Slides de Aula - Unidade I Evolução

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Unidade I
EVOLUÇÃO
Prof. Rafael Sandoval
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Fixismo: fortemente influenciado 
pelo criacionismo.
 Criação divina era perfeita, não 
admitia a ocorrência de mudanças 
após o processo de criação.
 Nenhuma forma de vida havia 
surgido no planeta após o
momento da criação.
 Georges Cuvier: contesta 
a teoria criacionista.
Geoges Cuvier – naturalista do século XIX
Fonte: http://media1.britannica.com/eb-
media/95/12495-004-060206B7.jpg
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Paleontologia: fósseis 
trazem evidências que 
contestam argumentos 
criacionistas.
 Existência de organismos 
incrustados em diferentes 
camadas sedimentares.
 Ocorrência de algumas 
espécies e desaparecimento 
de outras.
 Catastrofismo: fenômenos 
naturais do passado 
responsáveis pela extinção.
Fóssil de Velociraptor – Período Cretáceo
Fonte: http://www.natureworks.com.au/images/products/
Dinosaurs_and_Prehistoric/Dinosaur_Wall_Plaques/
Velociraptor_Fossil_Wall_Frieze/Velociraptor
_Fossil_Dig_Bronze/PNG/Velociraptor_Fossil_Wall_Frieze_Bro
nze_VFWFBZ.png
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Gradualismo: proposto por 
James Hutton (século XVIII).
 Mudanças geológicas 
lentas, graduais e 
contínuas, com efeitos 
cumulativos ao longo do 
tempo.
 Uniformitarismo: Charles 
Lyell (século XIX).
 Alterações geológicas 
ocorrem de modo 
semelhante em tempos 
recentes e no passado.
Semelhanças entre espécies fósseis e 
espécies vivas da América do Sul
Fonte: Freeman, S.; Herron, J.C. Análise 
evolutiva. 4 ed. Porto Alegre: Artmed 
Editora, 2009, 848 p.
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Evolucionismo: ocorrência 
de mudanças como 
fenômeno natural.
 Vida no planeta é um 
evento dinâmico, sujeito à 
ocorrência de mudanças 
com o passar do tempo.
 Buffon (século XVIII):
espécies apresentam 
“molde” que determinam 
suas características.
 “Molde” é passado de uma 
geração à outra (DNA).
Evolucionismo: ocorrência de descendentes 
com modificações ao longo da história
Fonte: http://1.bp.blogspot.com/-
GXAbtwNT8jg/TaM3W7nIekI/AAAAAAAAAAQ/-
SznYPTw-BE/s1600/imagem%2B1%2Bbio1.GIF
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Lamarckismo: Lamarck 
(século XIX) – organismos 
mais complexos a partir de 
organismos mais simples.
 Lei do uso e desuso: uso 
de qualquer estrutura ou 
processo fisiológico tende 
a desenvolvê-lo e o caso 
contrário tende a inibir o 
seu desenvolvimento.
 Modificações adquiridas 
são transmitidas a seus 
descendentes – herança 
dos caracteres adquiridos.
Evolução do pescoço da girafa segundo 
o lamarckismo
Fonte: 
http://www.objetivo.br/conteudoonline/im
agens/conteudo_8188/100.gif
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Charles R. Darwin (século 
XIX): naturalista britânico.
 Teoria da seleção natural: 
publicada em conjunto com 
Alfred R. Wallace.
 “A Origem das Espécies”: 
argumentos evolucionistas 
que abalaram as bases do 
criacionismo.
 Observações de fauna das 
ilhas do arquipélago de 
Galápagos.
 Darwinismo.
Charles R. Darwin e sua publicação “A Origem das Espécies”
Fonte: 
http://a4.files.biography.com/image/upload/c_fit,cs_srgb,dpr_
1.0,h_1200,q_80,w_1200/MTE5NDg0MDU0OTM4NjE3MzU5.jpg
http://cdn.loc.gov/service/pnp/cph/3b40000/3b41000/3b41300/
3b41388r.jpg
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Teoria da seleção natural: 
condições ambientais eram 
as responsáveis por 
selecionar os organismos 
mais aptos a sobreviver e 
reproduzir.
