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Ciências Evolução biológica e diversidade das espécies 2 Biologia da conservação 29 7 8 Livro do professor Livro didático 9o. ano Volume 4 ©S hu tte rsto ck/ Kot offe i Alguns animais apresentam coloração e formato dos corpos que os confundem com o ambiente onde vivem. Observe a imagem com atenção e identifique o animal que se encontra nela. 1. Que semelhanças ele apresenta com relação ao ambiente? 2. Qual seria a vantagem para o animal em ser semelhante ao ambiente? 7 Evolução biológica e diversidade das espécies 1 Encaminhamento do tema de abertura do capítulo. 5 cm © Sh ut te rs to ck /C or a Un k Ph ot o 2 Objetivos • Identificar as ideias evolutivas de Lamarck e Darwin e sua importância para explicar a diver- sidade biológica. • Compreender a seleção natural e a mutação como fenômenos que permitem a evolução biológica. • Discutir os processos de surgimento de novas espécies e estabelecimento da biodiversidade. 2 Pensamento evolutivo. Pensamento evolucionista Entender e explicar como se estabeleceu a enorme diversidade de espécies de plantas, animais, fungos e outros organismos no planeta Terra sempre foi um grande desafio. Por muito tempo, admitiu-se que cada espécie se mantinha igual desde sua criação, ideia denominada de fixismo. Nesse caso, as espécies pode- riam apresentar semelhanças casuais, mas isso não significava que teriam relações de parentesco entre si. No início do século XIX, novos pensamentos em relação à origem e ao desenvolvimento dos seres vivos passaram a se estabelecer por meio de estudos científicos de animais, de plantas, do solo e também dos fósseis. Esses novos pensamentos consideravam que cada espécie passava por modificações ao longo do tempo, adaptando-se às condições do ambiente de forma dinâmica. Por meio dessas modificações, novas espécies surgiriam e outras poderiam deixar de existir. Compreender e explicar o pensamento evolutivo envolve um longo e complexo processo dentro das ciências, englobando vários cientistas. Um dos primeiros registros desses estudos foi realizado em 1760, com o trabalho do naturalista francês Georges Louis Leclerc, Conde de Buffon (1707-1788), que, estudando ossos de mamíferos, chegou à conclusão de que eles apresen- tavam grandes semelhanças em diferentes aspectos, mesmo que vivessem em ambientes distintos, como na terra ou na água. No entanto, ele não explicou o motivo dessas semelhanças nem como elas se estabeleciam entre as espécies. Outro estudo bastante importante foi o do médico inglês Erasmus Darwin (1731-1802), que afirmava que os seres vivos poderiam se transformar, mas não explicava como isso acontecia. Os seres vivos podem se preservar em fósseis como resultado de um conjunto de processos que ocorre a partir de sua morte e sepultamento. Dependendo das condições ambientais, a fossilização pode acontecer por: moldagem (impressão), incrustação mineral, subs- tituição das partes moles por minerais, mumificação ou congelamento. Também pode ocorrer a preservação dos registros das atividades biológicas dos organismos enquanto vivos: os icnofósseis, como as pegadas, e os coprólitos, fezes fossilizadas. Braço do ser humano Asa de morcego Nadadeira de baleia Úmero Rádio Ulna Carpos Metacarpos Falanges Esqueletos de três mamíferos: ser humano, morcego e baleia. Esses animais, mesmo vivendo em ambientes diferentes, apresentam conjuntos de ossos semelhantes (marcados com a mesma cor). Di vo . 2 01 9. D ig ita l. 3 Os estudos de Lamarck O francês Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Cavaleiro de Lamarck (1744-1829), é considerado o primeiro naturalista a divulgar ideias relacio- nadas ao pensamento evolucionista, construindo uma explicação sobre a transformação dos seres vivos com os conhecimentos científicos disponí- veis na época. Foi um dos primeiros naturalistas a utilizar o termo Biologia em seus estudos. Professor de Zoologia, por meio dos estudos e da observação de ani- mais em seu trabalho, afirmou que os organismos complexos se origina- ram progressivamente a partir de outros mais simples. Ele defendia que o clima, a temperatura, a altitude e outras características do ambiente atuavam na transformação dos indivíduos de diferentes espécies para garantir sua sobrevivência. Lamarck contribuiu para o pensamento evolucionista, pois percebeu que as mudanças no ambiente mudavam as necessidades dos indivíduos, que, por sua vez, alteravam os seus comportamentos para atender às novas necessidades. Essas mudanças alteravam a utilização de determi- nadas estruturas anatômicas, ou órgãos, que podiam crescer ou atrofiar (até mesmo desaparecer), dependendo do uso, chamando esse conceito de Lei do uso e desuso. Assim, segundo Lamarck, o uso e desuso dos órgãos explicava a diversidade de espécies de seres vivos, con- siderando que as alterações sofridas por um indivíduo durante a sua vida eram passadas aos seus descendentes. Essa ideia ficou conhecida como Lei da herança dos caracteres adquiridos. Observe, a seguir, alguns exemplos que explicam a forma de pensar de Lamarck. • As primeiras serpentes tiveram pernas, que, em determinado momento, passaram a atrapalhar o des- locamento desses animais em locais apertados. Com o desuso das pernas, elas foram atrofiando até desaparecerem completamente nas gerações atuais de serpentes. • Nos tamanduás, a ausência de dentes seria explicada pela falta de uso e consequente atrofia e desaparecimento. • Algumas aves aquáticas, como os flamingos, teriam pernas curtas, mas, ao se alimentar, molhavam as penas. Assim, como consequência do esforço que faziam esticando as pernas para não molhar as penas, teriam se tornado aves com pernas longas. Lamarck não utilizava a palavra “evolução”, que, em sua época, era sinônimo de “onto- genia” (desenvolvimento de um indivíduo desde a concepção até a maturidade). Em alguns artigos, o termo vem sendo substituído e se usa “hipótese da progressão de La- marck”. © W ik im ed ia C om m on s/ Ch ar le s T he ve ni n • Jean-Baptiste de Monet, Cavaleiro de Lamarck 3 Teoria da progressão de Lamarck. © Sh ut te rs to ck /M al ve n5 7 © Sh ut te rs to ck /E sd ee m © Sh ut te rs to ck /S ch er bi na to r A ausência de pernas nas serpentes atuais, a ausência de dentes nos tamanduás e o comprimento das pernas das aves pernaltas são algumas características relacionadas ao uso e desuso e à transmissão dos caracteres adquiridos, segundo Lamarck. 1 m 2,2 m 90 -1 50 c m 9o. ano – Volume 44 Embora, antes de Lamarck, outros autores tenham sugerido a possibilidade de transformação progressiva dos seres vivos, nenhum havia proposto uma teoria defendendo as suas hipóteses. Lamarck era um observador atento dos fatos e, baseado neles, ofereceu explicações. Ele foi o primeiro a propor um sistema teórico completo para explicar as mudanças das espécies ao longo do tempo, embora nunca tenha usado o termo “evolução” ou “transformação” para se referir a essas mudanças. As ideias de Lamarck tiveram muito impacto e foram bastante discutidas em sua época, mas identificou-se que as alterações corporais do uso e desuso não são hereditárias. Com isso, seus estudos não explicavam com- pletamente o processo evolutivo dos seres vivos e a sua diversidade. Seus trabalhos foram lidos por Charles Darwin e outros naturalistas, sendo muito importantes para que eles desenvolvessem outras hipóteses para o processo de evolução e diversidade de espécies. É importante mencionar que a divisão dos animais em vertebrados e invertebrados foi intro- duzida por Lamarck. A partir de 1794, ele foi incumbido da organização dos chamados “animais inferiores, insetos e vermes” das coleções do Museu de História Natural de Paris. Até então, era adotada a antiga classificação de animais com sangue e animais sem sangue que já aparecia no século IV a.C. nas obras de Aristóteles sobre os animais e que também estava presente na obra de Carl von Linné (1707-1778).[...] Além da divisão em vertebrados e invertebrados, Lamarck contribuiu para a sistemática com a separação entre insetos e aracnídeos, que na época formavam um só grupo e a introdução do grupo dos crustáceos. MARTINS, Lilian A. P. Lamarck e a progressão da escala animal. Filosofia e História da Biologia, São Paulo, v. 8, n. 3, p. 569-586, jul./dez. 2013. Saiba + Para explicar o mundo, é necessário conhecer o mundo. Por meio dessa ideia, os cientistas desenvolvem seus trabalhos, analisando estudos de outros pesquisadores, observando a natureza e discutindo suas ideias. Atualmente, o acesso à informa- ção se tornou mais fácil pela existência da internet, do telefone e dos meios de transporte, mas nem sempre foi assim. Algumas teorias de cientistas do passado são atualmen- te consideradas estranhas e até mesmo incorretas, mas elas são o resultado do pensamento de uma época e foram mui- to importantes, pois contribuíram para o desenvolvimento de outras teorias. Por exemplo, as principais ideias do evo- lucionismo foram desenvolvidas entre 1700 e 1800. Naquela época, ainda não se sabia nada sobre hereditariedade, genes ou DNA, e o pensamento das pessoas era muito diferente. As viagens para conhecer o mundo eram realizadas de navio e duravam meses ou anos. O acesso à informação se restringia somente aos livros, que, muitas vezes, estavam disponíveis apenas nas bibliotecas de universidades. A comunicação entre pessoas que moravam em diferentes localidades era realizada por cartas, que podiam demorar meses para che- gar ao destino dependendo da distância. 