Aula 5 - Mecanismos de adaptação e evolução dos animais

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<p>Mecanismos de adaptação e</p><p>evolução dos animais</p><p>Prof. Dr. Alessandro Machado</p><p>Zootecnista</p><p>Universidade Federal do Recôncavo da Bahia</p><p>Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas</p><p>Curso de Zootecnia</p><p>Disciplina Bioclimatologia Animal</p><p>Adaptação</p><p>2</p><p>Adaptação</p><p>3</p><p>Adaptação</p><p> Ação ou efeito de adaptar(-se).</p><p> Ajuste de uma coisa a outra.</p><p> Utilização de qualquer objeto ou utensílio para finalidade</p><p>diversa de seu uso primitivo.</p><p>4</p><p>Adaptação</p><p>❖ As adaptações dos seres vivos não ocorrem por acaso e</p><p>muito menos ocorreram de uma hora para outra.</p><p>❖ Ao longo do processo evolutivo, alguns organismos</p><p>sofreram transformações que lhes possibilitaram</p><p>maiores chances de sobrevivência no meio ambiente,</p><p>ajustando-se morfologicamente e fisiologicamente ao</p><p>ecossistema em que vivem.</p><p>5</p><p>Adaptação</p><p>❖ Se as espécies que vivem hoje no planeta estão</p><p>adaptadas ao seu ambiente, surge uma dúvida: o que é</p><p>responsável por essa adaptação?</p><p>6 Fonte: https://revistapesquisa.fapesp.br/teoria-em-movimento/</p><p>Adaptação</p><p>7</p><p>Adaptação</p><p>8</p><p>9</p><p>• Há 4,5 bilhões de anos, “O</p><p>Big Bang” proporcionou a</p><p>expansão do universo, a</p><p>partir de seu estado inicial</p><p>de alta compressão, numa</p><p>explosão repentina, que</p><p>deu origem aos planetas,</p><p>estrelas e etc;</p><p>• segundo esta teoria,</p><p>complexos orgânicos se</p><p>agregaram dando origem</p><p>ao primeiro ser vivo.</p><p>Formação de aminoácidos</p><p>Formação de proteínas</p><p>Formação de coacervados</p><p>Obtenção de energia</p><p>Capacidade de reprodução</p><p>Aparecimento de autótrofos</p><p>Predomínio de autótrofos</p><p>Aparecimento de aeróbios</p><p>Big Bang, coacervados e os primeiros seres</p><p>vivos</p><p>Criacionismo – “Deus criou tudo que existe na</p><p>Terra em 6 dias”. Está respaldado na bíblia, não</p><p>tem bases científicas.</p><p>Evolucionismo – “Todos os seres vivos evoluíram</p><p>a partir de um aglomerado orgânico chamado</p><p>coacervado, atingindo graus de complexidade ao</p><p>longo do tempo”. Tem bases científicas.</p><p>Teorias da Evolução</p><p>A teoria de Lamarck</p><p>Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829),</p><p>naturalista francês, foi o primeiro cientista a</p><p>propor uma teoria sistemática da evolução. Sua</p><p>teoria foi publicada em 1809, em um livro</p><p>denominado “Filosofia Zoológica”.</p><p>Segundo Lamarck, o principio evolutivo estaria</p><p>baseado em duas Leis fundamentais:</p><p>• lei do uso ou desuso: o uso de</p><p>determinadas partes do corpo do organismo</p><p>faz com que estas se desenvolvam, e o</p><p>desuso faz com que se atrofiem;</p><p>• lei da transmissão dos caracteres</p><p>adquiridos: alterações provocadas em</p><p>determinadas características do organismo,</p><p>pelo uso e desuso, são transmitidas aos</p><p>descendentes. http://www.algosobre.com.br/biologia/teorias-da-evolucao.htmlImagem: Charles Thévenin (1764–1838) / Jean-Baptiste de Monet</p><p>Chevalier de Lamarck (1744-1829) / Public Domain</p><p>http://www.algosobre.com.br/biologia/teorias-da-evolucao.html</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a5/Jean-Baptiste_de_Lamarck.jpg</p><p>Como Lamarck explicou o crescimento do</p><p>pescoço da girafa?