 Características favoráveis 
eram passadas aos 
descendentes (Lamarck).
 Aptidão evolutiva: 
habilidade de indivíduos de 
uma determinada 
população sobreviverem e 
se reproduzirem.
Evolução do pescoço da girafa segundo a teoria 
da seleção natural
Fonte: 
http://4.bp.blogspot.com/_DtOqvp0u6_g/TI9zcfFB
svI/AAAAAAAAAKQ/DYKXwHphixU/s1600/evoluc
ao-dos-seres-vivos54.gif
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Darwinismo: por que alguns 
indivíduos nascem mais 
aptos à seleção natural 
do que outros?
 Populações: existência de 
variabilidade de características 
entre indivíduos.
 Mendel: início de estudos da 
genética permitiu a 
compreensão desse fenômeno.
 Mudanças genéticas modificam 
características de um ser vivo 
ao acaso (celular ou agentes 
ambientais).
Variabilidade genética em 
espécie de borboleta
Fonte: 
http://www.ucl.ac.uk/taxome/ji
m/Sp/ermemim.jpg
Perspectiva histórica do pensamento evolutivo
 Mutações: fenômenos 
responsáveis pelo surgimento 
da variabilidade biológica.
 Mecanismo primário para o 
surgimento de novidades 
genéticas.
 Neodarwinismo: nova teoria 
resultante da seleção natural 
e genética (século XX).
 Teoria moderna da 
evolução biológica.
 Mudanças das frequências 
gênicas populacionais.
Alterações morfológicas em drosófilas
fruto da variabilidade genética
Fonte: 
http://www.chaosscience.org.uk/sites/def
ault/files/drosophila2.png
Interatividade
Uma ideia comum às teorias da evolução propostas por Darwin 
e por Lamarck é que a adaptação dos organismos é resultante:
a) Do sucesso reprodutivo diferencial.
b) Do uso e do desuso de estruturas anatômicas.
c) Da interação entre os organismos e seus ambientes.
d) Da manutenção das melhores combinações gênicas.
e) De mutações gênicas induzidas pelo ambiente.
Resposta
Uma ideia comum às teorias da evolução propostas por Darwin 
e por Lamarck é que a adaptação dos organismos é resultante:
a) Do sucesso reprodutivo diferencial.
b) Do uso e do desuso de estruturas anatômicas.
c) Da interação entre os organismos e seus ambientes.
d) Da manutenção das melhores combinações gênicas.
e) De mutações gênicas induzidas pelo ambiente.
Evidências da evolução
 Evolução: processo lento, 
fenômenos não podem ser 
testados em laboratório.
 Fósseis: obter estimativa da 
datação através de elementos 
radioativos (urânio,
carbono-14).
 Fóssil mais antigo: 3,5 bilhões 
de anos.
 Aparecimento e extinção de 
diversos seres vivos.
 Organismos fósseis possuem 
semelhanças com atuais.
Fóssil de Trilobita datado do período 
Cambriano
Fonte: 
http://www.rc.unesp.br/museupaleonto
/trilob12.jpg
Evidências da evolução
 Comparação entre 
organismos (fósseis ou 
atuais) revela semelhanças 
– homologias.
 Indica ancestralidade 
comum.
 Homologias anatômicas: 
permitem inferir relação de 
parentesco entre as 
espécies.
 Característica presente em 
um ancestral comum que 
pode ou não exercer a 
mesma função.
Membros anteriores de diferentes 
espécies de mamíferos
Fonte: Campbell, N., et al. Biologia. 8 ed. 
Porto Alegre: Artmed, 2010, 1464 p
Evidências da evolução
 Semelhanças estruturais 
nem sempre são sinônimos 
de homologias.
