Material P1 Evolução 2015 (23 09 15) REDUZIDO

Prévia do material em texto

23/09/2015
1
Evolução
6º período Ciências Biológicas
Prof. Daniel Ferraz
Evolução...
• Evolução significa mudança em seres vivos por descendência com 
modificação.
• Os estudos evolutivos envolvem hoje, principalmente, genética 
molecular, morfologia e embriologia
• Compostos químicos – comportamento animal – fósseis
• Theodosius Dobzhansky (1973)
“nada na biologia faz sentido, exceto à luz da evolução”
“Evolução significa mudança, mudança na forma e comportamento dos
organismos ao longo das gerações. As formas dos organismos, em
todos os níveis, desde sequências de DNA até a morfologia
macroscópica e o comportamento social, podem ser modificadas a
partir daquelas dos seus ancestrais durante a evolução” (Ridley, 2007)
• Entretanto, nem todos os tipos de mudanças biológicas estão
incluídas nesta definição (Ver figura).
• Darwin definiu evolução como “descendência com modificação”
“descendência” refere-se a continuidade das populações – que são descendentes uma da 
outra.
• De modo semelhante... Harrison (2001) definiu evolução como 
“mudança ao longo do tempo por meio de descendência com 
modificação”
Portanto,
• A evolução não prossegue ao longo de um curso grandioso e 
previsível.
• Os detalhes da evolução dependem do ambiente no qual uma 
população vive e das variantes genéticas que surgem (por um 
processo quase aleatório) naquela população.
23/09/2015
2
• Mais do que isso, a evolução da 
vida vem ocorrendo em um padrão 
de árvore, ramificado.
• A variedade de espécies de hoje foi 
gerada pela bipartição de diversas 
linhagens – a partir de um ancestral 
comum.
“Mudanças e bipartição 
constituem dois dos 
principais temas da 
teoria evolutiva”
Qual é o significado do termo evolução 
apresentado nessa imagem?
• Seguindo as ideias evolutivas, essa figura apresenta alguns 
equívocos.
• Um deles é que o macaco se transformou em ser humano.
• A ideia de que o macaco vai melhorando até chegar ao ser humano, 
segundo a teoria evolutiva, também é equivocada.
• Macacos e seres humanos compartilham, seguindo as ideias 
evolutivas, um ancestral comum.
• Isso já derruba a ideia de que o ser humano é um macaco melhorado, 
pois os dois são resultados desse tempo de evolução.
• Além disso, ambos estão adaptados ao meio em que vivem.
Ou mais atual... Também tem foto para as meninas...
23/09/2015
3
Então qual o significado do termo adaptação?
• Adaptação – refere-se à concepção da vida – àquelas propriedades 
dos seres vivos que os tornam capazes de sobreviver e de se 
reproduzirem na natureza.
• Podemos pensar também, em uma adaptação momentânea, mas não 
evolutiva. 
Ex: jogadores do melhor time do mundo!
• Em termos evolutivos.
Exemplos: muitos, vários, um 
monte!!!
Muriqui-do-norte (Brachyteles hypoxanthus)
Lêmure
Guepardo (Acinonyx jubatus)
Beija-flores
23/09/2015
4
Uma pequena história da biologia evolutiva
Breve resumo do surgimento histórico da biologia evolutiva, em quatro 
etapas principais:
1. Ideias evolutivas e não-evolutivas antes de Darwin.
2. A teoria de Darwin (1859).
3. O eclipse de Darwin (1880-1820).
4. A síntese moderna (das décadas de 1920 a 1950).
1. Ideias evolutivas e não-evolutivas antes de Darwin.
• A história da biologia evolutiva começa realmente em 1859, com a 
publicação de On the Origin of Species (Sobre a Origem das Espécies), 
de Charles Darwin.
23/09/2015
5
1. Ideias evolutivas e não-evolutivas antes de Darwin.
• Entretanto, muitas das ideias de Darwin têm origem mais antiga.
• A afirmativa mais controversa da teoria de Darwin é a de que as 
espécies não tem uma forma fixa e de que uma espécie evolui em 
outra. (“Fixa, aqui, significa mudança).
Então, esta 
sequência linear 
está correta?
Lamarck e o “fixismo”
• A questão foi trazida para discussão pelo 
naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck (1744-
1829).
“as espécies mudam ao longo do tempo e transformam-se 
em outras espécies”
• A concepção de evolução de Lamarck difere do 
conceito de Darwin e de nosso conceito moderno.
Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829)
Lamarck e o “fixismo”
• “força interna”
• herança de caracteres adquiridos
• Os biólogos utilizam a palavra “caráter” 
como uma abreviatura estenográfica 
para “característica”.
• Neste caso, “caráter” não está 
relacionado à personalidade.
• Lamarck apresentava dois mecanismos para explicar sua teoria:
2. A teoria de Darwin.
• Breve história sobre Darwin (Ridley, 2006 pag. 
33)...
• A próxima etapa importante era criar uma 
teoria para explicar por que as espécies 
mudam.
• Darwin rejeitou todas as ideias sobre o 
“lamarckismo” por não explicar um fato 
crucial – a adaptação. Charles Robert Darwin (1809-1882)
23/09/2015
6
2. A teoria de Darwin.
• A teoria de Darwin teria que explicar não 
somente porque as espécies mudam, mas 
também por que elas são bem adaptadas à 
vida.
2. A teoria de Darwin.
• Antes de sua maior publicação “On the Origin
of Species”, surge um grande nome na 
história... 
• Alfred Russel Wallace (1823-1913)
• Wallace propôs, concomitantemente, com 
Warwin uma teoria muito similar à da seleção 
natural
Alfred Russel Wallace (1823-1913)
3. O eclipse de Darwin.
• Com as teorias propostas por Darwin, surgiram novos e importantes 
nomes na história dos estudos sobre evolução.
• Jean-Baptiste Lamarck
• Charles Darwin
• Russel Wallace
• Thomas Huxley
• Ernest Haeckel
• Gregor Mendel
Para casa!
• Jean-Baptiste Lamarck
• Charles Darwin
• Russel Wallace
• Thomas Huxley
• Ernest Haeckel
• Gregor Mendel
• Biografia 
• Relação com a teoria da evolução
• Grupos de ?
• 10 minutos para apresentação/slide
• Entregar material impresso para o Professor
4. A síntese moderna
• Na segunda década do século XX, as pesquisas sobre genética 
mendeliana já haviam se tornado um empreendimento de maiores 
proporções.
• Mas, na teoria da evolução, o principal problema era reconciliar a 
teoria mendeliana da genética com a descrição biométrica da 
variação contínua em populações reais.
• Essa conciliação foi conseguida por vários autores em muitos 
estágios, mas R. A. Fisher, foi particularmente importante.
• Fisher demonstrou que todos os resultados conhecidos pelos 
biometristas poderiam ser derivados de princípios mendelianos.
4. A síntese moderna
• O próximo passo era mostrar que a seleção natural poderia operar 
com a genética mendeliana.
• O trabalho teórico foi feito principalmente por R.A. Fisher, J.B.S. 
Haldane e Sewell Wright.
R.A Fisher (1890-1962) J.BS. Haldane (1892-1964) Sewell Wdright (1889-1988)
23/09/2015
7
4. A síntese moderna
• A síntese da teoria da seleção natural de Darwin com a teoria 
mendeliana da hereditariedade, feita por eles, estabeleceu o que é 
conhecido como:
NEODARWINISMO,
TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO OU
SÍNTESE MODERNA
• A teoria de Darwin agora possuía aquilo que careceu por meio século: 
uma fundação firme em uma teoria da hereditariedade bem testada.
23/09/2015
8
A HISTÓRIA
• Podemos dividir a história da Evolução em dois períodos muito 
distintos:
1. o período pré-evolutivo, no qual se 
acreditava no fixismo das espécies, na 
constância e estabilidade da Terra, e 
em um centro de origem e dispersão.
2. o período evolutivo, que incorpora 
as ideias de mudança tanto da biota 
(evolução) quanto da própria Terra às 
explicações biogeográficas, resultando 
no paradigma vicariante que serviu de 
base para a biogeografia histórica.
Evolução
• Definição: Como a evolução é definida?
• Padrões: Quais padrões na diversidade ao longo do tempo são 
produzidos pela evolução?
• Mecanismos: Como a evolução funciona?
• Microevolução: Como a evolução funciona em pequenaescala?
• Especiação: O que é uma espécie e como novas surgem?
• Macroevolução: Como a evolução funciona em grande escala?
• Maiores problemas: Quais são as perguntas interessantes sobre 
evolução que estão atualmente sendo investigadas
Evolução, teoria 
ou fato?
Revendo a definição
• Evolução biológica, em termos simples, é descendência com 
modificação. Essa definição engloba evolução em pequena escala 
(mudanças em frequência gênica em uma população de uma geração 
para a próxima) e evolução em larga escala (a progênie de espécies 
diferentes de um ancestral comum após muitas gerações). A evolução 
nos ajuda a entender a história da vida.
