O que é evolução - sinopse para 1a aula

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DISCIPLINA: EPISTEMOLOGIA – Programa de Pós-Graduação em Cirurgia, CCS, UFPE. 
OO qquuee éé EEvvoolluuççããoo?? 
RESUMO DE: Luiz Mauricio da Silva, UFPE, CCB – 
DEPARTAMENTO DE GENÉTICA. 
1. Natureza azeitada como uma máquina 
Todos os seres vivos na natureza estão ajustados ao seu modo de vida e ao seu 
ambiente. De modo que podemos como principio biológico que todo ser vivo vem de um 
ser vivo preexistente. Este ajuste parecia tão perfeito no século 16 que parecia ter sido 
moldado por mãos sobrenaturais. Os filósofos naturais construíam explicações para 
convencer as pessoas que tudo estava muito bem e sem nenhuma necessidade de 
modificação. Este era o melhor dos mundos possíveis e as coisas mais os seres vivos 
estavam arranjados para demonstrar a grandeza e sabedoria de Deus. 
Na viagem do Beagle Charles Darwin observou, repetidamente, que as coisas e os 
seres vivos se arrumavam na natureza de modo previsível parecendo estar relacionados 
uns com os outros e com os lugares onde viviam. Tudo demonstrava que teria havido 
alguma modificação nas espécies observadas para que elas mantivesses as estrutura 
existentes em outras. O mecanismo proposto para explicar estas transformações foi a 
sobrevivência dos descendentes capazes de deixar descendentes. Assim poderiam se 
acumular pequenas diferenças que juntas poderiam explicar as grandes diferenças 
observadas. Esse mecanismo foi chamado, Seleção Natural. 
As observações de Darwin, consequentemente, o levou mais além. 
2. Os seis elementos do Darwinismo. 
É a teoria da evolução pela seleção natural. Tem sido muitas vezes mal compreendida 
e até mesmo, em algumas ocasiões, tão maliciosamente deturpada que vale a pena parar 
por um momento para definir os pontos essenciais e as suas reivindicações. Em essência, 
a teoria moderna da evolução é fácil de entender. Ela pode ser resumida em uma única 
frase: A vida na Terra evoluiu gradualmente, começando com uma espécie primitiva - 
talvez uma molécula autorreplicante - que existiu há mais de 3,5 bilhões de anos, mas 
depois se ramificou ao longo do tempo descartando muitas novas e diversas espécies 
sendo o mecanismo para a maioria (mas não toda) da mudança evolutiva o processo 
denominado seleção natural. 
Quando você divide essa afirmação em partes, você percebe que ela, realmente, é 
composta por seis elementos: evolução, gradualismo, especiação, ancestralidade 
comum, seleção natural e os mecanismos não seletivos de mudança evolutiva. Vamos 
examinar o que cada uma destas partes significa. 
2.1. Evolução 
A primeira é a própria ideia de evolução. Isto significa simplesmente que uma espécie 
sofre mudança genética ao longo do tempo. Ao longo de muitas gerações, uma espécie 
pode evoluir para algo completamente diferente e essas diferenças são baseadas em 
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mudanças no DNA, que se originam como mutações. As espécies de animais e plantas 
que vivem hoje não existiam no passado, mas são descendentes daqueles que viviam 
anteriormente. Os seres humanos, por exemplo, evoluíram a partir de uma criatura que era 
como um macaco, mas não idêntico aos macacos modernos. 
Apesar de todas as espécies evoluírem, elas não o fazem com a mesma taxa. Algumas, 
como caranguejo-ferradura e árvores de gingko, pouco mudaram ao longo de milhões de 
anos. A teoria da evolução não prevê que as espécies estarão constantemente em 
evolução, ou o quão rápido eles vão mudar quando o fazem. Isso depende das pressões 
evolutivas que experimentam. Grupos como as baleias e os seres humanos evoluíram 
rapidamente, enquanto outros, como o celacanto "fóssil vivo", parecem quase idênticos 
aos antepassados que viveram a centenas de milhões de anos. 
