As espécies e sua formação (aula de genética e evolução)

Prévia do material em texto

Kildery Muniz
Mariane Rodrigues
UNIVERSIDADE ESTADUAL VALE DO ACARAÚ- UVA
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E BIOLÓGICAS-CCAB
CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS
DISCIPLINA: GENÉTICA E EVOLUÇÃO
PROF. LÚCIO PEIXOTO
Charles Darwin
Sexo estimula a formação de espécies
 A seleção sexual é 
responsável pelos 
caracteres atraentes 
e chamativos.
Veado
BEIJA-FLORES X ANDORINHÕES
 320 espécies de beija-flores e 103 espécies de 
andorinhões clado irmão.
Beija-flor
Andorinhão
O que é uma espécie?
 Ernst Mayr, em 1940, propôs a seguinte definição de espécie: “espécies são grupos de
populações naturais que se intercruzam real ou potencialmente, estando
reprodutivamente isolados de outros grupos”, não se aplica a indivíduos que se
reproduzem assexuadamente;
 Cada espécie tem uma história que se inicia em um evento de especiação e termina ou
por evento de extinção ou outro evento de especiação, em que ela produz duas espécies
filhas;
 A especiação é portanto o processo pelo qual uma espécie se divide em duas ou mais
espécies filhas, que então passam a evoluir como espécies distintas. Um componente
muito importante da especiação é o Isolamento reprodutivo.
arvore filogenética
 Como novas espécies surgem?
 Uma única linhagem pode se modificar ao longo do tempo sem
dá origem a uma nova espécie ;
 Se as mudanças evolutivas resultarem em uma espécie se
dividindo em duas ou mais, terá ocorrido a especiação.
Barreiras físicas podem se formar:
 Com a deriva continental;
 Com aumento do nível do mar;
 Avanço e recuo das geleiras;
 Mudanças climáticas.
l
Exemplos de Especiação Alopátricas:
 14 espécies de tentilhões no arquipélago de Galápagos, a 
1.000Km da costa do Equador, foram geradas por especiação 
alopátrica.
 Essas ilhas são muito distintas umas das outras, umas são 
planas e áridas, outras têm escarpas florestadas.
A especiação simpátrica
 Uma seleção simpátrica via seleção disruptiva em mosca-das-
frutas (Rhagoletis pomonella), no estado de NovaYork.
 Se reproduziam em espinheira Crataegus
 A 150 anos atrás grandes pomares de maçã foram plantados no vale do
rio Hudson.
• Atualmente existem dois grupos de moscas-de-frutas no vale
do rio Hudson, uma que se alimenta de Crataega e outra de
maçãs.
 A forma mais comum da especiação simpátrica é por
poliploidia.
 A poliploidia pode surgir:
 Através de duplicação cromossômica em uma única espécie
(autopoliploidia);
 Quando da combinação de espécies diferentes
(alopoliploidia).
 Um indivíduo autopoliplóide se rigina (por exemplo),
quando organismos normalmente diplóides (2n) ,
duplicam seus cromossomos acidentalmente, criando
um indivíduo tetraplóide (4n)
 Plantas tetraplóides e diplóides da mesma espécie
estão isoladas reprodutivamente por que sua prole
híbrida é triplóide e geralmente estéril.
 Novas espécie surgem por poliploidia muito mais
facilmente entre plantas do que entre animais, por
que plantas de várias espécies podem se reproduzir
por autofertilização, e irmãos podem se fertilizar
entre si.
O que ocorre quando espécies recém-
formadas entram em contato?
 Estabelecimento de barreira de fluxo gênico
Isolamento reprodutivo
Phlox drummondii
 Em 1835, Thomas Drummond, coletava e distribuía 
sementes desta planta para criadores na Europa.
 Por 80 anos, esses criadores desenvolveram mais de 200 
linhagens puras.
 E em experimentos subsequentes, foi constatado que as 
taxas de fertilização entre linhagens diferentes sofreu 
redução de 14 a 50%.
Plátanos
 Os plátanos americanos e europeus estão separados 
geograficamente a pelo menos 20 milhões de anos.
 Podem gerar híbridos férteis.
