Evolução _ Vestibular Seriado

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Evolução
Apostila sobre as teorias evolucionistas.
TEORIAS EVOLUCIONISTAS
As teorias evolutivas procuram explicar os
mecanismos que determinam essa grande
variedade de seres vivos. Propõem as teorias
evolutivas que os seres vivos são passíveis de
modificações e que provavelmente sofrem
alterações morfológicas e fisiológicas ao longo dos
tempos.
Propõem ainda que as espécies atuais tiveram
origem em outras pré-existentes que sofreram
modificações com a finalidade de se adaptar às
constantes modificações ambientais ocorridas em nosso planeta.
Pode-se concluir portanto que a evolução é o processo através do qual ocorrem mudanças ou
transformações nos seres vivos ao longo do tempo, dando origem a espécies novas.
Diversas teorias evolutivas já foram elaboradas, destacando-se entre elas, as teorias de Lamarck, a
de Darwin e mais recentemente foi formulada a Teoria Sintética da Evolução também conhecida como
Neodarwinismo que é a teoria mais aceita atualmente pelos biólogos.
TEORIA DE LAMARCK
O naturalista Francês Jean-Baptiste Lamarck (1744 - 1829) foi um dos primeiros cientistas a defender
e a propor uma teoria sistemática de evolução.
Sua teoria foi expressa com detalhes no livro Filosofia Zoológica, publicada em 1809. Apesar de
superada nos dias atuais a teoria de Lamarck foi bastante revolucionária para a época em que foi
publicada.
Segundo Lamarck, o mecanismo evolutivo estava baseado em duas leis fundamentais:
Lei do uso e desuso
Supõe que o uso frequente de determinadas partes do organismo conduz a hipertrofia, e o desuso
prolongado faz com que se atrofiem.
Lei da transmissão dos caracteres adquiridos
Supõe que as características adquiridas pelo uso ou perdida pelo desuso são transmitidas aos
descendentes.
Importância: além de combater o fixismo, teoria corrente na época, foi a primeira hipótese que tentou
explicar seriamente a evolução.
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Assim, ao longo das gerações, a atuação da seleção natural sobre os indivíduos mantém ou melhora
o grau de adaptação destes ao meio.
Erro básico: as características adquiridas não são hereditárias.
TEORIA DE DARWIN
Charles R. Darwin (1809-1882) propôs em 1859, em seu livro A Origem das Espécies suas idéias a
respeito dos mecanismos de evolução: A teoria da Evolução através da Seleção Natural.
Segundo esta teoria, os organismos mais bem adaptados ao meio têm maiores chances de
sobrevivência que os menos aptos, deixando um maior número de descendentes. Estes
descendentes, melhor, adaptados estariam, portanto, com maiores chances de sobrevivência num
ambiente em constantes mudanças.
Os mecanismos de evolução propostos por Darwin podem ser resumidos da seguinte forma:
• Os indivíduos de uma mesma espécie mostram muitas variações, não sendo, portanto, idênticos,
entre si.
• Boa parte dessas variações é transmitida aos descendentes.
• Se todos os indivíduos de uma espécie se reproduzissem, as populações cresceriam
exponencialmente.
• Como os recursos naturais são limitados, os indivíduos de uma população lutam por sua
sobrevivência e de sua prole.
• Portanto, somente alguns, os mais adaptados segundo Darwin sobrevivem e deixam filhos.
Importância: Base da atual teoria da evolução
Erro básico: Não explica a origem das variações
TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO (NEODARWINISMO)
Também chamada de Neodarwinismo esta teoria faz a síntese entre as idéias de Darwin e os novos
conhecimentos científicos, especialmente no campo da Genética.
Além da seleção natural o Neodarwinismo reconhece como principais fatores evolutivos a mutação
gênica, a mutação cromossômica, a recombinação genética e o isolamento reprodutivo.
O Neodarwinismo só pode ser elaborado após o redescobrimento dos trabalhos de Mendel, em
genética e com o aprofundamento do conceito de gene quando foi possível determinar os principais
responsáveis pela variedade nos seres vivos.
As mutações e a recombinação genética, fatores que Mendel desconhecia quando elaborou sua
teoria.