2.2. Gradualismo 
A segunda parte da teoria da evolução é a ideia do gradualismo. É preciso muitas 
gerações para produzir uma mudança evolutiva substancial, como a evolução das aves a 
partir dos répteis. A evolução de novas funcionalidades, como os dentes e maxilares que 
distinguem os mamíferos dos répteis, não ocorre em apenas uma ou algumas gerações, 
mas normalmente ao longo de centenas ou milhares, até mesmo milhões, de gerações. É 
verdade que alguma mudança pode ocorrer rapidamente. Populações de micróbios têm 
gerações muito curtas, algumas tão breves quanto 20 minutos. Isto significa que estas 
espécies podem passar por um monte de evolução em um curto período de tempo, 
representando a deprimente e rápida ascensão da resistência às drogas em bactérias 
causadoras de doenças e nos vírus. Há muitos exemplos de evolução que ocorrem dentro 
de uma vida humana. Mas quando estamos falando de mudança muito grande, estamos 
geralmente referindo-nos à mudança que requer muitos milhares de anos. Gradualismo 
não significa, porém, que cada espécie evolui em ritmo uniforme. Assim como diferentes 
espécies variam na rapidez de sua evolução, uma única espécie evolui mais rápido ou 
mais lento a medida que as pressões evolutivas aumentam e diminuem. Quando a seleção 
natural é forte, como quando um animal ou planta coloniza um novo ambiente, a mudança 
evolutiva pode ser rápida. Uma vez que uma espécie se torna bem adaptada a um habitat 
estável, a evolução frequentemente diminui a velocidade. 
2.3. Especiação e ancestralidade comum 
Os próximos dois princípios são duas faces da mesma moeda. É um fato notável que, 
embora existam muitas espécies de seres vivos, todos nós - você, eu, o elefante, e os 
cactos em vasos - compartilham alguns traços fundamentais. Dentre eles a vias 
bioquímicas que usamos para produzir energia, o nosso código padrão de DNA de quatro 
letras e como esse código é lido e traduzido em proteínas. Isto diz-nos que cada espécie 
remonta a um único ancestral comum, um antepassado que tinha os traços comuns e os 
repassaram aos seus descendentes. Mas se a evolução significasse apenas a mudança 
genética gradual dentro de uma espécie, teríamos hoje apenas uma espécie - um único 
descendente altamente evoluído das primeiras espécies. No entanto, temos muitos: mais 
de dez milhões de espécies que habitam o nosso planeta hoje e nós sabemos de mais um 
quarto de milhão como fósseis. A vida é muito variada. Como esta diversidade surgiu de 
uma forma ancestral? Isto requer a terceira ideia de evolução: a de dividir, ou, mais 
precisamente, a especiação. 
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Olhe para a figura 1 que mostra um exemplo de árvore evolutiva ilustrando as 
relações entre aves e répteis. Todos nós já vimos isso, mas vamos examinar um pouco 
mais de perto para entender o que realmente significa. O que aconteceu exatamente, 
quando o nó X foi dividido na linhagem que leva a répteis modernos, como lagartos e 
cobras por um lado, e aos pássaros modernos e seus parentes dinossauros do outro? O nó 
X representa uma única espécie ancestral, um antigo réptil, que se divide em duas 
espécies descendentes. Um dos descendentes continuou o seu próprio caminho alegre, 
eventualmente se dividiu muitas vezes e dando origem a todos os dinossauros e as aves 
modernas. O outro descendente fez o 
mesmo, mas produziu répteis mais 
modernos. O ancestral comum X é 
frequentemente chamado de "elo 
perdido" entre os grupos descendentes. 
É a conexão genealógica entre aves e 
répteis modernos, a intersecção que 
você finalmente chega se você traçou 
suas linhagens por todo o caminho de 
volta. Também aqui, há um "elo 
perdido" mais recente: o nó Y, a 
espécie ancestral comum dos 
dinossauros bípedes carnívoros como o 
Tyrannosaurus rex (todos extintos) e 
aves modernas. Mas, apesar de serem 
ancestrais comuns já não estão entre 
nós e seus fósseissão quase 
impossível serem encontrados (afinal, eles representam apenas uma única espécie em 
milhares no registro fóssil), às vezes podemos descobrir fósseis intimamente relacionados 
aos ancestrais comuns, espécies com características que mostram ascendência comum. 
Em breve ajprenderemos sobre os "dinossauros com penas" que apoiam a existência de nó 
Y. 
O que aconteceu quando antepassado X se dividiu em duas espécies separadas? Nada 
de mais, na verdade. A especiação significa simplesmente a evolução de diferentes grupos 
que não podem se cruzar, ou seja, grupos que não podem trocar genes. O que teríamos 
visto se estivéssemos lá quando esse ancestral comum começou a se dividir é 
simplesmente duas populações de uma única espécie de réptil, provavelmente vivendo em 
lugares diferentes, começando a acumular pequenas diferenças um do outro. Durante um 
longo período de tempo, estas diferenças aumentaram gradualmente. Eventualmente, as 
duas populações teriam acumularam diferenças genéticas suficiente para que os membros 
das diferentes populações não pudessem mais se cruzar. 
