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B io .2 Bio. Professor: Rubens Oda Alexandre Bandeira Monitor: Hélio Fresta B io .2 Especiação 07/11 mai RESUMO A especiação é a formação de novas espécies. O conceito de espécie mais utilizado é o conceito biológico, que diz que indivíduos são da mesma espécie quando conseguem se reproduzir e ter prole fértil. A especiação pode ocorrer de forma linear, como na anagênese, ou se bifurcando e formando grupos irmãos, como na cladogênese. Ela também pode ser: • Alopátrica: É a mais comum, onde uma população, antes unida, é dividida por uma barreira geográfica, e ocorre seleções independentes nas duas novas populações. Mesmo que a barreira seja removida, as populações são de espécies diferentes. • Parapátrica: Duas populações de uma mesma espécie ocupam áreas próximas, porém distintas e sem barreira geográfica. Com o tempo sofrem diferentes pressões de seleção e ocorre a especiação. Pode haver uma zona com intercruzamentos entre as áreas, chamada de zona híbrida. • Simpátrica: Uma população em determinada área pára de se reproduzir com alguns dos indivíduos da espécie (seja por motivo comportamental ou alterações genéticas), sem a presença de barreiras geográficas, e com isso há uma especiação. B io .2 EXERCÍCIOS 1. Em algumas regiões brasileiras, existem exemplares de Euphorbia heterophylla, uma planta daninha bastante prejudicial à lavoura de soja e que pode ser resistente a herbicidas. Se, após alguns anos, não existir mais o fluxo de genes entre as plantas susceptíveis e resistentes a herbicidas dessa espécie, então ocorrerá: a) seleção natural. b) irradiação adaptativa. c) isolamento geográfico. d) recombinação gênica. e) isolamento reprodutivo. 2. Algumas raças de cães domésticos não conseguem copular entre si devido à grande diferença em seus tamanhos corporais. Ainda assim, tal dificuldade reprodutiva não ocasiona a formação de novas espécies (especiação). Essa especiação não ocorre devido ao(à) a) oscilação genética das raças. b) convergência adaptativa das raças. c) isolamento geográfico entre as raças. d) seleção natural que ocorre entre as raças. e) manutenção do fluxo gênico entre as raças. 3. Embora os cangurus sejam originários da Austrália, no início dos anos 80, o biólogo norte-americano James Lazell chamou a atenção para a única espécie de cangurus existente na ilha de Oahu, no Havaí. A espécie é composta por uma população de várias centenas de animais, todos eles descendentes de um único casal australiano que havia sido levado para um zoológico havaiano, e do qual fugiram em 1916. Sessenta gerações depois, os descendentes deste casal compunham uma nova espécie, exclusiva da ilha Oahu. Os cangurus havaianos diferem dos australianos em cor, tamanho, e são capazes de se alimentar de plantas que seriam tóxicas às espécies australianas. Sobre a origem desta nova espécie de cangurus, é mais provável que: a) após a fuga, um dos filhos do casal apresentou uma mutação que lhe alterou a cor, tamanho e hábitos alimentares. Esse animal deu origem à espécie havaiana, que difere das espécies australianas devido a esta mutação adaptativa. b) após a fuga, o casal adquiriu adaptações que lhe permitiram explorar o novo ambiente, adaptações essas transmitidas aos seus descendentes. c) os animais atuais não difiram geneticamente do casal que fugiu do zoológico. As diferenças em cor, tamanho e alimentação não seriam determinadas geneticamente, mas devidas à ação do ambiente. d) o isolamento geográfico e diferentes pressões seletivas permitiram que a população do Havaí divergisse em características anatômicas e fisiológicas de seus ancestrais australianos. e) ambientes e pressões seletivas semelhantes na Austrália e no Havaí permitiram que uma população de mamíferos havaianos desenvolvesse características anatômicas e fisiológicas análogas às dos cangurus australianos, processo este conhecido por convergência adaptativa. 4. Vários conceitos são utilizados para definir uma espécie. De maneira geral podemos dizer que uma espécie representa um conjunto de indivíduos com potencial, em condições naturais, de cruzarem entre si e gerarem descendentes férteis. Vários fatores podem produzir novas espécies, ou especiação. Isso se dá quando uma espécie deriva-se de outra reprodutivamente isolada, podendo esta nova espécie manter ou não relações geográficas com seu ancestral. B io .2 Assinale a alternativa que representa um processo que pode favorecer a especiação: a) Populações que vivem no mesmo ambiente e que se reproduzem em épocas diferentes apresentam um isolamento estacional. b) Populações com parceiros em potencial copulam, porém a fecundação não ocorre devido à ausência de transferência de espermatozoides, já que eles morrem, favorecendo o mecanismo de isolamento pré-copulatório. c) Populações com parceiros em potencial encontram-se, mas não copulam, favorecendo o mecanismo de isolamento mecânico. d) Populações que escolhem seus parceiros avaliando seus comportamentos apresentam um isolamento temporal. e) Populações que vivem no mesmo ambiente e que se reproduzem em épocas diferentes apresentam um isolamento gamético. 