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EVOLUÇÃO BIOLÓGICA CONCEITO Processo pelo qual os seres vivos se diversificaram ao longo do tempo dando origem às espécies atuais ou já extintas, sendo consequência da adaptação destes ao ambiente onde vivem. O gafanhoto é verde porque vive na grama ou vive na grama porque é verde? Afinal como tudo começou? TEORIAS EVOLUTIVAS TEORIA CRIACIONISTA Todas as espécies foram criadas por um ato divino, de acordo com os livros sagrados de diversas religiões; FIXISMO é uma complementação do criacionismo, que a forma que todas as espécies sempre foram as mesmas desde o princípio dos tempos, não tendo sofrido qualquer modificação, sendo fixas e imutáveis. Argumento contrário: fósseis. Catastrofismo (Cuvier)... Os fósseis seriam restos alterados de espécies iguais às existentes mortos por grandes catástrofes (dilúvio). "Não se preocupe tanto com a exatidão – ninguém vai aceitar tudo isso literalmente." Aristóteles (no século IV A.C.) foi o grande divulgador da idéia de geração espontânea, porem esta crença já existia em povos antigos da China, Índia e Egito em tempos remotos. Apesar disso não dispensavam a possibilidade de um “arquiteto” e de uma “força vital” que daria condições para isso! TEORIA DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA Redi provou que moscas e animais de maior porte não poderiam surgir espontaneamente! Mas... sua teoria foi derrubada: BACTÉRIAS E FUNGOS (microorganismos) SURGIAM ESPONTANEAMENTE!!!!!!!!!!!!!!!!!! LOUIS PASTEUR Pasteur derrubou definitivamente a teoria da abiogênese através da experiência do Pescoço de Cisne!!!!!!!! Experiência do Pescoço de Cisne Em fins do século XVIII e princípio do século XIX, começou a surgir uma nova ideia defendida por vários jovens cientistas que admitia que os seres vivos poderiam, com o passar do tempo, sofrer modificações e inclusive, originar novas espécies. Foi revolucionária na época, e denominada inicialmente como TRANSFORMISMO e hoje conhecida por EVOLUCIONISMO. Teorias Transformistas Admitem que as espécies se modificam ao longo do tempo. Os principais adeptos dessas ideias foram Lamarck (naturalista francês) e Darwin (naturalista inglês). Lamarck Darwin Teorias Evolucionárias Teoria de Lamarck Primeira teoria científica sobre a evolução. Pontos básicos: Lei do Uso e desuso. Lei da transmissão dos caracteres adquiridos. Importância: Combateu o fixismo. Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet (Chevalier de Lamarck) (1744-1829) LAMARCKISMO (1809) As mudanças ocorridas no meio trazem a necessidade de adaptação, para isso os indivíduos sofreriam modificações para poderem sobreviverem às novas condições. Lei do uso e desuso Um órgão muito utilizado tende a se desenvolver, enquanto um órgão pouco utilizado tende a se atrofiar. Lei da herança dos caracteres adquiridos Uma característica que um indivíduo adquire durante a vida pode ser transmitida aos seus descendentes. Mudanças ambientais Necessidade de adaptação Modificações nos indivíduos EVOLUÇÃO DE LAMARCK “O meio provoca mudanças dirigidas nos indivíduos, visando a adaptação.” Visão lamarckista Girafas com pescoço curto Alteração ambiental – diminuição da vegetação rasteira Esforço de esticar o pescoço para alcançar os brotos das árvores – desenvolvimento do pescoço Descendentes com pescoço longo Peixes cavernícolas Cobra com patas? MAS QUAL FOI O ERRO NA TEORIA DE LAMARCK? As características adquiridas não são transmitidas!!! August Weissmann, em laboratório, realizou experimentos usando ratos, cortando as suas caldas por seguidas gerações, concluindo que nem por isso os seus descendentes nasciam anuros. Teorias Evolucionárias Teoria de Darwin (1809-1882) Pontos básicos: Seleção Natural Variabilidade Alfred Russell Wallace (1823 - 1913) Sendo mais jovem do que Darwin estava a trabalhar nas mesmas teses e a chegar às mesmas conclusões. Incentivou Darwin a publicar mais rapidamente seu livro “A origem das espécies” EVOLUÇÃO DE DARWIN “ O meio seleciona características casuais dos seres vivos, visando a adaptação da população”. Mudanças ambientais Variabilidade Seleção de características vantajosas *Falha de Darwin – explicar a origem da variabilidade entre os indivíduos DARWINISMO – SELEÇÃO NATURAL Viagem de cinco anos para as Américas e Oceania (1831 à 1835). Arquipélago de Galápagos * tentilhões semelhantes entre si, mas com forma de bicos diferentes devido ao tipo de alimento disponível em cada ilha. Artigo de Thomas Malthus (1838) “A produção de alimentos cresce em progressão aritmética, enquanto a população aumenta em progressão geométrica”. “Num determinado momento a quantidade de alimentos tornar-se-ia um fator limitante para o crescimento da população, levando a uma luta pela vida, com a sobrevivência dos mais fortes”. Princípios da Seleção Natural (1859) Toda população tende a crescer em progressão geométrica. As populações mantêm-se constantes ao longo do tempo, devido ao alto índice de mortalidade. -Os indivíduos de uma população apresentam variabilidade de características. Os indivíduos com características vantajosas tendem a sobreviver e se reproduzir, transmitindo suas características aos seus descendentes. Órgãos homólogos (mesma origem embrionária, mas podem exercer diferentes funções). Evidências Convergência de forma Exemplo: Baleias e peixes Irradiação adaptativa( divergência) Registros fósseis Exemplo: Archaeopiteryx e celacantus (fóssil vivo) Evidências Bioquímicas Composição química semelhante Código genético (DNA e RNA) Evidências Órgãos vestigiais Exemplo: Cóccix e apêndice;terceiro molar;pêlos A presença destas estruturas vestigiais revela a ação de uma evolução no sentido regressivo, privilegiando indivíduos com estruturas cada vez menores, como os dentes em algumas espécies de baleias, dedos laterais nos cavalos, apêndice humano, ossos das patas em cobras, etc.; Dizem que é Darwin, mas não é... O homem veio do macaco; A sobrevivência do mais forte; Seleção natural = “cada um por si”; Os homens são infiéis por natureza; O ser humano é mais evoluído dos animais. ENTÃO ONDE DARWIN ESTAVA ERRADO? ELE NÃO SABIA EXPLICAR COMO SURGIAM AS VARIAÇÕES NAS ESPÉCIES!!! AFINAL, NÃO CONHECIA OS FUNDAMENTOS DA GENÉTICA! MUITO MENOS SABIA O QUE ERA MUTAÇÃO!!! Neodarwinismo ou Teoria Sintética da Evolução Acrescentam aos princípios de Darwin a genética (como as mudanças ocorrem). Princípios: populações também contém variação genética através de mutação ao acaso; populações evoluem por mudanças nas freqüências gênicas; a diversificação vem através da especiação; ESPECIAÇÃO Tipos de especiação Na especiação parapátrica, uma espécie se espalha em áreas grandes com ambientes diversificados. Eles se adaptam a essas novas áreas e, gradualmente, tornam-se espécies distintas. Não há uma característica geográfica definida que separe esses animais; eles podem se tornar espécies distintas simplesmente por causa da distância entre os grupos. A especiação peripátrica ocorre quando um pequeno grupo se isola do núcleo principal da espécie. Como esse grupo é apenas uma pequena parte da população total da espécie, todas as diferenças genéticas que tornam a espécie robusta podem estar ausentes. Isso constitui o que os biologistas evolucionários denominam efeito de gargalo. Alguns dos genes que fluem dentro de uma espécie foram eliminados e separados do conjunto genético. No caso da especiação simpátrica, os membros de uma espécie continuam vivendo lado a lado, mas separados em espécies diferentes. Por exemplo, alguns insetos se alimentam e se reproduzem utilizando um só tipo de fruta. Se alguns membros dessa espécie experimentarem outro tipo de fruta, o filhote pode ser criado para utilizar aquela fruta também. Se isso acontecer, os membros da espécie poderão se dividir em dois, apenas com base na fruta que comem e nas quais botam seus ovos. Processo de especiação A formação de raças é o primeiro passo para a especiação. A raça só aparece se 2 populações estiverem de alguma maneira separadas ou isoladas. Temos dois tipos de isolamento: Isolamento geográfico Isolamento reprodutivo Existem vários fatores que impedem que os indivíduos de diferentes populações se cruzem Habitat( mesma região hábitos diferentes); Comportamental ( ritual reprodutivo); Sazonal ( épocas de reprodução diferentes); Estrutural (fecundação inviável naturalmente). Formação de híbridos Se membros das 2 populações copulam, podem ocorrer diversos fatos, no caso de isolamento