Mecanismos da Evolução

Prévia do material em texto

MECANISMOS DA EVOLUÇÃO
ou
FATORES EVOLUTIVOS
ouou
FATORES QUE AFETAM A
FREQUÊNCIA DOS GENES
NAS POPULAÇÕES
“Dentre as muitas contribuições de 
Charles Darwin para a Biologia,
umas das mais importantes foi sugerir
uma hipótese plausível e testável para
um mecanismo que resultasse naum mecanismo que resultasse na
adaptação dos organismos
ao meio ambiente.”
SAVADA e cols. ; VIDA; 8. ed. , v. II; p.487. 2009
PRINCÍPIO GERAL DA EVOLUÇÃO DARWINIANA
DESCENDÊNCIA 
COM MODIFICAÇÃO 
+
SELEÇÃO 
NATURAL
Importância da variabiliade:
Sem variablidade toda
a descendência é ….
idêntica aos ancestrais!
Se o ambiente mudar …
Se o ambiente não apresenta
condições favoráveis ou
desfavoráveis para alguns, …
todos são iguais!
(Na vida ou na morte.)
PRINCÍPIO GERAL DA EVOLUÇÃO DARWINIANA
DESCENDÊNCIA 
COM MODIFICAÇÃO 
+
SELEÇÃO 
NATURAL
Se todos os indivíduos
se reproduzirem
com as mesmas taxas,
a população não muda
ao longo do tempo.
(Só aumenta ou diminui
REPRODUÇÃO 
DIFERENCIAL
(Só aumenta ou diminui
em número de indivíduos.)
Se um “tipo” de organismo
se reproduz com maior sucesso, … 
o futuro pertencerá
aos descendentes
desse “tipo”.
PRINCÍPIO GERAL DA EVOLUÇÃO DARWINIANA
DESCENDÊNCIA 
COM MODIFICAÇÃO 
+
SELEÇÃO 
NATURAL
Para a próxima geração*:
a) > número de descendentes dos 
indivíduos com maior sucesso
reprodutivo
b) < número de descendentes dos 
que tiveram menor sucesso.
REPRODUÇÃO 
DIFERENCIAL
ADAPTAÇÃO
Mantendo esse padrão por várias
gerações*, a futura população
terá todos os indivíduos (ou
quase todos) com a 
característica que promoveu o 
sucesso reprodutivo.
* Esse raciocínio só vale se a causa do sucesso
for transmissível para os descentes… 
PRINCÍPIO GERAL DA EVOLUÇÃO DARWINIANA
DESCENDÊNCIA 
COM MODIFICAÇÃO 
+
SELEÇÃO 
NATURAL
Na Na proposiçãoproposição original original 
(DARWIN, SÉC. XIX):(DARWIN, SÉC. XIX):
a) um resultado previsível:
eliminação das variantes com 
menor valor para
REPRODUÇÃO 
DIFERENCIAL
ADAPTAÇÃO
menor valor para
reprodução/sobrevivência.
b) Duas questões não
respondidas:
Como a variabilidade surgia e 
como era a tramissão dos 
caracteres hereditários
SÉCULO XX:
GENÉTICA MENDELIANA + GENÉTICA DE POPULAÇÕES
TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO
SÍNTESE EVOLUTIVASÍNTESE EVOLUTIVA
TEORIA MODERNA DA EVOLUÇÃO
NEODARWINISMO
O que mudou?
X É X É X É X É ÖâxÖâxÖâxÖâx vÉÇà|Çât vÉÇà|Çât vÉÇà|Çât vÉÇà|Çât ÅâwtÇwÉÅâwtÇwÉÅâwtÇwÉÅâwtÇwÉRRRR
AS EXPLICAÇÕES PARA “DESCENDÊNCIA COM MODIFICAÇÃO”AS EXPLICAÇÕES PARA “DESCENDÊNCIA COM MODIFICAÇÃO”
Expressão fenotípica de alelos que já exisitam
Se existe variabilidade genética, alguns descendentes
podem ser notavelmente* diferentes dos pais!
(*um pouco ou muito; sob um os vários aspectos dependendo do que está sendo analisado!)
HERANÇASHERANÇAS HERANÇAS HERANÇAS 
IMPORTÂNCIA DA REPRODUÇÃO SEXUADA E DA IMPORTÂNCIA DA REPRODUÇÃO SEXUADA E DA 
RECOMBINAÇÃORECOMBINAÇÃO
HERANÇASHERANÇAS
MENDELIANASMENDELIANAS
Ex.: variabilidade
“escondida”
alelos recessivos em
heterozigotos
HERANÇAS HERANÇAS 
MULTIFATORIAISMULTIFATORIAIS
Associação de alelos
de vários locos 
com efeitos aditivos
AS EXPLICAÇÕES PARA “DESCENDÊNCIA COM MODIFICAÇÃO”AS EXPLICAÇÕES PARA “DESCENDÊNCIA COM MODIFICAÇÃO”
1. EXPRESSÃO FENOTÍPICA DE ALELOS QUE JÁ EXISITAM1. EXPRESSÃO FENOTÍPICA DE ALELOS QUE JÁ EXISITAM
(RECOMBINAÇÃO CRIANDO NOVAS ASSOCIAÇÕES)(RECOMBINAÇÃO CRIANDO NOVAS ASSOCIAÇÕES)
2. EXPRESSÃO FENOTÍPICA DE ALELOS NOVOS2. EXPRESSÃO FENOTÍPICA DE ALELOS NOVOS
(MUTAÇÕES DANDO ORIGEM À VARIABILIDADE NOVA)(MUTAÇÕES DANDO ORIGEM À VARIABILIDADE NOVA)
* E é * E é herdávelherdável podepode ser ser selecionadoselecionado!!
