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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS CAMPUS DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - HENRIQUE SANTILLO CIÊNCIAS BIOLÓGICAS / 3° PERÍODO HIST. PENS. BIOLÓGICO – Cleiber Marques Vieira ARYANA COSTA DE CASTRO Síntese Monográfica dos capítulos 1 e 2 do livro “Por que a evolução é uma verdade” de Jerry A. Coyne Anápolis 2018 “Pelo meu trabalho seria lançada luz sobre a origem do homem e sua história”. (Charles Robert Darwin) A evolução é importante pois nos faz entender melhor sobre a natureza, sobre nós, seres humanos, de onde viemos, para onde vamos, qual nossas bases genéticas, e qual nossa árvore filogenética. Mas para isso houve muita luta dos naturalistas quando começou os estudos, vendo que tudo começou quando a religião era a única verdade e os princípios da evolução chocavam com o da igreja, sendo o próprio Darwin religioso e tinha muito medo de ser excomungado com suas teorias. Quando olhamos para natureza parece que tudo se encaixa perfeitamente, e que tudo foi criado já daquele jeito, um gafanhoto da cor da grama, o bicho-pau que se parece um galho e se camufla, a falsa coral que engana seus predadores mesmo não sendo venenosa, dentre outras perfeições. E quem as criou? A maior força existente que comada tudo e quem fez tudo já perfeitamente (fixismo) não precisando de mudanças – Deus. Lamarck quem foi um dos primeiros a questionar as crenças deístas, já propondo a evolução das espécies, dizendo que ambiente produzia necessidades e atividades no organismo, e estas faziam com que houvessem variações adaptativas. Para ele, as modificações ganhadas ao longo da vida, passava para os descendentes (ALMEIDA e FALCÃO, 2010), apesar de hoje sabermos que ele estava equivocando em suas colocações. Darwin foi o primeiro a utilizar dados da natureza, estudando pombos e tentilhões (imagem 1), para convencer as pessoas de que a evolução era um fato (apesar de nunca ter usado a palavra “evolução”) e sua ideia da seleção natural era realmente nova. Em sua teoria ele nega o fixismo das espécies, que era pregado na época, rompendo definitivamente com pensamentos anteriores ao explicar em seu livro “A origem as espécies” o mecanismo de como se dá a evolução: o meio seleciona os mais aptos a sobreviver ali, ao longo do tempo, e esses se reproduzem transmitindo suas características vantajosas aos seus descendentes. E os menos aptos são eliminados gradualmente. E assim rompendo com a ideia anterior de um mundo estável e constante, novas espécies não eram “criadas”, mas derivadas de ancestrais comuns (inclusive o homem), e a adaptação de cada espécie é regida de modo contínuo pelo processo de seleção natural. Imagem 1 - fonte: http://labs.icb.ufmg.br/lbem/aulas/grad/evol/darwin/tentilhoes.html. Como mostra a imagem, a partir de um ancestral foram surgindo espécies diferentes de acordo com a seleção que o meio fez com a disponibilidade de um tipo x de alimento, favorecendo hora espécies com bicos grandes, hora com bicos pequenos quando o tipo de alimento era mudado, assim selecionando novas características originando uma nova espécie. A maior contribuição intelectual de Darwin não foi, como é geralmente pensado, a teoria da evolução, mas a ideia da seleção natural. Ela envolve a combinação de duas forças – chance e necessidade – essenciais para explicar, de forma natural, a emergência e evolução das diversas formas de vida e da Terra (ALMEIDA e LARENTIS, 2009). E mesmo depois de anos, com estudos mais aprofundados sobre a evolução, e com o descobrimento da genética ainda há pessoas que interpretam a evolução de forma erroneamente. De qualquer forma, a moderna teoria da evolução não é tão difícil de entender, podendo ser resumida na seguinte sentença: a vida na Terra evoluiu gradualmente a partir de uma espécie primitiva que viveu há mais de 3,5 bilhões de anos; que se ramificou ao longo do tempo, descartando muitas espécies novas e diferentes; e o mecanismo para a maior parte (mas não todas) dessas mudanças evolucionárias é a seleção natural. Dividindo essa frase, descobre-se que ela é um conjunto de seis componentes diferentes: evolução, gradualismo, especiação, ancestralidade comum, seleção natural e mecanismos não seletivos de mudança evolucionária. Examinaremos cada uma dessas partes. A primeira é a própria ideia de evolução. Significando simplesmente que uma espécie passa por mudanças genéticas ao longo do tempo. Ou seja, ao longo de várias gerações