reprodutivos: Os genes estão modificados a ponto de inviabilizar o híbrido; o zigoto até se forma, mas morre em seguida. O híbrido se forma , nasce, é normal em todos os aspectos, porém é infértil, não tem a capacidade de gerar descendentes. O híbrido se forma e nasce, é normal e fértil. Porem os descendentes deste híbrido são fracos e estéreis. Elysia chlorotica A Elysia chlorotica é uma pequena lesma marinha com 3 cm de comprimento que vive na costa atlântica da América do Norte, e que consegue uma proeza até hoje desconhecida na Natureza entre os seres do reino Animal: depois de comer uma alga adquire a capacidade de fotossintetizar, característica das plantas e das algas. SELEÇÃO ARTIFICIAL MUTAÇÕES EVOLUÇÃO HUMANA Caracteristicas que permitiram a evolução do homem: Bipedatismo Dedo polegar opositor Cérebro volumoso Neotonia (desenvolvimento lento) Evolução cultural O homem de Neandertal não é ancestral do Homo sapiens sapiens !!! O australopithecus sediba, sediba significa na língua local boa nascente ou fonte, apresenta um desenvolvimento crânio-dental e post-cranial que se confunde com a do Homo habilis e com a do Homo Erectus. No entanto, os membros superiores continuam muito alongados como nos grandes símios. Mesmo assim, revela o maior conjunto de elementos corporais da transição para os hominídeos podendo ser considerado um representante do elo em falta. Filogenética Humana Visão darwinista Girafas com pescoços de vários comprimentos Alteração ambiental – diminuição da vegetação rasteira Mortalidade das girafas de pescoço curto e sobrevivência das girafas de pescoço longo Reprodução das girafas de pescoço longo e descendentes com pescoço longo Outros exemplos de seleção Melanismo industrial Refere-se a substituição das mariposas (Biston betularia) de coloração clara por mariposas de coloração escura na região industrial de Manchester. Antes da revolução industrial: Pouca poluição atmosférica -Grande quantidade de líquens nas árvores -Maior frequência de mariposas claras Após a revolução industrial: -Grande quantidade de poluição atmosférica -Diminuição da quantidade de líquens nas árvores -Maior frequência de mariposas escuras A alteração na população de mariposas deve-se a atividade predatória diferencial dos pássaros Depois da R.I. Antes da R.I. Seleção de microrganismos e insetos Uma população inicial apresenta indivíduos sensíveis (maior potencial reprodutivo) e resistentes (menor potencial reprodutivo) A aplicação de produto químico (antibiótico ou inseticida) elimina os indivíduos sensíveis Os indivíduos resistentes, sem competição, se proliferam e formam uma população de indivíduos resistentes. TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO – NEODARWINISMO Associação da teoria darwinista aos conceitos de genética Mutação : alteração do código genético Recombinação genética : crossing-over e fecundação Seleção natural Mutação Recombinação Genética Variabilidade Adaptação Seleção Natural ESPECIAÇÃO Formação de novas espécies ao longo do tempo, a partir de espécies pré-existentes Isolamento geográfico surgimento d uma barreira física entre duas populações da mesma espécie, impedindo o fluxo gênico entre elas Fluxo gênico pop. A pop.B pop. A pop.B Barreira física Seleção natural diferenciada Formação de raças (indivíduos com potencial intercruzante) Aumento da diversidade genética Isolamento reprodutivo (indivíduos sem potencial intercruzante) Formação de espécie nova Isolamento Reprodutivo Mecanismos pré-zigóticos Isolamento habitacional Isolamento sazonal (épocas de reprodução diferentes) Isolamento etológico (comportamento sexual diferentes) Isolamento mecânico Mecanismos pós-zigóticos Esterelidade do híbrido Deterioração de F2 Incompatibilidade gamética PRINCÍPIO DE HARY-WEINBERBG Equilíbrio gênico: ocorre,teoricamente, em populações que tenham as seguintes características: Freqüências gênicas e genotípicas devem permanecer inalteradas ao longo das gerações. Grande número de indivíduos Panmítica: Cruzamentos devem ocorrer ao acaso. Ausência de fatores evolutivos, como seleção natural, mutações e migrações. Todos os genótipos tem o mesmo sucesso reprodutivo F(A+ a)2 = 1 ou AA + 2Aa + aa = 1
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