MUTAÇÕES
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A transmissão das características hereditárias se faz de pais para filhos através da reprodução. Nessa
ocasião, os cromossomos e o material genético que eles contêm se duplicam e passam à
descendência através dos gametas. Embora existam mecanismos para impedir erros na replicação do
DNA, eles podem ocorrer, trazendo como resultado modificações nas características que determinam.
Esses erros ocorrem subitamente e são chamados de mutações.
TIPOS DE MUTAÇÕES:
• GÊNICAS:
Podem ser definidas como erros no processo de autoduplicação do DNA. A palavra mutação não se
restringe a modificações ocorridas em genes (mutação gênica), mas engloba alterações sofridas
pelos próprios cromossomos (mutações cromossômicas ). Estas podem envolver o número ou a
ordem dos genes nos cromossomos ou, ainda, o próprio número de cromossomos.
As mutações podem ser espontâneas ou provocadas. Não se sabe a causa das mutações
espontâneas, e sua frequência é muito baixa
As mutações provocadas são induzidas, por agentes mutagênicos: raios x, radiações beta, gama e
ultravioleta, substâncias químicas como o gás mostarda, a colchicina (extraída de um vegetal) e o
fenol.
As mutações ocorridas em células germinativas podem ser transmitidas a descendencia. visto que
essas células são precursoras dos gametas. As mutações de células somáticas causam nioclificações
fenotípicas apenas nos indivíduos que as sofreram, não sendo trasmitidas.
• CROMOSSÔMICAS:
Þ ESTRUTURAIS:
As mutações ou aberrações estruturais são aquelas decorrentes de alterações na forma ou no
tamanho de um cromossomo na célula. Elas podem ser de quatro tipos: deficiência, duplicação,
inversão e translocação.
- Deficiência ou deleção ocorre quando um cromossomo perde um ou mais genes por quebra.
Deficiências muito acentuadas podem ser letais, uma vez que a perda de muitos genes altera
profundamente as condições do indivíduo.
- Duplicação consiste na existência de genes repetidos no mesmo cromossomo. Ela decorre da
quebra em posições diferentes de cromossomos homólogos, seguida de troca dos peDaços
quebrados. Após a troca, um dos cromossomos ficará deficiente e o outro, duplicado.
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- Translocação é a quebra seguida da troca de segmentos entre cromossomos. A translocação é
simplesseocorrer entre cromossomos
homólogos, situação em que um deles pode ficar deficiente e o outro, duplicado. Fala-se em
translocação recíproca quando a troca acontece entre cromossomos não homólogos.
Cromossomos homólogos entre os quais se verificou a translocação heterozigota pareiam-se durante
a meiose, formando uma figura com a forma de cruz. Essa forma de pareamento identifica a
translocação.
- Inversão é uma mudança de posição em que genes se colocam em ordem inversa àquela que
tinham a princípio. Ela decorre da quebra de um segmento de um cromossomo, seguida de rotação
de 180° e posterior soldagem.
• Se o segmento invertido possui centrômero, a inversão é chamada pericêntrica.
• Caso a inversão ocorra num segmento sem centrômero, é dita paracêntrica.
Embora nos cromossomos que sofreram inversão persistam os mesmos genes, muitos deles perdem
a sua ação. O pareamento de um cromossomo que sofreu inversão com o um homólogo resulta na
figura que tem a forma de um laço:
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Þ NUMÉRICAS: Existem dois tipos de alterações do número de cromossomos:
* A euploidia é a alteração de todo um conjunto de genomas de uma espécie. Subdivide-se em:
- Haploidia se ocorre a perda de um genoma, disso resultando indivíduos haplóides (n). exemplo:os
zangões, machos das abelhas são seres haplóides.
- Poliploidia se houver acréscimo de genoma, é frequeente em vegetais e rara em animais. os
poliplóicles pocleiii ser triplóide; (3n), tetraplóides (4n). etc.
* A aneuploidia é a perda ou acréscimo de um ou mais cromossomos de um genótipo, nunca de
todo um conjunto haplóide. é chamada:
- monossomia: Perda de um cromossomo (2n -1).
ex: Síndrome de Turner - deficiência de um cromossomo X em mulheres (cariótipo 44A +X0).
