Mutualismo e coevolução

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Coevolução e Mutualismo 
Coevolução e Mutualismo 
 1859- introdução de 
coelhos em Victoria, 
Austrália 
 1950- vírus do mixoma. 
 Primeira epidemia: 
99,8% 
 Segunda epidemia: 90% 
 Terceira epidemia: 40-
60% 
 
Coevolução e Mutualismo 
 As populações que 
interagem evoluem em 
resposta uma à outra. 
 A susceptibilidade dos 
coelhos europeus na 
Austrália à introdução 
do vírus do mixoma 
declinou depois da 
primeira epidemia. 
 
Coevolução e Mutualismo 
 Coevolução é o processo no qual as 
populações de duas ou mais espécies 
interagem e cada uma pode evoluir em 
resposta àquelas características da outra 
que afetam o seu ajustamento evolutivo 
Coevolução e Mutualismo 
 A coevolução é a evolução interdependente de 
espécies que interagem ecologicamente. 
 As interações podem ser antagonistas (consumidor-
recurso, competição) ou cooperativa (mutualismo). 
 Por ser cada espécie numa dupla coevoluída um 
componente importante do outro, as mudanças em 
uma selecionam respostas adaptativas na outra, e 
vice-versa. 
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 Os agentes cuja influência tem constituído essas 
adaptações são biológicos – eles são 
característicos de organismos vivos. 
 Seus efeitos diferem daqueles de fatores físicos 
no ambiente de duas formas. 
 Fatores biológicos estimulam respostas evolutivas 
mútuas nos atributos das populações que interagem. 
 Os agentes biológicos promovem a diversidade de 
adaptações em vez de promover a similaridade. 
Coevolução e Mutualismo 
 Os antagonistas evoluem em resposta um 
ao outro 
 1964 – Paul Ehrlich e Peter Raven notaram 
que grupos intimamente aparentados de 
borboletas tendiam a se alimentar de espécies 
intimamente aparentadas de plantas 
hospedeiras 
Coevolução e Mutualismo 
 A especificidade 
taxonômica de 
algumas relações 
predador-presa 
sugere uma longa 
história evolutiva 
 Borboleta Heliconius 
Coevolução e Mutualismo 
 Passiflora 
 
 
 
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 As evidências de mudanças evolutivas nos 
sistemas consumidor-recurso têm sido obtidas 
em estudos de laboratório de interações 
hospedeiro-parasitóide. 
 Após períodos de co-ocorrência, as taxas de 
ataque parasitóide decresceram e as 
populações de hospedeiros cresceram, 
aparentemente seguindo a seleção por defesas 
de hospedeiro aprimoradas contra os 
parasitóides. 
Coevolução e Mutualismo 
 1960: Série de experimentos de David 
Pimentel. 
 Estágio pupal da mosca doméstica como 
hospedeiro e a vespa Nasonia vitripennis como 
parasitóide. 
 Em gaiola de população permitiu-se que Nasonia 
parasitasse uma população de moscas, a qual foi 
mantida em quantidade constante por reposição de 
um estoque que não tinha sido exposto à vespa. 
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 Estudos de Pimentel de 
coevolução utilizaram 
um sistema parasitóide-
hospedeiro. 
 A vespa Nasonia, um 
parasitóide de mosca 
doméstica, é mostrada 
aqui depositando ovos 
em uma pupa de mosca 
Coevolução e Mutualismo 
 O experimento clássico de 
Pimentel testado para uma 
resposta evolutiva do 
hospedeiro em relação a um 
parasitóide. 
 A diferença nos tamanhos das 
populações ao fim do 
experimento entre o sistema 
no qual o hospedeiro não 
podia evoluir e o sistema no 
qual ele podia evoluir indicou 
a eficiência da resposta 
evolutiva do hospedeiro 
Coevolução e Mutualismo 
 Resultado: 
 A taxa reprodutiva das vespas na gaiola que permitiu a evolução 
caiu de 135 para 39 filhotes por fêmea, e a longevidade 
diminuiu de 7 para 4 dias. 
 A população parasitóide média também diminuiu (1900 vespas 
adultas contra 3700 no sistema sem evolução) e o tamanho da 
população foi mais proximamente constante do que na gaiola 
sem evolução. 
 Este resultado sugere que as moscas desenvolveram 
resistência aos parasitóides quando submetidas àquele 
intenso parasitismo. 
 
