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AULA 02: ORIGEM DA VIDA E AS TEORIAS DA EVOLUÇÃO. Profª. Dra. Déborah Praciano de Castro deborah.praciano@uece.br Agosto/2017 UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ- UECE FACULDADE DE FILOSOFIA DOM AURELIANO MATOS- FAFIDAM CURSO: QUÍMICA DISCIPLINA: BIOLOGIA GERAL mailto:deborah.praciano@uece.br O que veremos nessa aula? Contexto Histórico Abiogênese X Biogênese Evolução Química Evolução Biológica e Seleção Natural Desde quando o homem começou a pensar sobre a origem de tudo? Contexto Histórico Princípio Ativo Aristóteles (384- 322 a.C) Rãs surgem a partir do lodo Contexto Histórico Idade Média Jean Baptiste Van Helmont (1577-1644) Receita para produzir camundongos Contexto Histórico Camisa suada Gérmen de trigo Camundongos Abiogênese “ Formas vivas podem surgir de matéria bruta em determinadas circunstâncias. Desde que essa matéria bruta seja dotada de um princípio ativo”. Biogênese Francesco Redi (1626- 1697) Vermes que surgem na carne podre são larvas de moscas. Vida só provém de vida Biogênese Biogênese • Existência de criaturas pequenas, invisíveis a olho nu especulada há muitos anos. Robert Hooke 1665 “Micrographia” Estrutura de frutificação de bolores. Biogênese • Antoni van Leeuenhoek (1676) “ No ano de 1675 descobri seres vivos na água da chuva que tinha ficado alguns dias num pote de barro, vitrificado por dentro. Isto me levou a olhar esta água com grande atenção, especialmente aqueles animaizinhos que me pareciam dez mil vezes menores do que os que podem ser percebidos na água a olho nu.” Abiogênese X Biogênese Abiogênese John Needhan (1713-1781) Biogênese Spallanzani (1729-1779) Abiogênese X Biogênese Abiogênese X Biogênese Século XIX A geração espontânea acontece? Abiogênese X Biogênese Pasteur oponente poderoso da teoria da geração espontânea. Abiogênese X Biogênese Previsão: Microrganismos em materiais putrefatos eram descendentes de células que entraram a partir do ar ou que estavam depositadas em materiais em decomposição. Hipótese: Se o alimento for tratado de modo a destruir todos os organismos vivos presentes (esterilização) ele não apodrecerá. Método: Utilização de calor para eliminar os microrganismos contaminantes, seguido por vedação do frasco. Resultados: Aquecimento extensivo de uma solução nutriente, seguido pela sua vedação, impede que a mesma entre em putrefação. Abiogênese X Biogênese “ O ar fresco é necessário para a ocorrência do fenômeno” Defensores da geração espontânea Abiogênese X Biogênese Abiogênese X Biogênese Como a vida surgiu pela primeira vez no planeta? Origem da Vida Origem da Vida Origem da Vida Criacionismo Panspermia cósmica Hipótese autotrófica Hipótese heterotrófica Origem da Vida Hipótese autotrófica Hipótese heterotrófica Evolução Química Hipótese Autotrófica Primeiros organismos sintetizavam a matéria orgânica- Não havia alimento Complexidade elevada Evolução Química Hipótese Heterotrófica Primeiros organismos alimentavam-se de substâncias encontradas nos oceanos primitivos. Diminuição da complexidade. Evolução Química Teoria da Evolução Química Oparin & Haldane “A vida é resultado de um processo em que as substâncias inorgânicas deram origem a substâncias orgânicas simples”. Evolução Química Oparin & Haldane (1924) Atmosfera Redutora Evolução Química Oparin & Haldane (1924) Evolução Química Evolução Química 1.Que tipos de reações químicas poderiam ter ocorrido em um ambiente redutor? 2. Tais reações poderiam ter sido o primeiro passo rumo ao surgimento da vida? Evolução Química Stanley Miller (1953) Evolução Química Stanley Miller (1953) Evolução Química 1. Que molécula primordial seria capaz de controlar a sua própria autorreplicação e servir de molde para a síntese de si própria e de outras moléculas? Evolução Química 1. Que molécula primordial seria capaz de controlar a sua própria autorreplicação e servir de molde para a síntese de si própria e de outras moléculas? DNA RNA Evolução Química Mundo DNA DNA Molécula primordial Precisa de proteínas e RNA (primers) para replicar. Evolução Química Mundo RNA RNA Molécula primordial 1. Moléculas catalíticas: Ribozimas 2. Moléculas de RNA já foram produzidas em condições abióticas 3. Alguns vírus possuem RNA como material genético e conseguem replicá-lo. Evolução Química Mundo RNA Evolução Biológica Evolução Biológica Evolução Biológica Evolução Biológica Lynn Margulis (1967) Evolução Biológica Evolução Biológica E a evolução biológica quando começou a ser falada? Evolução Biológica Grécia Antiga VI a.C Anaximandro 500- 404 a.C Demócrito V a.C Empédocles 460- 370 a.C Hipócrates Primeiras referências sobre adaptação Evolução Biológica Desenvolvimento efetivo A partir do Século XVIII Rompimento com o pensamento ocidental Criação X Descendência Evolução Biológica Conde George Louis Lecrerc de Buffon (1707- 1788) História natural dos Animais Ossos dos membros de mamíferos eram similares. Dedos de porcos sem uso Evolução Biológica Conde George Louis Lecrerc de Buffon (1707- 1788) Evolução Biológica Jean Baptiste de Lamarck (1744-1829) Mecanismos para mudanças evolucionárias 1. Lei do Uso e desuso 2. Lei da Herança dos Caracteres adquiridos Evolução Biológica Evolução Biológica Evolução Biológica “901 