5. Foi o naturalista inglês Charles Darwin (18091882), em sua obra intitulada A Origem das Espécies, que sugeriu que a evolução é um processo de divergência, onde espécies semelhantes seriam descendentes de uma única espécie que teria existido no passado, a partir de um ancestral comum. Podemos afirmar corretamente que a especiação, no geral, inicia-se quando: a) Acontece a troca de genes entre duas espécies diferentes ocupantes de um mesmo espaço, não isoladas geograficamente. b) Não ocorre a troca de genes entre duas espécies, mesmo que não haja isolamento geográfico. c) Ocorre a troca de genes entre duas populações que coexistem em um mesmo espaço, não isoladas geograficamente. d) A troca de genes entre duas espécies torna-se restrita em virtude do isolamento geográfico das mesmas. 6. O processo de formação de uma nova espécie é chamado de especiação e pode ocorrer de várias maneiras. Quando a especiação acontece em decorrência do surgimento de uma barreira geográfica, ela é denominada de: a) Especiação simpátrica. b) Especiação disruptiva. c) Especiação parapátrica. d) Especiação alopátrica. 7. A organização de indivíduos e populações em espécies evita a degradação de genótipos maduros, bem sucedidos, que ocorreria caso se misturassem com genótipos incompatíveis. A hibridação, quando possível, costuma produzir indivíduos inferiores, muitas vezes estéreis, Isso demonstra que os genótipos, por serem sistemas harmoniosos e bem ajustados, devem ser similares para que um cruzamento seja bem sucedido. (MAYR, 2009, p. 202). Considerando-se as etapas necessárias para o estabelecimento da especiação a partir de populações originais e a importância desse processo evolutivo na diversidade da vida, é possível afirmar: a) Genótipos incompatíveis se expressam inexoravelmente na formação de híbridos inferiores ou estéreis. b) A hibridação produz indivíduos inferiores devido à baixa estatura provocada pelo nascimento precoce das crias. c) Na especiação simpátrica, o distanciamento genético que provoca a incompatibilidade entre os indivíduos se estabelece apesar da interação persistente entre os grupos. d) Organismos capazes de produzir descendentes não devem apresentar diferenças significativas no seu conjunto gênico que justifiquem algum tipo de progresso especiativo. e) O isolamento geográfico em populações alopátricas favorece uma aproximação do conjunto gênico durante o processo de especiação. B io .2 8. Num contextode isolamento geográfico, as raças podem originar espécies (especiação) distintas ou, após a eliminação da barreira geográfica, confluir para formar populações com maior variabilidade. Populações e espécies também estão sujeitas à extinção. Ao longo da evolução, as taxas de especiação e extinção têm variado principalmente em função de alterações no meio ambiente. Mas, nos últimos tempos, devido à ação humana, as extinções têm superado em muito as taxas de surgimento de novas espécies. A esse respeito, assinale a afirmação incorreta. a) Na especiação natural, um mesmo gene alelo pode ter diferentes valores adaptativos em diferentes ambientes. b) A fragmentação de um ecossistema pode favorecer a oscilação gênica contribuindo para a extinção de determinadas espécies. c) A seleção natural aumenta a variabilidade genética de uma determinada população isolada de outras populações. d) Espécies muito diferentes podem convergir para se tornar mais semelhantes devido à seleção de características adaptativas em um determina o ambiente. 9. A especiação é o passo fundamental do processo evolutivo. Através dela formam-se as espécies biológicas que são reprodutivamente isoladas de outros grupos desse tipo. Qual das alternativas abaixo representa a sequência correta de eventos necessários para que a especiação ocorra? a) Formação de raças divergência genética isolamento reprodutivo isolamento geográfico. b) Divergência genética formação de raças isolamento geográfico isolamento reprodutivo. c) Isolamento geográfico divergência genética formação de raças isolamento reprodutivo. d) Isolamento reprodutivo formação de raças isolamento geográfico divergência genética. e) Isolamento reprodutivo divergência genética formação de raças isolamento geográfico. 10. Uma população foi subdividida em duas por uma barreira geográfica. Após um longo tempo, essa barreira desaparece e as populações entram em contato. Para que tenha havido especiação, é fundamental que tenha ocorrido: a) Variabilidade genética. b) Oscilação genética. c) Mutação cromossômica. d) Isolamento reprodutivo. e) Alteração fenotípica. 11. A especiação do Homo sapiens tem pouca chance de ocorrer, considerando-se a atual condição da espécie humana. Assinale a afirmação que melhor sustenta essa hipótese. a) A ciência moderna tem eliminado as mutações humanas. b) Os medicamentos atuais diminuem a incidência de doenças. c) Os postulados de Darwin não se aplicam à espécie humana. d) As alterações ambientais que favorecem a especiação são cada vez menores. e) Os meios modernos de locomoção e comunicação têm diminuído ou eliminado os isolamentos geográficos. 