4 Hipótese evolutiva de Lamarck. © Sh ut te rs to ck /C hu rs in a Vi kt or iia Ciências 5 Os estudos de Darwin O inglês Charles Robert Darwin (1809-1882) era neto de Erasmus Darwin e, assim como seu avô, tornou-se naturalista e passou a estudar diferentes espécies de seres vivos. Antes disso, Darwin tentou estudar medicina e ser sacerdote, mas o que o encantava mesmo eram as ciências naturais. Em Cambridge, Darwin conheceu um professor de Geologia que o convidou a fazer sua primeira via- gem de estudos para observar rochas, solos e fósseis. Essa viagem foi muito importante, pois Darwin perce- beu que a Terra sofreu grandes mudanças ao longo do tempo, por exemplo, alterações no clima, no nível dos oceanos e no relevo, como a formação de montanhas. Darwin realizou boa parte dos seus estudos durante uma expedição realizada em 1831 pelo governo britâ- nico com o navio H. M. S. Beagle, pertencente à Marinha Real. Na expedição, que tinha o objetivo de atualizar os mapas e fazer um levantamento de regiões pouco conhecidas na época, como a América do Sul, Darwin era o responsável por descrever e estudar as espécies animais e vegetais, além de verificar os recursos naturais dessas regiões. A viagem durou cinco anos. O navio saiu da Inglaterra e passou por várias partes do mundo, inclusive pelo Brasil. Nesse tempo, Darwin fez observações e coletou exemplares de plantas, de animais e de fósseis nos luga- res em que desembarcou, além de fazer estudos dos ambientes locais. O navio também passou pelas Ilhas Galápagos, local onde Darwin observou diferentes espécies de árvores, jabutis gigantes e aves. © W ik im ed ia C om m on s/ Ri ch ar d Le ak ey /R og er L ew in • Charles Darwin em 1840, com 31 anos de idade Geologia é a ciência que estuda a origem, as transformações, a com- posição e a estrutura da crosta terrestre. As Ilhas Galápagos se situam na América do Sul, no Oceano Pacífico, a cerca de 1 000 km do litoral, e pertencem ao Equador. M on yr a Gu tte rv ill C ub as Ilhas Galápagos Ele percebeu, entre as aves de Galá- pagos, várias espécies de pássaros que apresentavam pequenas diferenças de uma ilha para outra. Entre as espécies observadas, estavam os tentilhões, pássaros que apresentavam bicos dife- rentes, adaptados ao tipo de alimento a que tinham acesso na ilha em que habitavam. Darwin então se concentrou em es- tudar a relação entre o formato do bico do tentilhão, o alimento que ingeria (sementes, insetos, flores e cactos) e o seu hábitat. Qual seria o motivo para haver tan- ta variedade em uma pequena região tão distante do continente e formada somente por 13 ilhas e algumas ilho- tas? Das 26 espécies de aves encon- tradas nas ilhas, 14 eram de tentilhões que só existiam ali. Cada ilha parecia ter sua própria espécie. Fonte: ATLAS National Geographic. São Paulo: Abril Coleções, 2008. Adaptação. 9o. ano – Volume 46 Darwin imaginou que, em algum momento da his- tória dessas aves, uma população de tentilhões, vinda do continente, ocupou as diversas ilhas do arquipéla- go. Entretanto, como o ambiente nessas ilhas não era igual, ou seja, havia diferentes ofertas de alimentos em cada uma delas, teria ocorrido uma seleção de deter- minadas características das aves, como o formato do bico. Assim, em uma ilha onde o que havia para comer eram principalmente sementes duras, aves com bicos mais fortes levavam vantagem e sobreviviam por mais tempo do que as com bico mais fraco; em outra ilha, onde o alimento principal eram cactos cobertos de espinhos, levavam vantagem as aves com bicos mais longos e finos, que conseguiam arrancar pedaços do cacto por entre os espinhos. Com o tempo, as aves predominantes em uma ilha apresentavam características diferentes das aves predo- minantes na ilha vizinha, que seriam diferentes das aves de uma terceira ilha, e assim por diante. Isoladas em suas ilhas, com o tempo, essas aves teriam dado origem a diferentes espécies de tentilhões. Darwin percebeu que a tão grande variedade de pássaros estava relacionada a dois fatores: © W ik im ed ia C om m on s/ Jo hn G ou ld Tentilhões de Galápagos, aves desenhadas por Charles Darwin. Cada um desses animais foi identificado em uma ilha diferente. • diferentes ambientes encontrados em cada ilha; • variabilidade natural apresentada pelos seres vivos. 5 Estudos de Darwin. Assim como Lamarck, Darwin sugeriu que as adaptações dos in- divíduos resultavam da interação dos organismos com o ambiente. Quando retornou da longa viagem com o H. M. S. Beagle, Darwin aprofundou seus estudos sobre o que tinha visto nos di- ferentes lugares por que passou. Com base nessas informações e na leitura de estudos sobre variedade e mudanças nos seres vivos, escritos por importantes naturalistas, incluindo Lamarck, Darwin começou a elaborar sua teoria para explicar a evolução dos seres vivos e a sua diversidade. Durante seus trabalhos, Darwin recebeu o trabalho de outro na- turalista inglês, Alfred Russel Wallace (1823-1913), que estudou inse- tos e peixes na Amazônia e chegou a conclusões muito semelhantes às de Darwin sobre a evolução dos seres vivos: os indivíduos de uma espécie não são todos idênticos e os mais adaptados às condições do ambiente deixarão mais descendentes, transmitindo suas carac- terísticas para as próximas gerações. Em 1858, Darwin e Wallace apresentaram seus trabalhos em conjunto na Inglaterra, mas sem o impacto esperado por eles, pois faltavam algumas explicações para a conclusão de suas ideias. Darwin, então, dedicou-se a melhorar sua explicação sobre a evolução dos seres vivos e tentou responder a todas as possíveis dúvidas que a leitura de seu trabalho pudesse levantar. Em 1859, mais de 20 anos após seu retorno com o navio H. M. S. Beagle, ele publicou o livro A origem das espécies, em que tenta explicar a biodi- versidade de seres vivos e como ela se estabeleceu. © W ik im ed ia C om m on s/ Lo nd on S te re os co pi c & Ph ot og ra ph ic C om pa ny • Alfred Russel Wallace 6 Trabalhos de Darwin e Wallace. Ciências 7 O ponto principal dos estudos de Darwin era o de que os indivíduos que tinham melhores condições de explorar outros tipos de ambientes e alimentos tinham maiores chances de sobreviver e de se repro- duzir, deixando mais descendentes. Ou seja, quando um ser está mais adaptado ao ambiente,suas chan- ces de sobrevivência são maiores; já os seres menos adaptados têm menos chances de sobreviver. Esse processo caracteriza a seleção natural. Além da seleção natural, Darwin também citou que todos os seres vivos compartilham ancestrais comuns. Sendo assim, as espécies existentes atual- mente descendem de outras que já habitaram a Terra e passaram por condições ambientais diferen- tes. Essa ideia partiu da comparação de fósseis com seres vivos atuais, o que possibilitou determinar relações de parentesco entre eles e também ob- servar as características que foram importantes para a sua sobrevivência em determinadas condições ambientais. As espécies não são estáticas e imutáveis, mas se modificam entre as gerações através de longos períodos de tempo, pela seleção natural, permanecendo vivo o mais apto. A evolução é um processo dinâmico. Não se sabe ao certo por que o nome de Wallace foi obscurecido por Darwin. Admite-se, porém, que isso se deve ao fato de Darwin já ser um naturalista bastante renomado na época. Contudo, Wallace foi o primeiro a propor um mapa geográfico das espécies animais e, por isso, é considerado o pai da Biogeografia. A publi- cação das ideias de Darwin provocou uma revolução no estudo da Evolução, sendo considerado um dos mais importantes eventos da história da ciência. 7 Fritz Müller e o evolucionismo no Brasil. Organize as ideias Lamarck é considerado o primeiro naturalista a divulgar as ideias sobre evolução dos seres vivos. No en- tanto, suas explicações tinham algumas lacunas e equívocos que foram esclarecidos posteriormente nos trabalhos de Darwin. Marque L nas afirmativas que podem ser atribuídas às ideias de Lamarck e D nas afirmativas que podem ser atribuídas às ideias de Darwin. a) ( L ) As condições do meio ambiente fazem com que os seres vivos desenvolvam transformações em seu corpo para sobreviver e as transmitam aos seus descendentes. b) ( D ) Os seres vivos não são todos idênticos e podem apresentar variações que são selecionadas pelas condições do ambiente, sobrevivendo os indivíduos que apresentam características mais favoráveis. c) ( L ) O uso ou o desuso de um órgão ou parte do corpo faz com que novas características se desenvolvam em um ser vivo. d) ( D ) Os seres vivos compartilham ancestrais comuns. © Sh ut te rs to ck /S te ffe n Fo er st er © Sh ut te rs to ck /S hi m on B ar O estudo dos fósseis de dinossauros permitiu comparar semelhanças e diferenças entre eles e os répteis atuais, como os lagartos. 1,5 m 9o. ano – Volume 48 Adaptação Para compreender o mecanismo de evolução descrito por Darwin, é necessário conhecer dois processos principais: adaptação e seleção natural. Apresentar adaptações que possibilitem melhores condições de explorar determinado ambiente possibilita aos organismos melhores condições de sobreviver, reproduzir-se e perpetuar a espécie. Excesso ou escassez de água, intensidade de luz, temperatura, composição do solo e atividades humanas são exemplos de situações que interferem diretamente na sobrevivência de uma espécie. Por exemplo, em um ambiente com pouca água, como um deserto, plantas com folhas têm poucas chances de sobrevivência, pois é pelas folhas que ocorre a perda de água por transpiração. Assim, essas plantas não sobreviveriam e também não se reproduziriam, podendo se extinguir. Por outro lado, plan- tas com folhas modificadas em espinhos, como os cactos, por não perderem água pelas folhas, foram se estabelecendo nesse ambiente, pois com os espinhos a transpiração é reduzida. Os espinhos também possibilitaram que as plantas armazenassem mais água, aumentado suas chances de sobrevivência em ambientes secos, podendo se reproduzir e gerar descendentes. © Sh ut te rs to ck /K le be r C or de iro O xiquexique é uma planta adaptada ao ambiente árido da caatinga brasileira. Ele apresenta folhas modificadas em espinhos, que reduzem a perda de água. O caule apresenta clorofila, responsável pela fotossíntese. As características que favorecem a sobrevivência e a capacidade de reprodução de uma espécie são algu- mas das chamadas características adaptativas. Atualmente, sabemos que a maioria dessas características é determinada geneticamente e transmitida para os descendentes, ou seja, são herdáveis. Mas, como Darwin desconhecia a Genética, para ele as características adaptativas eram apenas transmitidas aos descendentes entre as gerações. Como o ambiente está em constante mudança, as adaptações podem repentinamente se tornar desvanta- josas. Assim, os organismos estão em constante seleção por causa de diferentes situações. Seleção natural Como vimos, os indivíduos que apresentam características que os tornam mais bem adaptados ao ambiente são selecionados e têm maiores chances de sobreviver e se reproduzir, gerando descendentes. Esse processo está rela- cionado à seleção natural. Esse é um dos principais conceitos desenvolvidos por Darwin em sua teoria evolutiva. Em uma população, existem pequenas diferenças de características entre os indivíduos de uma mesma espécie, pois os indivíduos não são idênticos entre si e a seus pais. Essas pequenas variações podem ser deter- minantes para a sobrevivência dos indivíduos. 