Platanus occidentalis
Platanus hispanica
Incompatibilidade reprodutiva
 Podemos agrupar em dois grupos:
Barreiras reprodutivas 
pré-zigóticas
Barreiras reprodutivas 
pós-zigóticas
Barreiras reprodutivas pré-zigóticas
 Isolamento de habitat
 Isolamento temporal
 Isolamento mecânico
 Isolamento etológico (comportamental)
Barreiras reprodutivas pós-zigóticas
 Baixa viabilidade do zigoto híbrido
 Não é capaz de amadurecer normalmente
 Morrem ou desenvolvem anomalias
 Baixa viabilidade do adulto híbrido
 Infertilidade do híbrido
Reforço
 A seleção natural não favorece diretamente a evolução de 
barreiras.
 Híbridos sobrevivem de forma precária.
AA AA AA aa aa aa
aaAaAA
Alta Viabilidade Alta ViabilidadeBaixa Viabilidade
Mais Descendentes
Mais DescendentesMenos Descendentes
Seleção disruptiva
Alopatria
Simpatria
Desenvolvimento mais rápido de
Barreira pré-zigótica em simpatria
Agrodiaetus
Zonas híbridas podem se formar se o 
isolamento reprodutivo for incompleto
 Se a prole híbrida é adaptada
1
3
2
Não há formação de novas espécies
 Se a prole híbrida é menos adaptada que as linhagens puras
1 2
Pode haver o desenvolvimento de mecanismo de reforço
Um isolamento reprodutivo completo pode evoluir
Zona híbrida
Variação nas taxas de especiação
 Quanto maior o número de espécies em um grupo, maior 
o número de oportunidades para que novas espécies se 
formem.
 Em alopatria, quanto maior o número de espécies que 
vive em uma área, maior será o número de espécies cuja 
distribuição será bifurcada por uma barreira física.
Dispersão
 As taxas de especiação são maiores para espécies que 
possuem pouca capacidade de dispersão.
Caracóis havaianos
No Havaí existem cerca de 1.000 espécies de caracóis
Dieta
 Populações de espécies com dietas especializadas têm 
probabilidade maior de divergir.
Ancestral
comum
Joppeicídios (1 espécie)
Tingídios (1.800 espécies)
Mirídios (10.000 espécies)
Isometopídios (60 espécies)
Percevejos
Seleção de características
 Animais com comportamentos sexuais selecionados 
complexos apresentam boa probabilidade de formar 
novas espécies a taxas elevadas.
Paradisaea minor
Manucodia comrii
Radiações evolutivas
 São proliferações de um grande número de espécies filhas 
a partir de um único ancestral.
Radiação Adaptativa
Radiação Ñão-
Adaptativa
 Radiação adaptativa
 Diferenciação genética
 Abundância de recursos
 Ambiente com poucas espécies
 Havaí
10 mil espécies de insetos400 espécies de insetos
100 espécies de aves7 espécies de aves
Discussões
 O ganso da neve da América do Norte possui dois
padrões de cor distintos: branco e azul. Cruzamentos
entre as duas formas são comuns, mas indivíduos azuis
cruzam com indivíduos azuis e indivíduos brancos com
indivíduos brancos com uma frequência maior do que
seria esperada ao acaso.
 Suponha que 75% de todos os pares reprodutivos
consistem em dois indivíduos da mesma cor.
 O que você concluiria sobre o processo de especiação
nesses gansos?
 Suponha que pares de gansos de cores mistas fossem
encontrados apenas em uma zona estreita dentro de toda
a ampla distribuição ártica dessa espécie.
 A sua resposta anterior continua a mesma?
 A sua resposta mudaria se os pares de cores mistas
estivessem distribuídos por toda a zona de reprodução
desses gansos?
 Radiações evolutivas são comuns e facilmente estudadas
em ilhas oceânicas, mas em que tipos de situação no
continente você esperaria encontrar grandes radiações
evolutivas?
 Por que?
 Moscas das frutas do gênero Drosophila estão distribuídas
globalmente, mas 30 a 40% das espécies desse gênero
encontram-se no Havaí.
 O que explicar esse padrão de distribuição?
 Radiações evolutivasocorrem quando a taxa de
especiação supera a taxa de extinção.
 Que fatores são motivos para que a taxa de extinção
exceda a de especiação de um determinado clado?
 Cite algum clado nos quais as atividades humanas faz
aumentar a taxa de extinção sem aumentar a taxa de
especiação.
 Se é verdade que a seleção natural não favorece
diretamente a menor viabilidade dos híbridos, por que é
tão comum que indivíduos hibrídos tenham viabilidade
diminuída?