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Lista de Exercícios – Aulas 5 e 6 (Biologia 2) Prof. Dr. Shesterson Aguiar 1 1. (UEPG 2017) No esquema representativo abaixo, pode-se notar em (A) um braço humano e uma pata dianteira de um gato e em (B), a asa de um inseto e a asa de uma ave. Assinale o que for correto sobre estas evidências da evolução. 01) Em (A), observa-se esquemas da homologia entre ossos dos membros anteriores de mamíferos. Estruturas homólogas são aquelas que derivam de estruturas já existentes em um ancestral comum. 02) Estruturas homólogas, como as asas dos morcegos, poderiam ser agrupadas em (B), visto que apresentam modificações para exercerem uma mesma função. Neste exemplo, as estruturas são decorrentes de uma evolução convergente, ou seja, tiveram origem a partir de um ancestral comum. 04) Em (A), a evolução das estruturas descritas ocorreu de forma independente em dois ou mais grupos de seres vivos que não possuem um ancestral comum. Este tipo de semelhança, a analogia, é muito utilizada nos estudos que visam estabelecer relações de parentesco evolutivo. 08) Em (B), pode-se analisar a analogia entre a asa de inseto e a asa de uma ave, ou seja, ambas desempenham a mesma função, que é o voo, mas não são derivadas da mesma estrutura presente em um ancestral comum. 2. (ENEM 2015) 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(a) a) oscilação genética das raças. b) convergência adaptativa entre raças. c) isolamento geográfico entre as raças. d) seleção natural que ocorre entre as raças. e) manutenção do fluxo gênico entre as raças. 3. (UFPB 2012) Desde o surgimento da Terra e ao longo de sua evolução, o número de espécies tem variado, e hoje se estima que esse número possa variar entre 10 e 100 milhões. Para o surgimento de duas novas espécies através de uma especiação alopátrica, é necessário que ocorram algumas etapas, obedecendo à sequência: a) Acúmulo de diferenças genéticas entre as populações - Isolamento reprodutivo - Aparecimento de barreiras geográficas. b) Isolamento reprodutivo - Aparecimento de barreiras geográficas - Acúmulo de diferenças genéticas entre as populações. c) Isolamento reprodutivo - Acúmulo de diferenças genéticas entre as populações - Aparecimento de barreiras geográficas. d) Aparecimento de barreiras geográficas - Acúmulo de diferenças genéticas entre as populações - Isolamento reprodutivo. e) Aparecimento de barreiras geográficas - Isolamento reprodutivo - Acúmulo de diferenças genéticas entre as populações. 4. (UFRGS 2013) Analise as informações abaixo, relacionadas aos mecanismos de isolamento reprodutivo. 1. Os sapos do gênero Scaphiopus vivem em diferentes tipos de solo. 2. Existem insetos que se acasalam em diferentes horários, durante a noite. 3. As fêmeas de vagalumes não respondem aos sinais de luz emitidos pelos machos de outras espécies. 4. O pólen de uma espécie de angiosperma é transferido ao estigma de outra espécie, mas os tubos polínicos não atingem os óvulos, por crescerem lentamente. Assinale a alternativa correta. a) Em 1, o mecanismo de isolamento é mecânico, e os parceiros potenciais encontram-se. b) Em 1 e 2, os mecanismos de isolamento são, respectivamente, de habitat e de tempo, e os parceiros potenciais não se encontram. c) Em 2 e 3, os mecanismos de isolamento são etológicos, e os parceiros potenciais encontram-se, mas não copulam. d) Em 3, o mecanismo de isolamento é mecânico, e os parceiros potenciais não se encontram. e) Em 4, o mecanismo de isolamento é pós-zigótico. 2 5. (Faculdade Albert Einstein 2018) O nome cacto é atribuído a plantas da família Cactaceae. Os cactos são conhecidos, dentre outras características, pela presença de inúmeros espinhos caulinares e capacidade de armazenar água. No entanto, algumas espécies de plantas que apresentam esse mesmo aspecto vegetal pertencem à família Euphorbiaceae, ou seja, têm maior parentesco evolutivo com plantas tais como a mandioca e a seringueira. A figura a seguir mostra a semelhança entre essas plantas. Considerando essas informações, é CORRETO afirmar que as plantas da figura representam um caso de a) homologia. b) camuflagem. c) herança de caracteres adquiridos. d) analogia. 6. (UEPG 2018) Assinale o que for correto sobre as evidências da evolução biológica. 01) Os fósseis são considerados evidências importantes da evolução biológica. Podem ser vestígios deixados por seres que viveram no passado, como ossos, dentes, organismos ou partes deles petrificados, e pegadas impressas em rochas, entre outros, permitindo deduzir o tamanho e a forma dos organismos. 02) Podemos citar como exemplos de evidência da evolução biológica os órgãos análogos. Trata-se de estruturas ou órgãos que compartilham de estrutura embrionária em comum, mas desempenham funções diferentes na idade adulta. 