Mas as espécies não tem que se dividir. Se o fazem depende, como veremos, do fato 
de as circunstâncias permitirem às populações acumularem diferenças suficientes para 
que elas não mais sejam capazes de se cruzar. A grande maioria das espécies - mais de 99 
por cento delas - se extinguiram sem deixar descendentes. Outros, como as árvores de 
ginkgo, vivem milhões de anos sem produzir novas espécies. A especiação não acontece 
com muita frequência. Mas cada vez que uma espécie se divide em duas dobra o número 
de oportunidades para futuras especiações, de modo que o número de espécies pode 
aumentar exponencialmente. Embora a especiação seja lenta, isso acontece com 
frequência suficiente, em longos períodos da história, para explicar, facilmente, a 
impressionante diversidade de plantas e animais que vivem na Terra. 
Figura 1. Ancestrais comuns nos répteis. X e Y são 
espécies ancestrais comuns das formas mais tarde 
evoluídas. 
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E se a vida começou com uma espécie e se divide em milhões de espécies 
descendentes através de um processo de ramificação, segue-se que cada par de espécies 
compartilham um ancestral comum em algum momento no passado. Espécies 
estreitamente relacionadas, como pessoas estreitamente relacionadas, tem um ancestral 
comum que viveu há pouco tempo, enquanto que o ancestral comum das espécies 
relacionadas mais distante, como o de parentes humanos distantes, viveu mais para trás no 
passado. Assim, a ideia de ascendência comum, o quarto princípio do darwinismo, é o 
outro lado da especiação. Significa simplesmente que podemos sempre olhar para trás no 
tempo, usando sequencias de DNA ou fósseis, e encontrar linhagens descendentes se 
fundindo em seus antepassados. 
2.4. Seleção natural 
A quinta parte da teoria da evolução é o que Darwin viu claramente como sua maior 
conquista intelectual: a ideia de seleção natural. Esta ideia não era, na verdade única de 
Darwin - seu contemporâneo, o naturalista Alfred Russel Wallace, surgiu com esta ideia 
na mesma época levando a uma das mais famosas descobertas simultâneas da história da 
ciência. Darwin, no entanto, fica com a maior parte do crédito, porque em A Origem, ele 
trabalhou a ideia de seleção natural em grande detalhe, prestou depoimento sobre ela e 
explorou suas muitas consequências. 
A ideia de seleção natural não é difícil de entender. Se os indivíduos de uma mesma 
espécie diferem geneticamente um do outro e algumas dessas diferenças afetam a 
capacidade de um indivíduo sobreviver e reproduzir-se em seu ambiente, então na 
próxima geração os "bons" genes que levam a uma maior sobrevivência e reprodução 
terão relativamente mais cópias do que os "não tão bons" genes. Com o tempo a 
população irá gradualmente tornar-se mais e mais adequada ao seu ambiente a medida 
que surgem mutações úteis e que se espalhem pela população, enquanto as deletérias são 
eliminadas. Em última análise, esse processo produz organismos que estão bem adaptadas 
ao seu habitat e modo de vida. 
Até cerca de 30 anos atrás, os biólogos usavam características visíveis, como 
anatomia e modo de reprodução para reconstruir a ascendência de espécies vivas. Isto 
baseou-se no pressuposto razoável de que os organismos com características semelhantes 
também têm genes semelhantes, e assim, são mais estreitamente relacionados. Mas agora 
temos uma maneira nova independente e poderosa para estabelecer a ascendência: 
podemos olhar diretamente para os próprios genes. Ao sequenciar o DNA de várias 
espécies e medir a semelhança dessas seqüências nós podemos reconstruir suas relações 
evolutivas. Isto é feito fazendo a suposição inteiramente razoável que as espécies com 
DNA mais semelhante são mais estreitamente relacionadas, isto é, os seus antepassados 
comuns viveram mais recentemente. Estes métodos moleculares não tem produzido muita 
mudança nas árvores da vida da era pré-DNA: tanto os traços visíveis de organismos 
como suas sequências de DNA, geralmente, dão a mesma informação sobre as relações 
evolutivas. 