uma espécie pode sofrer uma mudança em seu DNA que ao invés de ser prejudicial, acaba sendo uma mudança positiva para aquele ser e ao se reproduzir e gerar descendentes com aquela mutação, ela será passada e com o passar do tempo se a característica for tão vantajosa a ponto dos indivíduos que a possuem viverem mais, reproduzirem mais e serem mais fortes em competições, aguentando mais mudanças do ambiente pode ser gerada uma nova espécie que apesar de gerada a partir daquela já não é mais a mesma por possuir uma característica diferente e ainda, aquela antiga pode ser extinta por não dar conta de competir com a nova espécie formada. Tanto que as espécies de animais e plantas que vivem hoje não estavam por aqui no passado, mas são descendentes daquelas que viveram antes. Os humanos, por exemplo, evoluíram de uma criatura similar ao macaco, mas não idêntica aos macacos de hoje (Imagem 2), e como sabemos também houveram outros hominídeos antes de nós que também já se extinguiram. Mas nem todos evoluem na mesma intensidade e rapidez, tem espécies, hoje, que não mudou muito com o passar do tempo, como o caranguejo-ferradura e as árvores Gingko, que praticamente não mudaram em milhões de anos. Já espécies como a baleia, os humanos e os répteis mudaram rapidamente, tanto que o ancestral das cobras possuía patas que não foram selecionadas. Imagem 2 – fonte: https://www.mesalva.com/enem-e-vestibulares/extensivo-medicina-2017/ciencias-da-natureza-e-suas-tecnologias. A segunda parte da teoria é a ideia de gradualismo. Para que se produza uma mudança evolutiva que seja valiosa é preciso que várias gerações passem, se adaptem e se reproduzem, e para isso pode demorar milhares de anos, assim como a evolução de anfíbios a partir de peixes. Como sabemos os anfíbios ainda são dependentes da água para reprodução e para a fase da vida larval. A evolução de novos caracteres, como total independência de água e a capacidade de não depender da temperatura ambiente distinguem aves e mamíferos dos répteis, por exemplo. Porém, claro que existem mudanças rápidas, como por exemplo, em populações de bactérias e outros micróbios que possuem tempo de vida curta e reprodução rápida, podem ter uma grande evolução num período de tempo curto. Assim como as bactérias e vírus que foram sendo selecionados por nós, pelo fato de tomarmos remédios por tempo errado e não pelo recomendado, que foram matando as mais fracas e apenas uma que existia mais forte na população ficou, e por não ter mais competição após as fracas morrerem, se reproduziu aumentando a população de fortes e diminuindo a de fracas cada vez mais, o chamado Processo Evolutivo em Ação (FAVRETTO, 2014). Já os próximos tópicos: especiação e ancestralidade comum são partes da mesma moeda. Especiação significa a evolução do isolamento reprodutivo entre duas populações e por ser evolução haverá um ancestral comum. Mesmo o isolamento reprodutivo não sendo um evento sempre crucial, ele é um evento-chave para a origem de uma nova espécie. Apesar de sermos milhares de diferentes espécies compartilhamos algo em comum – um DNA que tem um padrão de código que age do mesmo modo em todos os seres vivos, isto é, na produção de proteínas, por exemplo. Até mesmo porque muitas espécies nem sempre se distinguem pelas características genéticas e ecológicas, mas por serem reprodutivamente isoladas (RIDLEY, 2006). Um exemplo disso, é como existem répteis hoje que não são os parentes mais próximos dos dinossauros (um tipo de réptil – lagarto terrível), massim as aves, pássaros e galinha. O grupo Dinosauria é composto pelo ancestral comum mais recente dos grandes dinossauros, juntamente com todos os seus descendentes, que inclui animais como o Tyranossaurus, o Velociraptor, o Stegosaurus, o Galimimus e o Microraptor, e todas as demais aves, das extintas às recentes (SANTOS, 2008), como mostra na imagem a seguir. Imagem 3 – fonte: Por que a evolução é uma verdade, Coyne. Com a imagem podemos analisar que X e Y possuem um mesmo ancestral comum, sendo que o grupo derivado Y é um ancestral comum que deu origem aos répteis terópodes, pequenos dinossauros bípedes e leves que locomovem-se rapidamente, e também às emas, avestruzes e outras aves. E um outro único ancestral comum X que deu origem aos répteis atuais, como cobras e lagartos. O que aconteceu foi que por algum motivo separaram-se geograficamente, cada um seguiu um rumo, e pelo ambiente ocorreram mudanças que foram passadas gradualmente as próximas gerações, tornando X