ratos foram produzidos em 5 gerações de pais mutilados e ainda não houve um só exemplo de rabo rudimentar ou qualquer outra anormalidade no órgão.” Evolução Biológica Charles Lyell O planeta é mais antigo do que se imagina Charles Darwin (1809-1882) Avô paterno: Erasmus Darwin – médico, cientista e poeta. Pai: Robert Darwin – médico. Iniciou e não concluiu a faculdade de Medicina. Estudou Teologia em Cambridge. Cientista e naturalista. Fixista Evolução Biológica Viagem no Beagle (1831-1836) Galápagos • Salvador: 28/02/1832 e 01/06/1836 • Rio de Janeiro: abril a julho de 1832. Evolução Biológica Populações naturais tendem a crescer rapidamente, pois o potencial reprodutivo é grande. Populações naturais mantêm tamanho relativamente constante ao longo do tempo, pois o crescimento é limitado pelo ambiente. Evolução Biológica Indivíduos de uma mesma espécie não são idênticos. Diferem na capacidade de explorar o ambiente e deixar descendentes. Indivíduos que sobrevivem e se reproduzem a cada geração são os que apresentam as características que permitem maior adaptação às condições ambientais. Evolução Biológica Grande parte das características apresentadas por uma geração é herdada dos pais. A seleção natural favorece, ao longo das gerações sucessivas, a permanência e o aprimoramento das características mais adaptativas. LAMARCK DARWIN O meio cria necessidades que induzem mudanças nos hábitos e nas formas dos indivíduos O meio exerce uma seleção natural que favorece os indivíduos portadores das características mais adaptativas. As novas características são adquiridas pelo uso e desuso de órgãos ou partes do corpo. Alguns indivíduos apresentam características mais adaptativas em relação aos outros. As características adquiridas são transmitidas aos descendentes. Os mais aptos vivem mais tempo, reproduzem-se mais e transmitem suas características a seus descendentes. AMBIENTE Gera necessidade Esforço Adaptação ativa LAMARCK Atua sobre a variabilidade Adaptação passiva DARWIN Seleção Natural Seleção Natural É representada pelos agentes do ambiente (físico,químico e biológico) que atuam na variabilidade gênica surgida através de processos aleatórios (mutação, recombinação e deriva genética). É o resultado simples da variação, reprodução diferencial e hereditariedade – é desatenta e mecânica. Não tem objetivos; não esta se esforçando para produzir “progresso” ou um ecossistema balanceado. Tipos de seleção natural Seleção direcional Seleção disruptiva Seleção estabilizadora Resistência de insetos a inseticidas Aumento cronológico no número de espécies de insetos e ácaros resistentes a pelo menos uma classe de pesticida. Resistência de bactérias a antibióticos Klebsiella pneumoniae Carbapenemase (KPC) Melanismo Industrial Anemia Falciforme em regiões de malária Em áreas com alta frequência de malária os indivíduos heterozigotos levam vantagem e são maioria na população, pois o Plasmodium ataca as hemácias anormais, mas não consegue completar seu ciclo e não causa a doença. Seleção Sexual Para Darwin, a seleção sexual é o processo e o resultado de escolhas, não necessariamente conscientes, dos parceiros reprodutivos, obviamente de uma mesma espécie. Corte Cores Presentes Agressividade e força física Habilidades Cuidado com os filhotes Charme Dança Encontrar um parceiro Quem é o mais apto? • O individuo mais apto não é necessariamente o mais forte, mais rápido ou maior. • A aptidão de um genótipo inclui a habilidade de sobreviver, encontrar um parceiro, produzir descendência – e, finalmente, deixar seus genes na próxima geração. Adaptação pela seleção natural • ADAPTAÇÃO: capacidade que todo ser vivo tem de ajustar-se ao ambiente. • Está indissoluvelmente ligada à manutenção da vida. • Pode ser individual ou evolutiva. Adaptação individual ou homeostase • Mecanismos que compensam a variação ambiental, mantendo constantes determinadas funções orgânicas, permitindo adaptação ao meio. • É resultado de seleção natural. Adaptação evolutiva • Uma população se ajusta ao ambiente ao longo de sucessivas gerações. • Também é resultado de seleção natural. Camuflagem • Propriedade de os membros de uma espécie apresentarem uma ou mais características que os tornam semelhantes ao ambiente, dificultando sua localização por espécies com as quais interage. • Serve tanto para predadores como para presas. Coloração de advertência Mimetismo • Duas espécies diferentes assemelham-se em certas características, o que constitui vantagem para uma ou para ambas em relação a uma ou mais outras espécies. Mimetismo batesiano • Henry Walter Bates (1825-1892), estudo de borboletas amazônicas. • Uma espécie (venenosa ou de sabor desagradável) apresenta coloração de advertência, outra espécie (não venenosa ou de sabor agradável) apresenta padrão de cores semelhantes e é beneficiada por ser evitada por seus predadores. Micrurus decoratus, coral Oxyrhopus guibei, falsa coral Mimetismo mülleriano • Alemão naturalizado brasileiro Fritz Müller (1822-1897). • Imitação evolutiva, em que um modelo tóxico ou perigoso é imitado evolutivamente por espécies igualmente tóxicas ou perigosas. • O predador ou presa “lembra-se” apenas de uma coloração de aviso a ser evitada.
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