 Formato hidrodinâmico: 
presente em tubarões, 
golfinhos e ictiossauros 
(répteis aquáticos extintos).
 Condição morfológica de 
mesma funcionalidade, 
porém com diferenças na 
anatomia e na origem das 
estruturas.
 Estruturas análogas.
Formato hidrodinâmico de diferentes 
espécies – estruturas análogas
Fonte: 
http://www.objetivo.br/conteudoonline/im
agens/conteudo_9598/22.gif
Evidências da evolução
 Homologias celulares 
e moleculares.
 Organelas presentes 
em células dos 
organismos também 
são um tipo de 
homologia.
 DNA: comparações 
moleculares das 
sequências revelam 
parentesco.
 Homologia molecular: 
código genético.
O código genético como exemplo de 
homologia molecular
Fonte: 
http://www.objetivo.br/conteudoonline/im
agens/conteudo_9643/143_0.gif
Evidências da evolução
 Homologias embrionárias.
 Parentesco evolutivo próximo 
entre organismos apresentam 
estágios semelhantes de 
desenvolvimento.
 Vertebrados: desenvolvimento 
de fendas branquiais.
Estruturas se modificam para 
desempenhar outras funções:
 Peixes: estruturas 
respiratórias.
 Mamíferos: estruturasdo 
ouvido interno.
Diferentes espécies de vertebrados em 
comparação nos estágios de 
desenvolvimento
Fonte: 
http://www.objetivo.br/conteudoonline/im
agens/conteudo_9166/105.gif
Evidências da evolução
 Seleção artificial.
 Plantas e animais foram 
selecionadas pelo homem 
(domesticação).
 Mostarda selvagem: grande 
diversidade de verduras 
(couve, brócolis, couve-flor).
 Cães: origem de diferentes 
raças (pinscher, pastor 
alemão).
 Animais de rebanho: gado 
leiteiro.
Variedade de verduras originadas por seleção 
artificial de mostarda selvagem (Brassica
oleracea)
Fonte: Sadava, D.; Hillis, D.M.; Heller, H.C.; 
Berenbaum, M.R. Life: the science of biology. 10 
ed. Sunderland: Sinauer Associates, 2014, 1442 p. 
Evidências da evolução
 Introdução de espécies.
 Mudanças em espécies 
introduzidas pelo homem.
 Aves na América do Norte: 
pardais com diferenças 
morfológicas em diferentes 
regiões.
 Condições ambientais são 
favoráveis às mudanças 
(clima).
 Seleção natural de variedades 
genéticas mais aptas.
Diferenças morfológicas em pardais introduzidos 
na América do Norte
Fonte: 
http://images.nationalgeographic.com/wpf/media-
live/photos/000/171/overrides/white-crowned-
sparrow_17189_600x450.jpg
Evidências da evolução
 Mudanças experimentais.
 Indução de mudanças 
fenotípicas de modo 
experimental em organismos.
 Peixes ornamentais: 
predação de peixes 
manchados (mais atrativos), 
peixes sem manchas 
sobrevivem.
 Seleção natural: menos aptos 
(manchados) são facilmente 
predados, enquanto peixes 
sem manchas não, mais 
aptos.
Variações morfológicas em peixes 
ornamentais causadas por experimentação
Fonte: 
http://2.bp.blogspot.com/_nhxf9Oh86JI/TAL7
b25OtBI/AAAAAAAAAgU/jvLYUUj3iWs/s1600/
poecilia%2520reticulata.jpg
Evidências da evolução
 Evolução: teoria 
baseada em fatos.
 Pesquisas em 
biologia evolutiva 
revelam inúmeras 
evidências da 
evolução.
 Evolução é um fato!
 Darwin: teorias 
formuladas por meio 
de observações de 
fatos (fenômenos da 
natureza).
