorada ao longo do tempo. É possível afirmar que: A. em t1 ocorreu um efeito gargalo sobre a população. B. entre t1 e t2 temos a seleção natural atuando como principal força evolutiva. C. em t2 ocorreram mutações vantajosas que permitiram o crescimento da população. D. após t2 a população apresenta mais variabilidade genética do que tinha anteriormente a t1. E. antes de t1 a população encontrava-se em equilíbrio de Hardy-Weinberg.Comentários A alternativa A está certa. O efeito gargalo é um processo que ocorre quando populações são drasticamente reduzidas de tamanho. A alternativa B está errada, porque a redução populacional resulta do efeito gargalo (deriva genética) sofrido no momento t1. A alternativa C está errada, porque mutações não ocorrem de maneira controlada ou direcionada para beneficiar uma população. A alternativa D está errada, porque não é possível fazer essa afirmação, embora seja muito possível que a variabilidade genética seja menor, em decorrência da eliminação aleatória de alelos ocorrida na deriva genética. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 28 A alternativa E está errada, porque não é possível fazer essa afirmação. O número de indivíduos mantinha-se constante em decorrência das taxas de natalidade e imigração serem equivalentes às taxas de mortalidade e emigração. Populações em equilíbrio de Hardy- Weinberg são modelos hipotéticos, pois não existe situação real em que não haja nenhuma força evolutiva atuando sobre elas. Gabarito: A. 3. Genética de populações e equilíbrio de Hardy-Weinberg Para a genética de populações, evolução é definida como uma mudança na frequência de um alelo em uma população. No início do século XX, o matemático inglês Godfrey Hardy e o médico alemão Wilhelm Weinberg postularam que se não há fatores que afetem uma frequência alélica, essas frequências permanecerão constantes de uma geração à outra. Este princípio é agora conhecido como o Equilíbrio de Hardy-Weinberg. Imagine uma população de flores hipotética e vamos estudar o gene da coloração das pétalas. Suponha que esse gene apresente dois alelos: B e b. Primeiramente, queremos saber a frequência genotípica desta população, ou seja, qual a frequência que ocorrem os genótipos BB, Bb e bb. Para isso, devemos encontrar a razão entre a quantidade de indivíduos de cada genótipo e o total da população; Frequência de BB: 6 16 = 0,375 Frequência de Bb: 6 16 = 0,375 Frequência de bb: 4 16 = 0,25 Simbolicamente, convencionou-se que a frequência genotípica do genótipo homozigoto dominante seria representada pela letra P, a frequência genotípica do genótipo heterozigoto seria representada pela letra Q e a frequência genotípica do genótipo homozigoto recessivo ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 29 seria representada pela letra R. Outra convenção é apresentar as frequências genotípicas em porcentagem, sabendo que o total deve somar sempre 1 ou 100%. Então, temos: Também queremos saber a frequência alélica (ou gênica) da população. Para isso, fazemos a contagem das frequências de cada alelo do gene. Como cada genótipo tem dois alelos, temos um total de 32 alelos. A frequência alélica é, portanto, igual a: Frequência de B = 18 32 = 0,5625 Frequência de b = 14 32 = 0,4375 A representação da frequência alélica é feita com as letras minúsculas p (para a frequência do alelo B) e q (para a frequência do alelo b). Além disso, a soma das frequências alélicas deve ser sempre igual a 1. Uma maneira simples de calcular a frequência alélica é através das fórmulas: p = P + 1 2 Q e q = R + 1 2 Q Agora que já sabemos como achar as frequências gênicas de uma população, vamos entender como funciona o Equilíbrio de Hardy-Weinberg. Considere uma população em que os alelos se segreguem durante a meiose. Um cruzamento entre indivíduos heterozigotos resulta em indivíduos homozigoto dominantes, heterozigotos e homozigotos recessivos. Suponha que a frequência alélica do alelo B é 0.6, em ambos os gametas (masculinos e femininos). • A probabilidade de um espermatozoide B e um óvulo B se combinarem é igual a p ∙ p = p2 = 0,6 ∙ 0,6 = 0,36 ou 36% • A probabilidade de um espermatozoide B e um óvulo b se combinarem é igual a p ∙ q = 0,6 ∙ 0,4 = 0,48 ou 48% • A probabilidade de um espermatozoide b e um óvulo B se combinarem também é 48%. q ∙ p = 0,4 ∙ 0,6 = 0,48 ou 48% • A probabilidade de um espermatozoide b e um óvulo b se combinarem é igual a ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 30 q ∙ q = q2 = 0,4 ∙ 0,4 = 0,16 ou 16%. Como as proporções dessas combinações gaméticas sempre irão se manter nas próximas gerações, isso forma uma distribuição de equilíbrio, calculada da pela fórmula: 𝐩𝟐 + 𝟐𝐩𝐪 + 𝐪𝟐 = 𝟏 Esta é a fórmula do equilíbrio de Hardy-Weinberg. Ela nos diz a frequência de indivíduos homozigotos dominantes (p2), dos indivíduos heterozigotos (2pq) e dos indivíduos homozigotos recessivos (q2) em uma população. 3.1 Condições para o equilíbrio de Hardy-Weinberg O teorema de Hardy-Weinberg mostrou como os padrões estudados na herança mendeliana podem manter as variações genéticas ao longo das gerações. Contudo, para que uma população se mantenha em equilíbrio, ela deve seguir quatro condições: 1. A população deve ser grande: todos os tipos de cruzamento devem ser possíveis, por isso, quanto maior a população, maior a chance de que eles aconteçam; 2. Os cruzamentos devem ser aleatórios: não deve haver preferências para o acasalamento. Essa característica é denominada panmítica (do grego pan, todos, e do latim miscere, mistura); 3. Ausência de mutações gerando novos alelos; 4. Ausência da seleção natural atuando sobre esta população; 5. Ausência de fluxo gênico (migrações). Analisando essas condições, percebemos que é quase impossível que exista uma população em equilíbrio: a menos que ela esteja em uma bolha, raramente encontraremos na natureza a ausência absoluta de forças seletivas atuando sobre as populações ou mesmo a aleatoriedade completa dos cruzamentos. Neste último caso, é comum que fêmeas e machos expressem preferências na procura de um parceiro(a) para acasalar. Por isso, o Equilíbrio de Hardy-Weinberg funciona como um modelo teórico para monitorar como os mecanismos evolutivos alteram as frequências alélicas em uma população ao longo do tempo. Ele busca responder quais mecanismos estão atuando em uma dada população a partir da comparação com as frequências genotípicas esperadas, caso nenhum mecanismo estivesse atuando. Dessa forma, podemos usá-lo, por exemplo, para descobrir por que uma doença é mais comum entre uma população do que nas demais. QUESTÃO PARA MEMORIZAÇÃO (Simulado EV/2022 – 4000234310) Considere uma herança autossômica dominante. A frequência do alelo recessivo em uma população que se encontra em equilíbrio de ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 31 Hardy-Weinberg é de 0,60. Podemos afirmar que a frequência do genótipo heterozigoto é de: A. 0,36 B. 0,16 C. 0,48 D. 0,40 E. 0,24 Comentários Vamos para as frequências genotípicas. Utilizando a fórmula p² + 2pq + q² = , temos: Frequência de homozigotos dominante: p² = 0,42 = 0,16 Frequência de heterozigotos: 2pq = 2 ⋅ 0,4 ⋅ 0,6 = 0,48 Frequência de homozigotos recessivos: q² = 0,6² = 0,36 A alternativa correta é a letra C. Gabarito: C. (Simulado EV/2021 – 4000097207) Ainda em relação aos tipos sanguíneos, um grupo de 100 pessoas se separa de uma população maior e estabelece uma nova sociedade. Com relação aos tipos sanguíneos do grupo MN, a frequência alélica de M é 0,6. Se este grupo e seus descendentes cumprirem as condições da lei de Hardy-Weinberg, a frequência esperada do genótipo MN nas próximas gerações será de A. 0,36. B. 0,16. C. 0,48. D. 0,52. E. 0,42. Comentários A frequência do alelo M (p) é 0,6. Portanto, a frequência do alelo N é (q) é 0,4, uma vez que p+q=1. Logo, a frequência do genótipo MN será F(MN) = 2pq = 2 ⋅ 0,6 ⋅ 0,4 = 0,48. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 32 Gabarito: C. (Simulado EV/2021 – 4000081934) Numa população de 780pessoas, 380 são afetadas por uma doença genética condicionada por um par de alelos de herança autossômica recessiva. A frequência alélica (I) e genotípica (II) observada nesta população para o alelo causador da doença, bem como o número de indivíduos homozigotos (III) são, respectivamente, A. (I) 0,3 (II) 0,58 (III) 580,0 B. (I) 0,09 (II) 0,3 (III) 327,6 C. (I) 0,49 (II) 0,7 (III) 382,2 D. (I) 0,3 (II) 0,09 (III) 70,2 E. (I) 0,7 (II) 0,49 (III) 452,4 Comentários Sabemos que a doença em questão é autossômica recessiva (𝑎𝑎 = 𝑞²). Se a população citada possui 780 pessoas, das quais 380 são afetadas, temos que: 𝐹𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑔𝑒𝑛𝑜𝑡í𝑝𝑖𝑐𝑎 𝑜𝑏𝑠𝑒𝑟𝑣𝑎𝑑𝑎 = 𝑅 = 𝑞² = 380/780 = 0,487 = 0,49 𝐹𝑟𝑒𝑞𝑢ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑎𝑙é𝑙𝑖𝑐𝑎 (𝑎) = 𝑞 = 0,7 Logo, já sabemos que a frequência alélica para A é igual a 0,3, pois a soma das frequências alélicas deve ser igual a 1. Vamos então calcular a frequência genotípica de homozigotos (AA e aa). 𝐹(𝐴𝐴) + 𝐹(𝑎𝑎) = 𝑝² + 𝑞² = 0,3² + 0,7² = 0,58 Indivíduos homozigotos: 0,58 ⋅ 780 = 452,4 Gabarito: C. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 33 4. Evidências da evolução Bom, já entendemos como Darwin formulou a teoria da Evolução. A ideia de que as espécies estão todas relacionadas entre si e de que a evolução acontece por modificações na descendência mudaram completamente o modo de enxergar a natureza. Evolução é descendência com modificação a partir de um ancestral comum, no tempo e no espaço. Estudar evolução é observar os padrões que ocorrem na natureza e desvendar os mecanismos que levaram a tais padrões. Darwin dedicou uma grande parte de seu livro identificando padrões na natureza que eram consistentes com a evolução e, desde então, nosso entendimento sobre o relacionamento entre os seres vivos se tornou mais completo e mais amplo. Para entender os padrões e processos evolutivos ao longo do tempo precisamos nos apoiar em diversos tipos de evidência, entre eles o estudo dos fósseis, da anatomia comparada, biologia molecular, biogeografia, e órgãos vestigiais. Vamos vê-los agora! 4.1 Fósseis Fósseis são restos de seres vivos que habitaram a Terra em períodos geológicos anteriores ao nosso, ou vestígios de sua existência, ambos preservados em rochas. Chamamos de Paleontologia o estudo dos fósseis, que se divide em: paleozoologia (estudo dos fósseis animais), paleobotânica (estudo dos fósseis vegetais) e paleoicnologia (estudo dos icnofósseis, estruturas resultantes das atividades dos seres vivos, como pegadas, sulcos, perfurações ou escavações). A fossilização resulta da ação combinada de processos físicos, químicos e biológicos. Para que ela ocorra, ou seja, para que a natural decomposição e desaparecimento do ser que morreu seja interrompida e haja preservação, são necessárias algumas condições, como rápido soterramento e ausência de ação bacteriana (responsável pela decomposição dos tecidos). Também influenciam na formação dos fósseis o modo de vida do animal e a composição química de seu esqueleto. Quando um organismo morre, suas partes moles (como as vísceras) são decompostas, mas as partes duras (como o esqueleto, dentes, unhas ou garras) têm grande probabilidade de permanecerem conservadas entre os estratos (camadas) de rochas sedimentares, através do processo de fossilização. Entre os restos passíveis de preservação incluem-se as estruturas formadas de sílica (óxido de silício), como as espículas das esponjas; a calcita (carbonato de cálcio), como as conchas de muitos moluscos e os corais; a quitina, substância que forma o esqueleto dos insetos; além da celulose, encontrada na madeira. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 34 À esquerda e ao centro, fósseis de impressão de trilobitas em uma rocha de 500 milhões de anos. Trilobitas, que significam três lobos, são um grupo fóssil de artrópodes aracnomórficos marinhos extintos que eram abundantes durante o período Cambriano. À direta, uma reconstrução de como seria o animal em vida. Os fósseis fornecem evidências concretas de que os organismos do passado não são os mesmos que os encontrados hoje, pois nos mostram a variação dos estágios evolutivos de uma espécie. Os cientistas determinam a idade dos fósseis e os categorizam para determinar quando os organismos viveram um em relação ao outro. Deste modo, o registro fóssil resultante conta a história do passado e mostra a evolução da forma ao longo de milhões de anos. Por exemplo, registros fósseis altamente detalhados foram recuperados e possibilitaram estabelecer as sequências de mudanças morfológicas das espécies na evolução de baleias e cavalos modernos. Um dinossauro morre em um rio. As partes moles de seu corpo são decompostas, enquanto as partes duras permanecem. Com o passar do tempo, os sedimentos se depositam sobre o esqueleto, formando camadas de rochas sedimentares. Os movimentos da Terra alteram a estrutura das camadas rochosas. Quando a rocha erodir ou se um paleontólogo escavar o local, ele poderá datar diversas camadas de rocha e encontrar o fóssil. 4.2 Distribuição geográfica Se os fósseis fornecem um retrato de como as espécies variam ao longo do tempo, a variação das espécies em diferentes locais, isto é, no espaço, também é uma fonte de evidência para a evolução. A distribuição geográfica dos organismos no planeta segue padrões que são mais bem explicados pela evolução em conjunto com o movimento das placas tectônicas ao longo do tempo geológico. Essa área de estudo é chamada de Biogeografia. Por exemplo, o gênero de plantas Glossopteris sp. ocorre por todos os continentes do Hemisfério Sul (Austrália, sul da África e América do Sul). Como podemos explicar essa distribuição se a Austrália e a América do Sul encontram-se separadas pelo Oceano Pacífico de um lado e pelo continente africano do outro? A explicação vem do fato de que esses continentes já estiveram unidos no passado. Grupos amplos distribuídos mundialmente ocupavam um único espaço de terra, antes da fragmentação do supercontinente Pangeia ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 35 (cerca de 200 milhões de anos atrás). Com a separação dos continentes, eles acabaram distribuídos globalmente. Fósseis de Glossopteris (verde escuro) encontrados em todos os continentes do Hemisfério Sul são evidências de que eles já estiverem unidos no passado. 4.3 Evidências anatômicas e morfológicas Observe a estrutura anatômica do braço de um homem, da perna de um cachorro, da asa de um pássaro e da nadadeira de uma baleia. Externamente elas são bastante diferentes, porém apresentam a mesma construção geral. Isso acontece porque essas espécies descendem de um mesmo ancestral. Com o tempo, ocorreram mudanças nas formas e tamanhos desses membros, resultantes da interação desses animais com o meio em que vivem. Essa estrutura anatômica básica dos ossos é uma evidência da ancestralidade comum entre diferentes mamíferos. As características encontradas em dois ou mais grupos aparentados evolutivamente, que derivam de estruturas já existentes em um ancestral exclusivo a eles, recebem o nome de características homólogas. Em outras palavras, homologias são características com mesma origem embrionária. Homologia é a correspondência ou equivalência entre partes. São derivadas da mesma linhagem, indicando ancestralidade compartilhada. Atributos homólogos podem aparentar diferentes em morfologia e/ou fisiologia devido ao processo de divergência evolutiva. Mas nem todas as características físicas aparentemente semelhantes são marcas da ancestralidade comum. Outra evidência da evolução é a convergência de características em organismos que compartilham ambientes semelhantes, mas que têm origens completamente distintas. Por exemplo, morcegos e insetossão animais distantes evolutivamente falando. Enquanto os insetos surgiram há cerca de 480 milhões de anos, no Ordoviciano, os morcegos ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 36 só apareceram há cerca de 52 milhões de anos, no Eoceno. No entanto, ambos possuem asas, uma adaptação decorrente do hábitat em que vivem. As asas do morcego consistem em retalhos de pele estendidos entre os ossos dos dedos e do braço, enquanto as do inseto são constituídas por uma membrana fina modificada de um segmento torácico. Fica claro que eles não compartilham a mesma origem embrionária, mas, por sofrerem as mesmas pressões de seleção no ambiente aéreo, tiveram a mesma solução: asas. Chamamos essas características de análogas, uma vez que surgiram de maneira independente nos grupos. Analogia é a similaridade funcional entre partes de dois organismos. Não reflete as relações de ancestralidade e dize respeito apenas às funções semelhantes. Essas semelhanças ocorrem devido à evolução convergente, que leva ao surgimento de características semelhantes mesmo em indivíduos de grupos bastante diferentes, devido a pressões seletivas semelhantes. 4.4 Evidências embrionárias (ou ontológicas) A embriologia também fornece evidência de parentesco entre grupos de organismos atualmente muito divergentes. Estruturas que estão ausentes em algumas espécies na forma adulta frequentemente aparecem em suas formas embrionárias. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 37 Estágios de desenvolvimento embrionário dos animais vertebrados. Observe como as fendas branquiais e a estrutura de cauda está presente nas formas embrionárias de todos os grupos de vertebrados. Por exemplo, todos os embriões de vertebrados, incluindo humanos, exibem fendas branquiais em algum momento de seu desenvolvimento inicial. Contudo, elas não se desenvolvem para as trocas gasosas em todos eles, desaparecendo nos adultos dos grupos terrestres. Essas estruturas se modificam durante o desenvolvimento embrionário, mas sua presença indica que elas foram herdadas de um ancestral comum e, portanto, correspondem a outra evidência da modificação das espécies. Assim como a fendas branquiais, outra característica perdida no momento do nascimento é a estrutura de cauda presente em grandes embriões de macacos, incluindo humanos, durante o desenvolvimento. A razão pela qual os embriões de espécies não relacionadas são frequentemente similares é que as mudanças mutacionais que afetam o organismo durante o desenvolvimento embrionário podem causar diferenças amplificadas no adulto, mesmo quando as semelhanças embrionárias são preservadas. 4.5 Evidência moleculares Assim como as estruturas anatômicas, as estruturas das moléculas da vida refletem a descendência com modificações. A evidência de um ancestral comum para toda a vida é refletida na universalidade do DNA como material genético e da quase universalidade do código genético e dos mecanismos da replicação e expressão do DNA. Semelhanças e diferenças entre o mesmo gene em diferentes organismos podem nos ajudar a determinar o grau de parentesco entre eles. Divisões fundamentais entre os três ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 38 domínios da vida (Bacteria, Arqueia e Eucaria) são refletidas nas diferenças estruturais de componentes fundamentais, como os ribossomos e as membranas. Em geral, a relação dos grupos de organismos é refletida na similaridade de suas sequências de DNA – exatamente o padrão que seria esperado da descendência e da diversificação de um ancestral comum. 4.6 Órgãos vestigiais Algumas estruturas existentes nos organismos não têm nenhuma função aparente e parecem ser partes residuais de um ancestral passado. Por exemplo, algumas cobras têm ossos pélvicos apesar de não terem pernas, porque descendem de répteis que as tinham. Essas estruturas sem função são chamadas de estruturas vestigiais. Um exemplo de estrutura ou órgão vestigial é o apêndice humano. Essa projeção do intestino que é bastante desenvolvida em animais herbívoros, como o coelho, não apresenta grandes funções para o homem. O apêndice apresenta nos herbívoros a função de abrigar microrganismos capazes de digerir a celulose. Durante a evolução humana, a dieta, antes a base de vegetais, mudou e esse órgão deixou de ser vantajoso, tornando-se vestigial. Embora a presença do apêndice em humanos não traga nenhuma vantagem, ela sugere que no passado nós compartilhamos um ancestral com os demais animais herbívoros. Outras estruturas vestigiais são os olhos de animais que vivem em ambientes cavernícolas, as asas em aves não voadoras, como as avestruzes e emas, e o cóccix humano, que representa o vestígio de um rabo ancestral. QUESTÃO PARA MEMORIZAÇÃO (Simulado/2022 – 4000234224) Cecílias e serpentes são animais que não apresentam membros locomotores, são ápodes, diferentemente dos demais representantes dos grupos aos quais pertencem. Podemos afirmar que essa característica que apresentam em comum é um caso de: A. divergência evolutiva. B. irradiação adaptativa. C. convergência evolutiva. D. deriva genética. Comentários Incorreta a alternativa A, pois a divergência evolutiva ocorre quando uma linhagem diverge ao longo da evolução, formando linhagens distintas. Incorreta a alternativa B, pois a irradiação adaptativa é consequência do processo de divergência evolutiva, no qual estruturas com mesma origem divergem devido a pressões seletivas distintas. Irradiação adaptativa é um processo que se dá no momento em que uma determinada população se divide e cada grupo de indivíduos acaba ocupando diferentes ambientes, podendo originar espécies novas. Essa ocupação/colonização de novos ambientes ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 39 submete tais grupos a diferentes tipos de condições ambientais. Dessa maneira, haverá uma possibilidade maior do surgimento de uma maior variedade de formas de vida. Correta a alternativa C. Trata-se de uma característica que evoluiu de maneira independente na linhagem desses dois animais, em virtude de pressões seletivas semelhantes do meio em que se encontravam. Incorreta a alternativa D, pois deriva genética é um mecanismo de evolução no qual as frequências dos alelos de uma população se alteram ao acaso ao longo das gerações; isto é, em nada tem relação com o apresentado no enunciado. Gabarito: C. 5. Especiação Antes de avançarmos para os mecanismos evolutivos que atuam sobre uma população, precisamos saber o que é uma população. População é um conjunto de indivíduos de uma espécie que vivem em um determinado local. E o que é uma espécie? A questão da conceituação de espécie tem sido discutida há muito tempo, e inúmeras definições já foram criadas na tentativa de incluir todos os organismos vivos sob os mesmos parâmetros. No século XVIII, Lineu empregou o termo para designar um conceito tipológico, ou seja, um conjunto de indivíduos com grande semelhança física, e que apresentavam um padrão morfológico comum e típico do grupo. Mas o grande problema dessa definição é saber o limite de similaridade entre dois organismos para que eles sejam considerados da mesma espécie. Foi então que, muitos anos depois, em 1942, o biólogo Ernst Mayr propôs uma nova definição que adequaria o termo para algo mais próximo do que encontramos na natureza. Segundo Mayr, espécies são agrupamentos de populações naturais intercruzantes, que originam descendentes férteis e encontram-se reprodutivamente isoladas de outros grupos semelhantes (ou seja, outras espécies). Isso significa que, diferentemente das definições anteriores, embora a aparência externa (morfológica e anatômica) seja útil na identificação das espécies, não é isto que as define, mas sim a capacidade de cruzamentoentre seus indivíduos e a incapacidade de cruzamento com indivíduos de outra espécie. Este conceito é conhecido como o conceito biológico de espécies. Contudo, esse conceito não se aplica, por exemplo, os organismos de reprodução assexuada, que podem formar híbridos de espécies viáveis na natureza. A modificação dos indivíduos dentro de uma espécie, seja pelo surgimento ou transformação de uma (ou mais) característica(s), é algo natural, que ocorre de maneira sutil, lenta e progressiva, ao longo de um continuum. Chamamos esse processo de anagênese. Observe na figura ao lado que, ao longo do tempo, as populações de uma espécie de borboleta sofreram diversas modificações fisiológicas. Isso não significa que tenha surgido uma nova espécie, a menos que, em algum ponto de inflexão específico, essas divergências fenotípicas sejam fortes o suficiente para impedir a reprodução bem-sucedida entre os indivíduos. Somente neste momento é alcançado o isolamento reprodutivo e, então, passamos a ter duas ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 40 novas espécies. Do contrário, se os indivíduos menos modificados continuarem se reproduzindo com aqueles mais derivados, nós só temos a linhagem evoluindo conforme o processo de anagênese. Agora que já sabemos o que é uma espécie, vamos voltar para o pensamento científico de Charles Darwin. Dada a extraordinária diversidade de vida no planeta, Darwin imaginou a formação de novas espécies como um evento de ramificação: duas novas espécies se formam a partir de uma espécie original. Hoje, chamamos esse processo de cladogênese. O modo como concebeu e projetou essa ideia resultou na única ilustração encontrada em seu livro Sobre a origem das espécies e é base para o estabelecimento de relações de parentesco através da sistemática filogenética. Para que ocorra a especiação, duas populações de uma mesma espécie devem evoluir (mudar) de maneira tal que se torne impossível para seus indivíduos se cruzarem. Especiação é o processo pelo qual populações de uma mesma espécie se diferenciam e evoluem em linhagens diferentes. A ilustração à direita representa uma filogenia: as espécies ancestrais são representadas pelas letras maiúsculas no rodapé da página. Com o passar do tempo (em uma escala geológica de milhares de anos), as espécies se modificam, dando origem a duas novas espécies, em um processo de divergência chamado cladogênese: as espécies ancestrais A e I deram origem aos grupos atuais. Alternativamente, nos casos em que as modificações aleatórias não foram selecionadas pelo ambiente, as espécies foram extintas (em tempos diferentes – representados pelos números romanos). É o caso de B, C, D, E, F, G, H, K e L. Fonte: imagens de domínio público. Numa cladogênese, distinguem-se alguns tipos de especiação: • Parapatria: processo de especiação é mais rápido, porque ocorre em populações contíguas (vizinhas), mas ecologicamente distintas. Por não haver uma barreira física, é possível o intercruzamento entre os indivíduos adaptados a nichos diferentes, o que acaba gerando híbridos e caracteriza a ocorrência do que se chama de zonas de hibridação. Essas zonas frequentemente acabam por reduzir o fluxo gênico entre as populações vizinhas, especialmente quando os híbridos gerados são seletivamente desvantajosos. Por isso, fica facilitado o estabelecimento de um isolamento reprodutivo. • Simpatria significa especiação na “mesma pátria”, ou seja, envolve o surgimento de duas novas espécies sem que haja qualquer isolamento geográfico prévio entre essa as populações da espécie parental. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 41 • Alopatria significa especiação em “outras pátrias”, e refere-se ao fenômeno que acontece quando grandes populações biológicas ficam geograficamente isoladas por uma barreira física externa, durante um longo período, de tal modo que se a barreira desaparecer, os indivíduos das duas populações não se cruzam mais. 5.1 Especiação simpátrica Especiação simpátrica é quando a divergência de espécies ocorre mesmo se não houver barreira física separando os indivíduos. Imagine uma espécie de peixe que vivia em um lago. A competição por alimentos cresce à medida que aumenta o número de peixes. Sob pressão para encontrar comida, suponha que um grupo desses peixes conseguisse se alimentar de um recurso diferente do utilizado pelos demais peixes, que fica mais ao fundo do lago. Com o tempo, esses peixes começam a passar mais tempo no fundo do lago, pois lá está o alimento, e passam a se reproduzir. Os descendentes se comportam como seus pais e também se alimentam e vivem no mesmo local, mantendo-se separados dos demais peixes do lago. Se este processo continuar por muito tempo, esses dois grupos irão divergir, conforme as diferenças genéticas se acumularem, levando à especiação simpátrica. O peixe ciclídeo Midas (Amphilophus spp.) dos lagos da Nicarágua é um dos exemplos mais conhecidos de especiação simpátrica. Eles evoluíram de uma população fonte para uma variedade de espécies independentes em menos de 22 mil anos. Hoje, existem mais de 450 espécies de ciclídeos. Acredita-se que uma espécie fundadora presente nos diferentes lagos nicaraguenses tenha sofrido sucessivas subdivisões evolutivas, caracterizando uma radiação adaptativa. No ambiente aquático, diferentes profundidades podem representar barreiras para alguns peixes, suficientes para barrar o fluxo gênico. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 42 Os peixes ciclídeos são exemplos de diversificação fenotípica explosiva e especiação simpátrica. Fonte: Franchini et al. 2019. Molecular Biology and Evolution, 36 (11), pp. 2498– 2511. Disponível em: https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/208735.php 5.2 Especiação alopátrica Especiação alopátrica é quando ocorre a formação de novas espécies a partir de uma população geograficamente isolada, decorrente do isolamento reprodutivo estabelecido pela barreira física que as separam. Em uma população geograficamente contínua, o pool genético (isto é, o conjunto de todos os alelos presentes na população) é relativamente homogêneo porque o fluxo gênico (alélico) é livre: os indivíduos podem se mover e se acasalar entre si por toda a área onde ocorrem. Quando ela se torna geograficamente descontínua (por exemplo pelo surgimento de uma barreira), o fluxo livre de alelos é impedido. Se essa separação durar por um período longo, as duas populações-filhas serão capazes de evoluir ao longo de diferentes trajetórias. As frequências alélicas em vários loci genéticos irão se tornar cada vez mais diferentes à medida que novos alelos surgirem independentemente por mutação. Normalmente, as condições ambientais (como clima, recursos, predadores e competidores) diferem para as duas novas populações, fazendo com que a seleção natural favoreça adaptações divergentes em cada grupo. Além disso, a deriva genética (bastante influente porque as novas populações são menores do que a população parental) também levará à divergência. Um experimento clássico feito pela pesquisadora Diane Dodd demonstra a especiação alopátrica por isolamento reprodutivo em drosófilas, que são as famosas moscas da fruta. Ela dividiu uma única população de Drosophila pseudoobscura em duas, alimentando-as com diferentes alimentos. Enquanto uma delas recebia alimentos à base de amido, a outra recebia alimentos à base de maltose. Depois de apenas oito gerações, Dodd notou que as populações divergiram. Ela então colocou ambos os grupos em contato e observou que as moscas se acasalavam preferencialmente com outras oriundas da mesma população. Uma simplificação de um experimento de especiação alopátrica, em que duas linhas de moscas da fruta são criadas em meios de maltose e amido. Fonte: domínio público (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Drosophila_speciation_experiment.svg).https://www.eurekalert.org/multimedia/pub/208735.php ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 43 Podemos estabelecer então três passos fundamentais para a especiação alopátrica: o estabelecimento de uma barreira para o fluxo gênico é chamado isolamento geográfico (I), e ele é decisivo na especiação alopátrica, pois a partir dele as populações-filhas irão divergir entre si pela ação dos mecanismos evolutivos. Com o tempo, essa divergência genética e fenotípica irá se acumular (II) e, eventualmente, poderá afetar os caracteres que influenciam a reprodução dos indivíduos o suficiente para que o acasalamento entre eles seja menos provável ou, caso ocorra, a descendência seja inviável ou infértil. Dizemos que eles estão em isolamento reprodutivo (III). O isolamento reprodutivo é influenciado por diferentes fatores, por exemplo, incompatibilidade genética, física ou comportamental. Se as duas populações isoladas forem religadas e a prole híbrida que se formou a partir de acasalamentos entre indivíduos das duas populações tiver menor sobrevivência ou menor fertilidade, a seleção favorecerá indivíduos capazes de discriminar potenciais parceiros originados de sua própria população dos demais. É importante dizer que o isolamento reprodutivo raramente evolui da noite para o dia e pode ser um processo lento e acumulado, à medida que as diferenças genéticas evoluem independentemente dentro de duas linhagens separadas da mesma espécie. Existem dois tipos de mecanismos que impedem que a reprodução entre indivíduos de espécies diferentes aconteça, e eles podem ser divididos entre aqueles que ocorrem antes da formação do zigoto e aqueles que ocorrem após a formação do zigoto. Assim, os mecanismos pré-zigóticos operam antes da fertilização, causando empecilhos à fecundação dos gametas e impedindo a formação do zigoto. • Isolamento ecológico: mantido através da adaptação de uma determinada população a um habitat específico, limitando-se a esse. • Isolamento estacional: caracterizado pela diferença no período reprodutivo das populações. • Isolamento mecânico: diferenças na compatibilidade dos órgãos reprodutivos, impossibilitando a cópula. • Isolamento etológico: relativo ao arquétipo comportamental (padrão definidor de uma espécie), envolvendo fatores de assimilação entre o organismo macho e fêmea, por exemplo, identificação química efetivada por feromônios. Já os mecanismos pós-zigóticos operam após a fertilização, impedindo a sobrevivência da prole ou tornando-a incapaz de produzir gametas viáveis. • Inviabilidade do híbrido: se o híbrido vier a se formar e sobreviver, torna-se incapaz de procriar, em consequência de sua baixa adaptabilidade. • Esterilidade do híbrido: espécies diferentes se entrecruzam, porém, geram descendentes estéreis. O cruzamento entre cavalos/éguas com jumenta/jumento (ou seja, entre duas espécies diferentes) produz o híbrido burro (quando macho) e mula (quando fêmea). Esse híbrido é estéril, e não pode se reproduzir. • Desmoronamento do híbrido: A primeira geração de híbridos entre duas espécies (F1) é normal e fértil, porém seus filhos, a geração F2, são indivíduos fracos ou estéreis. Devido à recombinação gênica incompatível, que ocorre na formação dos gametas que originam a geração F2. QUESTÕES PARA MEMORIZAÇÃO (Simulado EV/2021 – 4000204131) Considere que uma população de salamandras da América Central foi separada pelo surgimento de uma barreira física e três grupos delas foram formados, grupos A, B e C. Centenas de anos depois, a barreira desapareceu e os ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 44 grupos populacionais voltaram a encontrar-se. Foi verificado que os indivíduos das populações A e B não cruzavam entre si, já que apresentavam períodos reprodutivos diferentes. O mesmo ocorria com os indivíduos das populações B e C. Já os indivíduos das populações A e C podiam se reproduzir, porém não geravam descendentes férteis. Podemos afirmar que: A. B deu origem a uma nova espécie, enquanto A e C pertencem à mesma espécie. B. os grupos A, B e C formaram três espécies diferentes. C. A e C formaram uma nova espécie, enquanto B ainda pertence à linhagem da espécie ancestral. D. A e C estão em isolamento geográfico, mas não em isolamento reprodutivo. E. apenas A ainda pertence à linhagem da espécie ancestral, enquanto B e C deram origem a diferentes espécies. Comentários A alternativa A está incorreta, pois A e C não formam descendentes férteis, sendo espécies diferentes. A alternativa correta é a letra B. Há isolamento reprodutivo entre as três populações, seja ele pré-zigótico A alternativa C está incorreta, pois A e C formaram espécies diferentes, além de que não termos informação de que B ainda pertence à linhagem da espécie ancestral. A alternativa D está incorreta, pois A e C estão em isolamento reprodutivo, já que não formam descendentes férteis. E a alternativa E está incorreta, pois não temos informação de que um dos grupos ainda possui características da linhagem da espécie ancestral, que existia antes do isolamento geográfico, apenas que formaram populações que não pertencem mais à mesma espécie. Gabarito: B. (Simulado EV/2021 – 4000178863) Analise a alternativa e assinale a correta. A. A especiação alopátrica pode ocorrer quando duas populações são separadas em razão do surgimento de uma barreira geográfica. B. A especiação simpátrica pode ocorrer quando há a formação de uma nova população constituída por poucos indivíduos de uma população maior. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 45 C. A especiação simpátrica pode ocorrer quando duas populações ocupam áreas contíguas, porém não se cruzam aleatoriamente. D. A especiação peripátrica pode ocorrer quando populações vivem em uma mesma área, mas não se cruzam. E. A especiação alopátrica acontece quando ocorre isolamento geográfico entre duas espécies, seguindo do isolamento reprodutivo de suas populações. Comentários A alternativa A está certa. Caso a barreira permaneça por tempo suficiente para que tais populações se tornem isoladas reprodutivamente, ocorrerá a especiação. A alternativa B está errada, porque tal definição se refere à especiação alopátrica peripátrica. A alternativa C está errada, porque tal definição se refere à especiação parapátrica. A alternativa D está errada, porque tal definição se refere à especiação simpátrica. A alternativa E está errada, porque especiação alopátrica acontece quando ocorre isolamento geográfico entre duas populações, seguindo do isolamento reprodutivo, para então originarem-se duas espécies distintas. Gabarito: B. (Simulado EV/2021 – 4000120216) São indivíduos da mesma espécie aqueles capazes de se reconhecerem como parceiros sexuais e produzirem descendentes férteis. Entretanto, sabemos que algumas espécies aparentadas até podem se reproduzir, mas que existem mecanismos que impedem que os zigotossejam formados ou que eles se desenvolvam de maneira adequada. São eles os mecanismos pré e pós-zigóticos. Considere que duas populações de pássaros vivam no mesmo ambiente e tenham períodos reprodutivos sobrepostos, mas que a corte do macho de uma espécie não atraia a fêmea da outra. Agora considere que duas espécies de roedores se cruzem e formem um híbrido, que se desenvolve em um indivíduo frágil que morre logo após o nascimento. Assinale a alternativa que apresenta as barreiras de isolamento reprodutivo observadas, respectivamente, nos dois casos. A. Barreira pré-zigótica do tipo comportamental e barreira pós-zigótica do tipo mortalidade do zigoto. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 46 B. Barreira pré-zigótica do tipo mecânica e barreira pós-zigótica do tipo inviabilidade do híbrido. C. Barreirapré-zigótica do tipo comportamental e barreira pós-zigótica do tipo inviabilidade do híbrido. D. Barreira pré-zigótica do tipo mecânica e barreira pós-zigótica do tipo mortalidade do zigoto. E. Barreira pré-zigótica do tipo comportamental e barreira pós-zigótica do tipo esterilidade do híbrido. Comentários No primeiro caso, os pássaros não se reproduziam depois à não compatibilidade comportamental para a corte, um mecanismo de isolamento pré-zigótico.No segundo caso, o zigoto dos roedores da duas espécie se forma, mas não é viável, tratando-se de um mecanismo de isolamento pós-zigótico, do tipo inviabilidade do híbrido.Portanto, a alternativa correta é a letra C. Gabarito: C. 6. Grandes eventos evolutivos A escala de tempo geológico é um sistema de datação cronológica que relaciona estratos (camadas) geológicos ao tempo, para descrever os eventos que ocorreram durante a história da Terra. As divisões da escala refletem as principais mudanças no registro fóssil, incluindo as extinções e o aparecimento de novas formas de vida. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 47 Agora que temos um panorama dos grandes eventos evolutivos e já sabemos como funciona o processo da evolução, vamos ver com detalhes as principais características que marcaram a história da vida na Terra. Tenham em mente que os pontos destacados a seguir são fundamentais para compreensão da diversidade biológica e, frequentemente, lembrados pela banca do seu vestibular! PALEOZOICO CAMBRIANO ORDOVICIANO SILURIANO A partir de um grupo de algas verdes, começaram a surgir as primeiras plantas com adaptações para viver fora da água: as briófitas. ✓ Plantas de pequeno porte e dependentes da água para seu desenvolvimento e reprodução ✓ Não possuem órgãos na forma de raízes, caule e folhas. Possuem rizoides, cauloides e filoides ✓ Avasculares (transporte de água e sais minerais ocorre por difusão) A vida está restrita aos mares. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 48 ✓ Presença de gametas flagelados A presença de plantas em terra firme criou condições para que os animais também pudessem sair da água e alcançassem o ambiente seco, pois agora tinham onde se abrigar e o que comer. No final do Siluriano, os primeiros animais a conquistar o ambiente de terra firme foram os insetos. ✓ Primeiros animais invasores do ambiente terrestre foram insetos parecidos com a traça atual ✓ Eles evoluíram de um grupo de crustáceos denominado Remipedia ✓ As plantas e os insetos evoluíram simultaneamente, um afetando o outro → coevolução DEVONIANO Surgimento das primeiras plantas vasculares: as pteridófitas. Elas atingiam grandes tamanhos e foram responsáveis pela formação das primeiras matas nas margens de regiões alagadas (pois apresentam seus gametófitos dependentes da água). ✓ Presença de vasos condutores de seiva ✓ Presença de raízes, caule e folhas ✓ Presença de gametas flagelados Em seguida, uma linhagem de peixes com nadadeiras lobadas (os crossopterígios) conseguiu sair dá água e teria arriscado incursões à terra em busca de alimento. As nadadeiras desses crossopterígios evoluíram para pernas e deram origem aos anfíbios. ✓ Os tetrápodes possuem membros locomotores com dedos no lugar das nadadeiras peitorais e pélvicas. Esses membros suportam o peso do animal no ambiente terrestre, enquanto os dedos permitem transmitir as forças geradas pelos músculos para o terreno com eficiência. ✓ Além disso, a cabeça nesses animais se liga ao tronco por um pescoço e ombros, ausentes nos peixes, permitindo sua movimentação para cima e para baixo, bem como de um lado para outro. ✓ A presença de costelas também foi crucial para ajudar os primeiros tetrápodes a suportar o peso de seus corpos. Os ossos da cintura pélvica são fundidos à coluna vertebral, fornecendo mais força aos membros posteriores e, exceto por pouquíssimas espécies, os tetrápodes não possuem brânquias e realizam respiração pulmonar. ✓ Ciclo de vida com estágio larval e aquático e outro estágio terrestre. Dependem da água para a reprodução, que é externa, e para o desenvolvimento inicial. Quando as plantas terrestres começaram a atingir grandes alturas, os insetos aparecem os primeiros insetos alados, surgidos a partir de um grupo de crustáceos denominado Branchiopoda. CARBONÍFERO Surgimento das primeiras plantas com gametófito se desenvolvendo sobre o corpo da mãe, formando um tipo primitivo de semente, importante para torná-las independentes da água para reprodução, permitindo sua migração para regiões distantes da água: as gimnospermas. Elas marcam a conquista definitiva do ambiente terrestre pelos vegetais. ✓ Presença de grão de pólen (gametófito masculino imaturo, que é transportado pelo vento) ✓ Presença de tubo polínico (que leva os gametas masculinos até à oosfera) ✓ Presença de semente (que envolve e protege o embrião até que encontre condições para se desenvolver em uma nova planta) ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 49 Grandes florestas cobrem o continente permitindo diversificação de insetos e anfíbios. PERMIANO Ocorre a formação da Pangeia e a extinção de 95% da vida na Terra. MESOZOICO TRIÁSSICO Surgimento dos répteis, marcando o aparecimento do grupo dos amniotas e a conquista definitiva do ambiente terrestre pelos animais vertebrados. ✓ Presença de fecundação interna ✓ Presença de ovo amniótico ✓ Presença de pele espessa e queratinizada ✓ Presença de caixa torácica para ventilar seus pulmões, adaptação que pode ter permitido o fim da respiração cutânea dos anfíbios e o desenvolvimento de uma pele mais grossa e menos permeável ✓ Excretas eliminadas na forma de ácido úrico, para evitar a perda excessiva de água Répteis diversificam-se, surgindo a linhagem que deu origem aos mamíferos (sinapsídeos). Flora formada por pteridófitas gigantes e coníferas de grande porte. JURÁSSICO Pangeia começa a se dividir, surgem os primeiros mamíferos marsupiais e as primeiras aves. ✓ Presença de penas (modificações de escamas, já presentes em dinossauros) com funções de isolamento térmico, camuflagem e corte. ✓ Presença de endotermia (talvez presente em alguns dinossauros?) permitindo a exploração de vários habitats No final do Jurássico, surgem as plantas com flores: as angiospermas. ✓ Presença de flores ✓ Presença de frutos CRETÁCEO Diversificação dos mamíferos e surgimento dos mamíferos placentários, além do desenvolvimento das aves já com as características atuais, porém com presença dentes no bico. CENOZOICO TERCIÁRIO Diversificação das angiospermas e expansão dos mamíferos. QUATERNÁRIO Aparecimento 1º hominídeo (450 mil anos). Atualmente, estima-se que exista cerca de 1,7 milhão de espécies descritas, porém o número de espécies existentes é desconhecido, embora a estimativa gire em torno de 10 a 50 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 50 milhões. Entender a biodiversidade ainda é um grande desafio, pautado principalmente em dois eventos que se revezam ao longo da história da vida: o surgimento de novas espécies e a extinção de grandes grupos. A explosão Cambriana foi um exemplo de surgimento de muitas novas espécies com grande disparidade morfológica. Em possivelmente mais ou menos 10 milhões de anos, animais marinhos evoluíram a maioria dos formatos básicos de corpo que vemos hoje em grupos modernos. Entre os organismos preservados em fósseis desse tempo há parentes de crustáceos e estrelas-do-mar, esponjas, moluscos, vermes, cordados e algas. Essa “explosão” de diversidade deveu-se a vários fatores biológicos e geológicos: • preenchimento de nichos ecológicos; • presença de sistemas genéticos mais simples e mais flexíveis, permitindo maior variedade; • complexificaçãoda percepção, cognição e comportamento: animais antes da explosão cambriana tinham corpos moles, simples, lentos e não possuíam qualquer estrutura semelhante a um cérebro. Segundo esta hipótese, animais precisariam de um nível básico de cognição e orientação no espaço para controlar um corpo complexo, articulado e ágil; • competição ecológica (com o desenvolvimento de adaptações como predação, visão, natação ativa etc.). Já as extinções são processos naturais e recorrentes na nossa história. Elas ocorrem continuamente, gerando uma renovação das espécies viventes na Terra, em um processo chamado de extinção de fundo. Mas, às vezes, as taxas de extinção sobem abruptamente por um tempo relativamente curto, em um evento conhecido como extinções em massa. Extinções em massa eliminam muitas espécies, mas os nichos vazios que ficam para trás permitem a radiação de novas linhagens para ocupar esses lugares, modelando a diversificação da vida na Terra. Nos últimos 500 milhões de anos, o planeta experimentou cinco episódios em que pelo menos metade dos seres vivos foram erradicados em um piscar de olhos, sob a perspectiva da história geológica. No total, mais de 90% dos organismos que um dia caminharam, nadaram, voaram ou rastejaram desapareceram. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 51 Estudos recentes indicam que, desde o início do século XX, estamos vivendo mais um evento de extinção em massa, e as principais causas desse novo evento têm sido atribuídas às ações antrópicas no ambiente. Extinção do Ordoviciano Quando: ~445 maa Desaparecimento das espécies: 65 a 70% Causa provável: curto e intenso período glacial Estima-se que uma rápida glaciação congelou grande parte da água do planeta, ocasionando a diminuição do nível do mar. Isso teria levado à extinção de grande parte dos organismos (que se encontravam nos oceanos). Extinção do Devoniano Quando: ~360 a 375 maa Desaparecimento das espécies: 80% Causa provável: diminuição da taxa de oxigênio nos oceanos Não se sabe o que levou à condição de anóxia nos oceanos. A variação do nível dos oceanos, a mudança climática ou o impacto de um meteorito são considerados os possíveis fatores responsáveis. Extinção do Permiano Quando: ~252 maa Desaparecimento das espécies: 95% Causa provável: impacto de meteorito, intensa atividade vulcânica e alterações climáticas Esta é a maior extinção da história e devastou a vida na Terra. É a única extinção em que praticamente todos os insetos desapareceram. Os trilobitas que sobreviveram às duas primeiras extinções desapareceram completamente, assim como alguns tubarões e peixes com ossos. Na terra, os moschops, répteis herbívoros de vários metros de comprimento, também desapareceram. Extinção do Triássico ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 52 Quando: ~200 maa Desaparecimento das espécies: 70 a 80% Causa provável: intensa atividade vulcânica e aquecimento global A extinção do Triássico eliminou muitas grandes espécies terrestres, a maioria delas arcossauros, ancestrais dos dinossauros e dos quais descendem os pássaros e crocodilos modernos. A maioria dos grandes anfíbios também desapareceu. Acredita-se que erupções maciças de lava durante a fragmentação da Pangeia, acompanhadas por enormes volumes de dióxido de carbono, teriam causado o aquecimento climático. Extinção do Cretáceo Quando: ~66 maa Desaparecimento das espécies: 75% Causa provável: impacto de meteoro A descoberta de uma imensa cratera onde hoje fica a península mexicana de Yucatán é evidência para hipótese de que o impacto de um meteoro foi responsável pelo desaparecimento dos dinossauros não-aviários como o T-Rex e o triceratops. Mas a maioria dos mamíferos, tartarugas, crocodilos, sapos e pássaros sobreviveu, bem como a vida marinha. Sem os dinossauros, os mamíferos proliferaram, levando ao nascimento do homo sapiens. 