((seleçãoseleção natural natural ouou artificial)artificial)
SomenteSomente o o queque se se manifestamanifesta
‘‘fenotipicamentefenotipicamente’ ’ ** podepode
ser ser selecionadoselecionado!!
Exemplo:
Descendentes
modificados de modificados de 
Brassica oleracea
(mostarda selvagem)
Brassica oleracea
(Registros de cultivo desde a grécia antiga)
Ao longos dos séculos foi sendo selecionada
(seleção artificial) para diferentes propósitos.
7 grupos de variedades:
Grupo Acephala – kale, couve portuguesa
Grupo Alboglabra – brócoli chinês
Grupo Botrytis –couveflor brócoli romanesco, broccoflowerGrupo Botrytis –couveflor brócoli romanesco, broccoflower
Grupo Capitata – repolho
Grupo Gemmifera - couve de bruxelas
Grupo Gongylodes – kohlrabi
Grupo Italica – brocoli
http://www.untamedscience.com/biodiversity/plants/flowering-
plants/dicotyledons/brassicales/mustards/brassica/wild-cabbage
IMPORTÂNCIA DA VARIABILIDADE
POSSIBILIDADE DE RESPONDER ÀS MUDANÇAS DO AMBIENTE
QUALQUER UMA!QUALQUER UMA!
SE NÃO HÁ VARIABILIDADE , 
NÃO HÁ COMO OCORRER ADAPTAÇÃO. 
MUDANÇAS AMBIENTAIS
Velocidade/intensidade
LENTAS/BRANDAS 
( PRESSÃO SELETIVA FRACA)
ATUA POR VÁRIAS GERAÇÕES
PODEM PERMITIR O 
SURGIMENTO DE 
RÁPIDA/INTENSA
(PRESSÃO SELETIVA 
MUITO INTENSA) SURGIMENTO DE 
VARIABILIDADE DE RESPOSTA 
(MUTAÇÃO OU 
RECOMBINAÇÃO)
MUITO INTENSA)
NÃO HÁ “TEMPO” PARA 
SURGIR A VARIABILIDADE 
NA POPULAÇÃO
(TEM OU NÃO TEM!)
IMPORTANTE: IMPORTANTE: 
A VARIABILIDADE NÃO É PRODUZIDA “POR DEMANA”.
NÃO SURGE PARA PARA “RESOLVER PROBLEMAS” 
PODE SER USADA 
PARA PERMITIR 
MELHOR 
SOBREVIVÊNCIA/
REPRODUÇÃO … REPRODUÇÃO … 
MAS NÃO 
“APARECE” 
PARA 
A SALVAR O 
MUNDO!
É MISSÃO 
IMPORTANTE
PRESERVAR A 
VARIABILIDADE! CONSERVAÇÃO DO PATRIMÔNIO GENÉTICO DA BIODIVERSIDADE? 
QUEM, COMO, ONDE?
EXEMPLO NOTÁVEL EM QUE A FALTA DE 
VARIABILIDADE
E, PORTANTO, A INCAPACIDADE DE E, PORTANTO, A INCAPACIDADE DE 
RESPONDER À UMA MUDANÇA
NO AMBIENTE FOI TRÁGICA.
IRISH POTATO FAMINE ( 1845 À ∼1851 )
Setembro de 1845
Em vários plantios, as folhas das plantasEm vários plantios, as folhas das plantas
de batata ficaram escuras e retorcidas.
Os tubérculos colhidos apodreceram
rapidamente.
NADA pode ser armazenado para o 
inverno!
IRISH POTATO FAMINE ( 1845 À ∼1851 )
O fungo Phytophthora infestans chegou
na Europa cruzando o oceano.
(Origem: navio com batatas vindas da América.)
Esporos disseminados pelo vento encontravamEsporos disseminados pelo vento encontravam
condições climáticas adequadas e …
plantasplantas sensíveissensíveis emem todastodas as as lavouraslavouras!!
(Cultura praticamente nomoclonal = diversidade genética baixíssima!)
Produção de batatas
resistentes à 
Phytophthora?
Sem chance! 
(Pelo menos para resistência com longa duração.)
A “flexibilidade do genoma” 
é capaz de contornar os
mecanismos de resistência. 
(?)(?)
“Like the Malaria parasite, 
P. infestans has an ingenious 
mechanism for transporting 
proteins to the inside of the host 
cell and suppressing any 
resistance there.”
(Francine Govers of the Laboratory of 
Phytopathology.)
http://resource.wur.nl/en/wetenschap/detail/potato_bug_genome_is_well-armed/