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PROCESSOS EVOLUTIVOS NOS SISTEMAS ECOLÓGICOS naturalistaemcena.blogspot.com Por que existem tantos tipos de organismos e por que suas distribuições são tão restritas? Uma resposta adequada deve envolver a compreensão de processos evolutivos. No dia 1º de julho de 1858, a teoria da evolução por seleção natural foi apresentada pela primeira vez à Sociedade Lineana de Londres (Linnean Society), na Inglaterra, em co-autoria. A descoberta era assinada por dois naturalistas britânicos. O primeiro era Charles Darwin. O outro, freqüentemente esquecido, era um jovem biólogo autodidata, que chegara às mesmas conclusões pesquisando espécies do sudeste asiático, nas florestas do Arquipélago Malaio. Seu nome era Alfred Russel Wallace. Teoria da evolução forumsistematica.blogspot.com Charles Robert Darwin (1809 -1882) bibliocriptana.wordpress.com Alfred Russell Wallace (1823 – 1913) PURVES et al., 2005 EVOLUÇÃO Mudança, no tempo, das características herdáveis de uma população ou espécie (mudança nas frequências dos diferentes alelos). Componentes principais da teoria da evolução: As espécies não são imutáveis, elas sofrem modificações, ou adaptações, ao longo do tempo. O agente que produz as modificações é a seleção natural. ADAPTAÇÃO O significado deste termo aborda dois aspectos: As características que aumentam a sobrevivência e o sucesso reprodutivo dos indivíduos que as possuem. O processo pelo qual essas características são adquiridas: a seleção natural. Tamanho dos bicos do tentilhão de peito preto da África Ocidental e sua relação com alimentação e sobrevivência.(PURVES et al., 2005) A evolução por seleção natural baseia-se nos seguintes pressupostos: Os indivíduos de uma população não são idênticos. Parte da variação entre indivíduos é herdável (base genética). Em cada geração, nem todos os indivíduos se reproduzem (muitos morrem antes de se reproduzirem). Nem todos os indivíduos que deixam descendentes contribuem igualmente para a geração seguinte (quanto maior o número de descendentes, maior a influência nas características hereditárias das gerações subsequentes). Forças que conduzem a evolução Para Darwin: Ênfase na competição por recursos limitados e nos efeitos letais do adensamento (superpopulação) Para Wallace: Ênfase na mortalidade causada pelos fatores físicos, tais como geada, seca e predadores. Portanto, constituem forças ecológicas importantes para a evolução: - Condições físicas e disponibilidade de recursos - Natalidade, mortalidade, dispersão - Competição interespecífica - Predação, pastejo, doenças Forças que conduzem a evolução A população diminui com a redução de alimento após anos de seca. O tamanho do bico dos indivíduos da população aumenta após anos de seca, devido ao aumento da dureza das sementes. Os indivíduos que determinaram a direção da evolução foram: Aqueles mais capazes de sobreviver aos riscos e catástrofes do ambiente onde viveram. Aqueles que foram favorecidos reprodutivamente. Experimento realizado por ANDERSON (1982): Os machos da viúva-de- cauda-longa com caudas alongadas artificialmente (com penas coladas) atraíram mais fêmeas para fazer ninho em seus territórios do que os machos controle ou os machos de caudas encurtadas (cortadas). (RICKLEFS, 2003, p.216-217) UMA OBSERVAÇÃO: A seleção natural é diferente da seleção artificial (feita pelo homem) porque: A seleção artificial tem um objetivo definido (exemplo: cereal mais produtivo). A natureza não tem objetivos: não há escolha ou seleção feita na natureza; há maior sucesso de alguns indivíduos para sobreviverem e se reproduzirem. Evolução intra-específica Dentro da mesma espécie, há variação entre indivíduos, determinada parcialmente pela hereditariedade e parcialmente por variações ambientais (especializações a nível local) Variabilidade entre indivíduos de uma população http://genome.cshlp.org Quando plantas de Arabis fecunda provenientes de locais de baixa altitude (propensos à seca) e de elevada altitude foram cultivadas juntas no mesmo jardim, observou-se que havia adaptação local. As de baixa altitude foram mais eficientes no uso da água e formaram rosetas mais altas e largas. (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006) Evolução intra-específica Variação entre indivíduos, determinada pela hereditariedade http://www.plant-identification.co.uk Na costa norte do país de Gales, uma espécie de gramínea (Agrostis stolonifera) apresenta evolução intra-específica: Plantas que crescem nos costões rochosos formam estolões curtos, enquanto os de plantas que crescem em pastagens são longos. Essa diferença se manteve quando as plantas cresceram em jardim experimental. a) Mapa da área e pontos de coleta das plantas de Agrostis stolonifera b) Altitude de cada ponto de coleta c) Comprimento médio dos estolões produzidos