04) O mimetismo é uma adaptação onde duas espécies diferentes não compartilham semelhança alguma. Por serem muito diferentes, confundem os predadores, polinizadores, entre outros. É uma adaptação sempre desvantajosa para uma das espécies. 08) Os órgãos homólogos, ou seja, aquelas estruturas corporais com origens embrionárias diferentes e que desempenham funções semelhantes, são evidências da evolução biológica. Exemplo: asas de aves e asas de insetos utilizadas para o voo. 16) Uma evidência biológica importante é a adaptação dos seres vivos ao seu ambiente. A camuflagem é um exemplo de adaptação, visto que uma ou mais características corporais se assemelham ao ambiente, dificultando assim a sua localização por outros seres. Exemplo: a pelagem branca de alguns animais que vivem na neve. 7. (IFSC 2014) O que é uma espécie? Em 1942 o biólogo Ernst Mayr elaborou uma definição que provavelmente é a mais conhecida do público em geral. A descrição ficou conhecida como o “conceito biológico de espécie”. No entanto, esse conceito, que enfatiza o isolamento reprodutivo, possui limitações. Desta forma, permanecem atualmente diversas definições para espécie cada uma com suas particularidades. Considerando o conceito biológico de espécie e os processos de especiação, assinale a soma da(s) proposição (ões) CORRETA(S). 01) Ao aplicar o conceito biológico de espécie, as diferentes raças humanas deveriam ser consideradas como espécies distintas, já que apresentam características morfológicas diferentes e únicas em cada grupo. 02) De acordo com o conceito biológico, uma espécie é caracterizada por membros de um grupo que podem acasalar na natureza e conseguem produzir descendentes viáveis e férteis, mas que não conseguem se reproduzir e gerar descendentes férteis com outros grupos. 04) Ao cruzarmos um burro e uma égua obtém-se um indivíduo híbrido conhecido como mula. A mula é um animal robusto, no entanto, estéril. Considerando o conceito biológico de espécie, a mula é uma nova espécie, pois além de ser viável recebe o seu próprio nome popular diferente de burro ou cavalo. 08) A popularidade do conceito biológico de espécie está relacionada à sua ampla aplicação. Por exemplo, esse conceito pode ser utilizado para espécies com reprodução sexuada e também para espécies com reprodução exclusivamente assexuada. 16) Uma das limitações do conceito biológico de espécie é o fato de que este não pode ser aplicado em organismos conhecidos apenas nos registros fósseis. 8. (FAMERP 2017) A imagem ilustra duas espécies de esquilos (Ammospermophilus harrisii e Ammospermophilus leucurus) encontrados em diferentes áreas do Grand Canyon nos Estados Unidos.a) Cite o tipo de especiação que possibilitou a formação dessas espécies de esquilos. Justifique sua resposta. b) Suponha que as duas atuais populações de esquilos do Grand Canyon tenham surgido de um mesmo ancestral e que exista um isolamento reprodutivo pós- zigótico entre eles. Represente um cladograma com as duas espécies apresentadas. O que significa dizer que essas espécies estão em isolamento reprodutivo pós- zigótico? 3 9. (ENEM 2018) O processo de formação de novas espécies é lento e repleto de nuances e estágios intermediários, havendo uma diminuição da viabilidade entre cruzamentos. Assim, plantas originalmente de uma mesma espécie que não cruzam mais entre si podem ser consideradas como uma espécie se diferenciando. Um pesquisador realizou cruzamentos entre nove populações – denominadas de acordo com a localização onde são encontradas – de uma espécie de orquídea (Epidendrum denticulatum). No diagrama estão os resultados dos cruzamentos entre as populações. Considere que o doador fornece o pólen para o receptor. Em populações de quais localidades se observa um processo de especiação evidente? a) Bertioga e Marambaia; Alcobaça e Olivença. b) Itirapina e Itapeva; Marambaia e Massambaba. c) Itirapina e Marambaia; Alcobaça e Itirapina. d) Itirapina e Peti; Alcobaça e Marambaia. e) Itirapina e Olivença; Marambaia e Peti. 10. (UFRGS 2014) Considere as afirmações abaixo sobre o surgimento de novas espécies. I. O processo pode ocorrer pela modificação gradual de uma população ao longo do tempo, em resposta a alterações ambientais. II. O processo pode ocorrer por meio do isolamento geográfico de subpopulações de uma espécie seguida de diferenciação genética e isolamento reprodutivo. III. O processo pode ocorrer pela poliploidia através do cruzamento de indivíduos tetraploides com diploides, originando triploides que são férteis. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas III. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 11. (UEPG 2015) A figura abaixo mostra o membro anterior de diferentes mamíferos. Com base em seus conhecimentos sobre evidências da evolução, assinale o que for correto. Fonte da ilustração: Linhares, S. & Gewandsznajder, F. Biologia. Vol. 1. São Paulo, Ática, 2017. 