Coevolução e Mutualismo 
 As mudanças 
populacionais no 
sistema parasitóide-
hospedeiro de 
Pimentel reforçaram 
a conclusão de que 
as populações 
evoluem em resposta 
uma à outra. 
 
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 As moscas domésticas e 
as vespas parasitóides 
foram colocadas juntas 
em gaiolas populacionais 
de 30 células. 
 Em uma gaiola (a), a 
população de mosca não 
tinha experiência anterior 
com a vespa; na outra 
(b), a população de 
mosca tinha sido 
previamente exposta ao 
parasitismo da vespa. 
 
Coevolução e Mutualismo 
 Em uma gaiola (a), a 
população de mosca não 
tinha experiência anterior 
com a vespa; na outra 
(b), a população de 
mosca tinha sido 
previamente exposta ao 
parasitismo da vespa. 
 Os números de moscas e 
vespas por célula, bem 
como o padrão do ciclo 
populacional, diferiram 
entre as duas gaiolas 
Coevolução e Mutualismo 
 Estudos nos patógenos de plantações 
revelaram uma base genética simples para 
virulência e resistência que determina os 
resultados das interações parasita-hospedeiro. 
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 A seleção para defesas da presa cresce em 
proporção à taxa de predação, e a seleção para 
eficiência de predador diminui conforme a 
taxa de predação aumenta, logo o predador e a 
presa podem atingir um estado estacionário 
evolutivo em algum nível intermediário de 
predação. 
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 Os experimentos sobre competição entre 
espécies de moscas revelaram reversões de 
capacidades competitivas ao longo de dezenas 
de gerações. Testando as populações contra 
controles não selecionados, os investigadores 
confirmaram mudanças genéticas nas 
populações competidoras. 
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 Pode-se testar se a competição pode resultar 
em divergência evolutiva na natureza através 
da comparação dos atributos ecológicos (ou 
morfológicos relacionados) de uma população 
na presença ou na ausência de um competidor. 
Quando os dois diferem, o padrão é 
denominado de caractere. 
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 O deslocamento de 
caractere é divergência 
de populações 
competidoras ao longo 
do tempo 
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 Os mutualismos são relações que 
beneficiam ambas as partes. 
 Ele pode ser classificado como: 
 Trófico 
 Defensivo 
 Dispersivo 
 
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 No mutualismo trófico, cada parceiro é 
especializado para proporcionar um 
nutriente limitante diferente. 
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 Nos liquens, as algas 
fotossintetizadoras se 
juntam aos fungos que 
podem obter nutrientes 
de substratos difíceis 
como cascas e 
superfícies rochosas 
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 No mutualismo defensivo, um parceiro 
proporciona proteção ou remove 
herbívoros ou parasitas, normalmente em 
troca de alimento. 
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 O mutualismo dispersivo é uma interação 
planta-animal na qual o animal dispersa o 
pólen ou as sementes durante a coleta ou 
processamento do alimento que a planta 
supre. 
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 A estrutura das flores e dos frutoslimita a 
diversidade de animais que executam essa 
função para uma espécie particular de planta, 
dessa forma aumentando a eficiência da 
transferência de pólen e a probabilidade de que 
as sementes atingirão locais adequados para 
germinação e crescimento. 
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 Mutualismo dispersivo: Polinização 
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 Mutualismo dispersivo: 
dispersão de sementes 
 As sementes de muitas 
espécies de plantas são 
amplamente distribuídas 
pelos animais, 
freqüentemente em 
habitats adequados para 
sua germinação e 
crescimento. 
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 A análise das vias 
biossintetizadoras de 
compostos secundários 
mostrou que as plantas 
podem desenvolver 
defesas químicas 
crescentemente tóxicas 
em resposta à pressão 
dos herbívoros. 
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 Quando as variações nestas vias e uma 
resistência de insetos aos químicos são 
sobrepostas às relações taxonômicas em cada 
grupo, pode-se inferir a história evolutiva de 
uma interação planta-inseto. 
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 A interação entre a 
mariposa-da-iúca e as 
iúcas é um mutualismo 
obrigatório no qual a 
mariposa poliniza a 
planta, mas sua larva 
consome as sementes 
em desenvolvimento. 
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 Tanto a mariposa como a 
iúca têm especializações 
que promovem esta relação, 
mas as análises filogenéticas 
mostram que algumas 
adaptações da mariposa 
estão presentes em parentes 
próximos que não são 
mutualistas das iúcas. Tais 
atributos são chamados de 
pré-adaptação.