Darwin e teorias da evolução formuladas 
com base em observações
Fonte: http://4.bp.blogspot.com/-
LR60F9JHUvg/VQxQuYUJtPI/AAAAAAAAAD
w/CbXo8npYOgc/s1600/darwinismoGHH.png
Interatividade
As asas dos insetos, bem como as asas das aves, dos 
morcegos e dos pterodáctilos (répteis voadores extintos) 
exercem a mesma função fisiológica para esses organismos 
que é o auxílio no voo, porém essas estruturas desenvolveram-
se independentemente nesses animais ao longo da evolução. 
Trata-se, portanto, de:
a) Estruturas homólogas.
b) Variabilidade genética.
c) Divergência evolutiva.
d) Estruturas análogas.
e) Lei do uso e do desuso.
Resposta
As asas dos insetos, bem como as asas das aves, dos 
morcegos e dos pterodáctilos (répteis voadores extintos) 
exercem a mesma função fisiológica para esses organismos 
que é o auxílio no voo, porém essas estruturas desenvolveram-
se independentemente nesses animais ao longo da evolução. 
Trata-se, portanto, de:
a) Estruturas homólogas.
b) Variabilidade genética.
c) Divergência evolutiva.
d) Estruturas análogas.
e) Lei do uso e do desuso.
Seleção natural
 Darwin: taxa de descendentes 
das espécies é maior do que a 
taxa de sobrevivência.
 Competição pela 
sobrevivência: mecanismo em 
que opera a seleção natural.
 Observações foram base para 
a dinâmica ecológica 
populacional.
 Recursos naturais limitados, 
predação, parasitismo e 
fatores abióticos regulam o 
tamanho das populações.
Filhotes de tartarugas marinhas – a cada 
mil somente um chega à idade adulta
Fonte: http://ineam.com.br/wp-
content/uploads/2016/02/tartarugas.jpg
Seleção natural
 Condições para a seleção natural.
 Variabilidade: indivíduos diferentes 
entre si (atuação ambiental).
 Hereditariedade: variabilidade é 
reflexo da variação genética.
 Aptidão evolutiva: características 
individuais são favoráveis em 
determinados ambientes (fitness).
 Melanismo industrial: seleção 
natural por agentes ambientais.
Variações na coloração de mariposas –
escurecimento de troncos favorece 
indivíduos escuros.
Fonte: Raven, P.H.; Johnson, G.B. 
Biology. 6 ed. McGraw-Hill, 2001
Seleção natural
 Variabilidade populacional.
 Principal elemento com atuação 
direta pela seleção natural.
 Morfológica: variações em 
tamanho, forma, coloração etc.
 Bioquímica: variações em 
moléculas (proteínas).
 DNA: variações nas sequências de 
nucleotídeos (intraespecíficas).
Variação morfológica intraespecífica em 
espécie de besouro
Fonte: 
https://beetlesinthebush.files.wordpress.com/
2009/01/metaxymorpha-nigrofasciata.jpg
Seleção natural
 Tipos de seleção 
natural.
 Características 
quantitativas.
 Vários fenótipos 
diferentes.
 Curva normal.
 Ex.: frequência de 
indivíduos 
(camundongos) de 
acordo com a 
coloração do pelo.
Fonte: https://3.bp.blogspot.com/-
ZiUeUO33F4Y/VnLluUydNmI/AAAAAAAAA9s/SXqqAdUT
Se0/s1600/Sem%2Bt%25C3%25ADtulo.png
Seleção natural
 Seleção direcional.
 Favorece uma das 
classes extremas de 
fenótipos em um 
grupo de organismos.
 Coloração: mais 
claros ou mais 
escuros.
 Um dos extremos 
tendem a deixar mais 
descendentes.
Fonte: https://3.bp.blogspot.com/-
ZiUeUO33F4Y/VnLluUydNmI/AAAAAAAAA9
s/SXqqAdUTSe0/s1600/Sem%2Bt%25C3%2
5ADtulo.png
Seleção natural
 Seleção estabilizadora.
