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Universidade Comunitária da Região de Chapecó – UNOCHAPECÓ Curso de Ciências Biológicas Evolução orgânica Acadêmicos: Anaires, Valeria, Raquel Estudo Dirigido Questão 01. Explique como ocorreu (mecanismos) as 6 alterações ambientais globais até os dias atuais. 1- Bilhões de anos atrás há o surgimento dos primeiros organismos fotossintetizantes. Retirada de CO2 (carbono orgânico) e aumento de O2 atmosférico. Redução de temperatura (glaciação). 2- Centenas de milhões de anos, a Terra passou por um período de intensa atividade tectônica, deriva continental, e erupções vulcânicas. CO2 Temperatura – média de 5°C mais quente que hoje gerando o Efeito estufa. Atividade tectônica, diversificação dos organismos, aumento de co2 e extinção em massa. (aquecimento global/ efeito estufa) 3-Cerca de 100 milhões de anos atrás, a atividade tectônica diminuiu. A Liberação de CO2 diminui, reduzindo o efeito estufa na atmosfera, e o clima esfria mais uma vez. Glaciação 4- A curto prazo (dezenas de milhares de anos) ocorreu os Ciclos de Milankovitch (Alternância entre períodos frios e quentes). ciclo de MILANKOVITCH (período de grande degelo e grande glaciamento) A variação orbital ou ciclo de Milankovitch ocorre periodicamente, fazendo com que a radiação solar chegue de forma diferente em cada hemisfério terrestre de tempos em tempos. Esta variação provoca as variações glaciares, que são períodos de longos verões e longos invernos. 5- Ciclo de menor magnitude (alterações da atividade solar) Invasões territoriais devido degelo. Ciclos de menor magnitude. Alterações da atividade solar. Efeitos significativos sobre a civilização humana. Pequena Idade do Gelo – Frequentes invernos muito frio para as regiões de clima temperado da Terra. Verões frios levou à perda de colheitas e fome em partes da Europa. – “Invasões bárbaras” - povos do norte e leste em direção ao sul da Europa. – Entrada de grupos asiáticos no continente americano pelo Estreito de Bhering. 6- Durante os últimos 150 anos a temperatura subiu 0,8 ºc (aquecimento global) será uma das maiores extinções em massa sem precedentes na longa história da Terra Questão 02. Com base no períodograma abaixo, discorra/explique as duas teorias mais relevantes para o surgimento do Neo-darwinismo em 1930. Como o artigo de Watson e Crick na revista Nature (1953) contribuiu para os estudos evolucionistas. R: As teorias evolucionistas do naturalista inglês Charles Darwin sobre Seleção Natural e as novas descobertas no campo da genética de Mendel juntas deram origem ao Neo-Darwinismo. Watson e Crick descreveram a dupla hélice de DNA e sugeriram possível mecanismo de cópia para o material genético. Questão 03. Com base na figura abaixo, explique e diferencia as diferentes teorias evolutivas representadas. Em sua opinião, mas fornecendo subsídios para sua fundamentação, qual a mais correta? R: 1 – Evolução: todas as espécies têm uma origem comum e podem mudar ao longo do tempo 2 – Transformismo: as espécies têm origens separadas mas podem mudar 3 – Criacionismo: as espécies têm origens separadas e não mudam Questão 04. Defina Quimerismo e dê 3 exemplos deste processo. Como funciona o quimerismo em humanos? R: Quimeras – misturas de seres vivos diferentes que formam o mesmo indivíduo. Os seres humanos no estado de embrião, podem absorver ser irmão gêmeo, ficando as células desta no seu corpo e apresentando 2 tipos de DNA. Mães que absorvem o DNA dos fetos. isto acontece em quase todas as mulheres grávidas, pelo menos temporariamente. Transplantes de medula óssea uma pessoa submetida a um transplante de medula óssea terá suas células sanguíneas e mais as células do doador Questão 05. O que são organismos híbridos? Quais formas de híbridos podem ser encontradas? Como funciona a hibridização em humanos? R: Animal ou vegetal híbrido são aqueles procriados por duas espécies distintas. É o resultado do cruzamento entre duas espécies diferentes, ou entre duas linhagens puras de uma mesma espécie. Quanto mais afastados geneticamente forem os progenitores, maior é a probabilidade de o híbrido resultante ser estéril. Cruzamentos – entre espécies diferentes. Transformação genética – engenharia genética (Transgênicos). Híbridos em humanos ocorre quando há transplantes de órgãos de