e Y impossível de se cruzar, e assim tornando espécies diferentes. Mas as espécies nem sempre se separarão. Se chegarem a separar ou não, depende, se irá existir circunstâncias que permitam às populações evoluírem suficientes diferenças por causa do meio ou outras coisas que as tornem incapazes de se cruzar entre si. Mas uma espécie, ao dividir-se em duas, duplica o número de oportunidades para futura especiação, com isso o número de espécies pode aumentar exponencialmente. Existem três tipos de especiação: geográfica alopátrica, parapátrica ou simpátrica, todas podem se distinguir de acordo com as relações geográficas entre o ancestral e a nova espécie (imagem 4). Se uma nova espécie evoluir em uma população geograficamente contígua de seu ancestral, é a especiação parapátrica (a). Já se a nova espécie evoluir isolada do ancestral, é chamada de alopátrica (b). Mas se a nova espécie evolui no mesmo âmbito geográfico de sua ancestral, simpátrica (c). Imagem 4 – fonte: http://biologoemcena.blogspot.com/2010/12/topicos-sobre-evolucao-parte-iv.html Na realidade, o arranjo aninhado da vida foi reconhecido bem antes de Darwin. Linnaeus em 1735, já havia começado a classificar animais e plantas, descobrindo que eles se encaixavam coerentemente no que foi chamado de uma classificação “natural”, e por isso ainda se vê a sigla “L” em diferentes espécies. Surpreendentemente, diferentes biólogos chegaram quase aos mesmos agrupamentos mesmo sem o conhecimento do DNA e da genética. Isso significa que os agrupamentos não são artefatos subjetivos produzidos por uma necessidade humana de classificar, mas nos falam de algo real e fundamental a respeito da natureza e de toda árvore evolucionária dos seres vivos. Mas só com Darwin, para mostrar que o arranjo aninhado da vida é justamente o que a evolução prevê, que fomos de fato entender tudo. Criaturas com ancestrais comuns recentes compartilham muitos traços, enquanto aquelas cujos ancestrais comuns estão num passado distante são mais dessemelhantes. A classificação “natural” é por si uma forte evidência da evolução, só podendo ocorrer, então, com espécies vivas. A quinta parte é a ideia de seleção natural, a base de toda teoria de Darwin. Na verdade, existe, entretanto, um outro nome que diversas vezes aparece associado ao de Darwin: Alfred Russel Wallace (1823-1913). Considera-se que os dois naturalistas chegaram independentemente à concepção de seleção natural e que suas teorias de evolução são bastante similares, inclusive, quando Wallace escreveu sua carta à Darwin ele quase desistiu de publicar, pois nem havia terminado sua teoria e Wallace tinha resumido tudo em poucas páginas, porém acabou que ambos comunicaram conjuntamente seus resultados à Linnean Society de Londres. Lendo suas publicações, notamos que ambos fizeram referência à luta pela existência que existe na natureza, onde o indivíduo melhor adaptado sobrevive e deixa descendentes, enquanto que o menos adaptado deve sucumbir e sua variedade ou espécie entrar, posteriormente, em extinção (CARMO e MARTINS, 2006). Mas Darwin acabou ganhando mais crédito porque em “A origem das espécies” ele trabalhou a ideia de seleção com grande detalhamento, fornecendo provas dela, e ainda explorou suas muitas consequências. A teoria era revolucionária e apavorante, mais apavorante, na verdade, e tudo porque explicando o projeto evidente na natureza por meio de um processo puramente materialista, que não requer a criação ou a orientação de forças sobrenaturais, estava questionando, assim, totalmente as ideias que a igreja pregava podendo ela, então perder todo seu crédito e seus fiéis. O que no fim levou a igreja odiar Darwin, e mesmo assim quando morto foi enterrado dentro da igreja em que frequentava. E o que Darwin quis explicar é que se uma espécie difere geneticamente de uma outra e algumas dessas diferenças afetam a capacidade individual de sobreviver e se reproduzir em seu ambiente, então na geração seguinte os genes “bons” que levam a uma sobrevivência e reprodução maiores terão relativamente mais cópias do que os genes “não tão bons”. Com o tempo, a população pouco a pouco se tornará mais e mais adequada ao seu ambiente, conforme mutações mais úteis surjam e se espalhem pela população, enquanto as mutações deletérias serão excluídas. Em última instância, esse processo produz organismos que são bem adaptados a seus habitats e modos de vida, podendo tornar até outra espécie e levar a extinção de outras. Com o tempo, se algo mudar no