3, 7 m Ciências 9 Por exemplo, considere um vírus que parasita determinada espécie de pássaros. Entre esses pássaros, há alguns que naturalmente apresentam resistência ao vírus. Se houver um surto desse vírus na população de pássaros, apenas os indivíduos resistentes sobreviverão e procriarão, transmitindo a seus filhotes a característica de resistência ao vírus. A cada geração, uma maior quantidade de indivíduos será resistente ao vírus, reduzindo o número de mortes pela doença na população. Mesmo que sejam pequenas, as variações são relevantes para a espécie, pois podem permitir melhores condições de competição por alimento, hábitat ou parceiros para a reprodução. Isso significa que, no ambiente, alguns seres vivos têm mais chances de sobreviver e se reproduzir por apresentarem características que lhes conferem mais vantagens no seu meio, tais como: cor, forma, tamanho, agilidade, capacidade de percepção, entre outras. Assim, a luta pela sobrevivência leva à preservação das variações favoráveis à vida e à reprodu- ção de um organismo. Observe outro exemplo: considere uma população de ratos na qual os indivíduos podem ter pelagem de cor branca ou marrom. Na imagem a seguir, podemos perceber que o ambiente afeta diretamente na localização dos animais. No local claro (A), os animais de pelagem clara ficam menos evidentes e os escuros se destacam, podendo ser mais facilmente localizados pelos predadores. Nesse caso, os indivíduos claros foram selecionados positivamente. O oposto ocorre no ambiente escuro (local B), onde os animais claros ficam mais evidentes e podem ser facilmente localizados pelos seus caçadores. O exemplo nos mostra que as características ambientais podem determinar os indivíduos que têm maiores chances de sobrevivência. O processo de seleção do indivíduo mais adaptado caracteriza a seleção natural. Várias características colaboram para a sobrevivência dos seres vivos em de- terminadas condições ambientais, tais como: agilidade, resistência, coloração, audição, visão, presença de veneno, camuflagem, etc. Como o ambiente é dinâmico, nem sempre as características de uma espécie garantem a sua sobrevivência naquele meio. Assim, determinada espécie pode ser eliminada de um ambiente enquanto outras podem passar a se desenvolver nele. Para Darwin, a modificação evolutiva é o resultado da atuação da seleção natural sobre a variabilidade de indivíduos de uma população. Local A Local B Di vo . 2 01 9. D ig ita l. 10 Seleção natural Em pássaros, o formato do bico é decisivo para selecionar e coletar os alimentos, determinando quais indi- víduos sobreviverão, dependendo do tipo de alimento disponível no ambiente. A atividade proposta simula como as características influenciamna interação dos indivíduos com o ambien- te, selecionando os indivíduos mais bem adaptados. Materiais • alicate • grãos de arroz • cronômetro • milho de pipoca • bacia rasa • macarrão parafuso • tesoura sem ponta • pegador de macarrão • prendedores de papel • copos ou pratos plásticos • pinças de tamanhos variados • marshmallow grande arredondado • formas, bandejas ou pratos grandes • prendedores de roupas de diferentes tamanhos Como fazer 1. Formem grupos de modo que cada um fique com um dos diferentes objetos que simulam tipos de bicos. 2. Coloquem cada um dos alimentos em uma bandeja separadamente. O arroz deve ser colocado em uma bacia rasa com água, ficando submerso. 3. Coloquem as bandejas em mesas diferentes. 4. Com o instrumento selecionado pelo grupo, tentem coletar o maior número de alimentos em 20 segun- dos utilizando apenas uma das mãos. O tempo será cronometrado pelo professor. 5. Cada grupo deve deixar um copo ou prato parado ao lado de cada bandeja para pôr os alimentos coletados. 6. Façam um rodízio entre as mesas, de forma que cada grupo experimente a coleta de todos os alimentos. 7. Anotem os alimentos em que o objeto simulador de bico foi mais e menos eficiente, de acordo com o nú- mero de alimentos coletados em cada mesa. Conclusão 1. O pegador que estava com você representava o bico de um pássaro. Em quais das situações você con- seguiu pegar uma maior quantidade de alimentos? Considerando que o tipo de alimento representa um ambiente, você sobreviveria melhor em qual deles? 2. Como a atividade que você realizou está relacionada com a ideia de seleção natural? Fazendo Ciência © P. Im ag en s/ Pi th Os objetos e alimentos indicados são apenas uma sugestão. Você pode aumentar a variedade ou substituí-los conforme a sua necessidade, mantendo apenas uma diferença de tamanho entre eles. 8 Orientação da atividade e gabaritos. © P. Im ag en s/ Pi th Ciências 11 Conexões Gibões Orangotangos Gorilas Chimpanzés Seres humanos 19 milhões de anos 16 milhões de anos 9 milhões de anos 6 milhões de anos A evolução nos seres humanos Um dos principais problemas relacionados à aceitação das ideias de Darwin em sua época foi o fato de ele ter mencionado que os seres humanos também passam pelo processo de evolução biológica. Ele sugeriu que os seres humanos e as linhagens de macacos tinham um ancestral comum. Na verdade, sua explicação foi interpretada de maneira equivocada e as pessoas da época acabaram afirmando que, para Darwin, o ser humano teria surgido do macaco. Com os estudos atuais a interpretação correta é a de que compartilhamos com o grupo dos grandes maca- cos – como gibões, orangotangos e gorilas – um ancestral comum que viveu entre 5 a 7 milhões de anos atrás. Após a separação de indivíduos desse grupo ancestral seguiram-se diferentes processos de seleção natural que levaram a diferenças significativas entre nossa espécie e a dos macacos atuais. Atualmente, os cientistas usam fósseis de espécies ancestrais já extintas para tentar desvendar a história evolu- tiva dos seres humanos. Entre esses fósseis, temos os Australopitecus, que andavam sobre duas pernas, e o Homo habilis, que tinha maior aptidão para moldar e manipular objetos e ferramentas que outras espécies anteriores. Assim como todas as espécies de seres vivos, a nossa espécie também continua em constante processo evolutivo. Atividades 9 Gabaritos. 1. Explique o que caracteriza os processos evolutivos nos seres vivos. Os processos evolutivos são processos de transformação e adaptação inerentes à própria vida e que ocorrem de maneira lenta e gradual nos seres vivos. 2. Leia atentamente o texto a seguir. O texto acima se relaciona com quais das ideias de Lamarck sobre a evolução dos seres vivos? Justifique sua resposta. Refere-se à lei do uso e desuso, em que um órgão de um ser vivo atrofia quando não é utilizado. Essa característica passa de uma geração a outra. Espécies animais que vivem em cavernas têm seus olhos atrofiados e não enxergam. Como vivem em um ambiente escuro e seus olhos não são utilizados, eles perderam a função no decorrer do tempo. As datas são aproximadas e correspondem ao momento em que o ancestral se separa e origina uma ramificação com novas espécies. Di vo . 2 01 3. D ig ita l. 9o. ano – Volume 412 3. Leia o texto e responda às questões propostas. KOLBERT, Elizabeth. A sexta extinção: uma história não natural. Tradução de Mauro Pinheiro. Rio de Janeiro: Intrínseca, 2015. p. 51. a) Grife no texto os exemplos referentes à lei do uso e desuso defendida por Lamarck e escreva como ela explica a evolução dos seres vivos. b) Como Lamarck explicava a diversidade de seres vivos considerando a lei do uso e desuso? c) Considerando as ideias de Darwin, como poderia ser explicado o fato de as toupeiras terem olhos pequenos e frágeis? 4. Os fósseis, muitas vezes, são registros de seres vivos pertencentes a espécies que já não existem mais no planeta Terra, como os dinossauros (foto). Sobre os fósseis e o estudo da evolução, é correto afirmar que a) os fósseis não têm nenhuma relação com o estudo da evo- lução, que se ocupa somente das espécies vivas. b) os processos evolutivos são as mudanças que ocorreram com os fósseis e não ocorrem com as espécies vivas. X c) com o estudo dos fósseis, é possível identificar diferentes espécies e como elas se assemelham às espécies atuais, aju- dando no estudo da evolução. d) Darwin soube da existência de fósseis somente depois que já tinha escrito sua teoria explicando o processo evolutivo. 5. Charles Darwin publicou o livro A origem das espécies em 1859. Pode-se dizer que suas conclusões, refe- rentes à ideia de seleção natural, foram obtidas unicamente com as suas próprias observações? Justifique sua resposta. 