outras espécies. Questão 06. Quais os 2 conceitos de espécies mais difundidos? Diferencie ambos. R: – Conceito reprodutivo: Conjunto de organismos que se intercruzam; mas não cruzam com membros de outras espécies. – Aparência filogenética: Conjunto de organismos que são suficientemente similares entre si. Questão 07. O que são semelhanças homólogas e qual sua importância no estudo de evolução? R: Homologia: mesma origem embriológica de estruturas de diferentes organismos, sendo que essas estruturas podem ter ou não a mesma função. . ex: – Código genético é uma homologia universal (podem ser alteradas por mutações); – Homologias são evidências da evolução que não requer observação direta ao longo do tempo; – Órgãos vestigiais são exemplos de homologias. E As estruturas homólogas sugerem ancestralidade comum. Questão 08. O que são semelhanças análogas e qual sua importância no estudo de evolução? R: Analogia: refere-se à semelhança morfológica entre estruturas, em função de adaptação à execução da mesma função. -As asas dos insetos e das aves são estruturas diferentes quanto à origem embriológica, mas ambas estão adaptadas à execução de uma mesma função: Ex: Asa da abelha e asa da águia são adaptadas para o vôo.São, portanto, são estruturas análogas. – Semelhanças esperadas e de origem diferente; – Analogias corporais são evidências do processo de seleção ambiental em organismos filogeneticamente distantes ao longo do tempo; Questão 09. O que são órgãos vestigiais e qual sua importância no estudo de evolução? Dê exemplos de são órgãos vestigiais. R: Durante a evolução algumas estruturas podem perder ou modificar a sua funcionalidade não exercendo mais a sua principal função anterior. Podemos definir órgão vestigial como uma estrutura atrofiada que possui pouca ou nenhuma função em um determinado organismo. Um dos principais exemplos de órgãos vestigiais é o apêndice humano. Essa projeção do intestino não apresenta grandes funções para o homem, porém é bastante desenvolvida em alguns animais herbívoros, tais como o coelho. Questão 10 . Explique a figura abaixo. Quais os conceitos e teorias evolutivas ela ilustra? R: É possível deduzir que a ordem de evolução desses grupos deve ter sido, peixes depois anfíbios depois répteis e depois mamíferos. A dedução é feita a partir do ponto em que um anfíbio, ou réptil é uma forma intermediária entre peixe e mamífero. As formas dos vertebrados modernos nos permite deduzir a ordem na qual eles evoluíram, podendo ser testado com os registros fósseis. A análise anatômica de formas modernas indica que os anfíbios e os répteis são intermediários evolutivos entre os peixes e os mamíferos. Essaordem é coerente com (b) A sucessão geológica dos principais grupos de vertebrados. A figura faz analogia a teoria evolucionista demonstrando seu conceito de ancestralidade comum e de uma ordem evolutiva do surgimento dos diferentes grupos de espécies que é visto através do registro fóssil. A largura da representação de cada grupo corresponde a sua diversidade naquele momento. Questão 11 . Explique a figura abaixo. Quais os conceitos e teorias evolutivas ela ilustra? R: Evolução em resposta a alterações ambientais causadas pelo homem. A salamandra californiana sobre plantas poliplóides. Espécie em anel da salamandra Ensatina do oeste dos estados Unidos. Há uma espécie (E. oregonensis) no norte, que se estende até o oregon e washington. Ela se divide no norte da califórnia e formam um anel mais ou menos contínuo em torno do vale de de San joaquin. A forma das salamandras varia de local para local, e elas recebem vários nomes taxonômicos. Onde os lados costeiro e interiorano do anel se encontram, no sul da califórnia, elas se comportam como boas espécies em alguns sítios(zona negra no mapa). As espécies em anel fornecem importantes evidências para a evolução, pois elas mostram que as diferenças intra-específicas podem ser grandes o suficiente para produzirem uma diferença interespecífica. Questão 12. Em uma população e ovelhas que tem senso cada ano após a época de reprodução, calcule o tempo de geração e a taxa de crescimento com base na tabela abaixo: Idade, anos Probabilidade de Número de proles fêmeas (x) sobreviver até a idade x nascidas a mãe de idade x (lx) (mx) 0 1 0 1 0.845 0.045 2 0.824 0.391 3 0.795 0.472 4 0.755 