7. Evolução humana Os seres humanos são primatas portadores de cultura classificados no gênero Homo, especialmente a espécie Homo sapiens. São anatomicamente semelhantes e relacionados aos grandes símios (orangotangos, chimpanzés, bonobos e gorilas), mas se distinguem por um cérebro mais desenvolvido que permite a capacidade de fala articulada e raciocínio abstrato, além do porte corporal ereto, que libera as mãos para uso como membros manipuladores. Fortes evidências apoiam a ramificação da linhagem humana e dos grandes macacos africanos em algum momento entre 6 e 7 milhões de anos atrás. No entanto, a idade dos restos mais antigos do gênero Homo data de cerca de 2,8 a 2,75 milhões de anos atrás na Etiópia, enquanto os restos mais antigos conhecidos do Homo sapiens – uma coleção de fragmentos de crânio, um maxilar completo e ferramentas de pedra – datam de cerca de 315.000 anos atrás. Evolução humana é o processo pelo qual os seres humanos se desenvolveram na Terra a partir de primatas agora extintos. Nós, da espécie Homo sapiens, somos os únicos membros vivos da tribo humana, Hominini, mas há abundante evidência fóssil para indicar que fomos precedidos por milhões de anos por outros hominídeos, como Ardipithecus, Australopithecus e outras espécies de Homo, e que nossa espécie também viveu por um tempo contemporaneamente com pelo menos um outro membro de nosso gênero, H. neanderthalensis (os Neandertais). Sim, os neandertais eram humanos arcaicos que surgiram há pelo menos 200.000 anos e morreram talvez entre 35.000 e 24.000 anos atrás. Eles fabricaram e usaram ferramentas (incluindo lâminas, furadores e instrumentos de afiação), desenvolveram uma linguagem falada e desenvolveram ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 53 uma rica cultura que envolvia a construção de lareiras, medicina tradicional e o enterro de seus mortos. A natureza exata de nossas relações evolutivas tem sido objeto de debate e investigação desde que o grande naturalista britânico Charles Darwin publicou seus livros monumentais A Origem das Espécies (1859) e A Descendência do Homem (1871). Darwin nunca afirmou, como alguns de seus contemporâneos vitorianos insistiram que ele tinha, que “o homem descende dos macacos”, e os cientistas modernos descartam quaisquer noções populares de que uma certa espécie extinta é o “elo perdido” entre humanos e macacos. Existe, no entanto, um ancestral comum que existiu há milhões de anos. Esta espécie ancestral não constitui um “elo perdido” ao longo de uma linhagem, mas sim um nó para divergência em linhagens separadas. Este antigo primata não foi identificado e pode nunca ser conhecido com certeza, porque as relações fósseis não são claras mesmo dentro da linhagem humana, que é mais recente. O principal recurso para detalhar o caminho da evolução humana sempre serão espécimes fósseis, que indicam que, ao contrário de hoje, mais de uma espécie de nossa família viveu ao mesmo tempo durante a maior parte da história humana. Podemos representar a história evolutiva dos primatas da seguinte maneira: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 54 Dentro da ordem Primata, temos duas subordens: os prossímios e os antropoides. Os prossímios são representados pelos lêmures, lóris (chamados lemuriformes) e társios (chamados tarsiformes), que já foram representados pelso maravilhosos Rei Julien, Maurice e Mork, personagens do filme Madagascar. Da esquerda para a direita, um lêmure, um lóris, um társio e os personagems prossímios do filme Madagascar. Dentro da subordem Anthropoidea estão os primatas com encéfalo mais desenvolvido, que se dividem entre duas infraordens, Platyrrhini e Catarrhyni. A infraordem Platyrrhini é conhecida como grupo dos macacos do Novo Mundo, representado pelos macacos-prego, saguis e micos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 –EVOLUÇÃO 55 Três espécies de Platyrrhini, da esquerda para a direita: macaco-prego, sagui e mico. A infraordem Catarrhini é conhecida como grupo dos macacos do Velho Mundo, representado pelos mandris e babuínos e pelos macacos da superfamília Hominoidea. Rafik, personagem do filme Rei Leão, que se assemelha a um mandril (centro), e à direita, um babuíno. Os hominoides são representados pelo gibão (subfamília Ponginae) e pelos macacos da subfamília Hominidae, que são o orangotango, o gorila, o chimpanzé e o homem. Da esquerda para a direita, gibão, gorila, orangotango e chimpanzé. A espécie humana está inclusa, portanto, entre os Primatas, que se acredita terem surgido por volta de 70 milhões de anos atrás, no final do Cretáceo, pouco antes da extinção dos grandes répteis. O hábito de vida arborícola influenciou fortemente a evolução dos primatas. A presença de um polegar opositor, disposto em um ângulo de 90° em relação aos demais dedos, permitiu que esses animais segurassem objetos e agarrassem galhos de árvores. O desenvolvimento da visão em três dimensões permitiu que esses mamíferos ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 56 tivessem melhor noção de profundidade, o que facilitou a escalada e deslocamento nas alturas das árvores. A maior mobilidade dos membros anteriores e posteriores, que se tornaram mais apendiculares em relação ao tronco, permitiu ampla rotação e liberdade de movimentos, além de enorme flexibilidade. E o comportamento social complexo diretamente relacionado ao desenvolvimento do encéfalo acarretou um desenvolvimento de cuidado parental nos primeiros anos de vida. Os primatas são os mamíferos que dedicam mais tempo cuidando da prole e, a maioria, tem um único filho por parto. Os primeiros representantes da linhagem da espécie humana apresentavam a postura ereta, deslocando-se apenas com os membros inferiores e dando origem ao bipedalismo. Essa postura foi fundamental para a evolução humana, já que liberava os braços e as mãos para outras atividades, além de alterar o modo de vida, de arborícola para ligados ao solo, estabelecendo-se em campos abertos e não mais em florestas. O aumento do encéfalo, acompanhado do aumento do volume do crânio, também caracteriza a nossa linhagem. Possuímos a face mais achatada que os demais antropoides, e a nossa dentição apresenta disposição em U, o que permitiu uma dieta mais variada. O clima quente de África onde nossos antepassados evoluíram. Uma pele desnuda com muitas glândulas de suor faria a difusão do calor gerado pelo esforço físico de maneira mais eficiente, permitindo que nossos antepassados pudessem correr mais rapidamente e por mas tempo. Em contrapartida, seria favorecida a proteção da pele com o aumento da melanina ( pigmento escuro da pele humana que forma uma barreira para raios ultravioleta). O registro fóssil sugere que o hominídeo mais antigo seja o Ardipithecus ramidus, com idade estimada entre 5,8 e 5,2 milhões de anos. Na África, por volta de 4 milhões de anos atrás, os gêneros Australopithecus e Homo coexistiam. Antes a ciência acreditava que esta espécie era 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 os australopitecos intimamente relacionados ao início da vida humana na Terra. O primeiro fóssil de australopiteco descoberto foi do A. africanus, com idade próxima a 2,8 milhões de anos. Os australopitecos eram bípedes de baixa estatura (não ultrapassavam 1,50 metros), com encéfalo entre 400cm³ e 500cm³ (três vezes menor que o de um humano) e possuíam o corpo coberto por 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. Ainda por volta de 2,5 milhões de anos atrás, o clima africano tornou-se extremamente seco, reduzindo a vegetação a grandes savanas arbustivas. Neste cenário, muitas espécies de australopitecos se extinguiram e poucas linhagens prosperaram. Os sobreviventes teriam passado a utilizar pedras e armas primitivas de madeira para espantar predadores como leões, hienas e leopardos, e nesse contexto evoluiu a espécie Homo habilis, que viveu na Terra há cerca de 2,4 e 1,6 milhões de anos. Em termos físicos, o H. habilis é o membro do gênero Homo mais diferente dos humanos atuais, e foram os primeiros hominídeos a utilizar as mãos para fabricar instrumentos rudimentares feitos de pedra. Seus cérebros eram maiores do que os dos australopitecos, com cerca de 700 a 800cm³, e tinham estatura média de 1,3 metros. Com as mãos destinadas ao manuseio de instrumentos, os H. habilis aprenderam a equilibrar-se sobre as duas pernas e, com o tempo, deram origem às espécies tipicamente humanas, as primeiras do gênero Homo. Um dos registros fósseis mais antigos do nosso gênero é o do H. rudolfensis, que teria vivido há 1,8 bilhão de anos e apresentavam volume craniano entre 700 – 800 cm³. Na mesma época, outro grupo de humanos se destacou, os H. erectus. As primeiras linhagens dessa espécie foram encontradas na China, na ilha de Java, indicando migração. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 57 Eles foram os primeiros a controlar o fogo, contribuindo para a sobrevivência na vida noturna. Lembre-se que a ausência de pelos impedia a expansão para ambientes mais frios, então a descoberta do fogo trouxe drásticas mudanças na alimentação e nos costumes da espécie, possibilitando, especialmente, a migração para lugares mais frios. O H. erectus possuía entre 1,50 e 1,60 m e pesava entre 55 e 85 kg. A caixa craniana apresentava cerca de 850 cm³. O grupo de humanos que permaneceu na África originou o H. ergaster. Posteriormente, este teria migrado para a Europa e Ásia, dando origem a diversas linhagens, entre elas a do H. neanderthalensis. Mais conhecido como Homem de Neandertal, o H. neanderthalensis é considerado o ancestral mais próximo do humano moderno. 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, aprenderam a confeccionar roupas para manter-se aquecidos. Provavelmente o comportamento social tenha ligação direta com o frio, assim eles 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 eliminaram a maior parte de suas presas, eles não conseguiram se alimentar e foram eventualmente extintos. Do latim “homem sábio”, este é o membro do gênero com o cérebro mais desenvolvido (cerca de 1350 cm³ de encéfalo). Eles possuíam a capacidade de raciocínio apurada e foram capazes de interpretar o ambiente ao seu redor, solucionar problemas e prosseguir no processo de adaptação até os dias atuais. A ciência classifica o ser humano moderno como Homo sapiens sapiens que significa “homem sábio mais sábio”. Isso significa que o ser humano atual desenvolveu a consciência dos seus conhecimentos e aprendeu a usá-los na busca de novos. No estudo da evolução humana, é importante atentarmos ao fato de que o aparecimento de uma nova espécie não implica na extinção imediata de outra. As espécies frequentemente coabitavam com seus sucessores por milhares de anos, até sua eventual extinção. A seguir, a hipótese de relações evolutivas mais aceita para a evolução da nossa espécie. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 58 As pesquisas de evolução molecular confirmam, através da comparação de ácidos nucleicos de diferentesespécies, que temos uma estreita relação de parentesco evolutivo com os macacos antropoides e, sobretudo, com os chimpanzés. Estes são nosso grupo-irmão. Porque os cientistas não descobriram o elo de ligação que falta entre nós e os macacos? Porque não existe. Os chimpanzés (e os outros macacos) não evoluíram para humanos. As duas linhagens descendem de um antepassado comum e seguiram caminhos separados. A pergunta que interessa é: qual foi o último antepassado comum, o progenitor desconhecido dos chimpanzés e dos humanos? Não sabemos ainda. A evolução já terminou, para nós e para os macacos? Certamente não. Os humanos continuam a evoluir, mas a evolução agora é tão direcionada pela nossa cultura e pela tecnologia que inventamos, como é pela biologia. Os outros animais, incluindo os macacos, continuam também a evoluir – especialmente agora, em resposta às enormes mudanças causadas pelos humanos no seu meio. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 59 7.1 Como o homem povoou a Terra? Há várias teorias, mas a corrente dominante atual sustenta que houve uma única migração da África primeiro para a Ásia, depois para a Australásia e, mais tarde, para a Europa. Há 12.500 anos, a Terra vivenciou a última era do gelo. Por causa disso, havia duas grandes geleiras que cobriam quase todo o Canadá e tornavam praticamente impossível ir para o sul. Mas no final desse período glacial, as camadas de gelo começaram a derreter e surgiram alguns refúgios glaciares. Nesses locais, as condições ainda eram produtivas em termos de recursos para que os humanos pudessem se alimentar. Um desses refúgios foi em Beríng, uma ponte de terra que emergiu do mar congelado por meio da qual as primeiras populações de humanos entraram na América, segundo acredita a maioria dos pesquisadores. Ela se estendia do que conhecemos hoje como o Alasca até a Eurásia — e era um território seco, cheio de vegetação e fauna. Atualmente, está submersa — por isso não é possível encontrar vestígios arqueológicos. Mas acredita-se que com o derretimento das geleiras foram abertas rotas pelo litoral e pelo interior que teriam permitido a entrada na América a partir da região da ponte terrestre de Bering. Há duas teorias sobre quando ocorreu essa chegada à América. Por muito tempo, se pensou que o povoamento foi tardio, e esta hipótese ficou conhecida como teoria do povoamento tardio (segundo a qual isso teria acontecido há cerca de 12 mil ou 14 mil anos) ou “teoria clássica do povoamento da América”. Mas, nos últimos anos, vários estudos de genética de populações contemporâneas e antigas refutaram essa ideia e permitiram que a teoria do povoamento precoce (que diz que isso ocorreu há cerca de 30 mil ou 25 mil anos) ganhasse peso. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 60 Além do período, há divergência também sobre a forma pela qual os seres humanos teriam chegado à América, sendo que as duas hipóteses são por via marítima e por rota terrestre. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 61 QUESTÕES PARA MEMORIZAÇÃO (Simulado EV/2021 – 4000101018) Acerca do texto apresentado, a seta em destaque no cladograma poderia representar o momento do surgimento de que característica? A. Polegar opositor. B. Visão tridimensional. C. Alongamento dos membros anteriores. D. Bipedalismo. E. Comportamento social. Comentários A alternativa D está certa, comprovada pela seguinte passagem: Os primeiros representantes da linhagem da espécie humana apresentavam a postura ereta, deslocando-se apenas com os membros inferiores, liberando os braços e as mãos para outras atividades. As demais alternativas referem-se às características presentes em todos os primatas e a seta restringe a uma característica presente apenas na linhagem do gênero Homo sp. Gabarito: D. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 62 (Simulado EV/2021 – 4000082540) A espécie humana é classificada juntamente com os prossímios, társios e macacos na ordem dos Primatas, cujo surgimento deve ter ocorrido no final do período Cretáceo, há aproximadamente 70 milhões de anos. Dentre as tendências evolutivas entre os primatas, só não podemos citar: A. o bipedalismo. B. o polegar oponível. C. o comportamento social. D. a visão estereoscópica. E. a redução do cuidado parental. Comentários O bipedalismo, o polegar oponível, o comportamento social e a visão em três dimensões (estereoscópica) são características que delimitam os primatas. Contudo, conforme a morfologia, fisiologia e o modo de vida desses animais adquiria complexidade, especialmente devido ao aumento do cérebro, foi selecionada a característica de as fêmeas darem à luz indivíduos mais precocemente, de modo que ao nascer, os primatas demandam maior tempo de cuidado parental. Assim, a alternativa E está errada. Gabarito: E. (Simulado EV/2021 – 4000081900) Quando tratamos de evolução, é comum que a primeira imagem que venha à cabeça das pessoas seja a evolução progressiva do homem, conforme a iconografia abaixo: na extremidade esquerda localizam-se as espécies mais antigas, que teriam dado origem a uma sucessão de espécies, até chegarmos finalmente ao H. sapiens, representado na extremidade direita. Esta representação do processo evolutivo é A. inapropriada, porque as espécies da figura foram todas contemporâneas e seriam melhor representadas lado a lado, não em fila. B. apropriada, uma vez que existem registros fósseis para cada uma das espécies intermediárias, demonstrando o processo de modificação do ancestral para o descendente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 63 C. inapropriada, porque a ideia de evolução linear sugere progresso e finalidade, contradizendo a teoria evolutiva. D. apropriada, porque não há registros fósseis que permitam uma construção em árvore, para indicar as relações de parentesco entre essas espécies. E. inapropriada, porque humanos descendem de algumas espécies de macacos, como o chimpanzé, devendo ser representados como grupos-irmãos. Comentários As alternativas A e E estão erradas, porque nem todas as espécies representadas na figura foram contemporâneas e os humanos não descendem de macacos como o chimpanzé. As alternativas B e D estão erradas, porque a representação é inapropriada, uma vez que registros fósseis não correspondem a ancestrais diretos ou elos perdidos e, portanto, não demonstram a modificação ancestral → descendente. Além disso, eles são fontes importantes do processo evolutivo, permitindo sua reconstrução baseada na ancestralidade comum e no diagrama em árvore. A alternativa C está certa. Gabarito: C. 8. Equívocos comum da evolução Embora a teoria da evolução tenha inicialmente gerado controvérsia, em 20 anos após a publicação de Sobre a origem das espécies, ela foi quase universalmente aceita pelos biólogos, especialmente os biólogos mais jovens. Dado seu enorme sucesso na descrição do mundo natural nos últimos 150 anos, a teoria da evolução ainda é notavelmente incompreendida. Infelizmente, muitas pessoas carregam visões equivocadas sobre como o processo evolutivo acontece, prejudicando a sua compreensão sobre esse tópico. Vamos ver alguns dos equívocos mais recorrentes! “A evolução é apenas uma teoria” Críticos da teoria da evolução descartam sua importância confundindo intencionalmente o uso cotidiano da palavra “teoria” com a maneira como os cientistas usam a palavra. Na ciência, uma “teoria” é entendida como um conceito que foi extensivamente testado e apoiado ao longo do tempo. Temos uma teoria do átomo, uma teoria da gravidade e a teoria da relatividade, cada uma das quais descreve o que os cientistas entendem ser fatos sobre o mundo. Da mesmaforma, a teoria da evolução descreve fatos sobre o mundo vivo. Como tal, ela sobreviveu a inúmeras tentativas para desacreditá-la. Embora as teorias possam às vezes ser derrubadas ou revisadas, isso não diminui seu peso, mas simplesmente reflete o estado em constante evolução do conhecimento científico. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 64 Em contraste, uma “teoria” em vernáculo comum significa um palpite ou uma sugestão de explicação para algo. Esse significado é mais parecido com o conceito de uma “hipótese” usada pelos cientistas, que é uma tentativa de explicação para algo que é proposto para ser apoiado ou refutado. Quando os críticos da evolução dizem que a evolução é “apenas uma teoria”, eles estão sugerindo que há pouca evidência para apoiá-la e que ela ainda está em processo de ser rigorosamente testada. Isso é uma descaracterização. “Indivíduos evoluem” Um indivíduo nasce com os genes que possui – isso não muda à medida que o indivíduo envelhece. Portanto, um indivíduo não pode evoluir ou se adaptar através da seleção natural. Evolução é a mudança na composição genética de uma população ao longo do tempo, especificamente ao longo de gerações, resultante da reprodução diferencial de indivíduos com certos alelos. Os indivíduos mudam ao longo da vida, mas isso é chamado de desenvolvimento. O desenvolvimento envolve mudanças programadas pelo conjunto de genes que o indivíduo adquiriu no nascimento em coordenação com o ambiente do indivíduo. “Evolução explica a origem da vida” A teoria da evolução não tenta explicar a origem da vida, ela explica como as populações mudam com o tempo e como a vida se diversifica, isto é, ela explica a origem das espécies. Os mecanismos da origem da vida na Terra são um problema particularmente difícil, porque ocorreram há muito tempo e, presumivelmente, apenas uma vez. Os primeiros estágios da vida incluíram a formação de moléculas orgânicas, e provavelmente também incluíram agregações mais complexas de moléculas em estruturas fechadas com um ambiente interno por uma camada limite – a membrana. No entanto, uma vez que um mecanismo de herança estava em vigor na forma de uma molécula como DNA ou RNA, seja dentro de uma célula ou dentro de uma pré-célula, essas entidades estariam sujeitas ao princípio da seleção natural. Reprodutores mais eficazes aumentariam em freqüência à custa de reprodutores ineficientes. Assim, embora a evolução não explique a origem da vida, ela pode ter algo a dizer sobre alguns dos processos que operam, uma vez que as entidades pré-vidas adquirem certas propriedades. “Organismos evoluem no propósito” Declarações como “organismos evoluem em resposta a uma mudança em um ambiente” são bastante comuns. Há dois mal-entendidos nessa afirmação: em primeiro lugar, ela não deve ser entendida como significando que organismos individuais evoluem, como foi discutido acima. A frase em questão é um atalho para “uma população evolui em resposta a um ambiente em mudança”. Em segundo lugar, a afirmação não deve ser interpretada como significando que a evolução é de alguma forma intencional. Um ambiente alterado resulta em alguns indivíduos da população produzindo proporcionalmente mais descendentes do que outros fenótipos. Isso resulta em mudança na população se os caracteres forem geneticamente determinados. A variação em que a seleção natural funciona já está em uma população e não surge em resposta a uma mudança ambiental. Por exemplo, a aplicação de antibióticos a uma população de bactérias irá, com o tempo, selecionar uma população de bactérias resistentes aos antibióticos. A resistência, que é causada por um gene, não surgiu por mutação por causa da aplicação do antibiótico. A evolução não é finalista! O gene da resistência já estava presente no pool genético das bactérias, provavelmente em baixa freqüência. O antibiótico que mata as células bacterianas sem o gene de resistência seleciona fortemente os indivíduos que são resistentes, uma vez que estes seriam os únicos que sobreviveram e se dividiram. Em um sentido mais amplo, a evolução não é direcionada por metas. Espécies não se tornam “melhores” ao longo do tempo; elas simplesmente rastreiam o ambiente em mudança ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 65 com adaptações que maximizam sua reprodução em um determinado momento. A evolução não tem como objetivo criar espécies mais rápidas, maiores, mais complexas ou até mesmo mais inteligentes. Quais características evoluem em uma espécie são uma função da variação presente e do ambiente, ambas as quais estão constantemente mudando de maneira não- direcional. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 66 9. Lista de questões 1. UNB/2022 – 4000261458 - Na história recente da medicina, verifica-se um impressionante aumento da resistência de microrganismos a antibióticos (RAM), com evidências da resistência cada vez maior de bactérias não a apenas uma, mas a múltiplas classes de antibióticos. Em estudo realizado em um hospital, nos anos de 2004 a 2015, verificou-se a evolução do processo de resistência de microrganismos aos carbapenêmicos, fármacos antimicrobianos da classe dos β-lactâmicos, como as penicilinas e as cefalosporinas, tal como evidencia a figura a seguir, em que res. a carb. significa resistente a carbapenêmico. Internet: <https://slideplayer.com.br> (com adaptações). A partir dessas informações, assinale a opção correta no item a seguir, que é do tipo C. Considerando os mecanismos envolvidos na RAM e o gráfico apresentado, assinale a opção correta. A. A RAM é um processo que, baseado no criacionismo, leva à perpetuação das espécies, como a Pseudomonas sp., que consegue manter um nível de resistência estável em face da presença de agentes como os carbapenêmicos. B. Os carbapenêmicos funcionam como agentes que induzem o desenvolvimento de novos genes de resistência, tal como previsto por Lamarck na Lei do Uso e Desuso. C. O processo que provoca o surgimento de bactérias resistentes aos carbapenêmicos envolve a criação de uma parede celular adicional nessas bactérias. D. D A emergência de indivíduos resistentes aos carbapanêmicos confere vantagens adaptativas ao microrganismo, o que permite que ele se prolifere com sucesso nos tecidos do hospedeiro, a exemplo da bactéria A. baumannii. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 67 2. FCMSCSP/2022- 4000252114 - Theodosius Dobzhansky escreveu em 1973: “Nada na biologia faz sentido, a não ser sob a luz da evolução”. Ele foi um dos pesquisadores que fundamentou a teoria sintética da evolução. Na biologia evolutiva moderna e segundo os princípios da Teoria Sintética da Evolução, é correto afirmar que A. a seleção natural, com o passar do tempo, tende a moldar as espécies que possuem mutações independentemente da interferência do meio B. a necessidade dos órgãos ou de sistemas fisiológicos provocou mutações que resultaram na adaptação dos organismos ao meio ambiente C. os seres vivos mais fortes e adaptados tendem a sobreviver independentemente das condições ambientais D. o meio seleciona as características mais vantajosas, que surgiram por indução das características do meio ambiente. E. a seleção natural atua sobre a variabilidade, que é gerada por mutações e recombinações gênicas, resultando em adaptação. 3. UNITAU/2022 – 4000252030 - A Lei Federal no 9.985, de 18 de julho de 2020, definiu, em seu artigo 2º, inciso XIX, que corredores ecológicos “são porções de ecossistemas naturais ou seminaturais, ligando unidades de conservação, que possibilitam entre elas o fluxo de genes e o movimento da biota, facilitando a dispersão de espécies e a recolonização de áreas degradadas, bem como a manutenção de populações que demandam parasua sobrevivência áreas com extensão maior do que aquela das unidades individuais”. Sobre os corredores ecológicos, está INCORRETO o que se afirma em: A. São áreas onde as atividades humanas estão sujeitas a normas e restrições específicas, com o propósito de minimizar os impactos negativos em torno de unidades de conservação. B. Providenciam a ampliação da área de vida de organismos, uma vez que permite que esses organismos se movimentem de um fragmento para o outro. C. Reduzem ou previnem a fragmentação florestal causada por ação antropogênica, o que pode resultar no isolamento, perda de habitat e de populações. D. Podem compensar os impactos negativos das ações antropogênicas ao meio ambiente, garantindo a conexão entre áreas fragmentadas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 68 E. Possibilitam a conexão entre áreas fragmentadas e são muito importantes para reestabelecer o fluxo gênico entre as espécies dessas áreas, além de contribuir com a recolonização das áreas que foram degradadas. 4. ENEM/2021 – 4000254912 - Entre 2014 e 2016, as regiões central e oeste da África sofreram uma grave epidemia de febre hemorrágica causada pelo vírus ebola, que se manifesta em até 21 dias após a infecção e cuja taxa de letalidade (enfermos que vão a óbito) pode chegar a 90%. Em regiões de clima tropical e subtropical, um outro vírus também pode causar febre hemorrágica: o vírus da dengue, que, embora tenha período de incubação menor (até 10 dias), apresenta taxa de letalidade abaixo de 1%. Disponível em: www.who.int. Acesso em: 1 fev. 2017 (adaptado). Segundo as informações do texto e aplicando princípios de evolução biológica às relações do tipo patógeno-hospedeiro, qual dos dois vírus infecta seres humanos há mais tempo? A. Ebola, pois o maior período de incubação reflete duração mais longa do processo de coevolução patógeno-hospedeiro. B. Dengue,pois o menor período de incubação reflete duração mais longa do processo de coevolução patógeno-hospedeiro. C. Ebola, cuja alta letalidade indica maior eficiência do vírus em parasitar seus hospedeiros, estabelecida ao longo de sua evolução. D. Ebola, cujos surtos epidêmicos concentram-se no continente africano, reconhecido como berço da origem evolutiva dos seres humanos. E. Dengue, cuja baixa letalidade indica maior eficiência do vírus em parasitar seus hospedeiros, estabelecida ao longo da coevolução patógeno-hospedeiro. 5. ENEM/2021 – 4000254879 - O polvo mimético apresenta padrões cromáticos e comportamentos muito curiosos. Frequentemente, muda a orientação de seus tentáculos, assemelhando-se a alguns animais. As imagens 1, 3 e 5 apresentam polvos mimetizando, respectivamente, um peixe-linguado (2), um peixe-leão (4) e uma serpente- marinha (6). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 69 Do ponto de vista evolutivo, a capacidade apresentada se estabeleceu porque os polvos A. originaram-se do mesmo ancestral que esses animais. B. passaram por mutações similares a esses organismos. C. .observaram esses animais em seus nichos ecológicos. D. resultaram de convergência adaptativa com essas espécies. E. sobreviveram às pressões seletivas com esses comportamentos. 6. UNICENTRO/2021 – 4000249235 - Desde o início do século XIX, teóricos, com base em diferentes teorias, defendem seus argumentos para explicar o surgimento das diferentes espécies. Com base nos conhecimentos sobre evolução, atribua (V) verdadeiro ou F (falso) às afirmativas a seguir. ( ) Para o lamarckismo, os seres vivos atuais são idênticos aos que existiram no passado, embora pudesse haver pequenas variações entre os membros de uma espécie devido à herança das características adquiridas. ( ) O evolucionismo darwiniano pautou a sua teoria na premissa fixista, a qual destacava que o fenômeno da adaptação conservativa é o resultado da imutabilidade de inúmeras gerações. ( ) A seleção natural, uma dos pilares da teoria evolucionista darwiniana, preconiza que os indivíduos, de cada espécie, mais bem adaptados ao ambiente sobrevivem e têm maior sucesso reprodutivo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 70 ( ) A teoria sintética da evolução ou o neodarwinismo considera como um dos principais fatores evolutivos a recombinação gênica, segundo a qual, na reprodução sexuada, os genes provenientes dos pais se rearranjam. ( ) Nas populações de insetos em que surgem, por mutação gênica, indivíduos resistentes a um de- terminado inseticida, os exemplares selvagens serão eliminados, ao passo que os resistentes se multiplicarão. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. A. V, V, F, V, F. B. V, V, F, F, F. C. V, F, F, F, V. D. F, V, V, F, V. E. F, F, V, V, V. 7. UEG/2021 – 4000247753 - A diversidade dos seres vivos variou ao longo da história da vida em nosso planeta e continua variar. Essa diversidade é garantida por interações das várias formas de vida e pela estrutura heterogênea dos habitats. Na atualidade, em plena era do Antropoceno, a perda acelerada da biodiversidade tem propiciado discussões acerca de possibilidades da construção de bancos de sementes e de gametas na preservação das espécies, o que possibilitaria a conservação do patrimônio A. somático B. vegetativo C. genético D. gamético E. reprodutivo 8. URCA/2021 – 4000243005 - Um grupo formado por indivíduos que possuem as mesmas características estruturais típicas, que conseguem se reproduzir em condições naturais e gerar descendentes férteis, pode ser classificado como: A. família B. filo C. ordem ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 71 D. espécie E. classe 9. UEA/2021 – 4000238491 - A teoria moderna da evolução, de forma simplificada, pode ser compreendida como a união de conceitos da genética com conceitos da evolução. A compreensão dos processos da genética molecular, em conjunto com as análises de características fenotípicas vantajosas transmitidas ao longo das gerações, constituem a base para os estudos evolutivos atuais. Os conceitos presentes na teoria moderna da evolução estão corretamente relacionados em: A. A recombinação gênica é o fator evolutivo mais importante exercido pelo ambiente sobre uma população. B. A adaptação de uma característica ocorre em função de sua maior ou menor utilização pela população. C. A reprodução sexuada tende a manter, uniformemente, as características de uma população. D. Os organismos mais adaptados com relação ao genótipo e ao fenótipo são selecionados pelo ambiente. E. As mutações constituem a única fonte de variabilidade genética dentro de uma população. 10. UEA/2021 – 4000238427 - O esquema ilustra uma população de insetos separada em duas novas populações por uma barreira geográfica. Com o passar de milhares de anos, as novas populações adquirem diferenças entre si. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 72 Uma vez que as duas novas populações ficaram impossibilitadas de realizarem cruzamentos e, consequentemente, impossibilitadas de gerarem descendentes férteis, pode-se afirmar que ocorreu o processo de A. hibridização. B. convergência evolutiva. C. deriva genética. D. formação de novas raças. E. especiação. 11. FCMSCSP/2021 – 4000172722 - A imagem ilustra um cavalo-marinho (Phycodurus eques) que vive nos mares da Austrália. Esses animais apresentam nadadeiras que se assemelham ao formato das algas marinhas. Essa adaptação é um exemplo de A. camuflagem, que permite aos animais se modificarem para portar essa característica e se proteger dos predadores. B. mimetismo, que permite aos animais se modificarem para portar essa característicae se proteger dos predadores. C. camuflagem, que proporciona aos animais portadores dessa característica maior chance de sobrevivência e reprodução. D. mimetismo, que porpociona aos animais portadores dessa característica maior chance de sobrevivência e reprodução. E. aposematismo, que permite aos animais portadores dessa característica desenvolverem uma coloração que mantém os predadores distantes. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 73 12. UECE/2020 – 4000159611 - Quando alguns membros de uma população iniciam uma nova população, pode ocorrer um tipo de deriva genética denominada de A. efeito gargalo de garrafa. B. efeito fundador. C. seleção natural. D. mutação. 13. UECE/2020 – 4000159603 - Estruturas homólogas são aquelas que A. possuem a mesma origem embrionária e podem desempenhar a mesma função como, por exemplo, os membros dianteiros de aves, baleia, ser humano e cavalo. B. possuem a mesma origem embrionária e desempenham função semelhante, como as asas de aves e insetos. C. possuem origem embrionária diferente e desempenham função semelhante, como os membros dianteiros de aves, baleia, ser humano e cavalo. D. possuem origem embrionária diferente, mas desempenham diferentes funções em espécies diferentes, como as asas de aves e insetos. 14. ENEM/2020 – 4000093513 - Os frutos da pupunha têm cerca de 1 g em populações silvestres no Acre, mas chegam a 70 g em plantas domesticadas por populações indígenas. No princípio, porém, a domesticação não era intencional. Os grupos humanos apenas identificavam vegetais mais saborosos ou úteis, e sua propagação se dava pelo descarte de sementes para perto dos sítios habitados. A mudança de fenótipo (tamanho dos frutos) nas populações domesticadas de pupunha deu-se porque houve A. introdução de novos genes. B. edução da pressão de mutação. C. diminuição da uniformidade genética. D. aumento da frequência de alelos de interesse. E. expressão de genes de resistência a patógenos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 74 15. ENEM/2020 – 4000093279 - Acredita-se que os olhos evoluíram de órgãos sensores de luz para versões que formam imagens. O olho humano atua como uma câmera, coletando, focando e convertendo a luz em sinal elétrico, que é traduzido em imagens pelo cérebro. Mas em vez de um filme fotográfico, é uma retina que detecta e processa os sinais, utilizando células especializadas. Moluscos cefalópodes (como as lulas) possuem olhos semelhantes aos dos humanos, apesar da distância filogenética. A comparação dos olhos mencionada representa que tipo de evolução? A. Aleatória B. Homóloga C. Divergente D. Progressiva E. Convergente 16. ENEM/2020 – 4000091221 - Uma população (momento A) sofre isolamento em duas subpopulações (momento B) por um fator de isolamento (I). Passado um tempo, essas subpopulações apresentam características fenotípicas e genotípicas que as distinguem (momento C), representadas na figura pelas tonalidades de cor. O posterior desaparecimento do fator de isolamento I pode levar, no momento D, às situações D1 e D2. A representação indica que, no momento D, na situação A. D1 ocorre um novo fator de isolamento geográfico. B. D1 existe uma única população distribuída em gradiente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 75 C. D1 ocorrem duas populações separadas por isolamento reprodutivo. D. D2 coexistem duas populações com características fenotípicas distintas. E. D2 foram preservadas as mesmas características fenotípicas da população original A. 17. ENEM/2020 – 4000091206 - Uma população encontra-se em equilíbrio genético quanto ao sistema ABO, em que 25% dos indivíduos pertencem ao grupo O e 16%, ao grupo A homozigotos. Considerando que: p = frequência de Iᴬ; q = frequência de Iᴮ; e r = frequência de i, espera-se encontrar: A porcentagem de doadores compatíveis para alguém do grupo B nessa população deve ser de A. 11%. B. 19%. C. 26%. D. 36%. E. 60%. 18. URCA/2020 – 4000066947 - O Equilíbrio de Hardy-Weinberg (também princípio de Hardy-Weinberg, ou lei de Hardy-Weinberg) é a base da genética de populações. Foi demonstrado independentemente por Godfrey Harold Hardy na Inglaterra e por Wilhelm Weinberg, na Alemanha, em 1908. Afirma que, em uma população mendeliana, dentro de determinadas condições, as frequências alélicas permanecerão constantes ao passar das gerações. Em uma população de Ziziphus joazeiro da Chapada do Araripe a frequência do gene autossômico A é igual a 0,7, numa população constituída de 3.000 indivíduos, indique a alternativa que mostra o número de indivíduos para cada genótipo, se essa população estiver em equilíbrio genético. A. AA - 1.260; Aa - 1.470; aa - 270. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 76 B. AA - 2.850; Aa - 2.850; aa - 300. C. AA - 2.230; Aa - 630; aa - 135. D. AA - 2.100; Aa - 630; aa - 270. E. AA - 1.470; Aa - 1.260; aa - 270. 19. 4000136660 - De acordo com a teoria sintética da evolução ou neodarwinismo, a unidade evolutiva é A. o indivíduo, pois seu genótipo se altera ao longo da vida e a seleção natural atua sobre genes ou características genéticas de forma isolada. B. a população, pois seu conjunto gênico pode mudar em sucessivas gerações e tais mudanças podem ocorrer por fatores como mutação e recombinação gênica. C. a comunidade, pois engloba conjuntos gênicos de diferentes populações e incorpora o conceito de seleção natural à teoria darwinista. D. o ecossistema, pois engloba conjuntos gênicos de diferentes comunidades e incorpora o conceito de recombinação gênica à teoria darwinista. 20. UECE/2019 – 4000136127 - Os conhecimentos genéticos foram associados aos pensamentos darwinianos na teoria moderna da evolução. Escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirma a seguir sobre essa teoria. ( ) A mutação e a recombinação gênica, orientadas pela seleção natural, podem ser utilizadas para compreender o processo evolutivo. ( ) Os conhecimentos genéticos são elucidativos quanto à diversidade biológica encontrada no planeta Terra. ( ) A teoria moderna incorpora à seleção natural as explicações genéticas para explicar a origem da diversidade encontrada nas populações. ( ) A seleção natural explica a origem das variações hereditárias enquanto a mutação e a recombinação gênica esclarecem sobre a permanência dessas variações na comunidade. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: A. V, F, V, F. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 77 B. V, V, V, F. C. F, V, F, V. D. F, F, F, V. Texto base para as questões 21 e 22. Todas as espécies existentes surgiram da evolução de espécies ancestrais que se diferenciaram em uma variedade de características. Considerando essa afirmação e a temática que ela suscita, julgue o item a seguir. 21. UNB/2019 - 4000130564 - Conforme os critérios de classificação filogenética, a espécie humana e o chimpanzé pertencem ao mesmo gênero. C. Certo. E. Errado. 22. UNB/2019 – 4000130563 - Pela teoria da evolução de Darwin, explicam-se as sucessivas mudanças de forma e função que ocorrem em uma única linhagem contínua de descendentes, denominada evolução filética. C. Certo. E. Errado. 23. UEG/2019 – 4000121657 - Uma das grandes discussões da evolução dos seres vivos é sobre a origem da espécie humana, uma vez que a ciência demonstra que os humanos apresentam parentesco próximo com chimpanzés, gorilas e orangotangos. As investigações mais recentes sobre a evolução humana analisaram fragmentos de ossos de animais e de rochas para concluir que esses nossos ancestrais já se encontravamno norte da África há milhares de anos. A denominação da classificação da família à qual pertencem essas espécies é A. símios B. primatas ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 78 C. pongídeos D. hominídeos E. catarríneos 24. UNCISAL/2019 – 4000047730 - Há apenas setenta anos, contrair uma infecção bacteriana poderia levar facilmente uma pessoa jovem e sadia à morte. Com o advento dos antibióticos, a história da medicina mudou completamente, estabelecendo-se uma revolução que salvou milhões de vidas em todo o mundo. No entanto, esse quadro vem se alterando drasticamente, em virtude da perda de eficácia dos antibióticos disponíveis. Em todo o mundo, tem sido observado aumento nos surtos infecciosos causados por microrganismos que resistem aos antibióticos, as chamadas bactérias multirresistentes ou popularmente conhecidas como superbactérias. A figura abaixo mostra o avanço nos casos de bactérias EPC no território europeu entre 2013 e 2015. O surgimento de superbactérias resistentes aos antibióticos comercialmente disponíveis deve-se A. ao aumento na síntese de DNA bacteriano com liberação de proteínas tóxicas. B. à supressão da resposta imunológica do hospedeiro na presença do antibiótico. C. à ativação de genes de resistência por ligação dos antibióticos ao núcleo bacteriano. D. ao uso indiscriminado de antibióticos que favorecem a seleção de genes de resistência. E. a mutações no genoma bacteriano induzidas pela ligação dos antibióticos aos plasmídios bacterianos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 79 25. UEA/2019 – 4000046342 - O esquema ilustra, de maneira simplificada, os processos biológicos que promovem a adaptação e, consequentemente, a evolução das espécies. Com relação aos processos esquematizados, pode-se afirmar que A. a variabilidade depende essencialmente da seleção natural. B. a recombinação gênica foi estudada inicialmente por Charles Darwin. C. a seleção natural ocorre em função da ação do ambiente. D. as mutações foram estudadas inicialmente por Gregor Mendel. E. a adaptação independe da variabilidade. 26. ENEM/2019 – 4000017414 - A principal explicação para a grande variedade de espécies na Amazônia é a teoria do refúgio. Nos últimos 100 000 anos, o planeta sofreu vários períodos de glaciação, em que as florestas enfrentaram fases de seca. Dessa forma, as matas expandiram-se e depois reduziram-se. Nos períodos de seca prolongados, cada núcleo de floresta ficava isolado do outro. Então, os grupos de animais dessas áreas isoladas passaram por processos de diferenciação genética, muitas vezes se transformando em espécies ou subespécies diferentes das originais e das que ficaram em outros refúgios. O principal processo evolutivo relacionado ao texto é a A. anagênese. B. coevolução. C. evolução alopátrica. D. evolução simpátrica. E. convergência adaptativa ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 80 27. (UEPG PR/2019) - A especiação se completa com o surgimento do isolamento reprodutivo, que impede indivíduos de espécies diferentes de trocar genes por cruzamento. Diversos mecanismos podem impedir esta troca de genes, constituindo diferentes tipos de isolamento reprodutivo. Analise as alternativas e assinale o que for correto. 01. Processos pré-zigóticos de isolamento reprodutivo são casos em que membros de duas espécies copulam e o zigoto se forma, embora o híbrido seja mais vigoroso, ele é estéril. Geralmente, suas gônadas se desenvolvem de maneira anormal, impossibilitando a formação de gametas viáveis. 02. Algumas vezes, os membros de duas espécies de animais não se cruzam porque seus comportamentos de corte antes do acasalamento são diferentes e incompatíveis. Neste caso, temos o isolamento etológico (ou comportamental). 04. Uma égua e um jumento são duas espécies diferentes que não se cruzam porque seus períodos de reprodução não coincidem. Neste caso, temos o isolamento sazonal ou estacional. 08. Os membros de duas espécies podem não se cruzar pelo fato de viverem em hábitats diferentes, fato conhecido como isolamento de hábitat. Por exemplo, leões e tigres podem se cruzar em cativeiro e produzir, em alguns casos, descendentes férteis. Isso não acontece ou raramente poderia ocorrer na natureza, pois os leões vivem nas savanas e os tigres, nas florestas. 16. Do cruzamento entre um cavalo e uma jumenta, é gerado o burro, ou mula. A primeira geração de híbridos entre estas duas espécies (geração F1) é normal e fértil, mas seus filhos (geração F2) são indivíduos estéreis. Neste caso, temos o isolamento reprodutivo por vigor do híbrido. 28. (PUCCamp/SP/2019) Mar sufocado − pesquisa mostra causa da grande mortandade de vida marinha Há 252 milhões de anos, a extinção em massa do Permiano-Triássico, a maior ocorrida, aniquilou cerca de 70% da vida em terra e 95% das criaturas dos oceanos. Os pesquisadores citam o intenso vulcanismo na região da atual Sibéria como o maior vilão por trás do cataclismo. Um novo estudo detalha o principal mecanismo da matança, pelo menos para a vida marinha: em todos os oceanos houve escassez de oxigênio e ecossistemas inteiros sufocaram. Este intenso vulcanismo, que jogou dióxido de carbono na atmosfera, foi concomitante à formação do supercontinente Pangeia. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 81 A figura abaixo apresenta uma hipótese filogenética para as aves ratitas, um grupo de aves que não voa. a) Na figura ao lado, encontra-se a distribuição geográfica atual desse grupo. Qual o provável local de ocorrência do ancestral comum desse grupo? Que mecanismos evolutivos promoveram a diversificação destas aves? b) Os insetos que viveram durante o período Carbonífero eram bem maiores do que os insetos atuais. Esse gigantismo é atribuído às altas concentrações de oxigênio na atmosfera do período, bem maior que a atual. Explique, levando em conta os sistemas de transporte de O2, porque a menor concentração de oxigênio na atmosfera atual é uma restrição para o tamanho corporal de insetos, mas não de mamíferos. 29. (UECE/2019) Os conhecimentos genéticos foram associados aos pensamentos darwinianos na teoria moderna da evolução. Escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirmar a seguir sobre essa teoria. ( ) A mutação e a recombinação gênica, orientadas pela seleção natural, podem ser utilizadas para compreender o processo evolutivo. ( ) Os conhecimentos genéticos são elucidativos quanto à diversidade biológica encontrada no planeta Terra. ( ) A teoria moderna incorpora à seleção natural as explicações genéticas para explicar a origem da diversidade encontrada nas populações. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 82 ( ) A seleção natural explica a origem das variações hereditárias enquanto a mutação e a recombinação gênica esclarecem sobre a permanência dessas variações na comunidade. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: a) V, F, V, F. b) V, V, V, F. c) F, V, F, V. d) F, F, F, V. 30. ENEM/2019 – 4000017321 - Um herbicida de largo espectro foi desenvolvido para utilização em lavouras. Esse herbicida atua inibindo a atividade de uma enzima dos vegetais envolvida na biossíntese de aminoácidos essenciais. Atualmente ele é bastante utilizado em plantações de soja, podendo inclusive inibir a germinação ou o crescimento das plantas cultivadas. De que forma é desenvolvida a resistência da soja ao herbicida? A. Expondo frequentemente uma espécie de soja a altas concentrações do herbicida, levando ao desenvolvimento de resistência. B. Cultivando a soja com elevadas concentrações de aminoácidos,induzindo a formação de moléculas relacionadas à resistência. C. Empregando raios X para estimular mutações em uma variedade de soja, produzindo a enzima-alvo resistente ao herbicida. D. Introduzindo na soja um gene específico de outra espécie, possibilitando a produção da enzima de resistência ao herbicida. E. Administrando a enzima-alvo nos fertilizantes utilizados na lavoura, promovendo sua absorção pela espécie cultivada. 