em jardim experimental pelas plantas coletadas da transecção (TOWNSEND; BEGON; HARPER, 2006). Em Arabis fecunda e em Agrostis stolonifera a variação geográfica proporcionou a ocorrência de variação intra- específica porque existiu variação hereditária suficiente para a ação da seleção natural. A variação geográfica também pode proporcionar variação intra-específica quando as forças seletivas forem suficientes para impedir a hibridização ou miscigenação entre diferentes locais Guppy ou lebiste http://tudosobrepeixes.blogspot.com/ Em populações naturais, quando não há predadores, os machos de gupis apresentam ornamentação brilhante, com inúmeras manchas coloridas. Em um mesmo rio de Trinidad (América do Sul), populações de gupis estão divididas acima e abaixo das quedas d´água: Os gupis mais coloridos e com mais manchas são normalmente encontrados próximos à nascente do rio e são bem diferentes daqueles encontrados na foz. Evolução intra-específica determinada por variações ambientais (especializações a nível local) Experimento demonstrou alterações na coloração de gupis (Poecilia reticulata) quando em populações expostas a predadores: o número de manchas caiu rapidamente sob intensa predação. Tempo = zero: introdução de gupis no tanque experimental Tempo = S: introdução de predadores pouco eficientes no tanque “R” e vorazes no tanque “C”. As populações de gupis têm sido sujeitas à seleção natural pelos predadores. Evolução intra-específica determinada por variações ambientais (especializações a nível local) Em Trinidad, os gupis coloridos são normalmente encontrados próximos à nascente do rio, onde não há predadores. Variação intra-específica com pressões de seleção provocadas pelo homem São desencadeadas por poluição ambiental Exemplo: o melanismo industrial Formas pretas ou escuras de mariposas em populações de áreas industriais (gene dominante responsável pela produção do excesso de pigmento) Na Inglaterra do século XVIII, dava-se o início da Revolução Industrial, inúmeras fábricas estabelecidas utilizavam carvão como combustível. (naturalistaemcena.blogspot.com) es.wikipedia.org A pressão de seleção foi exercida pela predação mais acentuada da forma típica, num ambiente coberto por fuligem. Biston betularia naturalistaemcena.blogspot.comA fuligem dispersada pelas fábricas recobre os troncos das árvores e diminui a quantidade liquens Houve redução das formas melânicas quando houve substituição das máquinas a carvão por petróleo e eletricidade. PELO FAVORECIMENTO DE INDIVÍDUOS COM CARACTERÍSTICAS HEREDITÁRIAS DIFERENTES EM POPULAÇÕES DIFERENTES, A SELEÇÃO NATURAL LEVA AS POPULAÇÕES A DIVERGIREM GENETICAMENTE; ENTRETANTO, A REPRODUÇÃO SEXUADA E A HIBRIDIZAÇÃO PROVOCAM NOVAMENTE A MISCIGENAÇÃO. DUAS PARTES DE UMA POPULAÇÃO PODEM EVOLUIR PARA ESPÉCIES DISTINTAS SOMENTE SE ALGUM TIPO DE BARREIRA IMPEDIR O FLUXO GÊNICO. http://biogeografia-ufsm.blogspot.com PORTANTO: Especiação ecológica é a especiação induzida por seleção natural divergente em subpopulações distintas. Estágios para que isso ocorra: 1) Duas subpopulações se tornam geograficamente isoladas e a seleção natural pressiona a adaptação genética aos seus ambientes locais. 1) Em seguida ocorre isolamento reprodutivo entre as duas (como um subproduto da diferenciação genética). Subespécies de coruja-pintada (Coruja-pintada do norte e Coruja-pintada mexicana) morando em diferentes localizações geográficas mostram algumas diferenças genéticas e morfológicas. Esta observação é consistente com a idéia de que novas espécies se formam através de isolamento geográfico. O isolamento reprodutivo pode ser: Pré-zigótico Impede o cruzamento. Exemplos: diferentes rituais de corte (isolamento sexual) Espécie deLampyris noctiluca, conhecida como Pirilampo, não são capazes de reconhecerem os sinais de acasalamento de outros espécies de pirilampos Espécies recentemente evoluídas: Possuem diferentes rituais de corte. Possuem diferentes sinais de atração entre os sexos. Possuem diferentes polinizadores. cienciahoje.uol.com.br http://www.infoescola.com/ Espécies de orquídeas distintas mas morfologicamente idênticas (Pleurothallis fabiobarrosii e Pleurothallis ochreata subsp. Cylindrifolia) só foram diferenciadas pelo inseto polinizador. (fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/?art=1791&bd=1&pg=1&lg= ) O isolamento reprodutivo pode ser: Pós-zigótico Viabilidade reduzida ou inviabilidade da prole (híbridos possuem baixa eficácia biológica) Burro: um híbrido estéril, resultante do cruzamento entre o jumento (Equus asinus) e a égua (Equus cabalus) REFERÊNCIAS RICKLEFS, R. E. A economia da natureza. Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan, S.A., 2003. TOWNSEND, C. R.; BEGON, M.; HARPER, J. L. Fundamentos em ecologia. Porto Alegre: Artmed, 2006.
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