6. Imagine a seguinte situação: em um ambiente, existe uma espécie de pás- saro. Nessa espécie, os indivíduos podem ser de várias cores. Alguns são verdes, enquanto outros são acinzentados e outros marrons. Suponha que, em certas épocas do ano, haja predominância de uma vegetação verde. a) Qual pássaro é favorecido nessas épocas? Ou seja, qual deles fica mais protegido de seus predadores? b) Em outras épocas, a vegetação seca e fica marrom. Nesse caso, quais pássaros têm mais chances de sobreviver? c) Imagine que ocorra uma alteração ambiental drástica e não haja mais a possibilidade de crescimento de vegetação. Assim, o ambiente adquire uma coloração marrom definitiva. Quais pássaros sobreviverão? Como serão os descendentes dessas aves? [...] Segundo Lamarck [...] muitas vezes animais e plantas precisavam lidar com mudanças em seus [...] ambientes. E o faziam ajustando seus hábitos. Esses novos hábitos, por sua vez, produziram modificações físicas que eram passadas para a prole. Pássaros que avistavam uma presa em lagos esticavam suas garras ao atingir a superfície da água, e assim vieram a desenvolver membranas entre elas e se tornaram patos. Toupeiras, após começarem a viver no subsolo, pararam de usar a visão, por isso, ao longo de várias gerações seus olhos ficaram pequenos e frágeis. © Sh ut te rs to ck /T ch ar a • Toupeira, animal que habita regiões da América do Norte, Europa e Ásia © Sh ut te rs to ck /B en ny ar tis t 13 cm Ed ua rd o Bo rg es . 2 01 1. D ig ita l. Ciências 13 Teoria moderna da evolução.10 Teoria moderna da evolução Quando Darwin publicou o livro A origem das espécies, ainda não havia conhecimentos sobre a estrutura dos cromossomos e dos genes, que foram detalhados mais tarde. Não saber sobre os mecanismos básicos da Genética tornou mais difícil a tarefa de explicar de maneira satisfatória as características das espécies, como elas poderiam ser transmitidas aos descendentes e o processo evolutivo. Atualmente, os estudos da estrutura do DNA, do funcionamento dos genes e dos princípios da Genética foram unidos às ideias evolucionistas de Darwin, numa sínteseque teve como resultado uma teoria mais abrangente e mais embasada e, por isso, mais aceita para explicar o processo evolutivo dos seres vivos. Essa teoria ficou conhe- cida como teoria moderna da evolução ou teoria sintética da evolução ou, ainda, neodarwinismo. Nessa concepção da evolução, a mutação, a recombinação gênica, as migrações e a deriva genética, além da sele- ção natural, atuam nas variações de características entre os indivíduos de uma espécie. Mutações e recombinações gênicas Os genes são segmentos organizados de DNA que codificam proteínas, responsáveis pela expressão das características de cada indivíduo. Antes da divisão celular, a molécula de DNA se duplica, originando uma cópia exata de si mesma. Quando, por algum motivo, ocorre uma alteração, fazendo com que a cópia não saia exata- mente igual à molécula original, pode-se dizer que houve uma mutação. As mutações podem ser variadas. Existem as que causam prejuízos ao organismo, como não se desenvolver ou falecer antes do nascimento, as que causam doenças genéticas e as que podem resultar na expressão de uma característica que vai favorecer a sobrevivência do indivíduo. As recombinações gênicas, por sua vez, ocorrem durante a formação dos gametas na meiose, possibilitando que os genes se combinem e se distribuam de forma diferente nos cromossomos homólogos. Os processos de mutação e recombinação gênica permitem uma maior variedade de genótipos possíveis na espécie, ou seja, aumen- tam a variabilidade genética, o que possibilita a existência de várias características diferentes entre os indivíduos (fenótipos), impactando sobre a seleção natural da espécie dentro do seu ambiente. Durante a meiose, ocorre o emparelha- mento dos cromossomos homólogos. Como esses cromossomos ficam muito próximos uns dos outros, pode ocorrer a troca de segmentos equivalentes entre eles. Essa troca ou permutação também é chamada de crossing-over. Cromossomo paterno duplicado Cromossomo materno duplicado Cromossomos recombinantes Cromossomos NÃO recombinantes Cromossomos homólogos Crossing-over ou permutação entre os cromossomos A B C A B C a b c a b c a b c a b a b cc A B C A B C A B C Processo de recombinação gênica ou crossing-over em cromossomos homólogos. Esse processo ocorre ao acaso, sem que se possa prever em que locais e em quais cromossomos vai acontecer. A cada vez que esse fenômeno ocorre, verifica-se o aumento da variabilidade genética dos gametas. Por isso, esse é um fator muito importante no mecanismo da evolução. Migrações e deriva genética As migrações atuam como fator evolutivo para as espécies, pois proporcionam fluxo de genes entre dife- rentes populações. Em uma população, a entrada de um indivíduo de um grupo populacional diferente possi- bilita a introdução de novos genes e, consequentemente, características diferenciadas das existentes. Esse fluxo gênico inclui vários tipos de eventos diferentes, como o pólen sendo transportado para outras flores, pássaros fugindo do inverno e até mesmo pessoas se mudando para outras cidades, estados ou países. 9o. ano – Volume 414 Saiba + A deriva genética corresponde a uma drástica alteração no número de indivíduos e, consequentemente, de genótipos e fenótipos, de uma ou de várias espécies, ocasionada por fatores naturais e repentinos, tais como: terremotos, tsunamis, queimadas, etc. Exemplificando, em uma enchente, podem ser eliminados aleatoriamen- te muitos indivíduos de uma população, e os que sobrevivem não são necessariamente os mais adaptados. Quantas dessas mutações genéticas você tem? [...] A variedade da espécie humana é uma das coisas mais bonitas da natureza, e só ocorre por conta de uma palavrinha nem sempre bem vista: mutações. [...], as mudanças genéticas também resultam em diferenças como a cor dos olhos ou dos cabelos. Pensando nisso separamos algumas das mutações mais comuns presentes nos seres humanos [...]. Olhos azuis Mesmo que cerca de 8% da população mundial tenha olhos azuis, a mutação que deu origem a ela é incrivelmente recente na história da nossa espécie. Embora todos os humanos tivessem olhos castanhos, pesquisado- res conseguiram apontar a mutação que levou à coloração azul. [...] Tolerância à lactose [...] Não nascemos para ingerir e tolerar leite proveniente de outras espécies [...]. Há cerca de 10 mil anos, quando os europeus começaram a domesticar animais como vacas, uma mutação no gene MCM6 possibilitou que algu- mas pessoas continuassem produzindo a enzima lactase, permitindo-lhes beber leite. Cabelos ruivos [...] Embora muitas pessoas conheçam ruivos, a cor do ca- belo ainda é bastante rara: de 4 a 5% da população têm cabelos acobreados. [...] Não ter o dente do siso [...] Acredita-se que, como todos os mamíferos, nossos antepassados tiveram três conjuntos de quatro molares na parte de trás da boca para ajudar a moer a dura vegetação que comiam. Mas, como con- seguiram controlar o fogo, os alimentos que comiam se tor- naram mais macios e seus dentes se tornaram mais estreitos, eliminando o espaço necessário para o conjunto chamado de “dentes do siso”. O fóssil mais antigo conhecido pela falta de terceiros molares é da China e tem cerca de 350 mil anos de idade. © Sh ut te rs to ck /S er g Za st av ki © Sh ut te rs to ck /N at ur al Bo x QUANTAS dessas mutações genéticas você tem? Disponível em: <http://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2017/10/quantas-dessas-mutacoes- geneticas-voce-tem.html>. Acesso em: 26 nov. 2018. • Considerando os exemplos citados de mutações genéticas humanas, converse com seus colegas e com o professor e responda se o termo “mutação” deve ser sempre associado a características nega- tivas ou prejudiciais aos organismos. Justifique a sua opinião. © Sh ut te rs to ck /C oo ki e St ud io © Sh ut te rs to ck /R ad u Be rc an Encaminhamento de seção.11 Ciências 15 Como surgem as novas espécies Existe uma enorme variedade de espécies de seres vivos que habitam o planeta Terra, que interagem entre si e com o meio ambiente e que formam a biodiversidade. A seleção natural influencia diretamente a biodiversidade, pois os indivíduos mais bem adaptados au- mentam suas chances de sobrevivência e reprodução. Com o acúmulo gradual de adaptações em diferentes ambientes sendo passadas pelas gerações, as espécies novas vão surgindo e se estabelecendo. Como o ambiente é algo dinâmico e sofre variações, nem sempre as características da espécie que garantem atualmente sua sobrevivência serão as mesmas que garantirão a sua sobrevivência no futuro. Determinada es- pécie pode ser eliminada de um ambiente, ou seja, extinta naturalmente, e outra pode passar a se desenvolver nele. Assim, a biodiversidade observada atualmente é atri- buída ao processo de seleção natural e não ocorre de forma rápida. São milhões ou milhares de anos para que variações se estabeleçam em uma população e seus indi- víduos permaneçam no ambiente. Para entendermos como novas espécies surgem no ambiente, vamos relembrar os conceitos de espécie e de população. Uma espécie de ser vivo é formada por indivíduos que são semelhantes, que se reproduzem em condições natu- rais e geram descendentes férteis, ou seja, que também podem ter descendentes e dar continuidade à espécie. © Sh ut te rs to ck /V la d6 1 Comunidade População Organismo • Exemplo de níveis de organização ecológica no ecossistema do Cerrado • Ecossistemas marinhos apresentam grande biodiversidade Uma população corresponde a um grupo de indivíduos da mesma espécie que vive em uma mesma área geográfica. As várias populações que vivem e interagem nessa mesma área ou em um mesmo ecossistema formam uma comunidade ecológica. Observe, no esquema, alguns níveis de organização ecológica. Di vo . 2 01 4. 