31. (UFPR/2019) Sobre o processo evolutivo, é correto afirmar: a) As mutações genéticas ocorrem com o objetivo de promover adaptação dos organismos ao ambiente. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 83 b) Alterações na sequência de aminoácidos do DNA dos organismos podem ser vantajosas, neutras ou desvantajosas para seus portadores. c) Em uma população, uma característica vantajosa tende a aumentar de frequência na geração seguinte pela ação da seleção natural. d) Os organismos de uma população biológica são idênticos entre si, potencializando a ação da seleção natural. e) Os organismos atuais estão se modificando geneticamente para se adaptar às mudanças climáticas, como o aquecimento global. 32. (FCM MG/2019) Analise a imagem abaixo. O gráfico mostra a dinâmica de uma população de mosquitos atingida por uma aplicação contínua do inseticida DDT. Após análise do conteúdo, é CORRETO afirmar que no ponto a) IV, o DDT não afetou mais a população de mosquitos. b) III, uma nova população de mosquitos começou a surgir. c) I, houve morte de toda a população de mosquitos atingida pelo DDT. d) V, ocorreu a reprodução e o crescimento dos espécimes resistentes ao DDT. 33. (Fac. Israelita de C. da Saúde Albert Einstein SP/2018) O nome cacto é atribuído a plantas da família Cactaceae. Os cactos são conhecidos, dentre outras características, pela presença de inúmeros espinhos caulinares e capacidade de armazenar água. No entanto, algumas espécies de plantas que apresentam esse mesmo aspecto vegetal pertencem à família Euphorbiaceae, ou seja, têm maior parentesco evolutivo com plantas tais como a mandioca e a seringueira. A figura a seguir mostra a semelhança entre essas plantas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 84 Considerando essas informações, é CORRETO afirmar que as plantas da figura representam um caso evolutivo de a) homologia. b) camuflagem. c) herança de caracteres adquiridos. d) analogia. Texto base para as questões 34 a 39. A comprovação da validade da lei de Hardy e Weinberg para numerosos caracteres mendelianos sem relação de dominância permite admitir que aqueles com esse tipo de relação também devem obedecer essa lei em grandes populações que vivem em um ambiente relativamente estável, não sujeitas a migrações intensas e que não apresentam alta taxa de casamentos consanguíneos. Tal extrapolação tem um valor prático notável, pois, com base nela, se conhecermos a frequência populacional de indivíduos com fenótipo recessivo, poderemos estimar as frequências gênicas e, por conseguinte, a frequência com que ocorrem nessa população os indivíduos com fenótipo dominante que são heterozigotos. Vejamos como isso pode ser feito. Consideremos um par de alelos autossômicos A,a e que, em uma amostra aleatória de n indivíduos, x apresentam o fenótipo recessivo determinado pelo genótipo aa, enquanto y apresentam o fenótipo dominante determinado pelos genótipos AA ou Aa, o qual pode ser, por isso, representado por A_. Se aceitarmos que a população da qual foi extraída aamostra está em equilíbrio de Hardy e Weinberg em relação aos genótipos AA, Aa e aa, ou seja, se admitirmos que AA = p2, Aa = 2pq e aa = q2 teremos que nx = aa = q2. BEIGUELMAN, Bernardo. Genética de populações humanas. Ribeirão Preto: SBG, 2008. Considerando a temática que o excerto acima suscita, julgue os itens: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 85 34. UNB/2018 – 4000118528 - Os mecanismos evolutivos que podem alterar as frequências de um alelo em uma dada população são a mutação, a recombinação gênica, a migração, a deriva genética, a seleção natural e a especiação. C. Certo. E. Errado. 35. UNB/2018 – 4000118525 - Sabe-se que a hemofilia é uma doença ligada ao sexo causada pelo alelo recessivo de um gene. Em uma amostra representativa da população, entre 1000 homens analisados, 90 são hemofílicos. Espera-se, portanto, que haja cerca de 0,81% de mulheres hemofílicas nessa população. C. Certo. E. Errado. 36. UNB/2018 – 4000118522 - A frequência genotípica de uma população corresponde à contagem das frequências de cada alelo do gene na população. C. Certo. E. Errado. 37. UNB/2018 – 4000118514 - Para que uma população se mantenha em equilíbrio, são necessárias três condições: a população deve ser grande, ser panmítica e não pode sofrer ação de nenhuma força evolutiva. C. Certo. E. Errado. 38. UNB/2018 – 4000118507 - Para a genética de populações, evolução é definida como uma mudança na frequência de um alelo em uma população. C. Certo. E. Errado. 39. UNB/2018 – 4000118499 - A admissão de que a população citada no texto se encontra em equilíbrio de Hardy-Weinberg leva-nos a crer que as frequências alélicas permanecerão constantes de uma geração à outra. C. Certo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 86 E. Errado. 40. UFSC/2018 – 4000107877 - Em uma aula sobre evolução, o professor apresentou o seguinte modelo didático: uma tela que possibilita apenas a passagem das bolinhas pequenas. Com base no modelo didático e sobre o assunto evolução, é correto afirmar que: 01. o modelo didático pode representar esquematicamente a ação da seleção natural. 02. a mutação é um mecanismo que promove a variabilidade da espécie. 04. os fenótipos necessários para a sobrevivência e a reprodução dos indivíduos se modificam por causa da transmissão aos descendentes de novas características adquiridas, conforme proposto por Lamarck. 08. a teoria da evolução proposta por Darwin e Wallace foi elaborada após a descrição dos mecanismos genéticos que promovem a variabilidade da espécie. 16. os indivíduos adaptados não apresentarão variabilidade nas suas futuras gerações. 32. a seleção artificial pode ser explicada através do modelo didático, no qual a tela representa os critérios estabelecidos pelo homem com o objetivo de selecionar indivíduos com características de interesse. 64. os fatores ambientais prejudicam o processo evolutivo das espécies. 41. UNCISAL/2018 – 4000045540 - Nas populações humanas, assim como nas populações da maioria das outras espécies, os indivíduos apresentam diferentes combinações de alelos. Apesar de 99,9% das sequências de bases de DNA serem idênticas em todas as pessoas, o 0,1% que varia responde por nossas diferenças individuais. A base da teoria moderna da evolução diz respeito a três fatores evolutivos ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 87 principais. Os dois fatores que são diretamente responsáveis pela variabilidade genética são: A. seleção natural e mutação gênica. B. hereditariedade e mutação cromossômica. C. mutação gênica e recombinação gênica. D. seleção natural e adaptação. E. recombinação gênica e seleção natural. 42. (UNITAU SP/2018) Em meados do século XX, surgiu o Neodarwinismo, ou Teoria Sintética (ou Moderna) da Evolução, que uniu os conhecimentos da Genética às ideias de Charles Darwin, resultando em uma teoria mais abrangente e mais fundamentada. A partir daí, o Neodarwinismo se converteu numa espécie de eixo central da Biologia, aproximando diferentes áreas, como a Sistemática, a Embriologia e a Paleontologia. A Teoria Sintética é, hoje, a mais aceita para explicaras leis que governam o processo evolutivo dos seres vivos. Descreva os quatro processos básicos nos quais se fundamenta a Teoria Sintética da Evolução. 43. (FEPAR/2017) As adaptações dos diversos organismos vivos são um aspecto central no estudo da Biologia. Todas as características que adequam um ser vivo a determinada circunstância ambiental são geralmente denominadas adaptativas; permitem que os seres vivos desenvolvam certa harmonia com o ambiente, ajustando-se assim para poder sobreviver em determinado local. O quadro apresenta dois fenômenos adaptativos que você deverá identificar, denominar e explicar. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 88 44. (UNESP/2017) Na figura estão representados exemplares de peixes, aves e mamíferos. As semelhanças de formato dos corpos e dos membros locomotores nos animais representados decorrem: a) Da mutação que ocorre nos indivíduos em resposta às exigências adaptativas de ambientes com diferentes características, o que leva à irradiação adaptativa. b) Da ação da seleção natural atuando sobre indivíduos em ambientes com diferentes características, o que leva à convergência adaptativa. c) Da ação da seleção natural atuando sobre indivíduos em ambientes com as mesmas características, o que leva à convergência adaptativa. d) Da mutação que ocorre casualmente em indivíduos que vivem em ambientes com as mesmas características, o que leva à irradiação adaptativa. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 89 e) Da ação da deriva genética, que permite a fixação de diferentes fenótipos em ambientes com diferentes características, o que leva à convergência adaptativa. 45. (ACAFE/2016) Um fóssil com apenas 11 centímetros de comprimento e 250 milhões de anos pode ajudar a explicar a origem evolutiva de diversos grupos animais, como dinossauros, pterossauros (répteis voadores), aves e jacarés. O exemplar foi encontrado no município de São Francisco de Assis (RS) por uma equipe de cientistas de três universidades brasileiras: Universidade Federal do Pampa (Unipampa), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e Universidade do Vale do São Francisco. Os resultados de estudos sobre o material foram publicados na última semana no periódico científico Scientific Reports, do grupo Nature. Nesse sentido, analise as afirmações a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) De acordo com o darwinismo, as espécies são diferentes entre si, devido ao processo de mutação. As que forem aptas ou demonstrarem mais facilidade em sobreviver a determinados ambientes, se multiplicam, evoluem e seus descendentes serão os dominadores daquela região. Esse princípio é denominado seleção natural. ( ) De acordo com o Neodarwinismo, a mutação é o principal fator evolutivo, visto que sempre ocorre para que os indivíduos se adaptem melhor a um determinado ambiente. ( ) De acordo com a Teoria Sintética da Evolução, a seleção natural é apenas um dos mecanismos evolutivos conhecidos. Deriva genética, mutação, recombinação e fluxo genético são os outros, podendo agir de forma a reduzir ou aumentar a variação genética. ( ) Além dos fósseis, os órgãos vestigiais, a embriologia comparada, a semelhança na estrutura molecular de diversos organismos, a homologia e a analogia são evidências e provas da Teoria da Evolução. ( ) A visão evolutiva explica que espécies semelhantes apresentam parentesco e originaram-se de antepassados comuns. A sequência correta, de cima para baixo, é: ( ) V-V-F-V-F ( ) F-V-F-F-V ( ) F-F-V-V-V ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 90 ( ) V-F-V-F-V 46. (UEPG PR/2019) Assinale o que for correto sobre as primeiras teorias da evolução para explicar a diversidade de espécies. 01. As ideias de Charles Darwin são a base para explicar a teoria da evolução e são aceitas até o momento. Ele propôs a lei do uso e desuso, em que a língua comprida do tamanduá teria se desenvolvido em resposta às suas necessidades alimentares para capturar e comer insetos. 02. De acordo com Lamarck, um caráter adquirido (como os músculos de um halterofilista, por exemplo) nunca seria transmitido aos seus descendentes, visto que genes relacionados a esta característica deveriam estar presentes no DNA de células somáticas, para sua expressão na prole. 04. Charles Darwin observou espécies similares de tentilhões, mas não idênticas, que habitavam ilhas próximas a Galápagos. Ele visualizou que espécies que comiam sementes grandes tendiam a ter bico largo e duro, enquanto aquelas que comiam insetos tinham bico fino e afiado. Assim, Darwin percebeu que cada espécie de tentilhão estava bem adaptada para seu ambiente e sua função. 08. Darwin propôs a teoria da seleção natural. Nesta teoria, em razão dos recursos limitados, organismos com características hereditárias que favoreçam a sobrevivência e a reprodução tendem a deixar mais descendentes do que os demais, o que faz com que essas características aumentem em frequência ao longo das gerações. 16. Entre os aspectos relevantes das teorias de Charles Darwin, podemos citar explicações sobre a origem e transmissão das variações, visto que ele dominava os mecanismos envolvidos em eventos de mutação e recombinação genética, resultantes da meiose e reprodução sexuada. 47. (UFPR/2019) Sobre o processo evolutivo, é correto afirmar: a) As mutações genéticas ocorrem com o objetivo de promover adaptação dos organismos ao ambiente. b) Alterações na sequência de aminoácidos do DNA dos organismos podem ser vantajosas, neutras ou desvantajosas para seus portadores. c) Em uma população, uma característica vantajosa tende a aumentar de frequência na geração seguinte pela ação da seleção natural. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 91 d) Os organismos de uma população biológica são idênticos entre si, potencializando a ação da seleção natural. e) Os organismos atuais estão se modificando geneticamente para se adaptar às mudanças climáticas, como o aquecimento global. 48. (UDESC SC/2018) Um tubarão e um golfinho possuem muitas semelhanças morfológicas, embora pertençam a grupos distintos. O tubarão é um peixe que respira por brânquias, e suas nadadeiras são suportadas por cartilagens. O golfinho é um mamífero, respira ar atmosférico por pulmões, e suas nadadeiras escondem ossos semelhantes aos dos nossos membros superiores. Portanto, a semelhança morfológica existente entre os dois não revela parentesco evolutivo. Eles adquiriram essa grande semelhança externa pela ação do ambiente aquático que selecionou nas duas espécies a forma corporal ideal ajustada à água. Esse processo é conhecido como: a) isolamento reprodutivo. b) irradiação adaptativa. c) homologia. d) convergência adaptativa. e) alopatria. 49. (UNCISAL AL/2018) Nas populações humanas, assim como nas populações da maioria das outras espécies, os indivíduos apresentam diferentes combinações de alelos. Apesar de 99,9% das sequências de bases de DNA serem idênticas em todas as pessoas, o 0,1% que varia responde por nossas diferenças individuais. A base da teoria moderna da evolução diz respeito a três fatores evolutivos principais. Os dois fatores que são diretamente responsáveis pela variabilidade genética são: a) seleção natural e mutação gênica. b) hereditariedade e mutação cromossômica. c) mutação gênica e recombinação gênica. d) seleção natural e adaptação. e) recombinação gênica e seleção natural. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 92 50. (UniCESUMAR PR/2018) A figura abaixo esquematiza o processo de adaptação de uma população ao longo do tempo. Os números I, II e III correspondem,respectivamente, aos mecanismos de a) expansão populacional, competição e especiação. b) competição, mutação e hibridação. c) seleção natural, recombinação e especiação. d) competição, expansão populacional e hibridação. e) recombinação, mutação e seleção natural. 51. (UEFS BA/2018) As figuras mostram uma tartaruga-marinha e um jabuti, répteis que apresentam características semelhantes e vivem em ambientes diferentes. As características do formato do casco e das patas da tartaruga-marinha e do jabuti confirmam a ocorrência de a) mutações que modificaram estruturas e direcionaram esses animais para um ambiente específico. b) adaptações às mudanças ambientais por meio do uso frequente dessas estruturas. c) evolução divergente entre animais que são filogeneticamente muito próximos. d) analogia anatômica entre estruturas de espécies diferentes que pertencem ao mesmo filo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 93 e) evolução convergente entre animais de espécies diferentes oriundos de um ancestral comum. 52. (UCS RS/2018) A composição gênica das populações modifica-se ao longo do tempo devido a diversos fatores evolutivos, tais como as mutações, as recombinações e a seleção natural. Assinale a alternativa correta em relação às bases genéticas da evolução. a) A ocorrência de mutações e de recombinações gênicas em uma população faz com que seja impossível a presença de dois indivíduos com o mesmo genótipo. b) A seleção natural favorece indivíduos endogâmicos que nunca sofrem mutações na sua estrutura genética. c) Regiões isoladas, como ilhas, tendem a possuir indivíduos com características genéticas semelhantes, por sofrerem pressões evolutivas semelhantes. d) A deriva gênica é sempre um processo não aleatório que corresponde à redistribuição da frequência de alelos em uma população devido à chegada de imigrantes provenientes de outra população. e) A frequência de alelos da nova população, quando um pequeno número de indivíduos de uma população original for responsável pela fundação de uma nova população, sempre será semelhante à original. 53. (FATEC SP/2016) A história evolutiva dos seres vivos está diretamente relacionada às transformações que ocorrem no ambiente no qual eles se encontram. Na figura, estão representadas as modificações que teriam ocorrido ao longo de um período de tempo t0 a t4, em um conjunto de continentes hipotéticos, representados em preto e que estão ligados ao surgimento das espécies A, B, C, D e E a partir de espécies ancestrais W, X, Y e Z. As áreas que cada uma das espécies ocupa em cada um dos períodos estão indicadas pelas letras que as representam. O período de tempo t4 corresponde à época mais recente. No período de t0 a t1, houve uma divisão do continente inicial, originando dois novos continentes. Cada um desses dois continentes sofreu, entre t1 e t2, uma nova divisão, dando origem a quatro novos continentes. Entre t2 e t3, ocorreu um soerguimento de cadeias montanhosas em um dos continentes e, finalmente, entre t3 e t4, ocorreu uma junção de dois continentes, de modo que, em t4, são encontrados apenas três continentes. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 94 Com base nas informações dadas, assinale a alternativa que contém o cladograma que representa corretamente o relacionamento evolutivo de A, B, C, D e E. a) b) c) d) e) 54. (FUVEST SP/2015) Certa planta apresenta variabilidade no formato e na espessura das folhas: há indivíduos que possuem folhas largas e carnosas, e outros, folhas largas e finas; existem também indivíduos que têm folhas estreitas e carnosas, e outros com folhas estreitas e finas. Essas características são determinadas geneticamente. As variantes dos genes responsáveis pela variabilidade dessas características da folha originaram-se por a) seleção natural. b) mutação. c) recombinação genética. d) adaptação. e) isolamento geográfico. 55. (FUVEST SP/2013) O gráfico mostra uma estimativa do número de espécies marinhas e dos níveis de oxigênio atmosférico, desde 550 milhões de anos atrás até os dias de hoje. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 95 Analise as seguintes afirmativas: I. Houve eventos de extinção que reduziram em mais de 50% o número de espécies existentes. II. A diminuição na atividade fotossintética foi a causa das grandes extinções. III. A extinção dos grandes répteis aquáticos no final do Cretáceo, há cerca de 65 milhões de anos, foi, percentualmente, o maior evento de extinção ocorrido. De acordo com o gráfico, está correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 56. (FUVEST/1996) Numa população de 100 pessoas, 36 são afetadas por uma doença genética condicionada por um par de alelos de herança autossômica recessiva. a) Expresse, em frações decimais, a frequência dos genes dominantes e recessivos. b) Quantos indivíduos são homozigotos? c) Suponha que nessa população os cruzamentos ocorram ao acaso, deles resultando, em média, igual número de descendentes. Considere, também, que a característica em questão ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 96 não altera o valor adaptativo dos indivíduos. Nessas condições, qual será a porcentagem esperada de indivíduos de fenótipo dominante na próxima geração? Justifique suas respostas mostrando como chegou aos resultados numéricos. 10. Gabarito 1. D 11. C 21. E 31 . B 41. DISCUR SIVA 51. C 2. E 12. B 22. D 32 . D 42. DISCUR SIVA 52. A 3. A 13. A 23. D 33 . E 43. C 53. B 4. E 14. D 24. C 34 . C 44. FFVVV 54. A 5. E 15. E 25. C 35 . E 45. 12 55. DISCUR SIVA 6. E 16. C 26. 10 36 . C 46. C 56. 7. C 17. D 27. DISCURSI VA 37 . C 47. D 57. 8. D 18. E 28. A 38 . C 48. C 58. 9. D 19. B 29. D 39 . 35 49. E 59. 10. E 20. E 30. D 40 . C 50. C 60. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 97 11. Lista de questões comentadas 1. UNB/2022 – 4000261458 - Na história recente da medicina, verifica-se um impressionante aumento da resistência de microrganismos a antibióticos (RAM), com evidências da resistência cada vez maior de bactérias não a apenas uma, mas a múltiplas classes de antibióticos. Em estudo realizado em um hospital, nos anos de 2004 a 2015, verificou-se a evolução do processo de resistência de microrganismos aos carbapenêmicos, fármacos antimicrobianos da classe dos β-lactâmicos, como as penicilinas e as cefalosporinas, tal como evidencia a figura a seguir, em que res. a carb. significa resistente a carbapenêmico. Internet: <https://slideplayer.com.br> (com adaptações). A partir dessas informações, assinale a opção correta no item a seguir, que é do tipo C. Considerando os mecanismos envolvidos na RAM e o gráfico apresentado, assinale a opção correta. A. A RAM é um processo que, baseado no criacionismo, leva à perpetuação das espécies, como a Pseudomonas sp., que consegue manter um nível de resistência estável em face da presença de agentes como os carbapenêmicos. B. Os carbapenêmicos funcionam como agentes que induzem o desenvolvimento de novos genes de resistência, tal como previsto por Lamarck na Lei do Uso e Desuso. C. O processo que provoca o surgimento de bactérias resistentes aos carbapenêmicos envolve a criação de uma parede celular adicional nessas bactérias. D. D A emergência de indivíduos resistentes aos carbapanêmicos confere vantagens adaptativas ao microrganismo, o que permite que ele se prolifere com sucesso nos tecidos do hospedeiro, a exemplo da bactéria A. baumannii. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 98 ComentáriosAntibióticos visam eliminar ou reduzir a taxa de multiplicação das bactérias. Quando uma bactéria sobrevive ao medicamento, é capaz de multiplicar-se mais facilmente e, assim, transmitir os seus genes de resistência para outras gerações. Além disso, é possível que ocorram novas mutações no material genético dessas bactérias, dando origem a superbactérias, que são aquelas que possuem resistência a mais de um tipo de antibiótico. Quanto mais resistente é a bactéria, mais difícil é o seu tratamento, uma vez que há menos antibióticos disponíveis capazes de tratar aquela infecção. Gabarito: D. 2. FCMSCSP/2022- 4000252114 - Theodosius Dobzhansky escreveu em 1973: “Nada na biologia faz sentido, a não ser sob a luz da evolução”. Ele foi um dos pesquisadores que fundamentou a teoria sintética da evolução. Na biologia evolutiva moderna e segundo os princípios da Teoria Sintética da Evolução, é correto afirmar que A. a seleção natural, com o passar do tempo, tende a moldar as espécies que possuem mutações independentemente da interferência do meio B. a necessidade dos órgãos ou de sistemas fisiológicos provocou mutações que resultaram na adaptação dos organismos ao meio ambiente C. os seres vivos mais fortes e adaptados tendem a sobreviver independentemente das condições ambientais D. o meio seleciona as características mais vantajosas, que surgiram por indução das características do meio ambiente. E. a seleção natural atua sobre a variabilidade, que é gerada por mutações e recombinações gênicas, resultando em adaptação. Comentários A. Errada. O ambiente seleciona. B. Errada. Não há promoção ambiental na mudança dos órgãos. C. Errada. Não independe do ambiente. D. Errada. Não há indução do meio. Gabarito: E. 3. UNITAU/2022 – 4000252030 - A Lei Federal no 9.985, de 18 de julho de 2020, definiu, em seu artigo 2º, inciso XIX, que corredores ecológicos “são porções de ecossistemas naturais ou seminaturais, ligando unidades de conservação, que possibilitam entre elas o fluxo de genes e o movimento da biota, facilitando a dispersão ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 99 de espécies e a recolonização de áreas degradadas, bem como a manutenção de populações que demandam para sua sobrevivência áreas com extensão maior do que aquela das unidades individuais”. Sobre os corredores ecológicos, está INCORRETO o que se afirma em: A. São áreas onde as atividades humanas estão sujeitas a normas e restrições específicas, com o propósito de minimizar os impactos negativos em torno de unidades de conservação. B. Providenciam a ampliação da área de vida de organismos, uma vez que permite que esses organismos se movimentem de um fragmento para o outro. C. Reduzem ou previnem a fragmentação florestal causada por ação antropogênica, o que pode resultar no isolamento, perda de habitat e de populações. D. Podem compensar os impactos negativos das ações antropogênicas ao meio ambiente, garantindo a conexão entre áreas fragmentadas. E. Possibilitam a conexão entre áreas fragmentadas e são muito importantes para reestabelecer o fluxo gênico entre as espécies dessas áreas, além de contribuir com a recolonização das áreas que foram degradadas. Comentários a) Errada. Corredor ecológico ou corredor de biodiversidade são áreas que unem os fragmentos florestais ou unidades de conservação separados por interferência humana com objetivo de permitir o livre deslocamento de animais, a dispersão de sementes e o aumento da cobertura vegetal. Dessa forma, não deve haver nenhum tipo de atividade humana, nem sujeita a normas e restrições específicas. Gabarito: A. 4. ENEM/2021 – 4000254912 - Entre 2014 e 2016, as regiões central e oeste da África sofreram uma grave epidemia de febre hemorrágica causada pelo vírus ebola, que se manifesta em até 21 dias após a infecção e cuja taxa de letalidade (enfermos que vão a óbito) pode chegar a 90%. Em regiões de clima tropical e subtropical, um outro vírus também pode causar febre hemorrágica: o vírus da dengue, que, embora tenha período de incubação menor (até 10 dias), apresenta taxa de letalidade abaixo de 1%. Segundo as informações do texto e aplicando princípios de evolução biológica às relações do tipo patógeno-hospedeiro, qual dos dois vírus infecta seres humanos há mais tempo? A. Ebola, pois o maior período de incubação reflete duração mais longa do processo de coevolução patógeno-hospedeiro. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 100 B. Dengue,pois o menor período de incubação reflete duração mais longa do processo de coevolução patógeno-hospedeiro. C. Ebola, cuja alta letalidade indica maior eficiência do vírus em parasitar seus hospedeiros, estabelecida ao longo de sua evolução. D. Ebola, cujos surtos epidêmicos concentram-se no continente africano, reconhecido como berço da origem evolutiva dos seres humanos. E. Dengue, cuja baixa letalidade indica maior eficiência do vírus em parasitar seus hospedeiros, estabelecida ao longo da coevolução patógeno-hospedeiro. Comentários Considerando as relações patógeno-hospedeiro, são mais eficientes aquelas mais duradouras, já que vírus são parasitas intracelulares obrigatórios, isto é, necessitam de uma célula hospedeira para se replicar. Assim, a morte do hospedeiro é prejudicial ao vírus. Desse modo, um vírus que gere menor letalidade tem maior vantagem ou eficiência, o que ocorre com o vírus da dengue comparado ao do ebola. Isso ocorre ao longo de um processo de coevolução: o patógeno evoluindo e mantendo sua replicação e o hospedeiro evoluindo e driblando os malefícios da infecção para sobreviver – claro que de acordo com o princípio da seleção natural. Gabarito: E. 5. ENEM/2021 – 4000254879 - O polvo mimético apresenta padrões cromáticos e comportamentos muito curiosos. Frequentemente, muda a orientação de seus tentáculos, assemelhando-se a alguns animais. As imagens 1, 3 e 5 apresentam polvos mimetizando, respectivamente, um peixe-linguado (2), um peixe-leão (4) e uma serpente- marinha (6). Do ponto de vista evolutivo, a capacidade apresentada se estabeleceu porque os polvos A. originaram-se do mesmo ancestral que esses animais. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 101 B. passaram por mutações similares a esses organismos. C. .observaram esses animais em seus nichos ecológicos. D. resultaram de convergência adaptativa com essas espécies. E. sobreviveram às pressões seletivas com esses comportamentos. Comentários A. Errada. Não possuem mesmo ancestral direto. B. Errada. O polvo altera sua forma de acordo com o comportamento, não por mutações. C. Errada. A capacidade mimética foi selecionada evolutivamente por conferir vantagens ao polvo. D. Errada. Polvos não resultam de convergência evolutiva com outras espécies; a capacidade mimética pode resultar, não o polvo em si. E. Certa. A capacidade mimética apresentou vantagem em relação aos demais polvos o que permitiu maior sobrevivência. Gabarito: E. 6. UNICENTRO/2021 – 4000249235 - Desde o início do século XIX, teóricos, com base em diferentes teorias, defendem seus argumentos para explicar o surgimento das diferentes espécies. Com base nos conhecimentos sobre evolução, atribua (V) verdadeiro ou F (falso) às afirmativas a seguir. (_) Para o lamarckismo, os seres vivos atuais são idênticos aos que existiram no passado, embora pudesse haver pequenas variações entre os membros de uma espécie devido à herança das características adquiridas. (_) O evolucionismo darwiniano pautou a sua teoria na premissa fixista, a qual destacava que o fenômeno da adaptação conservativa é o resultado da imutabilidade de inúmeras gerações. (_) A seleção natural, uma dos pilares da teoria evolucionista darwiniana, preconiza que os indivíduos, de cada espécie,mais bem adaptados ao ambiente sobrevivem e têm maior sucesso reprodutivo. (_) A teoria sintética da evolução ou o neodarwinismo considera como um dos principais fatores evolutivos a recombinação gênica, segundo a qual, na reprodução sexuada, os genes provenientes dos pais se rearranjam. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 102 (_) Nas populações de insetos em que surgem, por mutação gênica, indivíduos resistentes a um de- terminado inseticida, os exemplares selvagens serão eliminados, ao passo que os resistentes se multiplicarão. Assinale a alternativa que contém, de cima para baixo, a sequência correta. A. V, V, F, V, F. B. V, V, F, F, F. C. V, F, F, F, V. D. F, V, V, F, V. E. F, F, V, V, V. Comentários F. Lamarck foi o primeiro elaborador de uma teoria transformista, na qual as espécies mudam e evoluem devido à lei do uso e desuso e lei da herança de características adquiridas. F. O darwinismo prega justamente a evolução (mudança) das espécies ao longo do tempo. V. V. V. Gabarito: E. 7. UEG/2021 – 4000247753 - A diversidade dos seres vivos variou ao longo da história da vida em nosso planeta e continua variar. Essa diversidade é garantida por interações das várias formas de vida e pela estrutura heterogênea dos habitats. Na atualidade, em plena era do Antropoceno, a perda acelerada da biodiversidade tem propiciado discussões acerca de possibilidades da construção de bancos de sementes e de gametas na preservação das espécies, o que possibilitaria a conservação do patrimônio A. somático B. vegetativo C. genético D. gamético ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 103 E. reprodutivo Comentários c) Certa. Os bancos de DNA e de sementes da instituição guardam milhares de amostras vegetais do país, com seus respectivos genomas (material genético). Assim, no futuro, produzir substâncias relevantes para a humanidade, mesmo que a planta não exista mais na natureza. Gabarito: C. 8. URCA/2021 – 4000243005 - Um grupo formado por indivíduos que possuem as mesmas características estruturais típicas, que conseguem se reproduzir em condições naturais e gerar descendentes férteis, pode ser classificado como: A. família B. filo C. ordem D. espécie E. classe Comentários Sob o ponto de vista biológico, a espécie é um grupo natural constituído pelo conjunto de populações cujos indivíduos, com o mesmo fundo genético, são morfologicamente semelhantes e podem cruzar-se entre si, real ou virtualmente, originando descendentes férteis. Gabarito: D. 9. UEA/2021 – 4000238491 - A teoria moderna da evolução, de forma simplificada, pode ser compreendida como a união de conceitos da genética com conceitos da evolução. A compreensão dos processos da genética molecular, em conjunto com as análises de características fenotípicas vantajosas transmitidas ao longo das gerações, constituem a base para os estudos evolutivos atuais. Os conceitos presentes na teoria moderna da evolução estão corretamente relacionados em: A. A recombinação gênica é o fator evolutivo mais importante exercido pelo ambiente sobre uma população. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 104 B. A adaptação de uma característica ocorre em função de sua maior ou menor utilização pela população. C. A reprodução sexuada tende a manter, uniformemente, as características de uma população. D. Os organismos mais adaptados com relação ao genótipo e ao fenótipo são selecionados pelo ambiente. E. As mutações constituem a única fonte de variabilidade genética dentro de uma população. Comentários A alternativa A está errada, porque a recombinação gênica relaciona-se com a reprodução sexuada, não com o ambiente. A alternativa B está errada, porque em função da vantagem oferecida frente a uma determinada pressão seletiva. A alternativa C está errada, porque a reprodução sexuada introduz variabilidade, não homogeinização gênica. A alternativa D está certa. A alternativa E está errada, porque além da mutação temos a recombinação gênica como fonte de variabilidade genética dentro de uma população. Gabarito: D. 10. UEA/2021 – 4000238427 - O esquema ilustra uma população de insetos separada em duas novas populações por uma barreira geográfica. Com o passar de milhares de anos, as novas populações adquirem diferenças entre si. Uma vez que as duas novas populações ficaram impossibilitadas de realizarem cruzamentos e, consequentemente, impossibilitadas de gerarem descendentes férteis, pode-se afirmar que ocorreu o processo de ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 105 A. hibridização. B. convergência evolutiva. C. deriva genética. D. formação de novas raças. E. especiação. Comentários A alternativa A está errada, porque ocorreu justamente o contrário, a diferenciação genética. A alternativa B está errada, porque ocorreu divergência genética. A alternativa C está errada, porque não se trata de um processo de deriva, mas de especiação. A alternativa D está errada, porque raças biológicas são variantes de uma espécie (subespécies). A alternativa E está certa. A ilustração representa especiação alopátrica. Gabarito: E. 11. FCMSCSP/2021 – 4000172722 - A imagem ilustra um cavalo-marinho (Phycodurus eques) que vive nos mares da Austrália. Esses animais apresentam nadadeiras que se assemelham ao formato das algas marinhas. Essa adaptação é um exemplo de A. camuflagem, que permite aos animais se modificarem para portar essa característica e se proteger dos predadores. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 106 B. mimetismo, que permite aos animais se modificarem para portar essa característica e se proteger dos predadores. C. camuflagem, que proporciona aos animais portadores dessa característica maior chance de sobrevivência e reprodução. D. mimetismo, que porpociona aos animais portadores dessa característica maior chance de sobrevivência e reprodução. E. aposematismo, que permite aos animais portadores dessa característica desenvolverem uma coloração que mantém os predadores distantes. Comentários A. INCORRETA, pois não são os animais que escolhem ter essas características, mas as pressões seletivas do meio que favorecem tais características. B. INCORRETA, pois o mimetismo ocorre quando um animal se assemelha a outro, não ao ambiente. C. CORRETA D. INCORRETA, pois o mimetismo ocorre quando um animal se assemelha a outro, não ao ambiente. E. INCORRETA, pois o aposematismo ocorre quando um animal apresenta coloração viva, de advertência, para “avisar” que é perigoso. Gabarito: C. 12. UECE/2020 – 4000159611 - Quando alguns membros de uma população iniciam uma nova população, pode ocorrer um tipo de deriva genética denominada de A. efeito gargalo de garrafa. B. efeito fundador. C. seleção natural. D. mutação. Comentários O efeito fundador ocorre quando alguns indivíduos de uma população estabelecem uma nova população em um outro local, apresentando apenas uma pequena porção da variedade genética da população original. Gabarito: B. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 107 13. UECE/2020 – 4000159603 - Estruturas homólogas são aquelas que A. possuem a mesma origem embrionária e podem desempenhar a mesma função como, por exemplo, os membros dianteiros de aves, baleia, ser humano e cavalo. B. possuem a mesma origem embrionária e desempenham função semelhante, como as asas de aves e insetos. C. possuem origem embrionária diferente e desempenham função semelhante, como os membros dianteiros de aves, baleia, ser humano e cavalo. D. possuem origem embrionária diferente, mas desempenham diferentes funções em espécies diferentes,como as asas de aves e insetos. Comentários a. Certo b. Errado. São estruturas análogas. c. Errado. Possuem a mesma origem embrionária. d. Errado. Possuem a mesma origem embrionária. Gabarito: A. 14. ENEM/2020 – 4000093513 - Os frutos da pupunha têm cerca de 1 g em populações silvestres no Acre, mas chegam a 70 g em plantas domesticadas por populações indígenas. No princípio, porém, a domesticação não era intencional. Os grupos humanos apenas identificavam vegetais mais saborosos ou úteis, e sua propagação se dava pelo descarte de sementes para perto dos sítios habitados. A mudança de fenótipo (tamanho dos frutos) nas populações domesticadas de pupunha deu-se porque houve A. introdução de novos genes. B. edução da pressão de mutação. C. diminuição da uniformidade genética. D. aumento da frequência de alelos de interesse. E. expressão de genes de resistência a patógenos. Comentários A alternativa A está errada, porque os índios apenas selecionaram os indivíduos de frutos maiores. A alternativa B está errada, porque mutações ocorrem ao acaso. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 108 A alternativa C está errada, porque com a seleção artificial podeocorrer o aumento da uniformidade genética e não o contrário. A alternativa E está errada, porque a questão fala de tamanho de frutos e não de resistência a patógenos. Gabarito: D. 15. ENEM/2020 – 4000093279 - Acredita-se que os olhos evoluíram de órgãos sensores de luz para versões que formam imagens. O olho humano atua como uma câmera, coletando, focando e convertendo a luz em sinal elétrico, que é traduzido em imagens pelo cérebro. Mas em vez de um filme fotográfico, é uma retina que detecta e processa os sinais, utilizando células especializadas. Moluscos cefalópodes (como as lulas) possuem olhos semelhantes aos dos humanos, apesar da distância filogenética. A comparação dos olhos mencionada representa que tipo de evolução? A. Aleatória B. Homóloga C. Divergente D. Progressiva E. Convergente Comentários A alternativa A está errada, porque a evolução não é um processo aleatório. A alternativa B está errada pois não se fala em evolução homóloga e sim em características homólogas, ou seja, com a mesma origem evolutiva/embriológica. A alternativa C está errada, porque a evolução divergente implica em irradiação adaptativa a partir de uma mesma origem evolutiva e o que se vê no texto é o contrário. A alternativa D está errada, porque a noção de progressividade não é aceita em evolução, uma vez que implica em um sentido pré-determinado. A alternativa E está correta, pois a convergência evolutiva é observada em características semelhantes,mas com origens evolutivas distintas. Gabarito: E. 16. ENEM/2020 – 4000091221 - Uma população (momento A) sofre isolamento em duas subpopulações (momento B) por um fator de isolamento (I). Passado um tempo, essas subpopulações apresentam características fenotípicas e genotípicas que as distinguem (momento C), representadas na figura pelas tonalidades de cor. O posterior ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 109 desaparecimento do fator de isolamento I pode levar, no momento D, às situações D1 e D2. A representação indica que, no momento D, na situação A. D1 ocorre um novo fator de isolamento geográfico. B. D1 existe uma única população distribuída em gradiente. C. D1 ocorrem duas populações separadas por isolamento reprodutivo. D. D2 coexistem duas populações com características fenotípicas distintas. E. D2 foram preservadas as mesmas características fenotípicas da população original A. Comentários A alternativa A está errada, porque a questão já indica que o isolamento foi eliminado. A alternativa B está errada, porque percebe-se que existem duas populações distintas, representadas por diferentes cores. A alternativa D está errada, porque em D2 existe uma população, fruto do cruzamento dos indivíduos que antes estavamseparados. A alternativa E está errada, porque em D2 existem características diferentes de A, representadas pela coloração diferente da população. Gabarito: C. 17. ENEM/2020 – 4000091206 - Uma população encontra-se em equilíbrio genético quanto ao sistema ABO, em que 25% dos indivíduos pertencem ao grupo O e 16%, ao grupo A homozigotos. Considerando que: p = frequência de Iᴬ; q = frequência de Iᴮ; e r = frequência de i, espera-se encontrar: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 110 A porcentagem de doadores compatíveis para alguém do grupo B nessa população deve ser de A. 11%. B. 19%. C. 26%. D. 36%. E. 60%. Comentários Primeiramente, precisamos entender que a questão pede a porcentagem de doadores para o grupo B. Sabemos que o grupo B pode receber sangue dele próprio ou do grupo O. Olhando a tabela, sabemos que a frequência do grupo O é igual a r², e a frequência do grupo B é igual a q² + 2qr. Assim, precisamos encontrar o resultado da soma de r² + q² + 2qr. Para isso, precisamos saber quanto vale q e r. É aí que entram os dados do enunciado. Sabemos que a frequência do grupo O é 25%. Logo f(ii) = r² = 0,25. Sabemos também que a frequência do grupo A homozigoto é 16%. Logo Assim, descobrimos que Agora falta achar o valor de q. Como existem apenas 3 alelos a soma de suas frequências na população deve ser igual a 100% ou 1. Assim, q + r + p= 1. Substituindo: q + 0,5 + 0,4 = 1. q + 0,9 = 1. q = 0,1. Agora podemos aplicar os valores à fórmula r²+q²+ 2qr. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 111 0,25 + 0,1² + 2 x 0,1 x 0,5 =0,36 = 36% Gabarito: D. 18. URCA/2020 – 4000066947 - O Equilíbrio de Hardy-Weinberg (também princípio de Hardy-Weinberg, ou lei de Hardy-Weinberg) é a base da genética de populações. Foi demonstrado independentemente por Godfrey Harold Hardy na Inglaterra e por Wilhelm Weinberg, na Alemanha, em 1908. Afirma que, em uma população mendeliana, dentro de determinadas condições, as frequências alélicas permanecerão constantes ao passar das gerações. Em uma população de Ziziphus joazeiro da Chapada do Araripe a frequência do gene autossômico A é igual a 0,7, numa população constituída de 3.000 indivíduos, indique a alternativa que mostra o número de indivíduos para cada genótipo, se essa população estiver em equilíbrio genético. A. AA - 1.260; Aa - 1.470; aa - 270. B. AA - 2.850; Aa - 2.850; aa - 300. C. AA - 2.230; Aa - 630; aa - 135. D. AA - 2.100; Aa - 630; aa - 270. E. AA - 1.470; Aa - 1.260; aa - 270. Comentários Da fórmula p²+2pq+q²=1 F(A) = 0,7, logo: p² (AA)=0,7²=0,49⋅3000=1470 F(a) = 0,3, logo: q² (aa)=0,3²=0,09⋅3000=270 F(Aa) = 2pq = 2⋅0,7⋅0,3=0,42⋅3000=1260 Gabarito: E. 19. 4000136660 - De acordo com a teoria sintética da evolução ou neodarwinismo, a unidade evolutiva é A. o indivíduo, pois seu genótipo se altera ao longo da vida e a seleção natural atua sobre genes ou características genéticas de forma isolada. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 112 B. a população, pois seu conjunto gênico pode mudar em sucessivas gerações e tais mudanças podem ocorrer por fatores como mutação e recombinação gênica. C. a comunidade, pois engloba conjuntos gênicos de diferentes populações e incorpora o conceito de seleção natural à teoria darwinista. D. o ecossistema, pois engloba conjuntos gênicos de diferentes comunidades e incorpora o conceito de recombinação gênica à teoria darwinista. Comentários A teoria sintética da evolução, chamada também de Neodarwinismo, concilia as ideias da seleção natural com a geneticamente mendeliana e considera a população como a unidade evolutiva. Cada população apresenta um conjunto gênico que pode ser alterado pela ação dos fatoresevolutivos atuantes. A alternativa A está errada, porque a evolução age apenas em populações, não em indivíduos. Indivíduos simplesmente não podem evoluir. Para constatar mudança evolutiva temos que comparar as frequências dos genes, e se só o que temos é um indivíduo sozinho, não há com o que compará-lo. As alternativas C e D estão erradas. A alternativa B está certa. Mutações e recombinações são fontes de variabilidade genética na população. Gabarito: B. Texto base para as questões 20 e 21. Todas as espécies existentes surgiram da evolução de espécies ancestrais que se diferenciaram em uma variedade de características. Considerando essa afirmação e a temática que ela suscita, julgue o item a seguir. 20. UNB/2019 - 4000130564 - Conforme os critérios de classificação filogenética, a espécie humana e o chimpanzé pertencem ao mesmo gênero. C. Certo. E. Errado. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 113 Comentários Conforme os critérios de Classificação filogenética, a espécie humana e o chimpanzé não pertencem ao mesmo gênero. Gabarito: E. 21. UNB/2019 – 4000130563 - Pela teoria da evolução de Darwin, explicam-se as sucessivas mudanças de forma e função que ocorrem em uma única linhagem contínua de descendentes, denominada evolução filética. C. Certo. E. Errado. Comentários A teoria evolutiva de Darwin propõe essencialmente a ação do ambiente como agente selecionador de formas e funções vantajosas em termos de sobrevivência. Darwin não elaborou sobre a origem das variações de formas e funções nas populações e nem sobre a ideia do gradualismo como processo evolutivo. Gabarito: E. 22. UEG/2019 – 4000121657 - Uma das grandes discussões da evolução dos seres vivos é sobre a origem da espécie humana, uma vez que a ciência demonstra que os humanos apresentam parentesco próximo com chimpanzés, gorilas e orangotangos. As investigações mais recentes sobre a evolução humana analisaram fragmentos de ossos de animais e de rochas para concluir que esses nossos ancestrais já se encontravam no norte da África há milhares de anos. A denominação da classificação da família à qual pertencem essas espécies é A. símios B. primatas C. pongídeos D. hominídeos E. catarríneos Comentários Embora a classificação e evolução humana ainda seja controversa, os registros fósseis já conseguiram nos indicar que somos os únicos membros vivos do que muitos zoólogos chamam de tribo humana, Hominini. Porém, é certo que fomos precedidos por milhões de anos por outros homininos, como o Ardipithecus, o Australopithecus e outras espécies do gênero ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 114 Homo. Também já sabemos que a nossa espécie viveu contemporaneamente por um tempo com pelo menos um outro membro do nosso gênero, o H. neanderthalensis (os neandertais). Gabarito: D. 23. UNCISAL/2019 – 4000047730 - Há apenas setenta anos, contrair uma infecção bacteriana poderia levar facilmente uma pessoa jovem e sadia à morte. Com o advento dos antibióticos, a história da medicina mudou completamente, estabelecendo-se uma revolução que salvou milhões de vidas em todo o mundo. No entanto, esse quadro vem se alterando drasticamente, em virtude da perda de eficácia dos antibióticos disponíveis. Em todo o mundo, tem sido observado aumento nos surtos infecciosos causados por microrganismos que resistem aos antibióticos, as chamadas bactérias multirresistentes ou popularmente conhecidas como superbactérias. A figura abaixo mostra o avanço nos casos de bactérias EPC no território europeu entre 2013 e 2015. O surgimento de superbactérias resistentes aos antibióticos comercialmente disponíveis deve-se A. ao aumento na síntese de DNA bacteriano com liberação de proteínas tóxicas. B. à supressão da resposta imunológica do hospedeiro na presença do antibiótico. C. à ativação de genes de resistência por ligação dos antibióticos ao núcleo bacteriano. D. ao uso indiscriminado de antibióticos que favorecem a seleção de genes de resistência. E. a mutações no genoma bacteriano induzidas pela ligação dos antibióticos aos plasmídios bacterianos. Comentários ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 115 A resistência bacteriana aos antibióticos deve-se ao uso intenso e indiscriminado de antibióticos. Ao longo das gerações, bactérias resistentes vão sendo selecionadas por seleção natural, diminuindo a eficácia dos medicamentos. Gabarito: D. 24. UEA/2019 – 4000046342 - O esquema ilustra, de maneira simplificada, os processos biológicos que promovem a adaptação e, consequentemente, a evolução das espécies. Com relação aos processos esquematizados, pode-se afirmar que A. a variabilidade depende essencialmente da seleção natural. B. a recombinação gênica foi estudada inicialmente por Charles Darwin. C. a seleção natural ocorre em função da ação do ambiente. D. as mutações foram estudadas inicialmente por Gregor Mendel. E. a adaptação independe da variabilidade. Comentários A alternativa A está errada, porque as fontes de variabilidade são as mutações e recombinações gênicas. A alternativa B está errada, porque Darwin não conhecia os mecanismos da genética. A alternativa C está certa. A alternativa A está errada, porque as fontes de variabilidade são as mutações e recombinações gênicas. A alternativa E está errada, porque a adaptação por meio da seleção natural só é possível se houver variabilidade na população. Gabarito: C. 25. ENEM/2019 – 4000017414 - A principal explicação para a grande variedade de espécies na Amazônia é a teoria do refúgio. Nos últimos 100 000 anos, o planeta sofreu ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 116 vários períodos de glaciação, em que as florestas enfrentaram fases de seca. Dessa forma, as matas expandiram-se e depois reduziram-se. Nos períodos de seca prolongados, cada núcleo de floresta ficava isolado do outro. Então, os grupos de animais dessas áreas isoladas passaram por processos de diferenciação genética, muitas vezes se transformando em espécies ou subespécies diferentes das originais e das que ficaram em outros refúgios. O principal processo evolutivo relacionado ao texto é a A. anagênese. B. coevolução. C. evolução alopátrica. D. evolução simpátrica. E. convergência adaptativa Comentários A teoria dos refúgios ou Teoria dos redutos é uma das explicações para os padrões de biodiversidade e endemismo nas florestas Amazônica e Atlântica do Brasil. Ela propõe que a imensa variedade da avifauna amazônica surgiu devido a vários períodos de seca durante o Pleistoceno e Holoceno, em que a Floresta Amazônica foi dividida em um número de pequenas florestas. Estes fragmentos florestais estariam separados uns dos outros por áreas abertas sem vegetação. Desta forma, as florestas restantes teriam servido como “áreas de refúgio” para numerosas populações de animais florestais. Durante o período de isolamento geográfico, essas populações foram sofrendo especiação e originando diversas linhagens. Quando retornava o período úmido, as regiões abertas voltavam a apresentar vegetação e os fragmentos florestais se conectavam novamente, permitindo que aquelas populações estendessem sua distribuição. A alternativa A está errada, porque anagênese é o processo evolutivo que ocorre no interior de determinado agrupamento, de modo que a forma se modifica com o tempo. A alternativa B está errada, porque coevolução é o processo pelo qual duas ou mais espécies evoluem simultaneamente em resposta às pressões seletivas exercidas pela outra. Este processo pode explicar por que algumas espécies são coadaptadas, isto é, adaptadas mutuamente, como ocorre em insetos polinizadores e flores. A alternativa C está certa.Especiação alopátrica, também conhecida como especiação geográfica, é o processo de separação geográfica de populações biológicas por uma barreira física, que, eventualmente, pode favorecer o isolamento reprodutivo. As subpopulações em seus novos ambientes, ao logo do tempo evolutivo, formarão novas espécies (especiação alopátrica), caracterizando o processo de irradiação adaptativa. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 117 A alternativa D está errada, porque evolução simpátrica ocorre sem que haja separação geográfica. Nesse caso, duas populações de uma mesma espécie vivem em uma mesma área, mas não ocorre cruzamento entre as populações. É comum observar que alguma modificação genética impediu esse intercruzamento, gerando assim diferenças que levarão à especiação. A alternativa E está errada, porque convergência adaptativa é a aquisição de adaptações semelhantes por organismos de espécies diferentes (não relacionadas) decorrentes de pressões seletivas semelhantes. Gabarito: C. 26. (UEPG PR/2019) - A especiação se completa com o surgimento do isolamento reprodutivo, que impede indivíduos de espécies diferentes de trocar genes por cruzamento. Diversos mecanismos podem impedir esta troca de genes, constituindo diferentes tipos de isolamento reprodutivo. Analise as alternativas e assinale o que for correto. 01. Processos pré-zigóticos de isolamento reprodutivo são casos em que membros de duas espécies copulam e o zigoto se forma, embora o híbrido seja mais vigoroso, ele é estéril. Geralmente, suas gônadas se desenvolvem de maneira anormal, impossibilitando a formação de gametas viáveis. 02. Algumas vezes, os membros de duas espécies de animais não se cruzam porque seus comportamentos de corte antes do acasalamento são diferentes e incompatíveis. Neste caso, temos o isolamento etológico (ou comportamental). 04. Uma égua e um jumento são duas espécies diferentes que não se cruzam porque seus períodos de reprodução não coincidem. Neste caso, temos o isolamento sazonal ou estacional. 08. Os membros de duas espécies podem não se cruzar pelo fato de viverem em hábitats diferentes, fato conhecido como isolamento de hábitat. Por exemplo, leões e tigres podem se cruzar em cativeiro e produzir, em alguns casos, descendentes férteis. Isso não acontece ou raramente poderia ocorrer na natureza, pois os leões vivem nas savanas e os tigres, nas florestas. 16. Do cruzamento entre um cavalo e uma jumenta, é gerado o burro, ou mula. A primeira geração de híbridos entre estas duas espécies (geração F1) é normal e fértil, mas seus filhos (geração F2) são indivíduos estéreis. Neste caso, temos o isolamento reprodutivo por vigor do híbrido. Comentários A afirmativa 01 está errada, porque nos mecanismos de isolamento pré-zigóticos, não há sequer a formação do zigoto. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 118 A afirmativa 02 está certa. A afirmativa 04 está errada, porque o cruzamento entre uma égua e um jumento dá origem a um híbrido estéril (mula, se fêmea, e burro, se macho). A afirmativa 08 está certa. A afirmativa 16 está errada, porque o burro, ou mula, da primeira geração é estéril. Gabarito: 10. 27. (PUCCamp/SP/2019) Mar sufocado − pesquisa mostra causa da grande mortandade de vida marinha Há 252 milhões de anos, a extinção em massa do Permiano-Triássico, a maior ocorrida, aniquilou cerca de 70% da vida em terra e 95% das criaturas dos oceanos. Os pesquisadores citam o intenso vulcanismo na região da atual Sibéria como o maior vilão por trás do cataclismo. Um novo estudo detalha o principal mecanismo da matança, pelo menos para a vida marinha: em todos os oceanos houve escassez de oxigênio e ecossistemas inteiros sufocaram. Este intenso vulcanismo, que jogou dióxido de carbono na atmosfera, foi concomitante à formação do supercontinente Pangeia. A figura abaixo apresenta uma hipótese filogenética para as aves ratitas, um grupo de aves que não voa. a) Na figura ao lado, encontra-se a distribuição geográfica atual desse grupo. Qual o provável local de ocorrência do ancestral comum desse grupo? Que mecanismos evolutivos promoveram a diversificação destas aves? ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 119 b) Os insetos que viveram durante o período Carbonífero eram bem maiores do que os insetos atuais. Esse gigantismo é atribuído às altas concentrações de oxigênio na atmosfera do período, bem maior que a atual. Explique, levando em conta os sistemas de transporte de O2, porque a menor concentração de oxigênio na atmosfera atual é uma restrição para o tamanho corporal de insetos, mas não de mamíferos. Gabarito a) Provavelmente, o ancestral comum viveu na Pangeia. A especiação ocorreu i) devido ao isolamento geográfico e reprodutivo ocasionado pela separação dos continentes. A seguir, ii) mutações independentes em cada local permitiu a variação genética das populações isoladas, e iii) a seleção natural selecionou os indivíduos de maior aptidão, promovendo a adaptação aos diferentes locais. b) Os insetos possuem respiração traqueal: o O2 difunde da traqueia para todas as células do corpo. A menor concentração de O2 na atmosfera atual não permitiria a difusão suficiente de O2 para todas as células (por distâncias grandes). Já nos mamíferos, o oxigênio é distribuído para todas as células do corpo pelo sistema circulatório fechado (ausente nos insetos). Além disso, os mamíferos possuem uma molécula especializada no transporte de O2, a hemoglobina. O tamanho corporal dos mamíferos não é limitado pela concentração de O2 na atmosfera. 28. (UECE/2019 - 4000136127) Os conhecimentos genéticos foram associados aos pensamentos darwinianos na teoria moderna da evolução. Escreva V ou F conforme seja verdadeiro ou falso o que se afirmar a seguir sobre essa teoria. (_) A mutação e a recombinação gênica, orientadas pela seleção natural, podem ser utilizadas para compreender o processo evolutivo. (_) Os conhecimentos genéticos são elucidativos quanto à diversidade biológica encontrada no planeta Terra. (_) A teoria moderna incorpora à seleção natural as explicações genéticas para explicar a origem da diversidade encontrada nas populações. (_) A seleção natural explica a origem das variações hereditárias enquanto a mutação e a recombinação gênica esclarecem sobre a permanência dessas variações na comunidade. Está correta, de cima para baixo, a seguinte sequência: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 120 a) V, F, V, F. b) V, V, V, F. c) F, V, F, V. d) F, F, F, V. Comentários A afirmativa 1 está certa. A afirmativa 2 está errada, porque a genética sozinha não explica toda a diversidade de seres vivos que existe. O quadro evolutivo contemporâneo abrange uma pluralidade de processos para explicar essa diversidade: a plasticidade fenotípica, teoria de construção do nicho, viés do desenvolvimento e herança inclusiva, a epigenética, entre outros, e a área que estuda esses processos é chamada de Síntese Estendida da Evolução. Este nome remete à expansão dos estudos para além dos quatro mecanismos básicos explicitados na Síntese Moderna. A afirmativa 3 está certa. A afirmativa 4 está errada, porque os conceitos estão errados. Mutações e recombinação gênica são fontes de variabilidade hereditária enquanto a seleção natural é o mecanismo que atua sobre a variação e seleciona qual variação permanecerá ou não na população. Gabarito: A. 29. ENEM/2019 – 4000017321 - Um herbicida de largo espectro foi desenvolvido para utilização em lavouras. Esse herbicida atua inibindo a atividade de uma enzima dos vegetais envolvida na biossíntese de aminoácidos essenciais. Atualmente ele é bastante utilizado em plantações de soja, podendo inclusiveinibir a germinação ou o crescimento das plantas cultivadas. De que forma é desenvolvida a resistência da soja ao herbicida? A. Expondo frequentemente uma espécie de soja a altas concentrações do herbicida, levando ao desenvolvimento de resistência. B. Cultivando a soja com elevadas concentrações de aminoácidos, induzindo a formação de moléculas relacionadas à resistência. C. Empregando raios X para estimular mutações em uma variedade de soja, produzindo a enzima-alvo resistente ao herbicida. D. Introduzindo na soja um gene específico de outra espécie, possibilitando a produção da enzima de resistência ao herbicida. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 121 E. Administrando a enzima-alvo nos fertilizantes utilizados na lavoura, promovendo sua absorção pela espécie cultivada. Comentários A alternativa A está errada, porque a resistência não é adquirida simplesmente pela exposição da planta ao ambiente. Essa ideia é lamarckista. A alternativa B está errada, porque a resistência deve ser gênica, não de moléculas. A alternativa C está errada, porque o uso de raios x como fator mutagênico não garante o surgimento de uma mutação para resistência ao herbicida. A alternativa D está certa. A alternativa E está errada, porque a resistência deve ser gênica. Gabarito: D. 30. (UFPR/2019) Sobre o processo evolutivo, é correto afirmar: a) As mutações genéticas ocorrem com o objetivo de promover adaptação dos organismos ao ambiente. b) Alterações na sequência de aminoácidos do DNA dos organismos podem ser vantajosas, neutras ou desvantajosas para seus portadores. c) Em uma população, uma característica vantajosa tende a aumentar de frequência na geração seguinte pela ação da seleção natural. d) Os organismos de uma população biológica são idênticos entre si, potencializando a ação da seleção natural. e) Os organismos atuais estão se modificando geneticamente para se adaptar às mudanças climáticas, como o aquecimento global. Comentários No início, havia uma população de mosquitos que apresentava indivíduos mais ou menos resistentes ao inseticida e todos morreram (I). Quando o DDT começou a ser aplicado, os indivíduos menos resistentes pereceram, enquanto os mais resistentes sobreviveram e se reproduziram (II). A descendência apresentou o alelo responsável pela resistência ao inseticida em proporção maior (III), o que tornou a população como um todo mais resistente (IV e V). A alternativa D está certa e é o nosso gabarito. Gabarito: D. 31. (FCM MG/2019) Analise a imagem abaixo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 122 O gráfico mostra a dinâmica de uma população de mosquitos atingida por uma aplicação contínua do inseticida DDT. Após análise do conteúdo, é CORRETO afirmar que no ponto a) IV, o DDT não afetou mais a população de mosquitos. b) III, uma nova população de mosquitos começou a surgir. c) I, houve morte de toda a população de mosquitos atingida pelo DDT. d) V, ocorreu a reprodução e o crescimento dos espécimes resistentes ao DDT. Comentários Enquanto na etapa III pode-se notar o desenvolvimento e reprodução somente da espécie selecionada resistente a DDT, em V pode notar o crescimento de ambas espécies, visto que o DDT já não há mais efeito. Gabarito: B. 32. (Fac. Israelita de C. da Saúde Albert Einstein SP/2018) O nome cacto é atribuído a plantas da família Cactaceae. Os cactos são conhecidos, dentre outras características, pela presença de inúmeros espinhos caulinares e capacidade de armazenar água. No entanto, algumas espécies de plantas que apresentam esse mesmo aspecto vegetal pertencem à família Euphorbiaceae, ou seja, têm maior parentesco evolutivo com plantas tais como a mandioca e a seringueira. A figura a seguir mostra a semelhança entre essas plantas. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 123 Considerando essas informações, é CORRETO afirmar que as plantas da figura representam um caso evolutivo de a) homologia. b) camuflagem. c) herança de caracteres adquiridos. d) analogia. Comentários O enunciado já nos avisa que a s características semelhantes entre os cactos e as eufórbias são originadas de eventos de convergência adaptativa, já que elas não são próximas filogeneticamente. Portanto, as estruturas semelhantes são análogas: possuem funções e aparência iguais devido à ação de pressões seletivas semelhantes, mas não compartilham uma origem. Gabarito: D. Texto base para as questões 33 a 38. A comprovação da validade da lei de Hardy e Weinberg para numerosos caracteres mendelianos sem relação de dominância permite admitir que aqueles com esse tipo de relação também devem obedecer essa lei em grandes populações que vivem em um ambiente relativamente estável, não sujeitas a migrações intensas e que não apresentam alta taxa de casamentos consanguíneos. Tal extrapolação tem um valor prático notável, pois, com base nela, se conhecermos a frequência populacional de indivíduos com fenótipo recessivo, poderemos estimar as frequências gênicas e, por conseguinte, a frequência com que ocorrem nessa população os indivíduos com fenótipo dominante que são heterozigotos. Vejamos como isso pode ser feito. Consideremos um par de alelos autossômicos A,a e que, em uma amostra aleatória de n indivíduos, x apresentam o fenótipo recessivo determinado pelo genótipo aa, enquanto y apresentam o fenótipo dominante determinado pelos genótipos AA ou Aa, o qual pode ser, por isso, representado por A_. Se aceitarmos que a população da qual foi extraída aamostra está em equilíbrio de Hardy e Weinberg em relação aos genótipos AA, Aa e aa, ou seja, se admitirmos que AA = p2, Aa = 2pq e aa = q2 teremos que nx = aa = q2. BEIGUELMAN, Bernardo. Genética de populações humanas. Ribeirão Preto: SBG, 2008. Considerando a temática que o excerto acima suscita, julgue os itens: ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 124 33. UNB/2018 – 4000118528 - Os mecanismos evolutivos que podem alterar as frequências de um alelo em uma dada população são a mutação, a recombinação gênica, a migração, a deriva genética, a seleção natural e a especiação. C. Certo. E. Errado. Comentários Os mecanismos evolutivos que podem alterar as frequências de um alelo em uma dada população são a mutação, a migração, a deriva genética e a seleção natural. Gabarito: E. 34. UNB/2018 – 4000118525 - Sabe-se que a hemofilia é uma doença ligada ao sexo causada pelo alelo recessivo de um gene. Em uma amostra representativa da população, entre 1000 homens analisados, 90 são hemofílicos. Espera-se, portanto, que haja cerca de 0,81% de mulheres hemofílicas nessa população. C. Certo. E. Errado. Comentários Veja a resolução abaixo. O homem possui apenas um cromossomo X e, consequentemente, só tem um alelo para a hemofilia. Já a mulher possui dois cromossomos X, por isso ela precisa ter dois alelos recessivos para expressar a doença. A frequência de homens afetados (a) é de 0,09 (9%). Logo, a frequência de mulheres afetadas (F (aa)) é 𝟎,𝟗² = 0,0081 (0,81%). Gabarito: C. 35. UNB/2018 – 4000118522 - A frequência genotípica de uma população corresponde à contagem das frequências de cada alelo do gene na população. C. Certo. E. Errado. Comentários A frequência genotípica de uma população corresponde à frequência com que ocorrem os genótipos de uma dada doença, dada pela razão entre a quantidade de indivíduos de cada ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 125 genótipo e o total da população. A contagem das frequências de cada alelo do gene corresponde à frequência alélica. Gabarito: E. 36. UNB/2018 – 4000118514 - Para que uma população se mantenha em equilíbrio, são necessáriastrês condições: a população deve ser grande, ser panmítica e não pode sofrer ação de nenhuma força evolutiva. C. Certo. E. Errado. Comentários Para que uma população se mantenha em equilíbrio, ela deve seguir quatro condições: • A população deve ser grande: todos os tipos de cruzamento devem ser possíveis, por isso, quanto maior a população, maior a chance de que eles aconteçam; • Os cruzamentos devem ser aleatórios: não deve haver preferências para o acasalamento. Essa característica é denominada panmítica (do grego pan, todos, e do latim miscere, mistura); • Ausência de mutações gerando novos alelos; • Ausência da seleção natural atuando sobre esta população; • Ausência de fluxo gênico (migrações). Gabarito: C. 37. UNB/2018 – 4000118507 - Para a genética de populações, evolução é definida como uma mudança na frequência de um alelo em uma população. C. Certo. E. Errado. Comentários Para a genética de populações, evolução é definida como uma mudança na frequência de um alelo em uma população. Gabarito: C. 38. UNB/2018 – 4000118499 - A admissão de que a população citada no texto se encontra em equilíbrio de Hardy-Weinberg leva-nos a crer que as frequências alélicas permanecerão constantes de uma geração à outra. C. Certo. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 126 E. Errado. Comentários Se não há fatores que afetem uma frequência alélica, essas frequências permanecerão constantes de uma geração à outra. Este princípio é agora conhecido como o Equilíbrio de Hardy-Weinberg. Gabarito: C. 39. UFSC/2018 – 4000107877 - Em uma aula sobre evolução, o professor apresentou o seguinte modelo didático: uma tela que possibilita apenas a passagem das bolinhas pequenas. Com base no modelo didático e sobre o assunto evolução, é correto afirmar que: 01. o modelo didático pode representar esquematicamente a ação da seleção natural. 02. a mutação é um mecanismo que promove a variabilidade da espécie. 04. os fenótipos necessários para a sobrevivência e a reprodução dos indivíduos se modificam por causa da transmissão aos descendentes de novas características adquiridas, conforme proposto por Lamarck. 08. a teoria da evolução proposta por Darwin e Wallace foi elaborada após a descrição dos mecanismos genéticos que promovem a variabilidade da espécie. 16. os indivíduos adaptados não apresentarão variabilidade nas suas futuras gerações. 32. a seleção artificial pode ser explicada através do modelo didático, no qual a tela representa os critérios estabelecidos pelo homem com o objetivo de selecionar indivíduos com características de interesse. 64. os fatores ambientais prejudicam o processo evolutivo das espécies. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 127 Comentários A afirmação 01 está certa. Apenas as bolinhas pequenas são favorecidas no modelo proposto e conseguem manter seu número total de indivíduos. A afirmação 02 está certa. A afirmação 04 está errada, porque as características adquiridas não são transmitidas aos descendentes. A afirmação 08 está errada, porque Darwin e Wallace não conheciam os mecanismos genéticos descritos por Mendel e não sabiam explicar como as características apareciam na geração seguinte. A afirmação 16 está errada, porque os fatores de geração de variabilidade (mutação e recombinação) são aleatórios e poderão acontecer nas próximas gerações. A afirmação 32 está certa. A afirmação 64 está errada, porque os fatores ambientais são fundamentais no processo da seleção natural. Gabarito: 01+02+32=35. 40. UNCISAL/2018 – 4000045540 - Nas populações humanas, assim como nas populações da maioria das outras espécies, os indivíduos apresentam diferentes combinações de alelos. Apesar de 99,9% das sequências de bases de DNA serem idênticas em todas as pessoas, o 0,1% que varia responde por nossas diferenças individuais. A base da teoria moderna da evolução diz respeito a três fatores evolutivos principais. Os dois fatores que são diretamente responsáveis pela variabilidade genética são: A. seleção natural e mutação gênica. B. hereditariedade e mutação cromossômica. C. mutação gênica e recombinação gênica. D. seleção natural e adaptação. E. recombinação gênica e seleção natural. Comentários Os fatores promotores de variabilidade genética são as mutações aleatórias e a recombinação gênica.O fluxo gênico também pode gerar variabilidade genética, porém de maneira indireta, ao introduzir novos genes em uma população. A seleção natural é um mecanismo evolutivo que atua sobre a variação, mas não a gera. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 128 A hereditariedade é o modo como as características genéticas são passadas de uma geração para a outra. Uma adaptação é uma característica que é comum em uma população porque fornece alguma função melhorada. Gabarito: C. 41. (UNITAU SP/2018) Em meados do século XX, surgiu o Neodarwinismo, ou Teoria Sintética (ou Moderna) da Evolução, que uniu os conhecimentos da Genética às ideias de Charles Darwin, resultando em uma teoria mais abrangente e mais fundamentada. A partir daí, o Neodarwinismo se converteu numa espécie de eixo central da Biologia, aproximando diferentes áreas, como a Sistemática, a Embriologia e a Paleontologia. A Teoria Sintética é, hoje, a mais aceita para explicar as leis que governam o processo evolutivo dos seres vivos. Descreva os quatro processos básicos nos quais se fundamenta a Teoria Sintética da Evolução. Gabarito Mutações: alterações aleatórias na sequência de bases nitrogenadas do DNA. Para a evolução só importam as mutações que ocorrem nas células reprodutoras, pois elas são as células que geram os gametas e passam para a prole a informação genética. No nível populacional, as mutações alteram a frequência alélica permitindo a atuação do processo de seleção natural. Recombinação genética: ocorre durante a reprodução sexuada, definida como uma mistura dos genes que vieram dos pais. O cromossomo materno troca um pedaço de gene com o cromossomo paterno, e a ocorrência desse processo, conhecido como permutação, é aleatória. Seleção natural: mecanismo de ordenamento do processo evolutivo, que seleciona indivíduos mais aptos a uma dada condição ecológica, eliminando aqueles menos eficientes, nessa mesma condição. Isolamento reprodutivo: refere-se às populações que são separadas por barreiras geográficas, resultando em indivíduos que se reproduzem em grupos separados e que irão evoluir isoladamente de sua população original. 