A explicação
• Evolução Biológica não é apenas uma questão de mudanças pelo 
tempo.
• Muitas coisas mudam com o tempo: árvores perdem suas folhas, cordilheiras ascendem 
e erodem, mas esses não são exemplos de evolução biológica porque não envolvem 
descendência através de herança genética.
As folhas das árvores 
mudam de cor e caem 
em questão de 
semanas.
Cordilheiras erodem por 
milhões de anos
23/09/2015
9
A explicação
• A ideia central da evolução biológica é que toda a vida na Terra compartilha um 
mesmo ancestral, assim como você e seus primos compartilham a mesma avó.
• Através do processo de descendência com modificação, o ancestral comum da 
vida na Terra deu origem a fantástica diversidade que vemos documentadas nos 
registros fósseis e a nossa volta hoje. 
• Evolução significa que somos todos primos distantes: humanos e carvalhos, beija-
flores e baleias.
Uma genealogia ilustra alteração com 
herança, em poucos anos
Ao longo de um grande período de tempo, a 
evolução produz uma tremenda diversidade em 
formas de vida.
A História da Vida: Observando os Padrões
• As ideias centrais da evolução são que a vida tem uma história – que mudou com 
o passar do tempo – e que espécies diferentes dividem um ancestral comum.
• Veremos como alterações e relações evolutivas são representadas em “árvores 
genealógicas”, como essas árvores são construídas e como esse conhecimento 
afeta a classificação biológica.
A Árvore Genealógica
• O processo da evolução produz um padrão de relacionamentos entre espécies. 
Conforme as linhagens evoluem e separam-se, e alterações são herdadas, seus 
caminhos evolutivos divergem. Isso produz um padrão ramificado de relações 
evolutivas.
• Estudando características de 
espécies herdadas e outras 
evidências históricas, nós podemos 
reconstruir os relacionamentos 
evolutivos e representá-los em uma 
“Árvore genealógica”, chamada 
Filogenia.
A Árvore Genealógica
• A filogenia que você vê abaixo representa as relações básicas que enlaça toda a 
vida na Terra.
• OS TRÊS DOMÍNIOS (clados): Archaea, 
Bacteria e Eukaryota
• Hipótese sobre os relacionamentos entre 
os organismos.
• A Árvore é sustentada por muitas linhas de 
evidência, mas provavelmente não é à 
prova de erros
A Árvore Genealógica
Aproximar Animalia
A Árvore Genealógica
Aproximar Vertebrata
23/09/2015
10
A Árvore Genealógica Entendendo a filogenia
• Entender uma filogenia é bem parecido com ler 
uma árvore genealógica. A raiz da árvore 
representa a linhagem ancestral, e as pontas das 
ramificações representam os descendentes 
desse ancestral. Conforme você avança da raiz 
para as pontas, você está avançando no tempo.
• Quando uma linhagem se divide (especiação),
é representada como uma ramificação na
filogenia. Quando um evento de especiação
ocorre, uma única linhagem ancestral dá
origem a duas ou mais linhagens filhas.
• Filogenias traçam padrões de ancestralidade compartilhados
entre linhagens. Cada linhagem tem uma parte de sua história que
é única e outra parte que é compartilhada com outras linhagens.
• Similarmente, cada linhagem tem ancestrais que são únicos
para aquela linhagem e ancestrais que são partilhados com
outras – ancestrais comuns.
Entendendo a filogenia
• Um clado é um agrupamento que inclui um ancestral comum e todos os 
descendentes (viventes e extintos) desse ancestral. Usando uma filogenia, é 
fácil dizer se um grupo de linhagens forma um clado.
• Imagine recortar um único ramo da filogenia – todos os organismos desse ramo 
podado formam um clado.
Entendendo a filogenia
• Clados são representados uns dentro dos outros – eles formam uma hierarquia.
• Um clado pode incluir milhares de espécies ou só algumas. Alguns exemplos de 
clados em diferentes níveis estão marcados nas filogenias abaixo. 
Observe como clados estão aninhados dentro de clados maiores.
Entendendo a filogenia - Explosões Filogenéticas
• O ramificado padrão das filogenias fornece informações sobre as relações entre 
os organismos.
• Frequentemente vemos filogenias que incluem politomias, nódulos com mais de 
duas linhagens descendentes, criando uma “explosão”. 
