Aula 02 Organismos Cenário Evolutivo

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Aula 02: Organismos- 
Cenário Evolutivo 
Profª Dra. Déborah Praciano 
de Castro 
O que veremos nessa aula? 
Organismos: 
Cenário 
Evolutivo 
Seleção 
Natural e 
Adaptação 
Especialização 
em nível 
intraespecífico 
Especiação 
Fatores 
históricos 
O que é Ecologia? 
“Ciência capaz de compreender a 
relação do organismo com o seu 
ambiente” (Ernst Haeckel, 1866) 
O que é Ecologia? 
“Ciência capaz de compreender a 
relação do organismo com o seu 
ambiente” (Ernst Haeckel, 1866) 
Relação Evolutiva 
Ecologia Evolução 
“Em biologia, nada tem sentido, 
exceto à luz da evolução.” 
 
 (Theodosius Dobzhansky) 
Ecologia Evolução 
1. Por que algumas 
espécies vivem em 
determinados 
ambientes? 
2. Por que elas não 
vivem em outros 
tipos de hábitat? 
 
Indagações em ecologia 
Ecologia Evolução 
“Organismo X é adaptado a...” 
 
 
O que isso significa? 
Adaptação 
Ecologia Evolução 
“Organismo X é adaptado a...” 
 
O que isso significa? 
Adaptação 
Organismos possuem características que 
lhes permitem viver em um ambiente. 
Ecologia Evolução 
“Organismo X é adaptado a...” 
 
O que isso significa? 
Adaptação 
Organismos possuem características que 
lhes permitem viver em um ambiente. 
Como essas características 
foram adquiridas? 
Ecologia Evolução 
“”x é adaptado a viver 
em Y” 
 
Ambiente Y estabeleceu 
forças de seleção 
natural que afetaram a 
vida de ancestrais de X 
e, assim, moldaram a 
evolução de X. 
Adaptação= Mudança genética 
Charles Darwin 
 (1809-1882) 
 
 Avô paterno: Erasmus Darwin 
– médico, cientista e poeta. 
 Pai: Robert Darwin – médico. 
 Iniciou e não concluiu a 
faculdade de Medicina. 
 Estudou Teologia em 
Cambridge. 
 Cientista e naturalista. 
 Fixista 
Evolução Biológica 
Viagem no Beagle (1831-1836) Galápagos 
Evolução Biológica 
• Salvador: 28/02/1832 e 
01/06/1836 
• Rio de Janeiro: abril a 
julho de 1832. 
Evolução Biológica 
Ecologia Evolução 
Teoria da evolução por seleção 
natural é uma teoria ecológica. 
Evolução Biológica 
Ecologia Evolução Evolução Biológica: Proposições 
1 
• Indivíduos que constituem 
uma população de uma 
espécie não são idênticos 
Ecologia Evolução Evolução Biológica: Proposições 
Nunes, I; Loebmann, D; Cruz, CAG; 
Haddad, CFB. (2015). Advertisement call, 
colour variation, natural history, and 
geographic distribution of Proceratophrys 
caramaschii (Anura: Odontophrynidae). 
Salamandra 51:2, 103-110. 
Ecologia Evolução Evolução Biológica: Proposições 
1 
• Indivíduos que constituem 
uma população de uma 
espécie não são idênticos 
2 
• Ao menos parte dessa 
variação é hereditária. 
Ecologia Evolução Evolução Biológica: Proposições 
Ecologia Evolução Evolução Biológica: Proposições 
3 
• Todas as populações 
têm a potencialidade de 
povoar toda a terra. 
 
• Potencial Biótico reprodutivo: Aumento quantitativo de 
indivíduos independentemente da resistência do meio 
Quantidade de prole em cada ato + Número 
de eventos reprodutivos em dado tempo. 
Evolução Biológica: Proposições 
Um único casal de 
pássaros chocando 6 
ovos/ano, com 
resistência do ambiente 
(Ra)= 0 e Razão sexual 
(Rs)= 0,5 produzirá 
quantos filhotes ao final 
de 15 anos? 
Evolução Biológica: Proposições 
Um único casal de 
pássaros chocando 6 
ovos/ano, com 
resistência do ambiente 
(Ra)= 0 e Razão sexual 
(Rs)= 0,5 produzirá 
quantos filhotes ao final 
de 15 anos? 
14. 348. 907 
Evolução Biológica: Proposições 
Charles 
Darwin 
“Não há exceção à regra de que 
cada ser orgânico naturalmente 
aumenta numa taxa tão alta que, se 
não destruído, a Terra rapidamente 
seria coberta pela progênie de um 
único casal” 
 