42. (FEPAR/2017) As adaptações dos diversos organismos vivos são um aspecto central no estudo da Biologia. Todas as características que adequam um ser vivo a determinada circunstância ambiental são geralmente denominadas adaptativas; permitem que os seres vivos desenvolvam certa harmonia com o ambiente, ajustando-se assim para poder sobreviver em determinado local. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 129 O quadro apresenta dois fenômenos adaptativos que você deverá identificar, denominar e explicar. Gabarito O quadro 1 demonstra uma irradiação adaptativa, a qual corresponde ao aparecimento de diferentes espécies, em diferentes ambientes, a partir de uma única espécie. A espécie ancestral (no centro) se espalha, ocupando outros ambientes onde as condições são diferentes. Como em cada um deles a seleção natural agirá para permitir a sobrevivência dos indivíduos mais bem adaptados, ao longo do tempo deverá haver em cada local diferentes grupos, formando diferentes espécies, cada uma adaptada ao seu meio. A evidência do processo de irradiação adaptativa são as estruturas homólogas (estruturas diferentes – ou não – que possuem a mesma origem). O quadro demonstra uma convergência adaptativa,que ocorre quando organismos de diferentes espécies, mas que vivem em um mesmo tipo de ambiente, acabam adquirindo semelhanças morfológicas pelo processo evolutivo, graças à seleção natural. Como o ambiente é o mesmo, a pressão seletiva é a mesma para as diferentes espécies, levando a um resultado parecido. A evidência do processo de convergência adaptativa são as estruturas análogas (estruturas semelhantes que não possuem a mesma origem). 43. (UNESP/2017) Na figura estão representados exemplares de peixes, aves e mamíferos. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 130 As semelhanças de formato dos corpos e dos membros locomotores nos animais representados decorrem: a) Da mutação que ocorre nos indivíduos em resposta às exigências adaptativas de ambientes com diferentes características, o que leva à irradiação adaptativa. b) Da ação da seleção natural atuando sobre indivíduos em ambientes com diferentes características, o que leva à convergência adaptativa. c) Da ação da seleção natural atuando sobre indivíduos em ambientes com as mesmas características, o que leva à convergência adaptativa. d) Da mutação que ocorre casualmente em indivíduos que vivem em ambientes com as mesmas características, o que leva à irradiação adaptativa. e) Da ação da deriva genética, que permite a fixação de diferentes fenótipos em ambientes com diferentes características, o que leva à convergência adaptativa. Comentários Todos os organismos mostrados na figura habitam o mesmo ambiente (aquático) e sofrem as mesmas pressões seletivas. No curso da evolução, seus formatos anatômicos e morfológicos foram selecionados e convergiram para estruturas semelhantes, denominadas estruturas análogas. Estruturas análogas são, portanto, aquelas que aparentam semelhanças, mas não são derivadas de uma estrutura ancestral: elas não compartilham a mesma origem. A alternativa A está errada, porque as mutações são sempre aleatórias. Elas podem favorecer ou não um indivíduo em um ambiente. Se a mutação ocorresse como resposta ao ambiente, estaríamos falando de lamarckismo. A alternativa B está errada, porque a convergência adaptativa decorre da seleção natural atuando sobre indivíduos em ambientes semelhantes. A alternativa C está certa. A alternativa D está errada, porque o resultado de mutações aleatórias em organismos que vivem em ambientes semelhantes é a convergência adaptativa. A irradiação adaptativa decorre de estruturas homólogas, ou seja, de um indivíduo que possui uma certa característica que se modifica (por mutação) e dá origem a estruturas diferentes na descendência (ao longo do tempo). ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 131 A alternativa E está errada, porque a deriva genética é um evento aleatório que altera as frequências gênicas em populações pequenas. Gabarito: C. 44. (ACAFE/2016) Um fóssil com apenas 11 centímetros de comprimento e 250 milhões de anos pode ajudar a explicar a origem evolutiva de diversos grupos animais, como dinossauros, pterossauros (répteis voadores), aves e jacarés. O exemplar foi encontrado no município de São Francisco de Assis (RS) por uma equipe de cientistas de três universidades brasileiras: Universidade Federal do Pampa (Unipampa), Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e Universidade do Vale do São Francisco. Os resultados de estudos sobre o material foram publicados na última semana no periódico científico Scientific Reports, do grupo Nature. Nesse sentido, analise as afirmações a seguir e marque V para as verdadeiras e F para as falsas. ( ) De acordo com o darwinismo, as espécies são diferentes entre si, devido ao processo de mutação. As que forem aptas ou demonstrarem mais facilidade em sobreviver a determinados ambientes, se multiplicam, evoluem e seus descendentes serão os dominadores daquela região. Esse princípio é denominado seleção natural. ( ) De acordo com o Neodarwinismo, a mutação é o principal fator evolutivo, visto que sempre ocorre para que os indivíduos se adaptem melhor a um determinado ambiente. ( ) De acordo com a Teoria Sintética da Evolução, a seleção natural é apenas um dos mecanismos evolutivos conhecidos. Deriva genética, mutação, recombinação e fluxo genético são os outros, podendo agir de forma a reduzir ou aumentar a variação genética. ( ) Além dos fósseis, os órgãos vestigiais, a embriologia comparada, a semelhança na estrutura molecular de diversos organismos, a homologia e a analogia são evidências e provas da Teoria da Evolução. ( ) A visão evolutiva explica que espécies semelhantes apresentam parentesco e originaram-se de antepassados comuns. A sequência correta, de cima para baixo, é: ( ) V-V-F-V-F ( ) F-V-F-F-V ( ) F-F-V-V-V ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 132 ( ) V-F-V-F-V Comentários A primeira afirmativa é falsa, porque Darwin não sabia explicar a origem das variações observadas na descendência dos seres vivos. Ele observou o padrão de variação, mas não descreveu o processo pelo qual a variação seria originada. A segunda afirmativa é falsa, porque as mutações ocorrem de forma casual e de modo espontâneo. A terceira afirmativa é verdadeira. A quarta afirmativa é verdadeira. A quinta afirmativa é verdadeira. Gabarito: F-F-V-V-V. 45. (UEPG PR/2019) Assinale o que for correto sobre as primeiras teorias da evolução para explicar a diversidade de espécies. 01. As ideias de Charles Darwin são a base para explicar a teoria da evolução e são aceitas até o momento. Ele propôs a lei do uso e desuso, em que a língua comprida do tamanduá teria se desenvolvido em resposta às suas necessidades alimentares para capturar e comer insetos. 02. De acordo com Lamarck, um caráter adquirido (como os músculos de um halterofilista, por exemplo) nunca seria transmitido aos seus descendentes, visto que genes relacionados a esta característica deveriam estar presentes no DNA de células somáticas, para sua expressão na prole. 04. Charles Darwin observou espécies similares de tentilhões, mas não idênticas, que habitavam ilhas próximas a Galápagos. Ele visualizou que espécies que comiam sementes grandes tendiam a ter bico largo e duro, enquanto aquelas que comiam insetos tinham bico fino e afiado. Assim, Darwin percebeu que cada espécie de tentilhão estava bem adaptada para seu ambiente e sua função. 08. Darwin propôs a teoria da seleção natural. Nesta teoria, em razão dos recursos limitados, organismos com características hereditárias que favoreçam a sobrevivência e a reprodução tendem a deixar mais descendentes do que os demais, o que faz com que essas características aumentem em frequência ao longo das gerações. 16. Entre os aspectos relevantes das teorias de Charles Darwin, podemos citar explicações sobre a origem e transmissão das variações, visto que ele dominava os mecanismos envolvidos em eventos de mutação e recombinação genética, resultantes da meiose e reprodução sexuada. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 133 Comentários A afirmativa 01 está errada, porque a lei do uso e desuso é um dos princípios da teoria lamarckista. A afirmativa 02 está errada, porque segundo o princípio dos caracteres adquiridos, características adquiridas durante a vida do indivíduo seriam transmitidas aos descendentes. Esse princípio também constitui a teoria lamarckista. As afirmativas 4 e 8 estão certas. A afirmativa 16 está errada, porque na época da proposição da teoria da evolução por seleção natural, Darwin não conhecia os trabalhos de Mendel e não sabia como ocorria a herança dos fenótipos vantajosos. Essa foi a grande fragilidade de sua teoria à época. Gabarito: 12. 46. (UFPR/2019) Sobre o processo evolutivo, é correto afirmar: a) As mutações genéticas ocorremcom o objetivo de promover adaptação dos organismos ao ambiente. b) Alterações na sequência de aminoácidos do DNA dos organismos podem ser vantajosas, neutras ou desvantajosas para seus portadores. c) Em uma população, uma característica vantajosa tende a aumentar de frequência na geração seguinte pela ação da seleção natural. d) Os organismos de uma população biológica são idênticos entre si, potencializando a ação da seleção natural. e) Os organismos atuais estão se modificando geneticamente para se adaptar às mudanças climáticas, como o aquecimento global. Comentários A alternativa A está errada, porque as mutações genéticas são aleatórias e sem propósito. A afirmativa B está errada, porque as alterações (mutações) ocorrem nas bases nitrogenadas. A afirmativa C está certa. A afirmativa D está errada, porque os organismos de uma população não são idênticos entre si. Pelo contrário, espera-se que cada indivíduo seja único e bem diferente, para que a seleção natural possa ocorrer. Gabarito: C. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 134 47. (UDESC SC/2018) Um tubarão e um golfinho possuem muitas semelhanças morfológicas, embora pertençam a grupos distintos. O tubarão é um peixe que respira por brânquias, e suas nadadeiras são suportadas por cartilagens. O golfinho é um mamífero, respira ar atmosférico por pulmões, e suas nadadeiras escondem ossos semelhantes aos dos nossos membros superiores. Portanto, a semelhança morfológica existente entre os dois não revela parentesco evolutivo. Eles adquiriram essa grande semelhança externa pela ação do ambiente aquático que selecionou nas duas espécies a forma corporal ideal ajustada à água. Esse processo é conhecido como: a) isolamento reprodutivo. b) irradiação adaptativa. c) homologia. d) convergência adaptativa. e) alopatria. Comentários O formato destes animais aquáticos é resultado do ambiente em que vivem e das pressões seletivas que sobre ele recaem. O processo de surgimento de estruturas similares em grupos distintos, mas que não têm origem comum, chama-se convergência adaptativa. A alternativa D está certa e é o nosso gabarito. Gabarito: D. 48. (UNCISAL AL/2018) Nas populações humanas, assim como nas populações da maioria das outras espécies, os indivíduos apresentam diferentes combinações de alelos. Apesar de 99,9% das sequências de bases de DNA serem idênticas em todas as pessoas, o 0,1% que varia responde por nossas diferenças individuais. A base da teoria moderna da evolução diz respeito a três fatores evolutivos principais. Os dois fatores que são diretamente responsáveis pela variabilidade genética são: a) seleção natural e mutação gênica. b) hereditariedade e mutação cromossômica. c) mutação gênica e recombinação gênica. d) seleção natural e adaptação. e) recombinação gênica e seleção natural. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 135 Comentários Os fatores promotores de variabilidade genética são as mutações aleatórias e a recombinação gênica. O fluxo gênico também pode gerar variabilidade genética, porém de maneira indireta, ao introduzir novos genes em uma população. A seleção natural é um mecanismo evolutivo que atua sobre a variação, mas não a gera. A hereditariedade é o modo como as características genéticas são passadas de uma geração para a outra. Uma adaptação é uma característica que é comum em uma população porque fornece alguma função melhorada. Gabarito: C. 49. (UniCESUMAR PR/2018) A figura abaixo esquematiza o processo de adaptação de uma população ao longo do tempo. Os números I, II e III correspondem, respectivamente, aos mecanismos de a) expansão populacional, competição e especiação. b) competição, mutação e hibridação. c) seleção natural, recombinação e especiação. d) competição, expansão populacional e hibridação. e) recombinação, mutação e seleção natural. Comentários No primeiro momento, vemos uma população mais homogênea, com alta representatividade de um alelo (bolinhas cinzas). A partir dos eventos de mutação e recombinação gênica, ocorre o surgimento de variação fenotípica nesta população, representada pelo segundo momento. Por fim, vemos que após o efeito selecionador do ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 136 ambiente há uma diminuição da variabilidade, e aumento da frequência do alelo mais vantajoso naquele ambiente. Assim, a alternativa E está certa e é o nosso gabarito. Gabarito: E. 50. (UEFS BA/2018) As figuras mostram uma tartaruga-marinha e um jabuti, répteis que apresentam características semelhantes e vivem em ambientes diferentes. As características do formato do casco e das patas da tartaruga-marinha e do jabuti confirmam a ocorrência de a) mutações que modificaram estruturas e direcionaram esses animais para um ambiente específico. b) adaptações às mudanças ambientais por meio do uso frequente dessas estruturas. c) evolução divergente entre animais que são filogeneticamente muito próximos. d) analogia anatômica entre estruturas de espécies diferentes que pertencem ao mesmo filo. e) evolução convergente entre animais de espécies diferentes oriundos de um ancestral comum. Comentários Tanto a tartaruga quanto o jabuti são quelônios. Ambas as espécies têm parentesco muito próximo, e suas diferenças decorrem dos ambientes aquático e terrestre em que vivem, respectivamente. Assim, as estruturas semelhantes, neste caso, têm a mesma origem e são chamadas estruturas homólogas, como o formato do casco e das patas. Portanto, a evolução foi divergente entre duas novas espécies a partir de uma espécie ancestral (demonstrada pelo processo de cladogênese abaixo). Gabarito: C. 51. (UCS RS/2018) A composição gênica das populações modifica-se ao longo do tempo devido a diversos fatores evolutivos, tais como as mutações, as recombinações e ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 137 a seleção natural. Assinale a alternativa correta em relação às bases genéticas da evolução. a) A ocorrência de mutações e de recombinações gênicas em uma população faz com que seja impossível a presença de dois indivíduos com o mesmo genótipo. b) A seleção natural favorece indivíduos endogâmicos que nunca sofrem mutações na sua estrutura genética. c) Regiões isoladas, como ilhas, tendem a possuir indivíduos com características genéticas semelhantes, por sofrerem pressões evolutivas semelhantes. d) A deriva gênica é sempre um processo não aleatório que corresponde à redistribuição da frequência de alelos em uma população devido à chegada de imigrantes provenientes de outra população. e) A frequência de alelos da nova população, quando um pequeno número de indivíduos de uma população original for responsável pela fundação de uma nova população, sempre será semelhante à original. Comentários A alternativa A está errada, porque as mutações e recombinações gênicas são eventos aleatórios, portanto, a chance de ocorrerem dois indivíduos com o mesmo genótipo é viável. A alternativa B está errada, porque a seleção natural favorece as populações onde há variação genética. Se uma população for homogênea geneticamente, a pressão seletiva pode acabar eliminando a maioria dos indivíduos. Endogamia é sinônimo de consanguinidade, ou seja, de acasalamento entre indivíduos aparentados. Isto reduz a variabilidade genética da população. A alternativa C está certa. A alternativa D está errada, porque a deriva genética é completamente aleatória. Este é o seu princípio básico. A alternativa E está errada, porque quando acontece o efeito fundador, a frequência alélica da nova população (colônia) é diferente da original, já que apenas uma pequena amostra é da população original estará sendo representada. Gabarito: C 52.(FATEC SP/2016) A história evolutiva dos seres vivos está diretamente relacionada às transformações que ocorrem no ambiente no qual eles se encontram. Na figura, estão representadas as modificações que teriam ocorrido ao longo de um período de tempo t0 a t4, em um conjunto de continentes hipotéticos, representados em preto e que estão ligados ao surgimento das espécies A, B, C, D e E a partir de espécies ancestrais W, X, Y ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 138 e Z. As áreas que cada uma das espécies ocupa em cada um dos períodos estão indicadas pelas letras que as representam. O período de tempo t4 corresponde à época mais recente. No período de t0 a t1, houve uma divisão do continente inicial, originando dois novos continentes. Cada um desses dois continentes sofreu, entre t1 e t2, uma nova divisão, dando origem a quatro novos continentes. Entre t2 e t3, ocorreu um soerguimento de cadeias montanhosas em um dos continentes e, finalmente, entre t3 e t4, ocorreu uma junção de dois continentes, de modo que, em t4, são encontrados apenas três continentes. Com base nas informações dadas, assinale a alternativa que contém o cladograma que representa corretamente o relacionamento evolutivo de A, B, C, D e E. a) b) c) d) e) Comentários Essa é uma questão muito boa! Cobra os conceitos de especiação alopátrica (isto é, o surgimento de barreiras geológicas que separa uma população ancestral dando origem a novas espécies). A partir da análise do enunciado, temos: → W gerou X e Y; → X gerou A e B; → Y gerou Z e C; → Z gerou D e E. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 139 O cladograma que representa corretamente o relacionamento evolutivo das espécies é o da alternativa "a". Gabarito: A. 53. (FUVEST SP/2015) Certa planta apresenta variabilidade no formato e na espessura das folhas: há indivíduos que possuem folhas largas e carnosas, e outros, folhas largas e finas; existem também indivíduos que têm folhas estreitas e carnosas, e outros com folhas estreitas e finas. Essas características são determinadas geneticamente. As variantes dos genes responsáveis pela variabilidade dessas características da folha originaram-se por a) seleção natural. b) mutação. c) recombinação genética. d) adaptação. e) isolamento geográfico. Comentários As variações de características fenotípicas da planta são causadas por mutações. Existem três fontes primárias de variação genética: mutações (alterações no DNA), fluxo gênico (qualquer movimento de genes de uma população para outra) e o sexo (que pode introduzir novas combinações de genes em uma população). Vamos lembrar as definições dos demais conceitos: A seleção natural é um mecanismo evolutivo que atua sobre a variabilidade, selecionando as que conferem vantagens de sobrevivência e reprodução ao indivíduo. Recombinação gênica também é uma fonte de variação, assim como as mutações, porém só acontece na formação dos gametas. Uma adaptação é uma característica que é comum em uma população porque fornece alguma função melhorada. Adaptações estão muito ajustadas para suas funções e são produzidas pela seleção natural. Adaptações podem tomar muitas formas: um comportamento que permite melhor evasão de predadores, uma proteína que funciona melhor na temperatura corporal ou uma característica anatômica que permite que o organismo acesse novos recursos valiosos – todos esses podem ser adaptações. O isolamento geográfico é a separação física de subpopulações de uma espécie. As barreiras que isolam as subpopulações podem ser um rio que corta uma planície, um vale que divide dois planaltos ou um braço de mar que separa ilhas e continentes. Assim, a alternativa B está certa e é o nosso gabarito. ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 140 Gabarito: B. 54. (FUVEST SP/2013) O gráfico mostra uma estimativa do número de espécies marinhas e dos níveis de oxigênio atmosférico, desde 550 milhões de anos atrás até os dias de hoje. Analise as seguintes afirmativas: I. Houve eventos de extinção que reduziram em mais de 50% o número de espécies existentes. II. A diminuição na atividade fotossintética foi a causa das grandes extinções. III. A extinção dos grandes répteis aquáticos no final do Cretáceo, há cerca de 65 milhões de anos, foi, percentualmente, o maior evento de extinção ocorrido. De acordo com o gráfico, está correto apenas o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. Comentários ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 141 A afirmativa I está correta. Todas as extinções em massa que temos registradas até os dias de hoje apontam que houve redução de pelo menos 65% do número de espécies existentes. A afirmativa II está errada, porque existem grandes extinções onde não ocorre a diminuição na concentração de oxigênio (e, portanto, da taxa fotossintética). Por exemplo, a extinção do Ordoviciano teve causa provável a diminuição do nível do mar devido a um curto, porém intenso, período glacial. E a extinção do permiano, a maior já registrada, teve como causa provável o impacto de um meteorito, que gerou intensa atividade vulcânica e alterações climáticas. A afirmativa III está errada, porque ocorreram extinções percentualmente maiores que a do Cretáceo, como a do Permiano (com aproximadamente 95% das espécies extintas). Gabarito: A. 55. (FUVEST/1996) Numa população de 100 pessoas, 36 são afetadas por uma doença genética condicionada por um par de alelos de herança autossômica recessiva. a) Expresse, em frações decimais, a frequência dos genes dominantes e recessivos. b) Quantos indivíduos são homozigotos? c) Suponha que nessa população os cruzamentos ocorram ao acaso, deles resultando, em média, igual número de descendentes. Considere, também, que a característica em questão não altera o valor adaptativo dos indivíduos. Nessas condições, qual será a porcentagem esperada de indivíduos de fenótipo dominante na próxima geração? Justifique suas respostas mostrando como chegou aos resultados numéricos. Gabarito Vamos descobrir a frequência dos alelos dominantes e recessivos. Sabemos que a doença em questão é autossômica recessiva (bb = 𝒒𝟐). Se a população citada possui 100 pessoas, das quais 36 são afetadas, temos que: 36 pessoas afetadas (bb) = 36% da população = 0,36 = q2. Portanto, a frequência alélica para b é igual a 0,6. q = √0, 36 = 0,6 Logo, já sabemos que a frequência alélica para B é igual a 𝟎, 𝟒, pois a soma das frequências alélicas deve ser igual a 1. p + q = 1 → p = 1 − 0,6 = 0,4 A seguir, é pedida a frequência genotípica de homozigotos (BB e bb). q = 0,6 → q2 = 0,36 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 142 p = 0,4 → p2 = 0,16 F(BB) + F(bb) = 0,36 + 0,16 = 0,52 ou 52% ou 52 indivíduos. Para descobrirmos qual a porcentagem esperada de indivíduos de fenótipo dominante (BB ou Bb), usaremos a fórmula de Hardy-Weinberg: p2 + 2pq + q2 = 1 Porém, só nos interessa os fenótipos dominantes, então: F(BB) + F(Bb) = p2 + 2pq F(BB) + F(Bb) = (0,4)2 + 2(0,4) ∙ (0,6) F(BB) + F(Bb) = 0,16 + 2 (0,24) = 0,16 + 0,48 = 0,64 ESTRATÉGIA VESTIBULARES – CURSO EXTENSIVO DE BIOLOGIA AULA 16 – EVOLUÇÃO 143 12. Versão de aula 21/05/2022 Versão 1 Aula original 13. Referências Bibliográficas ALBERTS, B. et al. Biologia molecular da célula. 6ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. AMABIS, J. M.; MARTHO, G. R. Biologia das células: origem da vida, citologia e histologia, reprodução e desenvolvimento. 2ª ed. São Paulo: Moderna, 2004. CARVALHO, H. & RECCO-PIMENTEL, S.M. A célula. 3ª ed. Barueri: Manole, 2013. DAMINELI, A; DAMINELI, DSC. Origensda vida. Estudos avançados, 21 (59): 263 - 284. 2007.ENCICLOPÉDIA BRITÂNICA. Disponível em http://britannica.com.br/ Acesso em: 18 de março de 2019. JUNQUEIRA, L.C. & CARNEIRO, J. Histologia básica. 12ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013. LOPES, S. & ROSSO, S. Conecte Bio – volume único. 1ª ed. São Paulo: Editora Saraiva, 2014. PAULINO, W.R. Biologia – volume único (Série Novo Ensino Médio), 8ª ed. São Paulo: Editora Ática, 2002. LINHARES, S. & GEWANDSZNAJDER, F. Biologia hoje. 7ª ed. São Paulo: Editora Ática. 2012 SHUTTERSTOCK. https://www.shutterstock.com/