</p><p>http://aprenderaaprender.webnode.com.br/album/origem%20da%20vida%20e%20evolu%C3%A7%C3%A3o/evolu%C3%A7%C3%A3o%20-%20girafa%20de%20lamarck-jpg/</p><p>Comprimento</p><p>do pescoço</p><p>Girafas com pescoço curto</p><p>conseguiram esticá-lo ao se</p><p>esforçar para alcançar as folhas mais altas</p><p>Essa característica passou para os</p><p>seus flihos, que continuaram a</p><p>esticar o pescoço.</p><p>Depois de muitas gerações,</p><p>Resultaram as atuais girafas, com</p><p>Seus longos pescoços.</p><p>Comprimento</p><p>do pescoço</p><p>Comprimento</p><p>do pescoço</p><p>Próximas</p><p>gerações</p><p>Próximas</p><p>gerações</p><p>Charles Darwin</p><p>Charles Darwin (1809-1882), naturalista</p><p>inglês, desenvolveu uma teoria evolutiva que é</p><p>a base da moderna teoria sintética: a teoria da</p><p>seleção natural.</p><p>Segundo Darwin, os organismos mais bem</p><p>adaptados ao meio têm maiores chances de</p><p>sobrevivência do que os menos adaptados, e</p><p>deixam um número maior de descendentes.</p><p>Os organismos mais bem adaptados são,</p><p>portanto, selecionados para aquele ambiente.</p><p>• Os indivíduos de uma mesma espécie</p><p>apresentam variações em todos os caracteres,</p><p>não sendo, portanto, idênticos entre si;</p><p>• os organismos com essas variações</p><p>vantajosas têm maiores chances de deixar</p><p>descendentes;</p><p>• como há transmissão de caracteres de pais</p><p>para filhos, estes apresentam essas variações</p><p>vantajosas.</p><p>Imagem: George Richmond (1809–1896) /</p><p>Retrato de Charles Darwin / Public Domain</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1a/Charles_Darwin_by_G._Richmond.jpg</p><p>Como Darwin explicou o crescimento do</p><p>pescoço da girafa?</p><p>As girafas ancestrais</p><p>provavelmente</p><p>Apresentavam pescoços de</p><p>comprimentos variáveis.</p><p>As variações eram</p><p>hereditárias.</p><p>A competição e a seleção</p><p>natural</p><p>Levaram à sobrevivência dos</p><p>descendentes de pescoços</p><p>longos, uma vez que estes</p><p>conseguiram alimentar-se</p><p>melhor do que as girafas de</p><p>pescoço curto.</p><p>Finalmente apenas girafas de</p><p>pescoço longo sobreviveram à</p><p>competição. Portanto, pela</p><p>seleção natural ocorreu a</p><p>evolução</p><p>DARWIN</p><p>Lamarck versus Darwin</p><p>❖ Lamarck acreditava numa marcha para a perfeição, numa evolução</p><p>linear, num contexto teleológico; Darwin acreditava que a evolução não</p><p>tinha objetivo, apenas existia, funcionando através do seu mecanismo, a</p><p>seleção natural;</p><p>❖ Tanto para Lamarck como para Darwin, o meio ambiente exerce um</p><p>papel preponderante no processo evolutivo. Segundo Lamarck, o</p><p>ambiente é o principal fator que provoca modificações nos organismos;</p><p>para Darwin, o ambiente apenas seleciona as variações mais favoráveis.</p><p>Vamos comparar as teorias de Darwin e Lamarck para a explicação do</p><p>longo pescoço da girafa.