0.484 5 0.699 0.546 6 0.626 0.543 7 0.532 0.502 8 0.418 0.468 9 0.289 0.459 10 0.162 0.433 11 0.06 0.421 idade anos (x) probabilidade de sobrevivência idade x ( mx ) n° de femeas nascidas idade x (mx) (lx) x (mx) (lx) + (mx) 0 1 0 1 0.845 0.045 0.038025 0,89 2 0.824 0.391 0.322184 1,215 3 0.795 0.472 0.37524 1,267 4 0.755 0.484 0.36542 1,239 5 0.699 0.546 0.381654 1,245 6 0.626 0.543 0.3339918 1,169 7 0.532 0.502 0.2670664 1,034 8 0.418 0.468 0.195624 0,886 9 0.289 0.459 0.132651 0,748 10 0.162 0.433 0.070146 0,595 11 0.06 0.421 0.02526 0,481 (lx) x (mx): Ro= 2,740526 (lx) + (mx): 10,769 G=(lx) x (mx) ÷ (lx) + (mx) G= 2,740526 ÷ 10,769= 0,2544828674900176 Questão 13. Explique as 4 condições para que ocorra a seleção natural. R: ● REPRODUÇÃO : formação de novas gerações ● HEREDITARIEDADE: passagem dos caracteres para novas gerações ● VARIAÇÃO DA APTIDÃO: Indivíduo que tem um maior sucesso reprodutivo comparado com o restante da população ( * direcionais/ *estabilizadoras/ *disruptivas) ● VARIAÇÃO ENTRE CARACTERES INDIVIDUAIS NA POPULAÇÃO: (aptidão) Questão 14. Explique seleção natural direcional, estabilizadora e desruptiva. R: -Direcional: • indivíduos têm maior aptidão. Ela favorece indivíduos menores e irá, se o caráter for herdável, produzir um decréscimo no tamanho corporal médio. -Estabilizadora: Os membros médios da população, com tamanhos corporais intermediários, possuem aptidão maior do que os membros externos. É a mais comum na natureza. A seleção agora age contra mudanças no tamanho corporal e mantém a população constante ao longo do tempo. -Desruptiva: Ambos os extremos são favorecidos em relação aos tipos intermediários e, se a seleção é forte o suficiente, a população divide-se em duas.A seleção desruptiva é de particular interesse teórico, porque pode aumentar a diversidade genética de uma população. Seleção dependente de frequência. Porque pode promover especiação. Questão 15 . Explique a figura abaixo. Quais os conceitos e teorias evolutivas ela ilustra? R: Resposta evolutiva das populações sob a pressão pesqueira. . A pesca seletiva de indivíduos maiores pode estabelecer uma seleção não apenas a favor de peixes pequenos, mas também a favor do crescimento mais lento. Quando peixes são apanhados seletivamente, a população evolui para tamanhos menores. A figura mostra como o rendimento total de peixes diminuiu a medida que os peixes passaram a ter um crescimento mais lento, eles também evoluíram de modo a haver um número menor de peixes a ser pescado. Já na população cujo os peixes pequenos foram capturados, a evolução e o sucesso no rendimento da pesca foram em outra direção. Até Mesmo a prática de pesca comumente recomendada também pode fazer com que a evolução determine reduções na produtividade. A figura 4.1 ilustra a evolução direcional em recurso pesqueiro experimental , (a) taxas de crescimento em populações nas quais peixes grandes , pequenos ou de tamanho aleatório foram removidos experimentalmente a cada geração. (b) rendimento total da atividade pesqueira experimental. O rendimento total é o número de peixes capturados multiplicado pelo seu peso médio. Questão 16 . Explique a figura abaixo. Quais os conceitos e teorias evolutivas ela ilustra? R: No nível morfológico os indivíduos de uma população natural apresentaram variações para quase qualquer caráter passível de medição. Uma população que contém mais de uma forma reconhecível é chamada de polimórfica (a condição é chamada de polimorfismo). A medida que aumenta o número de formas na população, o tipo de variação polimórfica em categorias , confundem-se com o tipo contínuo de variação . A figura representa seleção desruptiva no tentilhão quebrador de sementes . (a) o tamanho do bico não está distribuído como uma curva em forma de sino, existem formas grandes e pequenas, mas com alguma sobreposição entre elas. A distribuição bimodal só é encontrada para o tamanho do bico. (b) o tamanho geral do corpo mostra uma distribuição geral clássica. A aptidão foi medida pela sobrevivência de indivíduos jovens. o desempenho foi medido com o inverso do tempo gasto na quebra de sementes Questão 17. Explique as 4 formas de variação em populações naturais. R: -Nível Morfológico : Qualquer caráter passível de medição Variação contínua: tamanho corporal. Variação discreta: sexo- macho ou fêmea -Nível Celular : A variação não está confinada na morfologia. A ordem dos genes de uma região cromossômica está invertida dentro de indivíduos de uma mesma população. Polimorfismo em relação ao número de cromossomos -Nível Bioquímico : Em um grande número de espécies existem proteínas com diferentes graus de variabilidade . -Nível de DNA : Se a variação é encontrada em cada órgão, em cada nível, entre os indivíduos de uma população, ela irá ser encontrada em nível de DNA. Polimorfismos de inversão de cromossomos = inversões de sequência de DNA. Questão 18. Defina microevolução e macroevolução. R: MICROEVOLUÇÃO: mudança genética nas populações. MACROEVOLUÇÃO: mudança em larga escala e longo prazo em que novas espécies surgem a partir de um ancestral e queo outro se extingue (especiação) . Questão 19. Defina frequência alélica e frequência genotípica. R: Frequência alélica: frequência de um determinado alelo em uma população.frequências alélicas são usadas para descrever a diversidade genética ao nível do indivíduo, população ou espécie. Frequência genotípica: é a frequência de um determinado genótipo em uma população. Questão 20. Em uma espécie as flores são vermelhas (AA), rosas (Aa) ou brancas (aa). Se uma população X ( 400 brancas, 400 rosas e 200 vermelhas) é submetida ao acasalamento ao acaso, qual a relação genotípica e alélica na descendência deste acasalamento? vermelhas (AA): 200 rosas (Aa): 400 brancas (aa): 400 AA= 400+400= 800 aa= 400+800=1,200 1,200+1,800=2.000 AA= 800 ÷ 2,000 = 0,4% aa= 1,200 ÷ 2,000= 0,6% Questão 21. Defina depressão endogâmica. Quais suas implicações para a conservação biológica? R: Depressão endogâmica - acasalamento de indivíduos aparentados. Pode ocorrer em populações grandes (auto-fertilização, proximidade, vida em grupo) ou pequenas (maioria dos indivíduos são aparentados). Questão 22. Defina depressão exogâmica. Quais suas implicações para a conservação biológica? R: Depressão exogâmica - cruzamento de indivíduos geneticamente muito distantes Questão 23. Quais os pressupostos do equilíbrio de Hardy-Weinberg? R: Fornece demonstração quantitativa de que as variações são preservadas de acordo com os padrões de herança mendeliana. Frequências genotípicas na ausência de seleção seguem o Equilíbrio de Hardy-Weinberg (EHW) O equilíbrio de Hardy-Weinberg é utilizado para estimar as frequências genotípicas da geração seguinte. Partindo do pressuposto de que não há Mecanismos evolutivos como: -Mutação: Mutações são o combustível da evolução! Gera variabilidade genética; Fatores evolutivos atuam sobre diversidade genética pré-existente; -Seleção: Permite que as espécies lidem com as constantes mudanças ambientais. Seleção de indivíduos mais adaptados a determinada condição ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para essa mesma condição. -Deriva Genética: Erro amostral, mudança na frequência alélica não-adaptativa. populações pequenas e bootlenecks - Migração: Movimentação de alelos entre populações. Questão 24. Explique os 2 tipos de retardamento do desenvolvimento da resistência do ponto de vista evolutivo. R: 1- Grau de dominância genética: É mais vantajoso que a resistência seja um alelo recessivo do que um alelo resistente dominante. 2- Valor adaptativo relativo dos genótipos resistentes e não-resistentes: Os genótipos suscetíveis terão vantagens seletivas nas áreas de refúgio (ausência de pesticida). Desse modo o valor adaptativo médio do genótipo resistente não será, então, tão elevado em relação ao suscetível. Questão 25 . Como podemos medir o valor adaptativo de um genótipo? Explique cada um deles. R: O valor adaptativo de um genótipo pode ser medido através de duas propriedades. • Primeiro: sobrevivência relativa do nascimento até a vida adulta. • Segundo: mudança nas frequências alélicas entre as gerações. Questão 26 – Liste e defina os três tipos possíveis de curvas de sobrevivência. R: Questão 27 – Liste e defina todos os tipos de adaptações das presas para escapar dos predadores citados em sala de aula. R:Adaptações das presas para escapar dos predadores Defesa comportamental - Velocidade de escape (cervos) Tanatose. Simulação de morte Defesa física: espinhos, carapaças Defesa física: Espinhos e pêlos ou tricomas (plantas) Defesa química: Toxinas Defesa química em plantas