3 D. 9o. ano – Volume 416 A especiação pode acontecer de diversas e complexas maneiras. O objetivo, neste momento, é que os alunostenham um primeiro contato com esse conceito e alguns exemplos de como o processo ocorre e também que relacionem o processo evolutivo com a especiação e a biodiversidade. • Representação esquemática do processo de especiação por iso- lamento geográfico Especiação Sabe-se que a vida se modifica com o passar do tempo. O processo pelo qual novas espécies são formadas é denominado especiação. Cada espécie tem um conjunto genético comum, que se diferencia de outras espécies. No entanto, a cada cruzamento, novos indivíduos se formam e apresentam pequenas diferenças, caracterizando a variabilidade genética. Por meio dessa variabilidade e da atuação da seleção natural, novas espécies podem se formar no decorrer de muito tempo. As diferentes espécies que observamos atualmente surgiram da evolução e da diversificação de espécies an- cestrais. Assim, o surgimento de uma nova espécie se relaciona com uma forma ancestral por acúmulo gradual de adaptações a diferentes ambientes. Há vários processos de formação de novas espécies e um deles ocorre por meio do isolamento geo- gráfico de populações. Esse processo tem início quando a população é dividida por uma barreira geográfica (uma cadeia de montanhas ou o aumento do nível do mar, por exemplo), de modo que indivíduos ficam em grupos isolados uns dos outros, e a reprodução e a consequente troca de genes são interrompidas. Com o passar do tempo, os grupos isolados vão se tornando diferentes e, mesmo que a barreira desapareça, os grupos já estarão de tal forma isolados reprodutivamente (isolamento reprodutivo) que não serão mais capazes de trocar genes entre si, originando espécies diferentes. Observe na ilustração um exemplo hipotético do isolamento geográfico na formação de novas espécies.ç novas e so- ico Uma grande população apresenta características bem semelhantes. A população é dividida em duas, ficando as partes isoladas por uma barreira geográfica. Com o passar do tempo, surgem mudanças genéticas que levam ao aparecimento de indivíduos com características diferentes das iniciais. Essas características sofrem a ação da seleção natural e aquelas mais favoráveis à sobrevivência se mantêm na população.Nessa população, os indivíduos mais resistentes ao frio estavam mais adaptados e foram selecionados positivamente, deixando mais descendentes. Nessa população, os indivíduos marrons estavam mais adaptados à ação dos predadores e tiveram maior número de descendentes. Depois de muito tempo, a barreira deixou de existir. Os dois grupos são incapazes de cruzar entre si. Há duas novas espécies. Mutações Seleção natural Ed ua rd o Bo rg es . 2 01 9. D ig ita l. Mutações Ciências 17 Com o isolamento geográfico, após milhares de anos, cada nova população apresentará características mor- fológicas e genéticas diferentes da população que lhe deu origem. Como cada população seguiu caminhos evolutivos diferentes, pois a seleção natural atua de forma diferente nos variados ambientes, ocorreu a formação de novas espécies. Observe o exemplo a seguir, da fauna brasileira. Os papagaios das espécies Amazona autumnalis e Amazona brasiliensis são aves que habitam diferentes regiões do Brasil. Eles têm muitas características semelhantes, indicando que têm um ancestral comum muito próximo. No entanto, são espécies distintas por apresentarem algumas características diferentes, que são obser- vadas em sua morfologia, hábitos e material genético. A história dessas duas espécies está relacionada com a dos biomas que habitam. No passado, a Mata Atlân- tica (hábitat da Amazona autumnalis) apresentava períodos de conexão com outras florestas da América do Sul, como a Amazônia (hábitat da Amazona brasiliensis), que resultaram em intercâmbio biológico, seguidos por períodos de isolamento, que levaram à separação dos biomas e à especiação geográfica de inúmeras espécies, incluindo as pertencentes ao gênero Amazona. © W ik im ed ia C om m on s/ Bo az yw © Sh ut te rs to ck /L uc as C or re a Pa ch ec o Ta lit a Ka th y Bo ra Ta lit a Ka th y Bo ra Leitura sobre as espécies de papagaios.12 • Papagaio da espécie Amazona autumnalis (papagaio-diadema) e sua distribuição geográfica • Papagaio da espécie Amazona brasiliensis (papagaio-da-cara-roxa) e sua distribuição geográfica 36 cm 32-35 cm Fonte: IBGE. Brasil: uma visão geográfica e ambiental no início do século XXI. Disponível em: <http://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv97884.pdf>. Acesso em: 30 ago. 2016. Adaptação. Fonte: IBGE. Brasil: uma visão geográfica e ambiental no início do século XXI. Disponível em: <http://biblioteca.ibge.gov.br/visualizacao/livros/liv97884.pdf>. Acesso em: 30 ago. 2016. Adaptação. 9o. ano – Volume 418 Conexões Os lagartos das ilhas caribenhas podem ser mais um exemplo da seleção natural na prática. [...] os cientistas estudaram os efeitos dos furacões Irma e Maria, que devastaram a região no ano passado [2017], nos lagartos da espécie Anolis scriptus do arquipélago Turks e Caicos. A equipe já vinha estudando os bichinhos e viu no desastre natural uma oportunidade única para investigar possíveis variações corporais daqueles que permaneceram na ilha. Ao voltarem, descobriram que os sobreviventes tinham patas com “almofadinhas” mais grudentas, membros anteriores mais longos e posteriores mais curtos. Isso sugere que os atributos ajudaram os lagartos a se segurarem melhor em galhos. Para testar a hipótese, os pesquisadores expuseram os répteis a uma simulação de furacão e observaram a resposta. Veio a confirmação: eles não só se seguram com mais força, mas também os membros posteriores são mais vulneráveis a voar primeiro, o que explica o motivo do encurtamento. Conclusões Mesmo assim, os próprios pesquisadores pedem cautela antes de partir para conclusões finais. Há, por exemplo, a possibilidade de que o furacão simplesmente tenha trazido os lagartos com patas maiores e membros posteriores mais curtos de outra ilha. Ainda é cedo para ter certeza, mas eles estão empolgados para continuar estudando. “Nosso estudo ao acaso, que pelo que sabemos foi o primeiro a usar uma comparação imediata de antes e depois na investigação da seleção natural causada por furacões, demonstra que eles podem induzir mudanças no fenótipo de uma população”, escrevem. “Nas décadas pela frente, com a previsão de eventos climáticos extremos mais intensos e prevalentes, o entendimento da dinâmica evolutiva precisa incorporar os efeitos desses episódios.” LAGARTOS PODEM ESTAR EVOLUINDO PARA SOBREVIVER A FURACÕES No Caribe, animais apresentaram mudanças morfológicas que os ajudam a se segurar melhor em galhos https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2018/07/lagartos-podem-estar-evoluindo-para-sobreviver-furacoes.html © W ik im ed ia C om m on s/ Ri an C as til lo LAGARTOS podem estar evoluindo para sobreviver a furacões. Disponível em: <https://revistagalileu.globo.com/Ciencia/noticia/2018/07/lagartos- podem-estar-evoluindo-para-sobreviver-furacoes.html>. Acesso em: 26 nov. 2018. Estudar a dinâmica evolutiva das espécies é algo muito difícil, porque o tempo necessário para que ocorram mutações e seleção natural é muito mais longo do que a vida de um pesquisador. No caso do texto, foi possível identificar um padrão entre os lagartos que sobreviveram às tempestades. • Sobre o assunto, responda às questões propostas. 1. Qual é a relação da seleção natural com a sobrevivência e a reprodução de uma espécie em seu ambiente? As espécies com adaptações que permitem uma maior sobrevivência diante das condições ambientais sobrevivem e têm a oportunidade de gerar descendentes, que possivelmente terão o material genético que expressa a característica vantajosa. 2. Qual poderia ser a origem das características que permitiram uma maior sobrevivência dos lagartos nas tempestades, como as patas com “almofadinhas” mais grudentas? As características surgem nas espécies por meiode mutações genéticas ou então por meio de recombinações gênicas e também no material genético de indivíduos que migraram de outras regiões. • Lagarto da espécie Anolis scriptus 7 cm Ciências 19 Nas imagens a seguir, são apresentadas informações reunidas por Darwin para três espécies que se desen- volvem em diferentes regiões da Terra. A diversidade de tamanho, penas e estrutura dos pés pode ilustrar a ideia de evolução por meio da seleção natural, relacionada a condições do ambiente. • Pesquise informações referentes a esses animais, como o nome científico e a sua origem geográfica, além de uma foto de cada animal. Organize as ideias Ed ua rd o Bo rg es . 