- nulissomia: perda de dois cromossomos (2n -2)
- trissomia: Acréscimo de um cromossomo (2n+1)
ex 1: Síndrome de Klinefelter - acréscimo de um cromossomo X em homens (cariótipo 44A+ XXY).
ex 2: Síndrome de Down ou mongolismo - acréscimo de um autossomo ao par 21. Cariótipos:
homem (45A + XY), mulher (45A+ XX).
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- tetrassomia : Acréscimo de dois cromossomos (2n + 2)
RECOMBINAÇÃO GENÉTICA
É um mecanismo de reorganização dos genes já existentes nos cromossomos.
A principal forma de recombinação genética ocorre durante a reprodução sexuada e se realiza em
duas etapas consecutivas:
Gametogênese: Formação dos gametas.
Fecundação: União dos gametas masculino com feminino.
SELEÇÃO NATURAL
É o principal fator evolutivo que atua sobre a variabilidade genética de uma população. A ação da
seleção natural consiste em selecionar genótipos mais bem adaptados a uma determinada condição
ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para essa condição.
Existem diversas comprovações da atuação da seleção natural e entre elas pode-se citar o caso de
melanismo industrial ocorrido com mariposas em regiões industrializada Inglaterra.
Há cerca de um século, as populações de mariposas Biston betularia da Inglaterra eram formadas
por indivíduos de cor clara. Muito raramente, apareciam indivíduos escuros (melânicos).
A partir de 1900, nas regiões que se tornaram industrializadas, os tipos escuros tornaram-se comuns,
enquanto as formas claras se tornaram raras.
Esse fenômeno ocorre simultaneamente ao escurecimento dos troncos das árvores, impregnados
com a fuligem liberada pelas chaminés das fábricas. Os troncos eram anteriormente claros, cobertos
por liquens acinzentados.
Assim, um indivíduo menos adaptado em um ambiente pode vir a ser o mais adaptado caso haja uma
mudança ambiental.
A ação seletiva dos pássaros sobre as mariposas da espécie Biston betularia pode ser constatada
através de diversos trabalhos experimentais desenvolvidos por vários pesquisadores. Mariposas
criadas em grandes quantidades foram libertadas sobre troncos de árvores em áreas rurais e urbanas
(industrializadas). Observou-se, utilizando-se binóculos e abrigos especiais, que as variedades que
não "combinavam" com o fundo claro (zona rurais) estavam mais sujeitas á ação predadora dos
pássaros insetívoros.
ESPECIAÇÃO
Processo de formação de novas espécies. As populações de uma mesma espécie que vivem em
regiões geográficas diferente, e apresentem conjuntos,gênicos diferentes, constituem raças
geográficas ou subespécies de uma espécie.
Se o isolamento geográfico persistir, Os genótipos das duas espécies modificar-se-ão devido ao
aparecimento de mutações e recombinações.Com o passar do tempo, as diferenças genéticas
aumentam ate que ocorra o isolamento reprodutivo, Isto é, se as duas populações forem unidas ou
desaparecer o isolamento geográfico, não ocorrerão mais cruzamentos entre elas. As populações
com isolamento reprodutivo passam a constituir duas espécies diferentes.
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Assim sendo as populações:
1o Estágio: Uma única população em um ambiente homogêneo.
2o Estágio: Diferenciação do ambiente, migração para novos ambientes produzem diferenciação.
3o Estágio: Modificações posteriores as migrações conduzem ao isolamento geográfico de algumas
raças e subespécies.
4o Estágio: Algumas dessas subespécies isoladas se diferenciam–se no tocante a modificações
gênicas e cromossômicas que controlam mecanismos de isolamento reprodutivo.
5o Estágio: Modificações no ambiente permitem que populações geograficamente isoladas coexistam
novamente na mesma região. Elas agora permanecem distintas por causa das barreiras de
isolamento reprodutivo que as separam podem ser reconhecidas como espécies distintas.
OS TIPOS DE ISOLAMENTO REPRODUTIVO
São descritos dois mecanismos de isolamento reprodutivo: pré-zigóticos e pós-zigóticos. Nos dois
casos, estabelece-se algum bloqueio no fluxo gênico entre indivíduos de grupos diferentes.