 Tipo de seleção que 
favorece fenótipos 
intermediários.
 Reduz chance de 
sobrevivência dos 
indivíduos com 
características extremas.
 Ex.: camundongos com 
pelos nem muito claros nem 
muito escuros sobrevivem.
Fonte: https://3.bp.blogspot.com/-
ZiUeUO33F4Y/VnLluUydNmI/AAAAAAAA
A9s/SXqqAdUTSe0/s1600/Sem%2Bt%25C
3%25ADtulo.png
População 
após seleção
População 
original
Seleção natural
 Seleção disruptiva.
 Fenótipos intermediários 
são desfavorecidos.
 Contrário da seleção 
estabilizadora.
 Ex.: populações de 
tentilhão africano.
 Indivíduos com bicos 
maiores e bicos pequenos 
são favorecidos a quebrar 
sementes duras e macias.
 Intermediários: poucas 
chances na competição.
Fonte: https://3.bp.blogspot.com/-
ZiUeUO33F4Y/VnLluUydNmI/AAA
AAAAAA9s/SXqqAdUTSe0/s1600/
Sem%2Bt%25C3%25ADtulo.png
Seleção natural
 Evolução e adaptação.
 Variações ambientais 
podem favorecer 
processos de seleção 
natural.
 Espécies melhores 
adaptadas a 
mudanças e variações 
ambientais tendem a 
ter maior taxa de 
sobrevivência.
 Ex.: mariposas –
melanismo industrial.
Fonte: http://api.ning.com/files/hL1O-
vOJ3TuwqUsrj6bNGPKlgcf7CWxVEVXJYWe
n3fAp2uqfBfTRMrXqMCjjnNZ2sMdT0c37gPN
OrYvejNmCM9R9fcYr5Xdr/bisongr1.jpg
Interatividade
Como podemos explicar o aumento da variedade de 
mariposas escuras durante o melanismo industrial?
a) As mariposas brancas eram mais suscetíveis à poluição, 
levando-as à extinção.
b) Mariposas claras diminuíram, tornando-se mais escuras 
devido à ação da poluição (característica passada aos 
descendentes).
c) Mariposas claras diminuíram devido à predação, tornaram-se 
mais visíveis a predadores e com menores chances de 
sobrevivência.
d) A poluição escureceu as asas das mariposas escuras.
e) Ocorrência de explosão populacional.
Resposta
Como podemos explicar o aumento da variedade de 
mariposas escuras durante o melanismo industrial?
a) As mariposas brancas eram mais suscetíveis à poluição, 
levando-as à extinção.
b) Mariposas claras diminuíram, tornando-se mais escuras 
devido à ação da poluição (característica passada aos 
descendentes).
c) Mariposas claras diminuíram devido à predação, tornaram-se 
mais visíveis a predadores e com menores chances de 
sobrevivência.
d) A poluição escureceu as asas das mariposas escuras.
e) Ocorrência de explosão populacional.
Seleção natural
 Novas variantes fenotípicas.
 Mutações: fenômenos 
responsáveis por gerar 
mudanças genéticas nas 
espécies.
 Eventos aleatórios que 
podemocorrer em qualquer 
parte do genoma.
 Induzida ou não por agentes 
ambientais.
 Pode comprometer 
sobrevivência do indivíduo 
mutante.
Fonte: 
http://www.ib.usp.br/evosite/evo101/images/d
na-mutation.gif 
http://farm4.static.flickr.com/3443/3975629232
_746e5779db.jpg
Seleção natural
 Resistência bacteriana.
 Antibióticos: compostos 
químicos usados no 
combate a infecções.
 Bactérias: ocorrências de 
mutações aleatórias 
originaram resistência à 
antibióticos.
 Hereditariedade: 
características mutantes 
são passadas aos 
descendentes.
