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Prof. Guilherme Francisco UNIDADE I Biogeografia – Sociobiogeografia e Ambiente A Biogeografia constitui-se no estudo da distribuição das espécies e ecossistemas em um determinado espaço geográfico por meio do tempo geológico e, envolve distintas teorias e conceitos que se referem à Botânica, à Zoologia, à Ecologia, à Antropologia, à Biologia da Conservação e à Geografia da Conservação. Nos estudos biogeográficos, pretendemos identificar e compreender a diversidade e a complexidade dos biomas e sua relação com a ocupação e os modos de vida dos grupos humanos. Introdução O termo “ecologia” utilizado pela primeira vez pelo cientista Ernest Haeckel em 1869 para definir os estudos científicos das interações entre organismos vivos e o meio ambiente. Segundo Krebs (1972), a ecologia é o estudo científico das interações que determinam a distribuição e a abundância dos organismos. Entendemos então, que a ecologia é o estudo científico da distribuição e da abundância dos organismos e também das interações que determinam essa distribuição e abundância. Origem da Vida Fonte: https://www.wikidata.org/wiki/Q48246 4,5 bilhões de anos atrás Primeira evidência concreta de vida ÉON HÁDICO ÉON ARCAICO ÉON PROTEROZÓICO ÉON FARENOZÓICO 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,0 0,5 Dias atuais Origem dos vertebrados Idade dos peixes: origem dos primeiros anfíbios Origem da maioria dos grupos de invertebrados Origem dos dinossauros e mamíferos Surgimento das aves Surgimento do homem Para descrevermos como a vida se originou, é necessário, inicialmente, estabelecermos uma escala de tempo. Fonte: Adaptado de: http://rede.novaescolaclube.org.br/planos-de-aula/origem-da-vida Aristóteles, como outros na Grécia, defendia a teoria de que da matéria inanimada pode surgir vida. Essa teoria se tornou conhecida como Abiogênese ou Geração Espontânea, sendo aceita por cerca de dois mil anos desde sua criação. Diversos teóricos seguiram a teoria de Aristóteles, entre eles van Helmont e Alexander Ross. Fonte: http://www.ahistoria.com.br/aristoteles/ O primeiro passo para a derrubada dessa teoria foi dado somente em 1668, pelo biólogo italiano Francesco Redi. Com a invenção do microscópio óptico, o inglês John Needham realizou experimentos para tentar confirmar a Abiogênese, dando novo fôlego à teoria. O padre italiano Lazzaro Spallanzani refez os experimentos de Needham, em 1776, contudo o padre ferveu o caldo nutritivo impedindo o aparecimento de microorganismos. Teoria da Abiogênese caiu definitivamente a partir do experimento de Louis Pasteur, e a Teoria da Biogênese consolidou-se no meio científico. Fonte: http://cdn.loc.gov/service/pnp/cph/3b40000/3b41000/3b41400/3b414 22r.jpg Apesar da discussão sobre qual teoria era a correta, temos que conceber que o surgimento do primeiro ser vivo – o coacervado – não está de acordo com a Teoria da Biogênese, uma vez que, se não havia nenhum ser vivo, como surgiu então o primeiro deles? O bioquímico russo Aleksandr I. Oparin, em 1924, e o geneticista inglês John B. S. Haldane, em 1928, propuseram um esquema para estudar a questão da origem da vida em nosso planeta. Stanley L. Miller e Harold C. Urey (Prêmio Nobel de Química em 1934) reforçaram a teoria de Oparin-Haldane, provando que era possível a formação de aminoácidos a partir dos compostos inorgânicos na Terra primitiva. Em 1957 Sidney Fox, influenciado pelo trabalho de Miller, demonstrou a formação das proteínas a partir dos aminoácidos. Surgia então a "Teoria Heterotrófica da origem da vida”. Fonte: Adaptado de: http://www.resumoescol ar.com.br/wp- content/imagens/hipote