Evolução Biológica: Proposições 
Evolução Biológica: Proposições 
Evolução Biológica: Proposições 
Ecologia Evolução Evolução Biológica: Proposições 
3 
• Todas as populações têm a 
potencialidade de povoar 
toda a terra. 
4 
• Ancestrais diferentes 
deixam números diferentes 
de descendentes 
Ecologia Evolução Evolução Biológica: Proposições 
5 
• O número de descendentes deixados 
por uma indivíduo depende, não 
inteiramente, mas de maneira 
decisiva, da interação entre as 
características do indivíduo e seu 
ambiente.. 
AMBIENTE 
Atua sobre a 
variabilidade 
Adaptação 
passiva 
DARWIN Seleção 
Natural 
Evolução Biológica: Proposições 
Alguns indivíduos tenderão a sobreviver, a se 
reproduzir melhor e a deixar mais descendentes do 
que outros. 
Ecologia Evolução Quem é o mais apto? 
Aptidão= Número de descendentes 
Ecologia Evolução Quem é o mais apto? 
Indivíduos mais aptos em uma população são aqueles que deixam 
um número maior de descendentes relativamente ao número de 
descendentes deixados por outros indivíduos da população. 
Ecologia Evolução Perfeição evolutiva? 
Ecologia Evolução Perfeição evolutiva? 
Processo evolutivo atua sobre a variabilidade 
genética disponível. 
Ecologia Evolução Perfeição evolutiva? 
Processo evolutivo atua sobre a variabilidade 
genética disponível. 
Organismos 
se ajustam 
ao ambiente 
Mais aptos 
entre os 
disponíveis 
Mais aptos 
até o 
momento 
Ecologia Evolução Perfeição evolutiva? 
Bagagem evolutiva 
Ecologia Evolução Perfeição evolutiva? 
Ajustes precisos entre um organismo e seu 
ambiente também podem ser vistos como restrições. 
Ecologia Evolução Especialização em nível intraespecífico 
Mundo natural= 
Continuum de tipos de 
organismos 
Limites entre um tipo 
de organismo e outro 
Variação dentro de 
espécies 
Ecologia Evolução Especialização em nível intraespecífico 
Ecologia Evolução Especialização em nível intraespecífico 
Evolução força as características de populações a divergirem uma das 
outras somente se: 
Existe suficiente variabilidade 
hereditária sobre a qual a 
seleção pode atuar. 
Forças que favorecem a 
divergência são fortes o 
bastante para se oporem ao 
cruzamento e à hibridação de 
indivíduos de diferentes 
locais. 
Ecologia Evolução Especialização em nível intraespecífico 
Populações de organismos sésseis são expostas a forças de seleção 
natural de uma forma peculiarmente intensa. 
Ecologia Evolução Especialização em nível intraespecífico 
Diferenciação é mais evidente em organismos que são móveis durante 
a maior parte da sua vida. 
Ecologia Evolução Especialização em nível intraespecífico 
Contraste evidente em 
ambientes de costa 
marinha 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Ecótipos 
Arabis fecunda 
Erva perene rara encontrada 
nos EUA 
Solos de afloramentos 
calcários no oeste de 
Montana 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Ecótipos 
Arabis fecunda 
Erva perene rara encontrada 
nos EUA 
Solos de afloramentos 
calcários no oeste de 
Montana 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Ecótipos 
Arabis fecunda 
Erva perene rara encontrada 
nos EUA 
Solos de afloramentos 
calcários no oeste de 
Montana 
19 populações separadas 
em dois grupos por uma 
distância de 100 km² 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Ecótipos 
Plantas de altitude baixa e elevada foram cultivadas juntas no mesmo 
jardim. Plantas de altitude baixa foram mais tolerantes à
seca. 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Ecótipos 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Ecótipos 
Peixes 
mugilídeos 
Fortunato (2017) 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Polimorfismo genético 
Variação dentro da população 
Ocorrência simultânea no mesmo habitat de suas 
ou mais formas descontínuas de uma espécie, em 
uma proporção tal que a mais rara delas não pode 
ser mantida meramente por mutação recorrente 
ou imigração (Ford, 1940) 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Polimorfismo genético 
1. Heterozigotos podem ter 
uma maior eficácia biológica 
 Em áreas com alta 
frequência de malária os 
indivíduos heterozigotos 
levam vantagem e são 
maioria na população, pois 
o Plasmodium ataca as 
hemácias anormais, mas 
não consegue completar 
seu ciclo e não causa a 
doença. 
Anemia Falciforme em regiões de malária 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Polimorfismo genético 