</p><p>BIOLOGIA, 1º Ano do Ensino Médio</p><p>A variabilidade de características</p><p>A teoria sintética da evolução</p><p>A Teoria sintética da evolução ou Neodarwinismo foi</p><p>formulada por vários pesquisadores durante anos de</p><p>estudos, tomando como essência as noções de Darwin</p><p>sobre a seleção natural e incorporando noções atuais</p><p>de genética. A mais importante contribuição individual</p><p>da genética, extraída dos trabalhos de Mendel,</p><p>substituiu o conceito antigo de herança, através da</p><p>mistura de sangue pelo conceito de herança através de</p><p>partículas: os genes.</p><p>Fatores Evolutivos:</p><p>Mutações.</p><p>Permutação.</p><p>Segregação independente.</p><p>Seleção Natural.</p><p>Complemento ao Darwinismo – baseado na genética Mendeliana</p><p>Imagem: Bateson, William / Princípios</p><p>de hereditariedade de Mendel: A</p><p>defesa / 1902 / Public Domain</p><p>Imagem: Marc Figueras / Marine iguana</p><p>(Amblyrhynchus cristatus) in the Galápagos</p><p>Islands/ 1902 / Public Domain</p><p>Imagem: Muhammad Mahdi Karim</p><p>(www.micro2macro.net) Facebook / Uma</p><p>tartaruga gigante de Aldabra Zanzibarian</p><p>(Geochelone gigantea) / GNU Free</p><p>Documentation License</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/36/Gregor_Mendel_Monk.jpg</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/Iguanamarina.jpg</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f8/Aldabra_Giant_Tortoise_Geochelone_gigantea.jpg</p><p>Especiação</p><p>Formação de novas espécies ➔ normalmente, inicia-se com a separação em</p><p>populações isoladas geograficamente, impedindo o fluxo gênico. Nas populações</p><p>surgem mutações e ocorre ação da seleção natural. Surgem diferenças entre</p><p>ambas. Isso culmina no isolamento reprodutivo ➔ formação de novas espécies.</p><p>Hibridização</p><p>Formação de espécies através do cruzamento de espécies diferentes. Forma-se</p><p>um híbrido que, eventualmente, desenvolve gametas anormais que originam</p><p>indivíduos poliploides férteis (comum em vegetais).</p><p>Adaptação e evolução</p><p>O caso das mariposas de Manchester:</p><p>O grau de evolução de uma espécie está diretamente relacionado a</p><p>sua capacidade de adaptação. Quanto mais adaptada, mais</p><p>evoluída é a espécie. Nas imagens observamos um caso clássico:</p><p>Manchester era uma cidade pouco poluída, e as mariposas escuras</p><p>ficavam em destaque nas árvores sendo uma presa fácil. Com o</p><p>aumento da poluição, as mariposas claras ficaram em evidência,</p><p>desta vez tornando- -se as presas fáceis.</p><p>Imagem: Loz (L. B. Tettenborn) / Uma mariposa</p><p>negra de corpo salpicado (Biston betularia f.</p><p>Carbonaria) no Ahlenmoor, um pântano no norte</p><p>da colina Baixa Saxônia, Alemanha.</p><p>/ Creative</p><p>Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported</p><p>Imagem: Gilles San Martin / Traça o Apimentado</p><p>Biston betularia (Lepidoptera, Geometridae)</p><p>sobre a casca de uma bétula Localidade (Betula</p><p>pendula): Jalhay, Bélgica / Creative Commons</p><p>Attribution-Share Alike 3.0 Unported</p><p>Imagem: Gilles San Martin / Traça o Apimentado</p><p>Biston betularia (Lepidoptera, Geometridae)</p><p>sobre a casca de uma bétula Localidade (Betula</p><p>pendula): Jalhay, Bélgica / Creative Commons</p><p>Attribution-Share Alike 3.0 