se-heterotrofica-e- autotrofica-sobre-a- origem-da-vida-e- principais-teoricos.jpg Experiência de Miller. eletrodo vapor de água saída do excesso de vapor água fervente condensação acumulação de moléculas orgânicas água fria água quente gases (CESGRANRIO) Cientistas americanos descobrem num meteorito de Marte, que caiu sobre a Antártida, fortes indícios de vida fora da Terra. Entre as certezas e dúvidas levantadas por tal fato, ainda sob a luz das teorias atuais, podemos afirmar que as primeiras formas de vida surgidas no nosso planeta eram: a) todas autótrofas devido à escassez de alimentos nos oceanos primitivos. b) fermentadoras que utilizavam a energia radiante para produzir suas moléculas orgânicas. c) heterótrofas que utilizavam substâncias formadas na atmosfera e acumuladas nos mares primitivos. d) fungos primitivos com capacidade de atividade fotossintética. e) aeróbias graças à abundância de átomos de oxigênio existente nas águas do oceano. Interatividade Na Antiguidade, Platão (428/7–348/7 a.C.) defendia que a verdadeira natureza das coisas se encontrava na essência delas, por baixo de sua superfície. Afirmava também que o homem seria a expressão mais perfeita da ideia e todos os outros seres, estágios degenerativos. Aristóteles (384–322 a.C.) via a natureza de uma forma estática, mas acreditava que as variações individuais eram devidas a imperfeições, visto que a forma original era fixa desde a sua criação. A essência dos indivíduos era transmitida aos descendentes pelos genitores. Teorias Evolutivas Porém, os maiores teóricos conhecidos sobre tal aspecto são Charles Darwin e Jean Baptiste Lamarck. No linguajar popular, o termo utilizado mais amplamente para referir-se à evolução, é adaptado. Em evolução, o termo adaptado significa que o ambiente estabeleceu forças de seleção natural que afetaram a vida de ancestrais, e, assim, moldaram e especializaram a evolução do organismo. Os indivíduos não foram planejados ou moldados para o presente: eles foram moldados (por seleção natural) por ambientes passados. Suas características refletem os sucessos e as falhas de ancestrais. Eles parecem estar moldados pelos ambientes presentes apenas porque estes assemelham-se aos ambientes passados. Diante destes argumentos a teoria mais aceita atualmente é a teoria da Seleção Natural, de Charles Darwin. A Teoria da Evolução por Seleção Natural é uma teoria ecológica. Foi inicialmente elaborada por Charles Darwin em 1859, embora sua essência tenha sido também examinada por Alfred Russel Wallace. Fonte: http://lcweb2.loc.gov/service/pn p/ggbain/03400/03485v.jpg Baseia-se em cinco pontos: Os indivíduos que constituem uma população de uma espécie não são idênticos. Ao menos parte dessa variação é hereditária. Todas as populações têm a potencialidade de povoar toda a Terra, e o fariam se cada indivíduo sobrevivesse e deixasse descendentes. Ancestrais diferentes deixam números diferentes de descendentes. O número de descendentes deixados por um indivíduo não depende inteiramente da interação entre as características do indivíduo e do ambiente. Porém, o próprio Darwin não era concreto sobre a origem das modificações nos indivíduos. Ele deixava claro que os organismos sofriam modificações de origem desconhecida ou não clara até aquele momento, mas que, após seu desenvolvimento, tais modificações eram fundamentais para o processo de seleção natural. Tais modificações foram explicadas com as teorias de Gregor Mendel, o pai da Genética. Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/G regor_Mendel_with_cross.jpg?download, https://sw.wikipedia.org/wiki/Gregor_Mendel Outro grande nome quando se trata de evolução é o do pesquisador francês Jean Baptiste Lamarck. A ideia central dele era que mudanças no meio ambientepromoveriam modificações nos indivíduos. Com base nessas ideias enunciou duas leis: 1ª Lei de Lamarck, ou a Lei do Uso e do Desuso. 2ª Lei de Lamarck, ou a Lei da Herança dos Caracteres Adquiridos. Fonte: http://image.slidesharecdn.com/b iologia-140830201122- phpapp02/95/biologia- lamarckismo-vs-darwinismo-5- 638.jpg?cb=1409429535 Lei de uso e desuso Lei da herança dos caracteres adquiridos A união dos trabalhos de Mendel e de Darwin resultou na síntese conhecida como Neodarwinismo ou Teoria Sintética da Evolução, que integra a ideia de mudanças evolutivas graduais e estabilidade genética. Fonte: http://biologi a.ucoz.com/i ndex/teoria_ sintetica_de _la_evolucio n_o_neodar winista/0-29 Lamarckismo Darwinismo Neodarwinismo (UFC/2004) “O ambiente afeta a forma e a organização dos animais, isto é, quando o ambiente se torna muito diferente, produz ao longo do tempo modificações correspondentes na forma e organização dos animais. As cobras adotaram o hábito de se arrastar no solo e se esconder na grama; de tal maneira que seus corpos, como resultados de esforços repetidos de se alongar, adquiriram comprimento considerável [...]”. O trecho citado foi transcrito da obra Filosofia Zoológica de um famoso cientista evolucionista. Interatividade Assinale a alternativa que contém, respectivamente, a ideia transmitida pelo texto e o nome do seu autor. a) Seleção natural – Charles Darwin. b) Herança dos caracteres adquiridos – Jean Lamarck. c) Lei do transformismo – Jean Lamarck. d) Seleção artificial – Charles Darwin. e) Herança das características dominantes – Alfred Wallace. Interatividade Segundo a Teoria da Evolução baseada nos ensaios de Charles Darwin, todas as espécies têm ancestrais em comum. Nesse sentido, toda a biodiversidade existente e até mesmo a extinta seria decorrente de processos de especiação. A palavra espécie significa, em latim, “tipo” ou “aparência”. No sentido biológico, espécie significa o indivíduo, a unidade básica do sistema taxonômico de classificação dos seres vivos. Especiação Fonte: http://www.hominides.com/data/images/illus/ev olution/dessin-darwin-i-think-evolution.jpg A especiação se refere ao surgimento de barreiras que de algum jeito impeçam o fluxo gênico entre populações que tenham em comum uma população ancestral. Os modos de especiação mais discutidos são: especiação alopátrica, perapátrica e simpátrica. Fonte: Adaptado de: http://livrepensame nto.com/2014/05/14 /especies-o-que- sao-e-como- surgem/ (A) Especiação alopátrica (B) Especiação parapátrica (C) Especiação simpátrica Barreira Gradiente ambiental Polimorfismo Barreira removida ou sobrepujada gera uma zona de simpatria Expansão da distribuição gera uma zona de simpatria As diferenças genéticas resultam no isolamento reprodutivo Mecanismos de isolamento são importantes no conceito de espécie biológica, em que as espécies de organismos sexuais são definidas por isolamento reprodutivo, isto é, uma falta de mistura de genes. Os mecanismos de isolamento podem ser pré-acasalamento ou pós-acasalamento. Mecanismos de isolamento reprodutivo Pré-acasalamento: isolamento temporal. isolamento ecológico. isolamento comportamental. isolamento mecânico. Pós-acasalamento: incompatibilidade gamética. mortalidade zigótica. inviabilidade do híbrido. esterilidade do híbrido. desagregação do híbrido. (VUNESP) Assinale a complementação correta para a frase abaixo. Duas populações de uma mesma espécie, vivendo em ambientes diferentes e isoladas geograficamente: a) poderão formar duas espécies, se persistir o isolamento. b) terão