Isso pode significar duas coisas:
Falta de 
informação
Especiação 
rápida
23/09/2015
11
Entendendo a filogenia - Explosões Filogenéticas
• Geralmente isso significa que não temos dados suficientes para descobrir como 
aquelas linhagens estão relacionadas. Ao não resolver um nó, os cientistas que 
fizeram a filogenia estão te dizendo para não tirar nenhuma conclusão – e 
também para ficar atento: normalmente conseguir mais informações pode 
resolver a politomia.
Falta de 
informação
Entendendo a filogenia - Explosões Filogenéticas
• Existem muitas soluções para essa politomia; seis soluções possíveis estão 
representadas abaixo:
Falta de 
informação
Entendendo a filogenia - Explosões Filogenéticas
• Algumas vezes acontecem de múltiplos 
eventos de especiações acontecerem ao 
mesmo tempo.
Nesse caso, todas as linhagens filhas têm o 
mesmo grau de parentesco.
• O cladograma ao lado mostra o 
relacionamento filogenético entre os 
membros de um grupo de peixes chamado 
ciclídeos.
A especiação dos ciclídeos aconteceu 
rapidamente após a formação de seus lagos na 
África, resultando em várias politomias 
filogenéticas.
Especiação 
rápida
Clado Ciclídeos após Takahashi, K, Y. Terai, M. Nishida, e N. Okada. 2001. As relações filogenéticas e 
antiga classificação incompleta das linhagens dos peixes ciclídeos no Lago Tanganyika, como revelado 
pela análise da inserção de retrotransposons. Marine Biology and Evolution 18 (11) :2057-2001.
Entendendo a filogenia - Cladograma ou Árvore filogenética
• Nos cladogramas os nós representam ancestrais comuns hipotéticos para todos 
os grupos acima do nó. Assim, os nós representam pontos de provável ocorrência 
de eventos cladogenéticos (especiação), ou seja, momentos em que a população 
ancestral foi separada em duas ou mais.
• Observe que na raiz da árvore temos o tempo 0 e que no 
topo dela temos o tempo atual. Assim, ao “subirmos” pela 
árvore estamos indo do passado para o presente.
Entendendo a filogenia - Cladograma ou Árvore filogenética
• Os grupos que partem de um mesmo nó são chamados de grupos-irmãos e são 
mais próximos evolutivamente entre si do que grupos que partem de outro nó.
• Assim, no exemplo, os grupos E e F são mais próximos 
evolutivamente (aparentados) entre si do que em relação 
ao grupo D. 
Árvores, não escada
• Ideia incorreta de que a vida pode ser organizada em uma escada, indo de 
organismos inferiores até organismos superiores. 
Acima, a visão de Aristóteles 
da Grande Cadeia do ser. 
Sabemos agora que essa ideia 
está errada..
INFERIORES SUPERIORES
23/09/2015
12
Árvores, não escada
• Tiveram igual quantidade de tempo para evoluir;
• Musgos ramificaram primeiro e compartilham 
características com outras plantas terrestres;
• Porém, espécies de musgo viventes não são ancestrais de 
outras plantas terrestres. Tampouco são mais primitivas.
• Musgos são os primos das outras plantas terrestres.
• Nessa filogeniaextremamente simplificada, uma especiação ocorreu 
resultando em duas linhagens. Uma levou aos musgos de hoje; a outra levou a 
samambaia, pinheiro e rosa.
Árvores, não escada
• Então, quando lendo uma filogenia, é importante manter três coisas em mente:
1. A evolução produz um padrão de
relações, A B C D, entre linhagens que é
similar a uma árvore, não a uma escada.
2. Só porque nós tendemos a ler filogenias da esquerda para 
a direita, não significa que há relação com nível de “avanço”.
3. Para qualquer evento de especiação em uma filogenia, a escolha 
de que linhagem vai para a direita e qual vai para a esquerda é 
arbitrária. As seguintes filogenias são equivalentes:
Árvores, não escada
1. Humanos não evoluíram de chimpanzés. Humanos e 
chimpanzés são primos evolutivos e compartilham um 
ancestral comum recente que não era nem humano 
tampouco chimpanzé.
2. Humanos não são “superiores” ou “mais evoluídos” do 
que qualquer outra linhagem existente. Desde que 
nossas linhagens se separaram, humanos e chimpanzés 
desenvolveram traços únicos para suas próprias 
linhagens.
• Biólogos geralmente colocam o clado em que estão mais interessados (sejam 
eles de morcegos, percevejos ou bactérias) do lado direito da filogenia.
EQUÍVOCOS SOBRE OS SERES HUMANOS
Construindo a Árvore
• Reconstruir esses históricos coletando e 
analisando evidências, as quais são utilizadas 
para formar uma hipótese sobre como os 
organismos estão relacionados - uma filogenia.