Unported</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/Biston_betularia_20110529_102239_8073M.JPG</p><p>http://evolucionismo.org/profiles/blogs/o-caso-das-mariposas-de-manchester-a-prova</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1d/Biston_betularia_20110529_102239_8073M.JPG</p><p>//upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/16/Ahlenmoor_3(loz).jpg</p><p>19</p><p>20</p><p>21</p><p>22</p><p>23</p><p>24</p><p>25</p><p>26</p><p>Pangea e a variabilidade de caracteres</p><p>Ao longo dos tempos, novas espécies têm surgido, enquanto outras</p><p>se têm extinguido. Como se formam as novas espécies, ou seja,</p><p>como se multiplicam as espécies? A Pangea ajuda a desvendar</p><p>algumas dessas indagações através do isolamento geográfico.</p><p>LAURENTIA</p><p>GONDWANA</p><p>INDIA</p><p>ANTARTICA</p><p>AUSTRALIA</p><p>Atualmente existe uma grande variedade de espécies que se</p><p>expandiu por todos os continentes.</p><p>ANIMALIA PLANTAE FUNGI</p><p>PROTISTA</p><p>MONERA</p><p>Protozoários</p><p>Imagem: SEE-PE</p><p>Bactérias</p><p>Cianobactérias</p><p>Algas unicelulares</p><p>Estrelas do mar</p><p>Vertebrados</p><p>Vermes</p><p>achatados</p><p>Águas viva</p><p>Esponjas</p><p>Vermes</p><p>cilíndricos</p><p>Moluscos</p><p>Insetos</p><p>Organismos</p><p>Unicelulares</p><p>Eucariontes</p><p>Organismos</p><p>Procariontes</p><p>Plantas</p><p>com flores</p><p>Levedura</p><p>Bolor</p><p>Cogumelos</p><p>Algas dourada</p><p>Algas vermelha</p><p>Algas marrom</p><p>Algas verde</p><p>Musgos</p><p>Organismos</p><p>Multicelulares</p><p>Eucariontes</p><p>Adaptação</p><p>➢ Adaptação</p><p>Mudanças estruturais;</p><p>Funcionais ou comportamentais;</p><p>➢ Conceito biológico</p><p>Morfofisiológicas.</p><p>➢ Conceito genético</p><p>Seleção natural;</p><p>Seleção artificial.</p><p>➢ Aclimatação</p><p>Mudanças adaptativas.</p><p>29 Fonte: https://revistapesquisa.fapesp.br/teoria-em-movimento/</p><p>Mecanismos de adaptação</p><p>1. Ambiente;</p><p>Temperatura do ar, temperatura radiante, radiação solar, umidade</p><p>relativa do ar, vento e pressão atmosférica.</p><p>2. Capa externa;</p><p>Espessura, estrutura, isolamento térmico, penetração do vento,</p><p>ventilação.</p><p>3. Características corporais;</p><p>Forma corporal, tamanho e movimentos, área de superfície</p><p>radiante, área exposta à radiação solar direta.</p><p>4. Respostas fisiológicas;</p><p>Taxa de sudação, trocas respiratórias, produção, taxa de</p><p>crescimento e desenvolvimento, níveis hormonais (T3, T4,</p><p>cortisol).30</p><p>Mecanismos de adaptação</p><p>Glândulas sudoríparas:</p><p>Adaptação ao estresse calórico em bovinos, ovinos,</p><p>equinos, caprinos e bubalinos</p><p>Aves e suínos:</p><p>Aves: não possuem glândulas sudoríparas;</p><p>Suínos: as glândulas sudoríparas são queratinizadas.</p><p>31</p><p>Efeito do clima tropical sobre os bovinos</p><p>Raças europeias:</p><p>Maior espessura da pele,</p><p>Maior densidade de pelos</p><p>Raças zebuínas:</p><p>Maior extensão da pele o que aumenta a área para dissipar calor;</p><p>A pele é mais pigmentada;</p><p>O pelo é curto, liso e claro.