Assim, a seleção natural não produz perfeição - apenas melhorias sobre o que existia 
antes. Ela produz o adaptado, não o mais adaptado. E, embora a seleção dê a aparência de 
design, esse design pode muitas vezes ser imperfeito. Ironicamente, é nessas 
imperfeições, como veremos no capítulo 3, que encontramos uma prova importante da 
evolução. 
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2.5. Mecanismos não seletivos de mudança evolutiva 
O último dos seis pontos da teoria evolutiva são os processos não seletivos que pode 
causar mudança evolutiva. O mais importante são as alterações aleatórias simples na proporção 
de genes, causadas pelo fato de que as diferentes famílias têm números diferentes de filhos. Isso 
leva à mudança evolutiva que, por ser aleatória, não tem nada a ver com adaptação. A influência 
deste importante processo na mudança evolucionária, no entanto, é provavelmente menor, porque 
ele não tem a força de moldagem por seleção natural. A seleção natural é o único processo que 
pode produzir a adaptação. No entanto, podemos perceber que a deriva genética aleatória pode 
desempenhar um papel evolutivo em populações pequenas e, provavelmente, é responsável por 
algumas características não adaptativa do DNA. 
Estas, então, são as seis partes da teoria da evolução. Algumas partes estão intimamente 
ligadas. Se a especiação é verdade, por exemplo, então a ancestralidade comum também tem que 
ser verdade. Mas algumas partes são independentes das outras. A evolução pode ocorrer, por 
exemplo, mas não precisa ocorrer gradualmente. Alguns "mutacionistas" no início do século XX 
pensavam que uma espécie poderia produzir, imediatamente, uma espécie radicalmente 
diferentes através de uma única mutação monstro. O renomado zoólogo Richard Goldschmidt, 
por exemplo, uma vez argumentou que a primeira criatura reconhecível como um pássaro pode 
ter nascido de um ovo posto por um inequívoco réptil. Tais reivindicações podem ser testadas. O 
mutacionismo prevê que os novos grupos devem surgir instantaneamente a partir de velhos, sem 
transição no registro fóssil. Mas os fósseis nos dizem que este não é o modo como a evolução 
funciona. No entanto, estes testes mostram que as diferentes partes do darwinismo podem ser 
testadas de forma independente. 
Alternativamente, a evolução pode ser verdade, mas a seleção natural pode não ser a sua 
causa. Muitos biólogos, por exemplo, pensavam que a evolução ocorria por uma força mística e 
teleológica: organismos teriamuma "unidade interna" que faria a mudança das espécies em 
determinadas direções prescritas. Este tipo de unidade teria impulsionado a evolução dos 
enormes dentes caninos dos tigres-de-dentes-de-sabre, tornando os dentes cada vez maiores, 
independentemente de sua utilidade, até que o animal não conseguia mais fechar a boca e as 
espécies famintas se extinguiram . Agora sabemos que não há nenhuma evidência para as forças 
teleológicos - os tigres de dentes de sabre, de fato, não morreram de fome, mas viveram felizes 
com seus enormes caninos por de milhões de anos antes que fossem extintos por outros motivos. 
No entanto, o fato de que a evolução pode ter causas diferentes foi uma das razões pelas quais os 
biólogos aceitaram a evolução muitas décadas antes de aceitarem a seleção natural. 
 
3. Apenas uma teoria 
Tanto coisa se alega sobre a teoria da evolução. Mas aqui está um refrão importante e 
comumente ouvido: a evolução é apenas uma teoria, não é? A palavra chave nesta citação é 
"apenas". Apenas uma teoria. A implicação é que há algo não muito certo sobre a teoria - que é 
uma mera especulação, e muito provavelmente errado. Na verdade, a conotação cotidiana de 
"teoria" é "acho", como em "Minha teoria é que Fred é louco por Sue." Mas, na ciência a palavra 
"teoria" significa algo completamente diferente, transmitindo muito mais segurança e rigor do 
que a noção de um palpite simples. 
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Em primeiro lugar, na ciência, uma teoria é muito mais do que apenas uma especulação 
sobre como as coisas são: é um grupo bem pensada de proposições destinadas a explicar fatos 
sobre o mundo real. "A teoria atômica" não é apenas a afirmação de que "os átomos existem": é 
uma declaração sobre como os átomos interagem uns com os outros, formam compostos, e se 
comportam quimicamente. Da mesma forma, a teoria da evolução é mais do que a afirmação de 
que "a evolução aconteceu": é um extensivamente documentado conjunto de princípios - eu 
descrevi os seis mais importantes - que explicam como e por que a evolução acontece. 