Fonte: http://imcf.com.br/wp-
content/uploads/2014/12/lainfo.es-
5832-bacteria2.jpg
Seleção natural
 Recombinação genética e 
variabilidade.
 Fenótipos morfológicos: 
diferentes possibilidades de 
mistura de alelos 
(recombinação).
 Ex.: estatura humana.
 Filhos de um mesmo casal 
podem apresentar grandes 
diferenças na estatura.
 Combinação de alelos 
paternos e maternos nem 
sempre é a mesma.
Fonte: 
http://www.abc.es/Media/201009/2
9/altura1--478x340.JPG
Seleção natural
 Aleatoriedade das mutações e recombinação genética.
 Surgimento de novas variedades biológicas são aleatórias, 
seleção natural incidente sobre as populações não!
Fonte: livro-texto
Adaptação e evolução adaptativa
 Adaptação: diferentes 
significados em biologia.
 Contexto fisiológico: ajustes 
nos indivíduos em resposta 
a variações ambientais.
 Ex.: alterações volumétricas 
na musculatura em resposta 
ao exercício físico.
 Adaptabilidade: resposta 
orgânica ou comportamental 
a uma situação de estresse 
ambiental.
 Adaptações não herdáveis.
Processo de hipertrofia muscular
Fonte: http://bioecoesportes.com.br/wp-
content/uploads/2016/02/masa-
muscular.jpg
Adaptação e evolução adaptativa
 Contexto genético-evolutivo.
 Processo evolutivo: 
desenvolvimento de 
características que implicam 
maiores chances de 
sobrevivência.
 Estrutural: característica 
biológica individual que implica 
maior chance de sobrevivência.
 Mimetismo: adaptação que 
torna um organismo 
semelhante a outro ou 
aspectos do ambiente.
Fonte: http://metropolerevista.com.br/wp-
content/uploads/2014/01/louva_a_deus_orquidea_01.jpg
http://floresrinaldi.com.br/wp-
content/uploads/2013/10/Mini-Orqu%C3%ADdeas-
1000x380.jpg
Adaptação e evolução adaptativa
 Evolução adaptativa: seleção 
natural requer a manutenção de 
características adaptativas.
 Mimetismo: nem todas as 
espécies de louva-a-deus terão 
a coloração idêntica à da 
orquídea (variações).
 Outras estruturas como pernas 
raptoriais potentes para 
captura de presas.
 Processo evolutivo guiado por 
variabilidade genética, seleção 
natural e adaptação.
Fonte: 
http://www.newsmax.com/Newsmax/file
s/a5/a549d09d-cda0-4349-93f9-
97d9e7a8cfa4.jpg
Adaptação e evolução adaptativa
 Evolução sem processos 
adaptativos.
 Adaptacionismo: todas as 
características de um 
organismo se estabelecem por 
processos adaptativos.
 Exaptação: característica com 
uma determinada função ser 
adaptada para outras funções.
 Ex.: folhas de plantas 
carnívoras.
 Fotossíntese – captura de 
presas.
Folhas de Dionaea muscipula adaptadas 
para captura de presas também realizam 
fotossíntese
Fonte: http://giardino-piante-
fiori.lacasagiusta.it/wp-
content/img/dionea01.jpg
Interatividade
Em Biologia, o processo em que há ocorrências de mudanças 
na sequência dos nucleotídeos do material genético de 
organismos, causadas por alterações durante a divisão 
celular ou agentes ambientais, é denominado:
a) Exaptação.
b) Mutação.
c) Adaptação.
d) Variabilidade genética.
e) Recombinação genética.
Resposta
Em Biologia, o processo em que há ocorrências de mudanças 
na sequência dos nucleotídeos do material genético de 
organismos, causadas por alterações durante a divisão 
celular ou agentes ambientais, é denominado:
a) Exaptação.
b) Mutação.
c) Adaptação.
d) Variabilidade genética.
e) Recombinação genética.
ATÉ A PRÓXIMA!