• Para construir uma árvore filogenética como a 
que está à direita, coletam-se dados sobre as 
características de cada organismo em que eles 
têm interesse.
• Características são traços hereditários que 
podem ser comparados entre organismos, 
como características físicas (morfologia), 
sequências genéticas e características 
comportamentais.
Como é feito isso?
Construindo a Árvore
Usando características derivadas 
compartilhadas
• Nosso objetivo é encontrar evidências que nos 
ajudarão a agrupar os organismos em clados
cada vez menos inclusivos. Especificamente, 
estamos interessados em características 
derivadas compartilhadas. 
Como é feito isso?
23/09/2015
13
Construindo a Árvore
• Característica compartilhada é aquela 
que duas linhagens têm em comum
• Característica derivada é aquela que 
evoluiu na linhagem conduzindo a um 
clado e que coloca os membros desse 
clado separados de outros indivíduos.
Características derivadas compartilhadas
Outros exemplos...
EVIDÊNCIAS EVOLUTIVAS
• Evidências morfológicas
• Evidências embrionárias
• Evidências moleculares
• Evidências fósseis
Linhas de Evidência: a Ciência da Evolução
• No coração da teoria da evolução está a ideia básica de 
que a vida tem existido por bilhões de anos e tem 
mudado ao longo do tempo.
• Evidências irrefutáveis suportam esse fato. Cientistas 
continuam a argumentar sobre detalhes da evolução, 
mas a questão de se a vida tem uma longa história ou 
não foi respondida afirmativamente há pelo menos dois 
séculos.
• A história dos seres vivos é documentado através de 
múltiplas linhas de evidência que convergem para 
contar a história de vida através do tempo. 
• À partir de agora, vamos explorar as linhas de 
evidências que são usadas para reconstruir essa 
história.
23/09/2015
14
Evidência Fóssil
• O registro fóssil fornece fotografias do passado que quando montadas, ilustram um 
panorama de mudança evolutiva através dos últimos quatro bilhões de anos. A 
imagem pode estar manchada em alguns lugares e pode ter pedaços faltando, mas 
evidências fósseis mostram claramente que a vida é antiga e tem mudado ao longo 
do tempo.
Evidência Fóssil
• Primeiras descobertas fósseis
No século 17, Nicholas Steno sacudiu o mundo da 
ciência, ao notar a semelhança entre os dentes de 
tubarão e rochas comumente conhecidas como 
“línguas de pedra”. Essa foi a primeira vez que 
compreedemos que fósseis eram um registro da vida 
passada.
• Dois séculos mais tarde, Mary Ann Mantell encontrou 
um dente, que seu marido Gideon pensou ser de uma 
grande iguana, mas que acabou por ser o dente de um 
dinossauro, oIguanodon. Essa descoberta enviou a 
poderosa mensagem de que muitos fósseis 
representavam formas de vida que não estão mais 
conosco hoje.
Fósseis
 São considerados fósseis qualquer indício da presença de organismos extintos
que viveram em épocas remotas na Terra.
Fósseis
 Em geral apenas as partes rígidas dos organismos se fossilizam – principalmente
ossos, dentes, conchas e madeiras.
Fósseis
 Mas às vezes um organismo inteiro é preservado, o que pode ocorrer quando as
criaturas ficam presas em resina de âmbar; ou então quando são enterradas em
turfeiras, depósitos salinos, piche natural ou gelo.
Fósseis
 Entre as muitas descobertas fascinantes feitas em regiões árticas extremamente
geladas como o norte canadense e a Sibéria, na Rússia, temos os restos
perfeitamente preservados de mamutes e rinocerontes lanudos.
23/09/2015
15
Processos de fossilização
Permineralização:
Só acontece quando líquidos que
contém sílica ou calcita sobem à
superfície e substituem os
componentes orgânicos originais da
criatura ou planta que ali morreu. O
processo leva o nome de substituição
ou mineralização.
Processos de fossilização
Molde:
Quando o organismo fossilizado
contém tecidos moles (carne e
músculos, por exemplo), o hidrogênio
e o oxigênio que compunham essa
estrutura em vida são liberados,
deixando para trás apenas o carbono.
Este forma uma película negra na
rocha que delineia o contorno do
organismo original. Esse contorno
chama-se molde, e os moldes de
organismos muito delgados, como
folhas, por exemplo, são chamados de
impressões
Processos de fossilização
•Vestígios fósseis: 
Quando pegadas, rastros ou fezes
fossilizadas (coprólitos) são assim
prensados e preservados chamam-se
vestígios fósseis.