1. Heterozigotos podem ter uma maior eficácia 
biológica 
2. Podem haver gradientes de forças seletivas 
favorecendo uma forma em um extremo do 
gradiente e outra forma no outro extremo. 
3. Pode haver uma seleção dependente de 
frequência, em que cada um dos morfos de uma 
espécie é mais apto quando é o mais raro. 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Polimorfismo genético 
1. Heterozigotos podem ter uma maior eficácia 
biológica 
2. Podem haver gradientes de forças seletivas 
favorecendo uma forma em um extremo do 
gradiente e outra forma no outro extremo. 
3. Pode haver uma seleção dependente de 
frequência, em que cada um dos morfos de uma 
espécie é mais apto quando é o mais raro. 
4. As forças seletivas podem atuar em direções 
distintas dentro das diferentes zonas da 
população. 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Polimorfismo genético 
Distinção entre ecótipos locais e populações 
polimórficas nem sempre é evidente 
Ecologia Evolução 
Especialização em nível intraespecífico: 
Pressão de seleção provocadas pelo homem 
Exemplos mais dramáticos de especialização 
local pressão de seleção causada pelo homem 
Poluição ambiental 
Melanismo Industrial 
Ecologia Evolução Especiação 
O que justifica considerar a elevação de duas 
populações ao status de espécies? 
Qual o processo pelo qual duas espécies novas 
são formadas a partir de uma espécie original? 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Ecologia Evolução Especiação 
Brachycephalus 
pitanga 
Bornschein et 
al., 2016 
Ecologia Evolução Especiação 
Brachycephalus 
pitanga 
Bornschein et 
al., 2016 
Ecologia Evolução Fatores históricos 
Espécies vivem em um lugar por razões que com 
frequência são, ao menos em parte, acidentes da 
história. 
Ecologia Evolução Fatores históricos: Padrões insulares 
Espécies em ilhas são ligeira ou profundamente 
diferentes daquelas da área continental 
1. Organismos limitados aos tipos cujos ancestrais 
conseguiram se dispersar e chegar nela. 
2. A taxa de mudança evolutiva em uma ilha pode ser 
rápida o bastante para superar os efeitos do 
intercâmbio de material genético. 
Ecologia Evolução Fatores históricos: Padrões insulares 
Ecologia Evolução Fatores históricos: Padrões insulares 
Ecologia Evolução 
Fatores históricos: Movimentos de massas 
terrestres 
Ecologia Evolução 
Fatores históricos: Movimentos de massas 
terrestres 
Ecologia Evolução 
Fatores históricos: Movimentos de massas 
terrestres 
Ecologia Evolução 
Fatores históricos: Movimentos de massas 
terrestres 
Ecologia Evolução 
Fatores históricos: Movimentos de massas 
terrestres 
Ecologia Evolução 
Fatores históricos: Movimentos de massas 
terrestres 
Ecologia Evolução 
Fatores históricos: Movimentos de massas 
terrestres 
Ecologia Evolução Fatores históricos: Mudanças climáticas 
Mudanças climáticas ocorrem em escalas 
temporais mais curtas do que os movimentos de 
massas terrestres. 
Filogeografia 
Avise et al. (1987) 
• Estudo dos princípios e processos que determinam a 
distribuição geográfica das linhagens genealógicas; 
• Como os organismos responderam historicamente às 
mudanças da paisagem? 
Filogeografia 
1º estudo filogeográfico 
realizado em enclaves 
florestais da Caatinga. 
Carnaval, A. C.; Bates, J. M. (2007). Amphibian DNA Shows Marked Genetic Structure and Tracks 
Pleistocene Climate Change In Northeastern Brazil. Evolution. 61 (12): 2942-2957. 
Anfíbios 
Filogeografia 
Carnaval, A. C.; Bates, J. M. (2007). Amphibian DNA Shows Marked Genetic Structure and Tracks 
Pleistocene Climate Change In Northeastern Brazil. Evolution. 61 (12): 2942-2957. 
Anfíbios 
Coletas de Tecido 
 
Extração de DNA 
 
Sequenciamento de genes 
nucleares e mitocondriais 
 
Comparação com 
sequências GenBank 
 
Rede de háplótipos 
 
Filogeografia 
Carnaval, A. C.; Bates, J. M. (2007). Amphibian DNA Shows Marked Genetic Structure and Tracks 
Pleistocene Climate Change In Northeastern Brazil. Evolution. 61 (12): 2942-2957. 
Anfíbios 
Expansões populacionais durante os máximos pluviais do 
Pleistoceno. 
Filogeografia 
Carnaval, A. C.; Bates, J. M. (2007). Amphibian DNA Shows Marked Genetic Structure and Tracks 
Pleistocene Climate Change In Northeastern Brazil. Evolution. 61 (12): 2942-2957. 
Divergências populacionais durante os períodos mais secos. 
Aula 03: Condições e 
Recursos 
Profª Dra. Déborah Praciano 
de Castro