2 01 3. D ig ita l. Encaminhamento da seção.13 + Zoom Sabemos que os organismos que conhecemos atualmente sofreram modificações com o passar do tempo, resultado de um longo percurso de evolução: um constante processo de seleção das características mais ade- quadas às condições do ambiente. A evolução é um processo dinâmico. Em muitas ilustrações, a evolução é retratada linearmente, mas a melhor forma de representar a origem das espécies é mostrando as ramificações, como em forma de uma árvore, indicando que as espécies têm ancestrais dos quais se originaram. A partir do século XIX, com os estudos de fósseis e a apresentação das teorias evolutivas, a classificação dos seres vivos passou a ser realizada pela filogenética, levando em conta a filogenia (do grego phylon, raça; genos, origem), ou seja, o parentesco existente entre as diversas espécies que habitam a Terra, relacionando os concei- tos de ancestralidade e descendência em um contexto evolutivo. As filogenias são importantes ferramentas para testar hipóteses sobre a evolução dos seres vivos; compreender as características e as relações entre as espécies e suas linhagens evolutivas extintas; e, tam- bém, para entender o processo de classificação das espécies e o estudo da biodiversidade do planeta. O estudo de filogenias envolve a construção de árvores filogenéticas ou cladogramas, esquemas grá- ficos que revelam a história evolutiva dos seres vivos neles representados. Esses esquemas apresentam al- gumas ramificações a partir de pontos de ramificação ou nós, que representam o ancestral mais comum a todas as espécies envolvidas. Domínios Bacteria Archaea Eukarya Reinos Eubacteria Archaebacteria Animalia Fungi Plantae Protoctista Ancestral em comum • Exemplo de uma árvore filogenética represen- tando os domínios e reinos dos seres vivos NANDU Diferenças Altura: 1 m AVESTRUZ Diferenças Altura: 2,7 m Nome da espécie: __________________ Origem geográfica: _________________ Darwin conheceu o avestruz em um zoológico na Europa. EMA Diferenças Altura: 1,7 m Nome da espécie: _____ _____________ Origem geográfica: ____ _____________ Nome da espécie: __________________ Origem geográfica: _________________ Ao avistar a Ema na Argent ina (Patagônia), Darwin pensou que era um avestru z pequeno. Ao constatar diferenças nas patas, penas e bicos, ele concluiu que era outra espécie. No Chile, Darwin comparou o nandu à ema e, como eram semelhantes, propôs que ambos tiveram um ancestral comum.Struthio camelus África Rhea americana Argentina, Brasil, Paraguai e Uruguai Rhea pennata Argentina, Bolívia, Chile e Peru 9o. ano – Volume 420 Como as espécies desaparecem A biodiversidade que temos atualmente em nosso planeta sofreu e ainda sofre muitas influências. Alguns fatores promovem o surgimento de novas espécies, mas há também outros que podem levar ao desapareci- mento de espécies existentes. Os impactos da seleção natural podem ser tão intensos e seletivos a ponto de causar a extinção de vários seres vivos. Por outro lado, há também as influências humanas que aceleram esse processo de desaparecimento. Extinção O desaparecimento de uma espécie de determinado ecossistema caracteriza o processo de extinção. Por exemplo, há muitos animais, plantas, protozoários, fungos e bactérias que habitaram o planeta Terra há milhões de anos e atualmente não existem mais. A extinção é global quando uma espécie desaparece do planeta, podendo ser um evento natural ou resultado de interferências humanas diretamente sobre ela ou em seu hábitat. A extinção natural ocorre normalmente de forma muito lenta, ocasionada, por exemplo, por competição com outras espécies mais adaptadas ou alterações lentas e graduais nos ambientes terrestres, originadas por terremotos, erupções vulcânicas, glaciações e alterações de relevo, entre vários outros eventos. Os seres humanos vêm acelerando o processo de extinção por meio de atividades que interferem na dis- ponibilidade de recursos naturais e nas áreas onde os seres vivos se desenvolvem, ocasionando a perda ou a fragmentação de hábitats. Humanos também aceleram o proces- so de extinção ao introduzir espécies exó- ticas nos ambientes naturais e ao explorar excessivamente os recursos naturais, com a caça e a pesca excessivas de espécies, por exemplo. O tráfico de espécies silvestres também acelera o processo de extinção. Uma espécie exótica é aquela que se encontra em um ecossistema que não é seu ambiente natural. Por exemplo, no Brasil, o javali é um animal exótico, pois é proveniente da Europa. Algumas espécies exóticas apre- sentam potencial para serem invasoras, ou seja, conseguem se adaptar às condições do ambiente no qual foram introduzidas, reproduzir-se e se dispersar por áreas maiores, competindo com as espécies nativas ou se alimentando delas, podendo até mesmo extingui-las. © Sh ut te rs to ck /R ic h Ca re y © Sh ut te rs to ck /H el iss a Gr un de m an n © Sh ut te rs to ck /G ra ca ni n Du sa n O tráfico de animais silvestres para venda ilegal dentro e fora do país reduz o número de indivíduos das espécies. Por causa dos maus-tratos, muitos deles morrem ou ficam doentes. O mexilhão-dourado é um molusco originário do sul da Ásia que chegou ao Brasil a partir do final da década de 1990. Ele se prolifera rapidamente e ocupa os espaços das espécies nativas de mexilhões, podendo levá-las à extinção. Desmatamento é uma das principais causas da extinção de espécies pela interferência humana. 36 cm 4 cm Ciências 21 Conexões O sucesso dos laupalas no Havaí A extinção é o destino de todas as espécies. A análise dos fósseis demonstra que as espécies que habitam nosso planeta representam uma pequena fração das que aqui já existiram. Por esse motivo, a diversidade de seres vivos é determinada pelo balanço entre o número de espécies que surgem e o das que se extinguem. [...] as listas de espécies em vias de extinção nos fazem esque- cer que existe um número desconhecido de novas espécies surgindo a cada ano no planeta. Mas quantas são elas? O estudo da evolução dos laupalas, um grupo de gafanhotos do Havaí, mostra, grosso modo, a magnitude dos números envolvidos nesse processo. Os laupalas são um grupo de gafanhotos composto de 26 espécies e de centenas de raças es- palhadas pelas cinco principais ilhas do Havaí. Para estimar a velocidade com que novas espécies surgem, pesquisadores compararam sequências de DNA de cada uma das populações existentes no Havaí. Como o grau de diferença entre as sequências de DNA de duas populações é a medida do tempo transcorrido desde que as populações se separaram, uma diferença maior significa que a separação ocorreu num passado distante, enquanto uma diferença menor significa que a sepa- ração ocorreu num passado recente. Por meio de registros fósseis, pode-se determinar a data em que duas espécies divergiram, o que torna possível relacionar o grau de diferença nas sequências de DNA com o tempo transcorrido desde a separação das espécies. A escala de tempo resultante desses estudos permite afirmar, por exemplo, que 1% de diferença na sequência do DNA corres- ponde a 100 mil anos e que duas espécies com 3% de diferença se separaram há 300 mil anos. Uma árvore genealógica doslaupalas desenhada com esse método permitiu determinar quan- do cada espécie surgiu e quantas espécies surgiram ao longo do tempo. A conclusão é que os laupalas estão em segundo lugar em número de espécies geradas por unidade de tempo. Mais rápidos que os laupalas, só um grupo de peixes africanos. A taxa de geração de novas espécies entre os laupalas é dez vezes maior que em qualquer outra já determinada. Quanto tempo você acha que esse grupo leva para gerar uma nova espécie? Um, dez, cem anos? A resposta é, aproxi- madamente, 250 mil anos – isso mesmo, quatro espécies a cada 1 milhão de anos. Mas cuidado: esse é um número enganoso. Embora um gênero demore muito tempo para gerar uma nova espécie, o número total de espécies que surgem no planeta a cada ano, apesar de desconhecido, é provavelmente da ordem de dezenas. Isso porque existem centenas de milhares de populações espalhadas por todo o planeta, cada uma evoluindo e gerando novas espécies. O estarrecedor é que desconhecemos o número de espécies existentes no planeta (estima-se entre 5 milhões e 50 milhões); só somos capazes de imaginar quantas espécies são criadas e extin- tas todos os anos. Mesmo reconhecendo nossa ignorância, destruímos, ano após ano, ambientes com milhares de espécies desconhecidas. É possível que em algum desses ambientes estejam surgindo hoje espécies que um dia vão substituir o homem na superfície da Terra. REINACH, Fernando. A longa marcha dos grilos canibais: e outras crônicas sobre a vida no planeta Terra. São Paulo: Companhia das Letras, 2010. O tempo de vida de uma pessoa é muito curto se o compa- rarmos às centenas de milhares de anos que são necessárias para que uma espécie se modifique, deixe de existir ou para que sur- jam novas espécies. Converse com os seus colegas e o professor sobre as atividades humanas que aceleram os processos de ex- tinção de espécies – muitas que ainda sequer foram conhecidas, estudadas e identificadas – e sobre suas consequências para a biodiversidade. © Sh ut te rs to ck /E va n Au st en • Gafanhoto laupala em uma ilha do Havaí relação entre os polinizadores e a produção de alimentos. Muitas espécies aca- bam se extinguindo antes mesmo de sabermos da sua existência por causa do avanço nas degradações do ambiente. É importante discutir com os alunos a importância da bio- diversidade para a própria sobrevivência humana, como a 4 cm 9o. ano – Volume 422 A orquídea da espécie Angraecum sesquipedale armazena néctar no fundo de um tubo de cerca de 30 cm de comprimen- to. Darwin estudou essa espécie e previu a existência de um inse- to que conseguiria extrair o néctar e realizar a polinização. No en- tanto, somente em 1903 – 21 anos após a morte do naturalista –, cientistas identificaram uma mariposa com um aparelho bucal que alcançava o néctar da orquídea. Sem a polinização, a orquídea não produziria sementes para a formação de novas plantas. Atividades 1. Diferencie adaptação de seleção natural. A adaptação refere-se a alguma característica do organismo que pode ajudá-lo ou não a sobreviver em determinada condição ambiental. Os variados processos que podem selecionar os organismos com determinadas características compreendem a seleção natural. 2. Observe a imagem e leia o texto a seguir. Ra qs on u. 2 01 3. D ig ita l. a) Se a orquídea iniciasse seu desenvolvimento em um ambiente onde não houvesse mariposas, o de- senvolvimento da espécie de planta seria prejudicado? Por quê? Sim, pois sem a polinização a orquídea não produziria sementes e não haveria novas plantas, o que poderia levá-la à extinção. b) O néctar serve de alimento para a mariposa. Se indivíduos dessa espécie nascessem com o aparelho bucal mais curto, poderiam se alimentar do néctar dessa planta? Qual a relação desse fator com a seleção natural? Esses indivíduos não poderiam se alimentar e, provavelmente, morreriam de fome caso não encontrassem outra espécie de planta para absorver o néctar. Sendo assim, apenas as mariposas com aparelho bucal longo conseguiriam sobreviver e deixar descendentes, caracterizando a seleção natural. 