Processos de fossilização
• Em termos gerais, todo fóssil deve ter a mesma idade do estrato de rocha onde
se encontra ou, pelo menos, deve ser mais jovem que a camada diretamente
abaixo e mais velho que a camada diretamente acima dele.
• Existe, porém, um pequeno número de exceções, quando o estrato provém de
alguma rocha mais velha e se depositou numa rocha mais nova através de
processos de sedimentação ou metamorfose.
Processos de fossilização
23/09/2015
16
Por que os fósseis são importantes???
• Fornecem a possibilidade de se conhecer organismos que viveram na Terra em
tempos remotos, sob condições ambientais diferentes da atual.
• Mostra que muitos destes organismos tem semelhanças com espécies recentes,
o que fornece indícios de parentesco evolutivo.
Evidência Embriológicas
EMBRIOLOGIA COMPARADA
À medida que o embrião se desenvolve, 
surgem características individualizantes e 
as semelhanças diminuem.
Evidências anatômicas
ÓRGÃOS VESTIGIAIS
• São aqueles reduzidos em tamanho e 
geralmente sem função, que 
correspondem a órgãos maiores e 
funcionais em outros organismos.
• Indicam ancestralidade comum.
23/09/2015
17
Evidências anatômicas
SEMELHANÇAS ANATÔMICAS
• A anatomia comparada enfatiza a 
diferença entre estruturas 
HOMÓLOGAS e estruturas ANÁLOGAS.
Homologias e Analogias
• Características similares em organismos diferentes porque foram herdadas de 
um ancestral comum que também tinha essa característica.
HOMOLOGIA
Homologias e Analogias
Ou seja, homologia refere-se à mesma origem embriológica de estruturas de diferentes 
organismos, sendo que essas estruturas podem ter ou não a mesma função.
HOMOLOGIA
Homologias e Analogias
HOMOLOGIA
Homologias e Analogias
HOMOLOGIA
Homologias e Analogias
HOMOLOGIA
• O conceito de homologia está relacionado ao nível de análise no qual é considerado.
Não homólogascomo asas –
evoluíram independentes.
Homólogas como membros 
anteriores dos tetrápodes
23/09/2015
18
Homologias e Analogias
• Estruturas análogas não tem sua origem em estruturas já existentes em um 
ancestral comum exclusivo, mesmo exercendo a mesma função.
ANALOGIA
• As asas dos insetos e das aves são 
estruturas diferentes quanto à 
origem embriológica, mas ambas 
estão adaptadas à execução de uma 
mesma função: o vôo. São, portanto, 
estruturas análogas.
Evolução convergente
• As estruturas análogas não refletem por si só qualquer 
grau de parentesco. Elas fornecem indícios da 
adaptação de estruturas de diferentes organismos a 
uma mesma variável ecológica.
• Quando organismos não intimamente aparentados 
apresentam estruturas semelhantes exercendo a 
mesma função, dizemos que eles sofreram evolução 
convergente.
• Ocorre quando espécies que desenvolveram 
aspectos evolutivos semelhantes possuem 
ancestrais diferentes.
Evolução convergente Irradiação adaptativa
• A divergência evolutiva pode originar 
grande variedade de formas adaptativas 
que exploram de maneira diversificada os 
recursos ou habitat.
• Surgimento de novas espécies, a partir de uma 
espécie inicial, em ambientes diferentes com 
diferentes fatores de seleção natural.
PADRÕES EVOLUTIVOS - Revisão
• Árvore genealógica
• Filogenia
• Classificação
• Evidências evolutivas
• Origem da vida
• Teorias evolutivas (neodarwinismo; criacionismo; panspermia; 
abiogênese; biogênese)
Evolução
A origem da vida
6º período Ciências Biológicas
Prof. Daniel Ferraz
23/09/2015
19
A formação da Terra
• 1) Quantos anos tem o Universo?
Com dados captados pelo telescópio Hubble, a idade do Universo foi estimada em 12 
bilhões de anos.
A formação da Terra
• 1) Quantos anos tem o Universo?
Segundo a teoria mais aceita, o universo surgiu através do “Big Bang”.
Quando uma massa em estado extremamente
denso e quente, o chamado “átomo primordial”,
começou a se expandir, afastando os objetos
continuamente, movimento que persiste até hoje
A formação da Terra
• 1) Quantos anos tem o Universo?
• Um conceito que cria um paradoxo, pois se o
universo se expande no tempo e espaço, porque
antes era imutável.