Compostos secundários: são produtos químicos produzidos para defesa contra predadores, herbívoros e patógenos. Defesa morfológica: Coloração críptica (camuflagem) Defesa morfológica: Mimetismo Questão 28 – Defina e exemplifique os tipos de Coloração Críptica e Advertência. R: Coloração críptica: Defesa morfológica (camuflagem), Adaptações das presas para escapar dos predadores. -Muitos organismos atingem a coloração críptica, ou se misturam com o ambiente, ao igualar sua coloração à da cor e padrão de cascas de árvores, galhos ou folhas. -Outros animais assumem uma abordagem mais direta contra o predador: produzem químicos nocivos ou os acumulam do alimento vegetal, e então anunciam o fato com padrões de cores chamativas. Esta estratégia é conhecida como coloração de advertência ou aviso. - Aposematismo. Cores conspícuas (vistosas) são associadas a presença de compostos químicos nocivos ou impaláteis, produzidos pelas presas ou obtidos de seus alimentos - Mimetismo batesiano. Espécies palatáveis e não nocivas (imitadores) apresentam semelhanças com espécies impalatáveis ou nocivas (modelos Questão 30 – Com base nos conceitos evolutivos em eventos de co-evolução entre predador-presa, explique o “Dilema/Hipotese da Rainha Vemelha de Copas”. R: Co-Evolução: duas (ou mais) espécies afetam a evolução umas das outras reciprocamente. Para ter sucesso em uma corrida evolutiva, é necessário estar pelo menos duas vezes o máximo na frente de seu adversário. Remete a uma corrida proposta pela Rainha de Copas, onde Alice, apesar de correr o máximo que pode, sempre se mantém no mesmo lugar. A Rainha de Copas, responde enfaticamente: “Como você vê, aqui é preciso correr o máximo que puder para ficar no mesmo lugar. Se você quiser parar em qualquer outro lugar que não este, vai precisar correr pelo menos duas vezes mais rápido!” Questão 31 – Explique as diversas linhas de pensamento que tentaram explicar a adaptação. Em sua opinião, mas fornecendo subsídios para sua fundamentação, qual a mais correta? R: Questão 32 – Defina e explique lei, teoria e hipótese segundo o pensamento científico. R: ● Hipótese - é uma suposição razoável baseada em um conhecimento anterior ou observação. Todo conhecimento científico é uma hipótese, que pode ser refutada a qualquer momento ● Teoria - consiste em uma ou mais hipóteses que foram suportadas em testes repetitivos (hipótese que aguentou vários testes mantendo o resultado) Teorias são aceitas como verdades temporárias. ● Lei - descrita através de equações matemáticas concisas. A lei é usada para descrever uma ação sobre certas circunstâncias Questão 33 – Explique como Linnaeus explicava a dispersão dos organismos no planeta. Explique como Conde de Buffon contrapôs o descrito por Linnaeus sobre a dispersão dos organismos no planeta. R: Linnaeus:criador do sistema binominal, acreditava que originalmente nas costas de uma determinada ilha, com surgiam espécies adaptadas a uma “estação” em particular, e depois elas se dispersavam pelo mundo. O mundo natural era considerado imutável. Buffon: notou diferentes organismos em diferentes regiões do globo, e problemas com a hipótese da migração a partir de uma determinada ilha. Sugeriu origem no noroeste europeu, seguida de migração e mudanças climáticas, acreditava em uma terra dinâmica e que organismos poderiam se adaptar. Lei de Buffon: regiões similares mais isoladas do globo possuem comunidades diferentes. Questão34 – Com base na tabela abaixo, explique quais populações estão sofrendo processos evolutivos e quais não estão sofrendo processos evolutivos. Quais elementos contidos na tabela podemos listar para sustentar suas afirmativas? R: Na tabela nenhuma espécie está sofrendo mudanças pois o número esperado e o número observado são constantes sem variações significativas Questão 35 – Baseado na tabela abaixo; como podemos calcular a taxa de sobrevivência relativa das populações de mariposas nos diferentes locais? Explique o porque do valor adaptativo mudar entre os locais e quais as consequências desta mudança? R: Dividindo o número esperado pelo número observado. O valor adaptativo muda devido a seleção ambiental, a mariposa com a coloração mais bem adaptada ao ambiente é a que terá mais sucesso em determinada região.
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