A) Mecanismos pré-zigóticos: são os que impedem o acasalamento e, conseqüentemente, a
formação do zigoto.
Os principais tipos são:
1. Sazonal ou estacional: Indivíduos dos dois grupos tornam-se aptos ao acasalamento em
diferentes épocas ou estações do ano. Exemplo: grupos diferentes de rãs que vivem numa mesma
lagoa, mas não se reproduzem na mesma época.
2. Ecológico: Deve-se à ocupação de ambientes diferentes, em condições naturais. Exemplo: duas
espécies de camundongo do gênero Peromyscus, uma vivendo no campo e outra em florestas.
3. Etológico ou comportamental: Devido à existência de diferentes rituais de acasalamento,
geneticamente determinados. Exemplo: o tangará-dançarino, cujos machos exibem, um de cada vez,
acrobacias no ar para uma fêmea. Ela elege apenas um macho que apresente o ritual satisfatório e
não se acasala com machos de outro grupo.
4.Mecânico: Determinada pela existência de diferenças significativas entre os órgãos genitais,
tornando inviável a cópula, como ocorre com algumas borboletas. .
5. Isolamento gamético: resulta de um fenômeno fisiológico que impede a sobrevivência dos
gametas masculinos de uma população no organismo feminino da outra.
B) Mecanismos pós-zigóticos: Impedem a viabilidade ou o desenvolvimento de descendentes, caso
sejam superados todos os mecanismos pré-zigóticos, os mecanismos pós-zigóticos podem ocorrer
das duas maneiras relacionadas a seguir:
1. Inviabilidade do híbrido: As diferenças genéticas entre os híbridos de duas populações impedem
que os genes trabalhem de forma coordenada e harmoniosa durante o desenvolvimento embrionário.
Conseqüentemente, o embrião não completa o desenvolvimento ou então os filhos morrem antes de
atingir a idade de reprodução;
2. Esterilidade do híbrido: O híbrido não é capaz de produzir gametas funcionais. Essa dificuldade
pode ser causada por falta de homologia entre os cromossomos que prejudica o pareamento dos
cromossomos durante a meiose.
3. Degeneração Do F2: Os indivíduos da geração F2 não sobrevivem ou apresentam grandes
deformações.
ESPECIAÇÃO SIMPÁTRICA E ALOPÁTRICA
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• Espécies simpátricas (Simpátrico, do grego sym,”reunião”; e pátria, “terra natal”): São aquelas que
ocupam a mesma região.
• Espécies alopátricas (Alopátrico, do grego alo,”diferente”; e pátria. “terra natal”): Vivem em
diferentes regiões, apresentando isolamento geográfico.
As novas espécies surgem quando duas populações ficam isoladas entre si, de modo que não
possa haver intercâmbio genético entre elas. A maneira mais comum de interromper esse intercâmbio
é o isolamento geográfico. No entanto, em alguns casos, o intercâmbio de genes pode ser
interrompido sem que ocorra este tipo de isolamento; desse modo, podem surgir novas espécies que
vivem na mesma área geográfica.
A evolução simpátrica normalmente ocorrecom o cruzamento de duas espécies, gerando um híbrido
estéril, que, eventualmente, pode produzir gametas anormais diplóides, cuja fusão gera um indivíduo
poliplóide, capaz de se reproduzir sexuadamente e constituir uma espécie distinta. Esse processo de
formação de novas espécies é denominado hibridização ou hibridação.
FATORES QUE INFLENCIAM A DIVERSIDADE DO AMBIENTE
• SELEÇÃO NORMAL
• SELEÇÃO DIRECIONAL: Aumenta a freqüência de indivíduos de um dos extremos da curva
normal.
• SELEÇÃO ESTABILIZADORA: Aumenta a freqüência de indivíduos com fenótipos intermediários;
diminui o, a freqüência de indivíduos Aos extremos A curva normal.
• SELEÇÃO DISRRUPTIVA: Aumenta a freqüência dos indivíduos dos dois extremos da curva
normal; diminui a freqüência de intermediários.
EVOLUÇÃO E PRINCÍPIO DE Hardy - Weinberg
Enunciado:
Se não houver influência dos fatores evolutivos, a freqüência dos genes de uma certa população
continua sempre a mesma isto é; Não varia.