• Outra teoria diz que antes o universo era vasto e foi
encolhendo até se tornar o átomo primordial, agora
está se expandindo e um dia voltara a diminuir até
chegar novamente a uma massa densa e quente.
A formação da Terra
• 3) Quantos anos tem a Terra?
Evidências astronômicas e geofísicas indicam que o planeta Terra se formou há 
aproximadamente 4,6 bilhões de anos.
“O homem moderno surgiu no planeta Terra há cerca de 
apenas 200.000 anos, enquanto seu ancestral mais 
próximo apareceu há 400.000 anos”
Quase nada quando comparado com a história da formação do planeta terra e menos ainda em 
relação ao surgimento do sistema solar ou do universo conhecido.
A formação da Terra
• 3) Quantos anos tem a Terra?
Aglomeração de rochas, gases e poeira gerou tanta pressão que o material rochoso se 
fundiu, originando uma esfera incandescente: A TERRA.
A partir de então, o planeta começou a esfriar lentamente.
23/09/2015
20
• Os 700 primeiros milhões de anos era constantemente 
bombardeada por corpos rochosos vindo do espaço.
• Cometas ou asteroides 
• Acredita-se que eles trouxeram a água.
• Com cerca de 1 milhão de anos, a terra esfriou e criou 
uma crosta sólida. A água proveniente das chuvas 
torrenciais, começou a se acumular nas depressões.
• Esse processo foi responsável pela formação dos oceanos.
• Supõe-se que um grande asteroide se chocou com a 
Terra, arrancando um pedaço na qual originou a Lua.
A formação da Terra
• 2) Quando a vida surgiu no planeta Terra?
Estima-se que a vida surgiu em nosso planeta a mais ou menos 3,5 bilhões de anos, há 
quase 1 bilhão de anos depois da formação do planeta
Então, como surgiu a vida na Terra?
Algumas teorias são discutidas:
• Criacionismo
• Panspermia ou cosmogenia
• Abiogênese
• Biogênese
Criacionismo
• Não acreditam na evolução das 
espécies.
• Fixismo
Panspermia ou Cosmogenia
• A vida veio de outro planeta.
“Então se a vida veio de outro planeta, como ela surgiu neste outro planeta?”
“Acredita-se que as bactérias tenham vindo para Terra através de meteoros”
• Segundo a PANSPERMIA, a vida surgiu a partir de
substâncias precursoras da vida, ou mesmo de seres
vivos, provenientes do espaço.
• Atualmente, a teoria ganhou força após a descoberta de moléculas
orgânicas em cometas e em outros corpos celestes
Abiogênese
• A vida surge de matéria inanimada
“coisas que não são vivas, formam seres vivos”
• A humanidade acreditou nisso por quase mil 
anos!
23/09/2015
21
Biogênese
• A teoria da biogênese, ao contrário, defendia a origem dos seres vivos 
através de outro preexistente.
Francesco Redi Louis Pasteur
Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html
Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html
Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html
23/09/2015
22
Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html
• Porém, Pasteur foi questionado sobre seu experimento, com uma 
questão muito simples...
“se um ser vivo forma outro ser vivo, de onde veio o primeiro ser vivo?”
?
?
?
? ?
? ?
?
??
? ?
??
• Então, surge a corrente mais aceita sobre a origem da vida.
A. Oparin
J. Haldane
Terra primitiva!
Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html
23/09/2015
23
Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html
Fonte: http://www.planetabio.com/origem.html
A Hipótese Gaia
• HIPÓTESE GAIA: os mundos orgânicos e inorgânicos da Terra 
formaram juntos um sistema bem ajustado e programado.
PESQUISEM A RESPEITO – APRESENTAÇÃO NA PRÓXIMA AULA
“SERÁ SORTEADO O APRESENTADOR”
23/09/2015
24
A origem das células
Relembrando...
• É estimado que a Terra tenha se tornado habitável há cerca de 3,8 
bilhões de anos.
• A vida parece ter surgido na mesma época
• Fósseis da vida celular procariótica foram encontradas em vários 
locais, com idades entre 3,5 e 2 bilhões de anos
A origem das células
• A divisão classificatória mais inicial da vida 
celular é uma árvore trifurcada em 
ARCHAEA, BACTERIA E EUCARYOTA
• Archaea e Bacteria são procariotos, ambas 
existiam na Terra há 2 a 3 bilhões de anos
• Foram os primeiros organismos presentes 
na Terra
A origem das células
• Os pioneiros da vida na Terra tiveram que 
resolver dois problemas principais:
1. Como obter energia
2. Como se replicar
O Surgimento da diversidade orgânica
• A célula eucariótica evoluiu depois dos procariotos. Sua origem é incerta. 