3. Consideram-se organismos de uma mesma espécie os indivíduos que são a) semelhantes e que vivem em um mesmo ecossistema e continente. b) machos e fêmeas que têm características genéticas diferentes e vivem no mesmo local. X c) semelhantes geneticamente e que se reproduzem em condições naturais, gerando descendentes férteis. 4. A grande variedade de seres vivos que habitam o planeta Terra e que interagem entre si e com o meio ambiente é denominada de X a) biodiversidade. b) bioma. c) variação genética. 5. O nome dado ao processo natural que seleciona os indivíduos com as características mais vantajosas de acordo com o ambiente é a) biodiversidade. b) variação genética. X c) seleção natural. Ciências 23 6. Um pesquisador observou que vaga-lumes de uma dada população (A) emitem sinais luminosos longos e azulados e os animais de outra população (B) emitem sinais curtos e avermelhados. Os animais A não cruzam com os animais B. Com base nessas informações, podemos concluir que a) as populações A e B constituem uma mesma espécie. b) os indivíduos da população A se alimentam de indivíduos da população B. X c) as populações A e B podem ser espécies diferentes. d) as populações A e B produzem o mesmo tipo de sinal luminoso. 7. Explique o que é o processo de especiação. É o processo pelo qual novas espécies são formadas por meio de alterações no material genético que levam à formação de novas características, além da atuação da seleção natural no decorrer do tempo. 8. Observe a imagem a seguir. O ilustrador representou uma separação hipotética de indiví- duos de uma mesma população de dinossauros. Que fenôme- no o desenho ilustra? Qual a consequência desse evento após milhares de anos? A ilustração pode representar o isolamento geográfico de duas populações, consequência da separação das duas porções de terra. Com o passar do tempo, as populações afastadas poderão não se reproduzir mais entre si, originando novas espécies. 9. Marque V para as afirmações verdadeiras e F para as falsas. a) ( V ) A extinção é o desaparecimento de uma espécie de determinado ambiente. b) ( F ) A extinção de espécies somente ocorre pela interferência das atividades humanas no ambiente. c) ( V ) Terremotos, erupções vulcânicas, glaciações e alterações de relevo são exemplos de fatores que podem ocasionar a extinção das espécies. d) ( F ) O tráfico de animais não contribui para a extinção de espécies, pois os indivíduos apenas são levados de um local para outro. e) ( V ) Espécies exóticas correspondem a espécies que são retiradas de seu hábitat original e levadas para outra região, podendo ocasionar a extinção de seres vivos nativos dessa região. 10. (ENEM) As cobras estão entre os animais peçonhentos que mais causam acidentes no Brasil, principal- mente na área rural. As cascavéis (Crotalus), apesar de extremamente venenosas, são cobras que, em relação a outras espécies, causam poucos acidentes a humanos. Isso se deve ao ruído de seu “chocalho”, que faz com que suas vítimas percebam sua presença e as evitem. Esses animais só atacam os seres hu- manos para sua defesa e se alimentam de pequenos roedores e aves. Apesar disso, elas têm sido caçadas continuamente, por serem facilmente detectadas. Ultimamente os cientistas observaram que essas cobras têm ficado mais silenciosas, o que passa a ser um problema, pois, se as pessoas não as percebem, aumentam os riscos de acidentes. A explicação darwinista para o fato de a cascavel estar ficando mais silenciosa é que a) a necessidade de não ser descoberta e morta mudou seu comportamento. b) as alterações no seu código genético surgiram para aperfeiçoá-la. c) as mutações sucessivas foram acontecendo para que ela pudesse adaptar-se. X d) as variedades mais silenciosas foram selecionadas positivamente. e) as variedades sofreram mutações para se adaptarem à presença deseres humanos. Ti ag o Re cc hi a. 20 19 . D ig ita l. 9o. ano – Volume 424 + Zoom A teoria evolutiva de Lamarck Embora seja frequentemente ensinado que a teo- ria de Charles Darwin não tem nada em comum com a de Lamarck, esse não é exatamente o caso. Ambos postularam mudanças biológicas ao longo do tempo, e atribuíram uma enorme influência do ambiente nesse processo. Os dois evolucionistas também reconheceram importância do uso e desuso e da herança dos caracteres adquiridos na evolução biológica, embora tenham abor- dado essas ideias em suas teorias de formas diferentes. Para Lamarck, essas duas leis conduziam à adaptação dos organismos aos seus ambientes. Para Darwin, por outro lado, elas explicavam a origem da variação sobre a qual a seleção natural atua. A constatação de que Darwin se referiu às leis do uso e desuso e herança de caracteres adqui- ridos surpreende muitos estudantes. No capítulo sobre “Leis da variação” do livro “A origem das espécies”, ele se refere aos efeitos do uso e desuso dizendo: “Com base nos fatos mencionados no primeiro capítulo, acho que deve ter restado pouca dúvida quanto à ideia de que, entre os animais domésticos o uso reforça e desenvolve certas partes de seus corpos, enquanto o desuso as atrofia, e que tais modificações são hereditárias”. Lembre-se de que Darwin não conheceu as ideias de Mendel, e que a teoria hereditária vigente na época (herança por mistura, mediada pela pangênese) pressupunha que os descendentes de um casal tenderiam a ser intermediários entre eles. A predição desse modelo é que as gerações se tornariam cada vez mais uniformes ao longo do tempo, perdendo, portanto, variabilidade. Nesse cenário, Darwin solucionou esse dilema, argumentando que indivíduos de uma mesma ninhada (mesmo que muito semelhantes ao nas- cimento por serem intermediários entre seus genitores) poderiam se diferenciar ao longo da vida em função do uso ou desuso de diferentes estruturas. Se essas diferenças acumuladas fossem passadas para a geração seguinte, então teríamos uma fonte para variações observadas nas popu- lações naturais e domesticadas. É importante ressaltar que as leis do uso e desuso e da herança de caracteres adquiridos não fazem parte da teoria evolutiva moderna, estabelecida no século XX. Apesar das semelhanças superficiais entre as teorias de La- marck e Darwin, elas são essencialmente diferentes. A evolução por seleção natural conduz a mudanças ao longo das gerações que – embora fortemente influenciadas pelo ambiente – não são necessariamente progressivas. Lamarck – por outro lado – via a evolução biológica como uma mudança que implicava aumento de complexidade, como uma marcha progressiva para a per- feição. Esse “progresso” era o item das ideias evolucionistas de Lamarck que Darwin chamava de “disparate”, e representa uma das grandes diferenças entre as teorias desses dois grandes natu- ralistas. Por fim, Darwin evitou abordar questões religiosas em seus textos, enquanto Lamarck atribui claramente o curso do processo evolutivo ao “supremo autor de todas as coisas”. TIDON, Rosana. A teoria evolutiva de Lamarck. Genética na Escola, Ribeirão Preto, v. 9, n. 1, p. 64-71, 2014. Discuta com os seus colegas e o professor sobre os motivos de Darwin ter considerado um “disparate” as ideias de Lamarck a respeito do aumento da complexidade e da marcha progressiva para uma espécie perfeita. Encaminhamento da seção.14 Es ca la d e or ga ni za çã o Tempo Formas simples geradas espontaneamente Es pé ci es a tu ai s Pro gre sso Teoria da progressão de Lamarck, um processo linear que pressupõe diversos eventos independentes ao longo do tempo, produzindo linhagens que evoluem progressivamente em direção ao aumento da complexidade. © W ik im ed ia C om m on s/ Ch ar le s D ar w in Clássico esboço de Darwin chamado de “árvore da vida”, sugerindo um padrão ramificado de evolução. Ciências 25 Hora de estudo 1. Observe a ilustração a seguir. Ela representa os ossos dos membros anteriores de diferentes mamíferos. Eles apresentam a mesma origem embrionária. Apesar da evidente diferença entre esses órgãos, eles têm o mesmo padrão de mús- culos, ossos, nervos e vasos sanguíneos. Os ossos semelhantes estão indicados com a mesma cor. Gato Cavalo Ser humano Morcego Baleia • Com os conhecimentos atuais sobre evolu- ção, como é possível explicar essas semelhan- ças entre diferentes grupos de mamíferos? As semelhanças entre as estruturas dos membros dos mamí- feros podem indicar um parentesco evolutivo entre essas espécies. Quanto mais semelhantes forem, mais provável será os organismos compartilharem ancestrais em comum, de quem herdaram uma organização esquelética básica. 2. Observe a imagem com a representação de um dinossauro de uma espécie conhecida como estegossauro. © Sh ut te rs to ck /S hv oe va E le na • Atualmente, como podemos comprovar que os dinossauros existiram no nosso pla- neta e recriar suas características? Podemos comprovar que os dinossauros existiram pela análise dos fósseis desses animais. Suas características são recriadas a partir do estudo desses fósseis. 3. Observe as ilustrações e analise a frase a seguir. Lu is M ou ra . 2 01 3. D ig ita l. Os peixes abissais, que vivem em grandes pro- fundidades nos oceanos, desenvolveram bocas grandes porque não enxergam os alimentos no escuro do fundo do mar. • Em qual teoria evolucionista a frase acima se apoia? Como explicar essa característica com os estudos atuais? Baseia-se na teoria de Lamarck. Atualmente, sabe-se que mutações ocasionaram o surgimento de peixes com bocas grandes, que oferecem maiores chances de sobrevivência. Por isso, essa característica se manteve. 