obrigatoriamente o mesmo conjunto gênico (genético). c) não poderão alterar seus conjuntos gênicos com o passar do tempo por estarem isoladas. d) nunca poderão formar raças diferentes. e) obrigatoriamente terão que se extinguir. Interatividade Evolução Humana Fonte: Adaptado de: http://tudosobremutacoes.com.sapo.pt/evolucao_arquivos/image003.jpg Australopithecos afarensis entre 3,9 e 3 milhões de anos atrás Australopithecos africanus entre 3 e 2,3 milhões de anos atrás Australopithecos boisei entre 2,6 e 1 milhão de anos atrás Homo habilis entre 2,5 e 1,6 milhões de anos atrás Homo erectus entre 1,7 e 500 mil anos atrás Homo sapiens arcaico entre 500 mil e 130 mil anos atrás Homo sapiens neanderthalensis entre 150 mil e 34 mil anos atrás Homo sapiens sapiens de há 90 mil anos até hoje Evolução Humana Fonte: Adaptado de: http://tudosobremutacoes.com.sapo. pt/evolucao_arquivos/image003.jpg Homo erectus entre 1,7 e 500 mil anos atrás Homo sapiens arcaico entre 500 mil e 130 mil anos atrás Homo sapiens neanderthalensis entre 150 mil e 34 mil anos atrás Homo sapiens sapiens de há 90 mil anos até hoje Os cientistas têm usado características físicas que refletem semelhanças nas histórias adaptativas na classificação primata, colocando-os em várias famílias, gêneros e espécies. Os hominídeos, família dos primatas que inclui os ancestrais diretos dos humanos, compartilham certas características sutis em seus dentes, mandíbulas e cérebro, mas a caraterística principal deste grupo é o bipedalismo. Fonte: Adaptado de: http://www.cerebromente.org.br/n12/ mente/evolution/evolution03_p.htm Homo erectus H. neanderthalensis Homo sapiens Homo habilis Homo ergaster Australopithecos sediba Australopithecos afarensis Australopithecos africanus Australopithecos garhi Paranthropus boisei Paranthropus robustus Milhões de anos atrás Hoje5 4 3 2 1 Os primeiros seres humanos evoluíram de ancestrais australopitecinos cerca de 2 milhões de anos atrás. O ancestral exato não foi claramente definido, mas é comumente pensado ser o A. afarensis. Fonte: Adaptado de: http://cultura.culturamix.com/blog/wp -content/gallery/a-origem-do-homem- 4/A-Origem-do-Homem-7.jpg Homo habilis Homo sapiens pré-neanderthalensis Homo sapiens-sapiens Homo erectus Homo sapiens neanderthalensis Australopithecus Homo habilis, que significa “homem pratico” H. rudolfensis, maior expansão cérebro-substancial em comparação com o H. habilis. H. Ergaster – do grego “trabalhador”. O H. erectus sobreviveu por mais de um milhão de anos, mais tempo do que qualquer outra espécie de humano, desaparecendo por volta de 250 mil anos atrás. O H. sapiens é a única espécie sobrevivente do gênero Homo. Três teorias visam explicar a evolução do Homo: 1. Modelo de evolução multirregional. 2. Modelo de substituição. 3. Modelo de hibridação e assimilação. Evolução do homem moderno (UFMS) O desenvolvimento das capacidades comunicativas permitiu que a humanidade se organizasse mais e cooperasse melhor com os seus semelhantes, estabelecendo condições mais adequadas para aprimorar o raciocínio, o pensamento, a linguagem e a cultura. Todo esse lento processo começou há cerca de dois milhões de anos, quando ele foi capaz de transformar as pedras em instrumentos para cortar, raspar e construir abrigos, o que o tornou mais apto para a atividade da caça e, ao compartilhar alimentos com o seu grupo, acelerou a sua socialização. Interatividade Fonte: www.anth.ucsb.edu Trata-se do: a) Australopithecus africanus. b) Homemde Neandertal. c) Australopithecus afarensis. d) Homo sapiens. e) Homo habilis. Interatividade ATÉ A PRÓXIMA!
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