O quadro mais antigo é de cerca de 2.7 bilhões de anos.
• EUCARIONTES = organismos superiores 
• O primeiro eucarionte se originou de uma simbiose entre uma 
arqueobactéria e uma eubactéria, seguida por uma formação quimérica 
envolvendo os dois simbiontes.
• O surgimento dos eucariontes talvez tenha sido o evento mais importante 
da história da vida na Terra, já que tornou possível a existência de todos os 
organismos mais complexos, como plantas, fungos, e animais
O Surgimento da diversidade orgânica
• Células nucleadas, reprodução sexuada, meiose e todas as demais 
propriedades exclusivas dos organismos multicelulares mais 
avançados são realizações dos descendentes dos primeiros 
eucariontes
• Um evento importante associado com a origem dos eucariotos é a 
evolução da fotossíntese, ou da fotossíntese em larga escala
O Surgimento da diversidade orgânica
• Ver quadro no livro “O que é evolução” de Ernst Mayr .
• Ver esquemade eucariontes nas anotações.
23/09/2015
25
O Surgimento da diversidade orgânica
• O surgimento da célula eucariótica poderia ter-se estendido por 
muitas centenas de milhões de anos atrás
• Os eucariotos atuais diferem dos procariotos em muitos aspectos
• Formalmente, a diferença definitiva entre eles é a presença ou 
ausência de núcleo
• Os eucariotos também possuem organelas, inclusive as mitocôndrias 
e (nas plantas) os cloroplastos
• Os eucariotos têm um processo especial de divisão celular chamado 
mitose, em que se forma um dispositivo com fibras móveis, que 
separa os cromossomos duplicados para pólos opostos. 
• Os eucariotos também têm meiose
Eventos importantes na história da vida
Origem da Vida – organismos procariontes
Explosão do Cambriano – organismos 
eucariontes
Final do Período Permiano – A mais séria das 
extinções em massa
Extinção do Cretáceo – Adeus aos dinossauros
23/09/2015
26
Surgimento do Homo sapiens A explosão do Cambriano
• O documentário fóssil de plantas e animais pluricelulares só tem 
início, efetivamente no cambriano, que começou há cerca de 540 
milhões de anos.
• A vida vem evoluindo há 4 bilhões de anos e hoje se distribui em uma 
série de filos principais – cordados, moluscos, artrópodes e assim por 
diante.
• Poderíamos esperar que esses filos se originassem a uma velocidade 
relativamente constante, mas parece que quase todos eles surgiram 
com uma diferença de menos de 40 milhões de anos entre si, ou em 
um período equivalente a menos de 1% da história da vida.
A explosão do Cambriano
• Há uma diferença entre as datas dos fósseis e 
dados moleculares.
• Cooper e Fortey (1998) criaram a imagem de que 
um “estopim filogenético” antecedeu a explosão 
do cambriano.
A explosão do Cambriano
• Por que teve de haver um período tão longo – 500 milhões de anos 
ou mais – em que os ancestrais dos atuais filos animais já existiam, 
mas não havia deposição de fósseis?
• A explosão do cambriano é um evento fóssil e, provavelmente, marca 
o tempo de origem das partes duras.
• Os animais com esqueletos rijos ou conchas deixam fósseis com 
muito maior frequência do que os animais que só tem partes moles.
23/09/2015
27
A explosão do Cambriano
• Mas se as partes duras se originaram há cerca de 540 milhões de 
anos, isso levanta a questão de por que, repentinamente, as partes 
duras se tornaram vantajosas em tantos grupos, quase ao mesmo 
tempo.
HIPÓTESES
Predadores em geral
Predadores que caçavam visualmente
A explosão do Cambriano
• Com a evolução dos predadores, partes duras tornaram-se 
vantajosas por razões de defesa.
• Outro fator é que os níveis de oxigênio podem ter aumentado por 
volta do final do pré-cambriano. Isso pode ter sido causado pelo 
aumento da produtividade das plantas – isto é, do fitoplancton.
A explosão do Cambriano
Um ponto importante...”falta” de registros fósseis anteriores ao 
cambriano.
Pelo menos em parte do período anterior ao cambriano, a 
Terra pode ter sido quase inteiramente coberta por gelo e 
geleiras
A vida seria rara, confinada a áreas próximas a fontes de água 
quente ou a erupções oceânicas, ou às áreas limitadas em que 
houve derretimento de gele suficiente para permitir a 
passagem de luz solar e a ocorrência de fotossíntese.