meio e haver um organismo com uma mutação que será apta de novo, esse processo ocorrerá novamente. Em milhares de anos pode acontecer milhares de vezes, porém só sendo percebida depois. Portanto, a seleção natural não produz perfeição – faz apenas melhorias em relação ao que já ocorreu e existiu antes. Ela produz uma espécie mais apta que a anterior e não a mais apta possível, pois são as mudanças que seleciona a característica e nem sempre elas acontecem. E, embora a seleção dê a aparência de um projeto, esse projeto pode com frequência ser imperfeito. Por ironia, é nessas imperfeições que encontramos provas importantes da evolução. Isso tudo nos leva ao último ponto da teoria, que são os processos outros, que não a seleção natural, que podem causar mudanças evolucionárias. Um dos mais importantes são as simples mudanças aleatórias na proporção de genes, causadas pelo fato de diferentes famílias terem número de descendentes diferente, que ao se reproduzirem no processo de crossing-over podem haver mutações que no fim podem ser positivas. Isso leva a uma mudança evolucionária que, por ser aleatória, não tem nada a ver com adaptação. No entanto, o impacto será menor pois esta não tem o poder de moldar como a seleção molda. Sendo essas as seis partes da teoria, que podem ser interligadas ou não, dependentes ou independentes umas das outras. Apesar de todo estudo depois de mais de 150 anos sobre a evolução, a genética e a filogenia ainda há pessoas que acreditam que a evolução exista, mas que seu principal causador não seja a seleção natural. Apesar dela ser como toda teoria é, muito mais do que uma mera especulação sobre como as coisas são, é um grupo de proposições bem consideradas e estudadas que têm o propósito de explicar fatos sobre o mundo real. Uma teoria também deve ser testada, e é preciso vários testes que provem repentinamente o mesmo resultado. Sendo assim uma teoria não “vira” uma teoria da noite para o dia, o processo é demorado e muito bem testado do modo como pode ser. Todavia na biologia nem tudo tem como ser provado com testes, criando então novos modos de provas das nossas teorias, como provas do mundo real assim como Darwin fez, os fósseis. Em A origem das espécies, Darwin apresenta não só evidências que apenas apoiam a evolução, não obstante ao mesmo tempo refutam o criacionismo. Na época de Darwin, a evidência para suas teorias era convincente, mas não era totalmente decisiva. Podemos dizer, então, que a evolução era uma teoria (mesmo sendo uma teoria com forte sustentação)quando foi proposta por Darwin e desde 1859 se foi graduando até alcançar o status de “fato” conforme mais e mais evidência se reuniu em seu apoio. A evolução ainda é chamada de “teoria”, mas é uma teoria que também é um fato. Uma das provas da teoria de que a vida não foi criada pronta sem alterações desde então, são os vestígios fósseis das vidas antigas, que ao estudarmos podemos analisar as diferenças que existiram. Para os biólogos, fósseis são tão valiosos como pó de ouro. Sem eles, teríamos apenas um esboço da evolução. Ficaríamos restritos ao estudo de espécies vivas e a tentar inferir relações evolucionárias por meio de similaridades de forma, desenvolvimento e sequência de DNA, também nunca saberíamos da existência de espécies que já foram extintas e nem saberíamos os ancestrais das espécies existentes, só saberíamos as relações de proximidades dos que ainda existem. Desde Aristóteles usavam-se os fósseis, mas sem saber seu verdadeiro e total significado. Os fósseis são vestígios ou restos de organismos (imagem 5), que marcam o registro de uma longa história da vida sobre nossa Terra, ela remonta 3,8 bilhões de anos, durante o qual a vida se diversificou, continentes surgiram e desapareceram, bem como catástrofes aconteceram levando a várias extinções em massa, mudanças climáticas e toda modificação na fauna e flora. Imagem 5 – fonte: http://www.morphographic.com/ Para seu estudo é preciso de muitos exemplares, ordem cronológica, e o local de onde foi recolhido. A formação de fósseis é óbvia, porém requer um conjunto muito específico de circunstâncias. Primeiro, deve se ter em mente que o animal ou planta pode ser soterrado vivo por alguma circunstância, mas na maioria o animal ou planta morre, é soterrado, será retrabalhado (ou não) com o transporte pelo vento, soterramento final, depois vem a fossildiagênese (a fossilização propriamente dita), soerguimento e depois a coleta (imagem 6). Imagem 6: processo de fossilização. Fonte -http://ufrr.br/lapa/index.php?option=com_content&view=article&id=%2081 Geralmente o que é fossilizado é somente a parte dura dos organismos que serão infiltradas e substituídas por minerais, vísceras são raras de se fossilizar por serem mais moles (CARVALHO, 2011). E por esse motivo, há esse abismo gigante sobre o pouco que sabemos e estudos com a imensidão que está escondida nesses fósseis, pois as vezes o que está contido nessas partes são relativamente informações menos importantes. Ossos, dentes, esqueletos de insetos e crustáceos, e grão de pólen estão entre os tipos de fósseis mais achados. Depois de formado o fóssil precisa aguentar os diversos eventos que podem ocorrer até sua descoberta (o que pode demorar), como deslocamentos, aquecimentos, tempestades e esmagamentos da crosta. Isso quando ainda soterrados. Porém os fósseis também podem ser destruídos se expostos antes da hora, pelo vento, água ou até por novos sedimentos que vão sendo formados. Além do mais na hora da coleta é preciso ter cuidado ao tentar quebrar a rocha sedimentar, pois se for feito de modo errado, o fóssil pode ser quebrado. E por esse motivo, o registro fóssil não é completo e muito menos temos fósseis de todas as espécies que já existiu, ou de todas as espécies que são fósseis vivos (não se alterou com o tempo), não tendo como provar muitas coisas, nem estudar mais sobre a história da Terra. Esses registros sempre foram importantes porque, se espécies são originárias de outras através de mutações, deve haver vários fósseis de animais intermediários entre uma espécie e outra (MELLO, 2014), como o fóssil do Tetrapodophis, ancestral do Cretáceo, com patas, das serpentes (imagem 7). Imagem 7 – fonte: Vertebrados: Anatomia comparada, função e evolução, Kardong. Mas esses fósseis nunca foram totalmente achados e, por isso, Darwin não deu tanto importância como devia, na época. Justamente porque não tínhamos fósseis suficientes, não sabíamos como estuda-los, para achar os “elos perdidos” entre os grandes fósseis que pudessem documentar a mudança evolucionária, assim como Darwin descreveu. Os fatos funcionam com o princípio de superposição e outros, os fósseis de camadas de rocha mais abaixo são sempre os mais antigos, enquanto os mais superficiais são mais novos. E os fósseis achados na mesma camada em uma rocha, mas em locais diferentes, também possuem a mesma idade. Os fósseis mais novos devem se parecer mais com as espécies existentes, porém lembrando que para ser fóssil é preciso ter 11 mil anos, se não é sub-fóssil. Também há o Princípio da Sucessão Faunística, que fala que os grupos fósseis animais ou vegetais, que ocorrem no registro geológico, segue uma ordem determinada que não varia, de modo que, se esta ordem é conhecida, é possível determinar a idade relativa entre camadas a partir de seu conteúdo fossilífero (ZUCON, 2014). Também é possível identificar a idade deles com os minérios radioativos encontrados nas rochas que decaem de acordo com sua meia vida, e se essa meia vida for conhecida, é possível datar os fósseis através deles. Com isso, não devemos considerar a idade de um fóssil de acordo com sua aparição, e devemos ter em mente que, as espécies aparecem de forma gradual, de fato ocorrendo uma evolução, e não “do nada”, teve um grande processo evolutivo de indas e vindas para répteis evoluírem para mamíferos, tendo ancestrais comuns que podem ter morrido ou não. REFERÊNCIAS ALMEIDA, V.A.; FALCÃO, J.T.R. As teorias de Lamarck e Darwin nos livros didáticos de biologia no Brasil. Revista: Ciência & Educação, v. 16, n. 3, p. 649-665, 2010. ALMEIDA, R.V.; LARENTIS, A.L. Epistemologia de Gaston Bachelard. 2010. CARMO, V.A.; MARTINS, L.A.C.P. Charles Darwin, Alfred Russel Wallace e a seleção natural: um estudo comparativo. Revista: Filosofia e História da Biologia, v. 1, p. 335-350, 2006. CARVALHO, I. S. Paleontologia. 3. ed. 2. v. Rio de Janeiro: editora Interciência. 2011. p. 531. FAVRETTO, M. A. Por que entender a evolução pode salvar sua vida? Revista: REB, v. 7. n. 1. 71-80, 2014. KARDONG, K. V. Vertebrados: Anatomia Comparada, Função e evolução. 4. ed. Madrid: Mc Graw Hill, 2007. MELLO. O evolucionismo e seus problemas. Goiânia: Revista de Teologia da Faculdade FAIFA. v. 6. n. 1, 2014. RIDLEY, M. Evolução. 3. ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. p. 752. SANTOS, C. M. D. Os dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para a sistemática biológica. 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