</p><p>32</p><p>Efeito do clima tropical sobre os bovinos</p><p>33</p><p>4 - Efeito do clima tropical sobre os bovinos</p><p>Raças europeias:</p><p>Maior espessura da pele,</p><p>Maior densidade de pelos</p><p>Raças zebuínas:</p><p>Maior extensão da pele o que aumenta a área para dissipar calor;</p><p>A pele é mais pigmentada;</p><p>O pelo é curto, liso e claro.</p><p>34</p><p>Fonte: https://wp.ufpel.edu.br/bioclimatologiaanimal</p><p>Efeito do clima tropical sobre os ovinos</p><p>Os estudos:</p><p>Raças nativas (Façanha et al 2013);</p><p>Estudo direcionados a pelagem (McManus et al 2011b);</p><p>Períodos do dia (Silva et al 2013);</p><p>Estação do ano (Leitão et al 2013);</p><p>Paim et al (2012) verificaram que a altura do pelo, a densidade da</p><p>lã, bem como, o comprimento do fio do pelo podem interferir</p><p>sobre os parâmetros fisiológicos dos animais em determinados</p><p>ambientes.</p><p>35</p><p>6 - Efeito do clima tropical sobre os caprinos</p><p>Estudos semelhantes aos dos ovinos;</p><p>Rocha et al (2009) utilizou a seguinte fórmula para determinar o</p><p>coeficiente de tolerância ao calor (CTC):</p><p>CTC = 100 – [18 (TR-39,1)]</p><p>CTC = coeficiente de tolerância ao calor;</p><p>100 = eficiência máxima em manter a temperatura corporal em 39,1ºC;</p><p>18 = constante;</p><p>TR = temperatura retal média final;</p><p>39,1ºC = temperatura retal média considerada normal para caprinos.</p><p>36</p><p>6 - Efeito do clima tropical sobre os caprinos</p><p>37</p><p>Rocha et al (2009)</p><p>Efeito do clima tropical em suínos</p><p>38</p><p>Efeito do clima tropical em suínos</p><p>39</p><p>Consumo de ração (CR), ganho de peso (GP), conversão alimentar</p><p>(CA), submetidos aos tratamentos dos 15 aos 30 kg</p><p>Manno et al., 2005</p><p>Efeito do clima tropical sobre as aves</p><p>40</p><p>Para aumentar a dissipação de calor as aves:</p><p>Agacha, mantém as asas afastadas do corpo, induz a</p><p>piloereção e aumento do fluxo sangüíneo para os tecidos</p><p>periféricos não cobertos com penas (pés, cristas e barbela).</p><p>Outra forma das aves perderem calor é através do</p><p>resfriamento evaporativo respiratório, aumentando a</p><p>frequência respiratória</p><p>Fonte: https://www.cpt.com.br/cursos-avicultura</p><p>Efeito do clima tropical sobre as aves</p><p>41 Fonte: https://www.cpt.com.br/cursos-avicultura</p><p>O fluxo de ar no sistema ventilatório das aves ajuda a</p><p>dissipar o calor gerado pelos altos níveis de atividade</p><p>muscular durante o voo.</p><p>A dissipação de calor nas aves ocorre principalmente</p><p>(cerca de 70%) pelas vias aéreas superiores através da</p><p>ofegação, e secundariamente (menos de 30%) através da</p><p>evapotranspiração da pele.</p><p>Efeito do clima tropical sobre as aves</p><p>42</p><p>Fonte: https://www.btaaditivos.com.br/</p><p>Fonte: https//nutricaoesaudeanimal.com.brFonte: https://acessepolitica.com.br/ Fonte: https://www.marangoni.com.br/conforto-animal</p><p>Efeito do clima tropical sobre as aves</p><p>43</p><p>Aves de Postura</p><p>Considerações Finais</p><p>44</p><p>Um organismo qualquer é sempre uma consequência do</p><p>ambiente em que vive</p><p>As adaptações morfofisiologicas são consequencias de</p><p>interações entre diversos fatores climáticos e eventos biológicos</p><p>para tentar minimizar os efeitos dos ambientes tropicais sobre o</p><p>organismo animal</p><p>Obrigado</p><p>alessandro@ufrb.edu.br</p><p>45</p>