Postulados básicos:
1- A população deve ser suficientemente grande.
2- Deve haver PANMIXIA na população, ou seja, os cruzamentos devem ser ao acaso.
3- A população deverá estar isenta de todos os fatores evolutivos: Nessa população hipotética não
está ocorrendo mutação, nem seleção natural, nem migração, nem isolamento ou qualquer outro
agente de evolução
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Aplicações para o monoibridismo
Freqüência gênica
p = A
q = a
P + q = 1
Freqüência genotípica
P2 = AA
q2 =aa
2pq = 2Aa
p2 + 2pq + q2 = 1
EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO
A evolução encontra argumentos muito fortes a seu favor no estudo comparativo dos organismos
como a homologia e a analogia de certos órgãos. Nos órgãos vestigiais, na embriologia e no estudo
dos fósseis.
EMBRIOLOGIA
O estudo da embriologia mostra a grande semelhança existente nos embriões de animais de classes
diferentes quando nas etapas iniciais do seu desenvolvimento. Á medida que o embrião se
desenvolve, surgem características individualizadas e as semelhanças diminuem.
Embriões de vertebrados diversos. Note a grande semelhança nos primeiros estágios do
desenvolvimento.
HOMOLOGIA E A IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA
A embriologia e a anatomia comparadas mostram que nossos braços, as patas dianteiras dos
vertebrados e as asas das aves têm a mesma origem embrionária. Os órgãos de espécies diferentes
que têm a mesma origem embrionária, embora possam ter funções diferentes, são chamados órgãos
homólogos. As diferenças entre os órgãos homólogos devem-se à adaptação a ambientes diversos.
Assim, através de um processo chamado, irradiação adaptativa ou evolução divergente, as patas
dianteiras dos Mamíferos sofreram modificações, que as adaptaram a diferentes atividades, como
correr (cavalo), manipular objetos (homem), nadar (baleia), cavar (tatu) e até voar (morcego).
Portanto, a presença de órgãos homólogos serve para mostrar o grau de parentesco entre diversos
grupos aparentemente diferentes, servindo também como uma evidência a favor da evolução: se as
espécies tivessem surgido separadamente, não haveria motivo para esperarmos semelhanças entre
órgãos de funções diferentes.
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ANALOGIA E EVOLUÇÃO CONVERGENTE
A embriologia e anatomia comparadas mostram também que as asas dos insetos e as das aves têm
origem embrionária diferente, embora desempenhem a mesma função. Trata-se, neste caso, de
órgãos análogos.
Assim, o fato de aves e insetos terem asas não significa que haja parentesco entre eles. Indica
apenas um fenômeno de convergência ou evolução convergente, ou seja, que dois seres
não-relacionados resolveram de forma semelhante os problemas de adaptação ao mesmo tipo de
ambiente. Outro exemplo de convergência é dado pelo formato do corpo e outras adaptações à vida
aquática de animais tão diversos quanto o golfinho, ictiossauro (réptil fóssil) e o tubarão.
ÓRGÃOS VESTIGIAIS
São estruturas pouco desenvolvidas em alguns grupos, geralmente sem função, mas em outros
aparecem desenvolvidas e funcionais, revelando a existência de um parentesco evolutivo entre eles.
Exemplos na espécie humana:
- O cóccix que é um vestígio da cauda observada em outros animais como o macaco.
- O apêndice vermiforme que é bem desenvolvido em alguns animais (coelho) e atrofiado no
homem.
FÓSSEIS
Os fósseis são restos de seres vivos de épocas passadas ou qualquer vestígio deixado por eles. Os
fósseis permitem que sejam feitas comparações entre seres que existiram há milhares de anos atrás
e os seres vivos, atuais.
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CO-EVOLUÇÃO (CO-ADAPTAÇÃO)
Quando duas ou mais populações interagem, de tal modo que cada uma constitui importante força
seletiva para a outra ocorre ajustamento simultâneo.
Exemplos:
• Um dos mais importantes, em termos de número de espécies e de indivíduos implicados, foi a
co-evolução das flores e seus polinizadores.
• Outro; exemplos incluem o caso do morcego e da mariposa noctuída, o das formigas e seus jardins
de fungos.
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