12. Sobre o conceito de especiação, é incorreto afirmar que. a) As espécies de tentilhões descobertos por Darwin nas Ilhas Galápagos surgiram por especiação simpátrica. b) A especiação alopátrica envolve isolamento geográfico, diversificação gênica e isolamento reprodutivo. c) Todos os indivíduos pertencentes à mesma espécie compartilham de um patrimônio gênico característico e por isso possuem um conjunto básico de características morfológicas e funcionais. d) A especiação alopátrica ocorre quando uma população torna-se geograficamente separada do restante da espécie e subsequentemente evolui por seleção natural ou deriva gênica. e) A especiação pode ocorrer após um longo período de separação geográfica de duas populações da mesma espécie. B io .2 13. Sobre as diversas raças de cães, pode- se dizer que: a) pertencem todas a uma mesma espécie, originada pela hibridação de espécies ancestrais diferentes. b) há diferentes espécies originadas de uma mesma espécie ancestral. c) há três espécies diferentes que englobam, respectivamente, os cães de porte grande, médio e pequeno. d) há uma única espécie cuja diversificação em raças ocorreu pela seleção artificial. e) há categorias taxionômicas que ainda não estão definidas. 14. Um pesquisador observou que os vaga-lumes de uma dada população (A) emitem sinais luminosos longos e azulados e que os de outra população (B) emitem sinais curtos e avermelhados; observou também que os animais da população A não se cruzam com os da população B. Essas observações exemplificam um caso de isolamento reprodutivo do tipo a) mecânico. b) estacional. c) ecológico. d) gamético. e) etológico. 15. Assinale a alternativa que apresenta um fator que explique o processo de especiação. a) isolamento reprodutivo b) seleção natural c) presença de fluxo gênico (troca de genes) d) migração e) grande capacidade reprodutiva dos seres vivos QUESTÃO CONTEXTO Os X-Men com habilidades especiais e super poderes. Apesar da aparência semelhante aos humanos (Homo sapiens), os mutantes são cientificamente chamados de Homo superior, ou seja, há duas populações humanóides de espécies diferentes na Terra. A) Sabendo que o surgimento dos Mutantes foi por conta de um salto evolucionário aleatório, diga o tipo de especiação que houve entre os humanos e os mutantes, e o porquê de sua resposta. B) Os não Homo superior conseguem se reproduzir com os humanos. É correto afirmar que, biologicamente, eles são de espécies distintas? B io .2 GABARITO Exercícios 1. e A ausência de fluxo gênico entre as plantas eventualmente gera um isolamento reprodutivo, impedindo que elas reproduzam entre si, fenômeno importante para o processo de especiação. 2. e Através do cruzamento entre diferenças raças, há uma manutenção do fluxo gênico entre raças muito diferentes, impedindo assim o processo de especiação, já que o isolamento reprodutivo não é completo. 3. d O isolamento geográfico força o isolamento reprodutivo e gera novas pressões seletivas no ambiente, modificando assim a população que foi separada. Esse processo é chamado especiação alopátrica. 4. a A estação reprodutiva em diferentes épocas do ano é um mecanismo de isolamento pré-zigótico conhecido como isolamento estacional. 5. d O isolamento geográfico é um mecanismo que impede o fluxo gênico entre partes da população, e pode levar a uma especiação alopátrica. 6. d A especiação com barreira geográfica é chamada alopátrica. 7. c Na especiação simpátrica, apesar de não haver isolamento geográfico entre os grupos, ainda assim surge um isolamento reprodutivo entre partes da população. 8. c A seleção natural é um mecanismo que diminui a variabilidade genética, não aumenta. 9. c Normalmente, a especiação se inicia com um isolamento geográfico, e as pressões seletivas distintas entre os ambientes e o impedimento de fluxo gênico causa uma divergência genética, que ocasiona na formação de novas raças e, eventualmente, um isolamento reprodutivo total. 10. d Sem isolamento reprodutivo, sem especiação. 11. e Barreiras geográficas hoje são praticamente insignificante para seres humanos, tendo em vista que os meios de transporte hoje evoluíram ao ponto de integrar pessoas até de continentes distintos. 12. a Os tentilhões são um exemplo de especiação alopátrica. 13. d B io .2 Todas as raças de cães pertencem a mesma espécie, e foram geradas a partir da seleção artifical de características desejadas pelos seres humanos. 14. e O isolamento reprodutivo pré-zigoto comportamental também pode ser conhecido como isolamento etológico. 15. a Apenas através da interrupção do fluxo gênico por isolamento reprodutivo pode haver especiação. Questão Contexto A) Os humanos e os Mutantes vivem em um mesmo território na Terra, e as características que os levaram a ser de espécies diferentes surgiu, como o nome sugere, por mutações genéticas no meio da população. Este tipo de especiação é chamada de simpátrica. B) Sim, pois de acordo com o conceito biológico de espécie, indivíduossão de uma mesma espécie caso consigam se reproduzir entre si e ter descendentes férteis.
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