4. O bicho-pau, como o nome sugere, parece um graveto em meio ao ambiente natural. Essa ca- racterística se manteve pelo fato de X a) aumentar as chances de sobrevivência des- ses animais. b) esses animais serem herbívoros. c) esses animais terem a mesma origem dos vegetais. d) esses animais viverem no solo, o que fez com que ficassem parecidos com os gravetos que os rodeiam. 5. Observe a ilustração e, com base nela, responda ao que se pede. Da go be rto P er ei ra . 2 01 3. D ig ita l. • Peixes abissais (cerca de 30 cm de comprimento) Ed ua rd o Bo rg es . 2 01 9. D ig ita l. 1 2 3 26 a) Descreva os acontecimentos ilustrados de 1 a 3. Em 1, a população de ratos é formada por indivíduos escuros e claros na mesma proporção. Em 2, vemos um predador capturando um dos ratos claros. Em 3, as duas populações estão desequilibradas, há mais animais escuros do que claros. b) Compare a população de ratos em 3 com a ini- cial (em 1). Explique o motivo dessa diferença. A população em 3 tem menos indivíduos claros do que tinha em 1, pois os animais claros foram selecionados negativamente. Isso porque os predadores capturaram preferencialmente os animais claros, pois se destacavam contra o fundo escuro sobre o qual se deslocavam. c) Os seres vivos que estão bem adaptados a seu ambiente sobrevivem e deixam descen- dentes. As adaptações são características que aumentam a capacidade de sobrevivência de uma espécie. No exemplo ilustrado, qual ca- racterística dos ratos pode ser relacionada à sua capacidade de sobreviver? A cor dos pelos. No ambiente representado, os pelos escuros são vantajosos, dando maior chance de sobre- vivência do que os pelos claros. 6. Leia o texto a seguir. Esse trecho descreve as adaptações dos bicos dos tentilhões de acordo com os hábitos ali- mentares. Assinale a alternativa que indica a qual teoria esse texto está relacionado e quem a propôs. a) Lei do uso e desuso, de Alfred Wallace. b) Seleção natural, de Lamarck. X c) Seleção natural, de Charles Darwin. d) Lei do uso e desuso, de Charles Darwin. 7. (FUVEST – SP) Uma ideia comum às teorias da evolução propostas por Darwin e por Lamarck é que a adaptaçãoresulta a) do sucesso reprodutivo diferencial. b) do uso e desuso de estruturas anatômicas. X c) da interação dos organismos com seus ambientes. d) da manutenção das melhores combinações gênicas. e) de mutações gênicas introduzidas no am- biente. 8. Considere as seguintes informações relaciona- das ao processo de formação de duas espécies a partir de um ancestral: I. Diferenças genéticas entre as populações. II. Isolamento reprodutivo. III. Surgimento de uma barreira geográfica. a) Indique a sequência correta desses fatos, considerando a formação de novas espécies. A sequência é III, I e II. b) Qual é o principal fenômeno responsável pe- las diferenças genéticas entre as populações? O principal fenômeno é a mutação. As recombinações gênicas também auxiliam. c) Cite duas situações que podem promover o evento descrito em III. Formação de um rio, lago, abertura de fendas por terremotos, desmatamentos, etc. © Sh ut te rs to ck /R ya n M . B ol to n Os tentilhões, grupo de pássaros das Ilhas Galápagos, são um exemplo. Enquanto o tentilhão terrestre grande tem bico largo e forte para esmigalhar sementes duras, o bico do tentilhão canoro é longo e fino para pegar insetos em fendas. FIGUEIRA, Mara. Vinte anos depois. Disponível em: <http://chc.org.br/ vinte-anos-depois/>. Acesso em: 28 nov. 2018. 15 cm 27 9. Analise com atenção a ilustração a seguir e responda às questões propostas. a) Quantas espécies de peixes estão representadas? Quais são elas? Duas: Anisotremus taeniatus e Anisotremus virginicus. b) Qual foi a provável origem dessas espécies? Elas devem ter surgido com a formação do Istmo do Panamá, que separou o Oceano Atlântico do Oceano Pacífico, isolando geograficamente os indivíduos de uma espécie ancestral. c) Admitindo que a especiação se fez por isolamento geográfico, qual foi a barreira responsável por isso? A barreira foi o Istmo do Panamá. d) Há quanto tempo, provavelmente, o processo de especiação apresentado teve seu início? Deve ter iniciado há cerca de 3,5 milhões de anos, mesma data do surgimento do istmo. América do Norte Mar do Caribe América do Sul Istmo do Panamá – surgiu há 3,5 milhões de anos Anisotremus taeniatus Anisotremus virginicus Di vo . 2 01 9. D ig ita l. Oceano Pacífico Oceano Atlântico 28 © Ge tty Im ag es /E ye Em /A nn e Ga br ie lle ©Shutterstock/RecycleMan 1. De que maneira o despejo de lixo nos oceanos ameaça a biodiversidade de todo o planeta? 2. Quais medidas são necessárias para reduzir a quantidade de poluentes, como o plástico, dos oceanos? Como você pode contribuir para isso no seu dia a dia? Biologia da conservação 8 Mesmo em praias de ilhas remotas, que não são habitadas por nenhum ser humano, já foram encon- tradas embalagens e fragmentos de diferentes materiais, como plásticos. Segundo dados da Organização das Nações Unidas (ONU), a cada ano, 8 milhões de toneladas de plástico chegam aos oceanos e são espalhadas pelas correntes marinhas. As partes pequenas de plástico são ingeridas acidentalmente por diferentes espécies marinhas, o que faz com que muitos desses animais adoeçam e morram. Encaminhamento do tema da abertura do capítulo.1 29 Perda ou fragmentação de hábitat Entre as principais causas da perda ou fragmentação de hábitats estão: o desmatamento para expansão da agricultura e da pecuária; o aumento de áreas urbanas; a extração de recursos naturais por mineração; e a poluição dos ambientes naturais. Com a destruição dos hábitats, muitas espécies não têm de onde retirar alimento, como se abrigar ou como se reproduzir, ficando, assim, ameaçadas de extinção. A fragmentação de um hábitat ocorre na maior parte das vezes por intervenção humana, em ações que dividem um ecossistema em por- ções menores, geralmente devido à abertura de áreas para pecuária ou agricultura, extrativismo madeireiro, construção de estradas, etc. A fragmentação do ambiente natural das espécies interfere diretamente na sobrevivência dos indivíduos, pois limita suas áreas de alimentação, reprodução e abrigo. Em alguns casos, são deixados estreitos caminhos de ligação entre esses fragmentos para favorecer a passa- gem de animais e a disseminação de plantas, por exemplo. Mesmo assim, percebem-se impactos nas espécies, como redução do número de indivíduos da população pela escassez de diferentes recursos. Objetivos • Discutir a importância da preservação da biodiversidade e o papel das unidades de conserva- ção nesse processo. • Identificar ações de sustentabilidade e maneiras de reduzir a pegada ecológica, de forma indi- vidual e coletiva. • Reconhecer a ecologia da restauração como uma forma de auxiliar na solução de problemas ambientais. Principais ameaças à biodiversidade A Terra é um sistema dinâmico que abriga muitos seres vivos e apresenta um delicado equilíbrio que possi- bilita a manutenção da vida. Se um ecossistema sofre algum tipo de degradação, pode desencadear a falta de água, a escassez de nu- trientes, o aumento da temperatura local, o desgaste do solo e a poluição do ar, por exemplo. Isso acarreta prejuízo para as espécies locais, que são afetadas pela falta de alimento e de abrigo e que podem ficar sujeitas a inúmeras doenças. Assim, as espécies ficam ameaçadas e os indivíduos começam a morrer, podendo se extin- guir, o que certamente implicará a redução da biodiversidade. Atualmente, as principais ameaças para a biodiversidade não estão relacionadas a fatores ambientais natu- rais, como vulcões, terremotos ou tempestades, mas às atividades humanas. Observe algumas das principais ameaças para a biodiversidade. O macaco muriqui (Brachyteles arachnoides), nativo da Floresta Atlântica, está seriamente ameaçado de extinção pelo desmatamento e pela fragmentação de seu hábitat. Floresta fragmentada pela agricultura. Podemos observar uma estreita ligação entre duas regiões florestais atuando como um corredor ecológico, conectando as “ilhas” e permitindo o trânsito de animais maiores. Muitos invertebrados acabam ficando isolados nos fragmentos florestais. 1,6 m ©Pu lsar Im age ns/ Pa lê Zu pp an i © W ik im ed ia C om m on s/ M at w 30 Espécies exóticas Caracterizam-se por espécies que não são natu- ralmente encontradas em um ecossistema. Elas são retiradas de seu hábitat e introduzidas em outro ecos- sistema, de forma intencional ou acidental. No novo ambiente, por não encontrarem predadores naturais, as espécies exóticas acabam competindo com as espé- cies nativas e ocasionando a redução dessas espécies. © Sh ut te rs to ck /D an ie l P ru de k © Sh ut te rs to ck /V ie tn am S to ck Im ag es © Fa bi o Co lo m bi ni A abelha-africana (Apis melifera), introduzida no Brasil, compete com as espécies de abelhas nativas, que não têm ferrão. Nas florestas, expulsa aves como tucanos e araras de seus ninhos e árvores de alimentação. 2 Sugestão de leitura. Sobre-exploração A sobre-exploração consiste na exploração excessiva de organismos de diferentes espécies silvestres em quantidades maiores que a sua capacidade de se regenerar ou de se reprodu- zir. Um exemplo é a pesca predatória em escala industrial, que está reduzindo a quantidade e a biodiversidade de peixes nos oceanos. A explo- ração madeireira de espécies nativas também é considerada um exemplo de sobre-exploração de recursos naturais. A árvore do pau-brasil (Paubrasilia echinata) existia em grande abundância na Floresta Atlântica brasileira. Na época da colonização portuguesa, foi altamente explorada para tintura de tecidos e confecção de móveis. Atualmente, a madeira é muito procurada por fabricantes de arcos de violino. A espécie está ameaçada de extinção. A presença de poluentes na água afeta as teias alimentares aquáticas e também as terrestres. Uso de agrotóxicos Os agrotóxicos são compostos utilizados na agricultura para controlar organismos que possam atacar as plantações.
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