Para uma teoria científica ser considerada deve ser testável e fazer previsões verificáveis. 
Ou seja, temos de ser capazes de fazer observações sobre o mundo real que irão apoiá-la ou 
refutá-la. A teoria atômica foi inicialmente especulativa, mas ganhou mais e mais credibilidade 
quando dados de química se amontoaram apoiando a existência de átomos. 
Pelo fato de que uma teoria só é aceita como "verdadeira" quando as suas afirmações e 
predições são testadas repetidas vezes, e repetidamente confirmada, não há um momento em que 
uma teoria científica, de repente, se torna um fato científico. A teoria torna-se um fato (ou uma 
"verdade"), quando tantas evidências se acumulem em seu favor - e nenhuma evidência decisiva 
contra - que praticamente todas as pessoas razoáveis irão aceitá-la. Isso não quer dizer que uma 
teoria "verdadeira" nunca será falseada. Toda verdade científica é provisória, sujeita as 
modificações à luz de novas evidências. Não há um sinal de alarme que dispara para dizer aos 
cientistas que eles finalmente atingiram o ponto final, as verdades imutáveis sobre a natureza. 
Como poderemos testar a teoria da evolução, contra a visão alternativa ainda popular, de 
que a vida foi criada e permaneceu inalterada desde então? Na verdade, existem dois tipos de 
provas. A primeira vem do uso dos seis princípios do darwinismo para fazer predições testáveis. 
Por predições eu não quero dizer que o darwinismo pode prever como as coisas vão evoluir no 
futuro. Em vez disso, prediz o que devemos encontrar em espécies vivas ou antigas, quando as 
estudamos. Aqui estão algumas predições evolutivas: 
 Uma vez que existem restos fósseis de vida antiga, devemos ser capazes de 
encontrar alguma evidência de mudança evolutiva no registro fóssil. As camadas 
mais profundas (e mais antigas) das rochas contém os fósseis de espécies mais 
primitivas e alguns fósseis devem tornar-se mais complexos nas camadas de rocha 
mais jovens, com os organismos semelhantes as espécies atuais sendo encontrados 
nas camadas mais recentes. Devemos ser capazes de ver algumas espécies 
mudando ao longo do tempo, formando linhagens que mostrem "descendência 
com modificação" (adaptação). 
 Devemos ser capazes de encontrar alguns casos de especiação no registro fóssil, 
com uma linha de ascendência dividindo-se em dois ou mais. E ainda devemos ser 
capazes de encontrar novas espécies se formando em estado selvagem. 
 Devemos ser capazes de encontrar exemplos de espécies que ligam grupos 
principais suspeitos de ter ascendência comum, como aves e répteis, peixes e 
anfíbios. Além disso, esses "elos perdidos" (mais apropriadamente chamados 
"formas de transição") devem ocorrer em camadas de rocha que datam do tempo 
em que os grupos divergiram. 
 Devemos esperar que as espécies apresentem variação genética para muitas 
características (caso contrário, não haveria possibilidade de evolução). 
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 A imperfeição é a marca da evolução e não de projeto consciente. Devemos, 
então, ser capazes de encontrar casos de adaptação imperfeita em que a evolução 
não tenha podido alcançar o mesmo grau de otimização que seria possível com um 
criador. 
 Devemos ser capazes de ver a seleção natural atuando na natureza. 
 Além dessas predições o darwinismo também pode ser apoiado pelo que chamo 
retrodições: fatos e dados que não são necessariamente previstos pela teoria da 
evolução, mas só fazem sentido à luz da teoria da evolução. Retrodições são uma 
forma válida de fazer ciência: algumas das provas que sustentam as placas 
tectônicas, por exemplo, só vieram depois que os cientistas aprenderam a ler as 
mudanças antigas na direção do campo magnético da Terra a partir de padrões de 
rochas do fundo do mar. Algumas das retrodições que a evolução suporta (em vez 
de criação especial) incluem padrões de distribuição das espécies na superfície da 
Terra, peculiaridades de como os organismos se desenvolvem a partir de embriões 
e a existência de características vestigiais que não sejam de utilização aparente. 
Todas as evidências - antigas e novas - levam inevitavelmente à conclusão de que a 
evolução é verdade. 
 
Ver Jerry Coyne “Why Evolution is True”. http://jerrycoyne.uchicago.edu/