01) A figura mostra casos de convergência evolutiva (ou adaptativa) para as diferentes espécies de mamíferos. 02) As estruturas mostradas são consideradas homólogas, pois apresentam a mesma origem embrionária, semelhanças anatômicas e ancestralidade comum. 04) Ao comparar a asa do morcego mostrada na figura a uma asa de inseto, ambas adaptadas ao voo, verifica-se origem embrionária e estruturas anatômicas diferentes, portanto, são consideradas análogas. 08) As evidências evolutivas mostram que as asas dos morcegos e os membros dianteiros (nadadeiras) das baleias possuem origem embrionária e estrutura anatômica diferentes, sendo considerados órgãos análogos. 16) Entre as diferentes espécies, mudanças no número, no comprimento dos dedos ou em outras características funcionam como adaptações a diversas funções. 12. (PUC-RJ 2013) Duas espécies de plantas intimamente relacionadas (do mesmo gênero) são encontradas em uma floresta, produzem flores na mesma época e partilham os mesmos polinizadores. No entanto, mesmo que ocorra polinização entre indivíduos das espécies, não haverá produção de frutos e sementes. Que tipo de barreira reprodutiva mantém essas espécies separadas na natureza? a) Barreira pré-zigótica de isolamento temporal. b) Barreira pré-zigótica de isolamento gamético. c) Barreira pós-zigótica de inviabilidade do híbrido. d) Barreira pós-zigótica de esterilidade do híbrido. e) Barreira pós-zigótica de isolamento temporal. 4 13. (UNESP 2017) Na figura estão representados exemplares de peixes, de aves e de mamíferos. As semelhanças de formato dos corpos e dos membros locomotores nos animais representados decorrem a) da mutação que ocorre nos indivíduos em resposta às exigências adaptativas de ambientes com diferentes características, o que leva à irradiação adaptativa. b) da ação da seleção natural atuando sobre indivíduos em ambientes com diferentes características, o que leva à convergência adaptativa. c) da ação da seleção natural atuando sobre indivíduos em ambientes com as mesmas características, o que leva à convergência adaptativa. d) da mutação que ocorre casualmente em indivíduos que vivem em ambientes com as mesmas características, o que leva à irradiação adaptativa. e) da ação da deriva genética, que permite a fixação de diferentes fenótipos em ambientes com diferentes características, o que leva à convergência adaptativa. 14. (UFU 2018) Moscas não podem cruzar com rãs ou samambaias, mas as barreiras reprodutivas entre espécies afins também existem, como descrito nas situações a seguir. I. Duas espécies de cobra do gênero Thamnophis ocorrem na mesma área geográfica, mas uma delas vive principalmente na água, e a outra é terrestre. II. Algumas subespécies de salamandra do gênero Ensatina vivem nas mesmas regiões e habitats, onde talvez elas possam ocasionalmente hibridizar. No entanto, a maioria dos híbridos não completa o desenvolvimento, e aqueles que conseguem são frágeis. III. Os atobás-de-pés-azuis, habitantes das ilhas Galápagos, acasalam-se apenas depois de uma corte exclusiva da espécie. Parte do “roteiro” manda o macho levantar a pata azul, comportamento que chama a atenção da fêmea. IV. Na América do Norte, as áreas geográficas de uma espécie de gambá que ocorre no Leste (Spilogale putorius) e no Oeste (Spilogale gracilis) se sobrepõem, mas S. putorius se reproduz no fim do inverno, e S. gracilis se reproduz no fim do verão. Quais situações indicam, respectivamente, uma barreira pós-zigótica e uma barreira pré-zigótica comportamental? a) II e III. b) I e III. c) IV e II. d) II e IV. 15. (UNICAM 2018) Um estudo mostrou que na localidade A são encontradas sete (7) espécies de camarões-pistola. Na localidade B são encontradas outras sete (7) espécies, sendo que cada espécie do local A tem uma espécie-irmã correspondente no local B (espécies- irmãs são espécies originadas de um mesmo ancestral comum recente). É correto afirmar que a) o canal do Panamá permitiu que camarões-pistola migrassem de A para B, adaptando-se ao novo ambiente, diferenciando-se e originando novas espécies semelhantes às do lado A. b) vulcões expeliram substâncias mutagênicas durante o Terciário, o que aumentou a variabilidade genética dos camarão-pistola, originando espécies-irmãs nas áreas oceânicas A e B. c) o istmo do Panamá interpôs uma barreira geográfica, formando dois grupos isolados para cada espécie ancestral, que puderam então se diferenciar, originando espécies-irmãs nos oceanos A e B. d) o impacto de um asteroide no final do Cretáceo levou a uma extinção em massa, fornecendo as condições para a radiação adaptativa dos camarões-pistola, com consequente formação de espécies-irmãs. 16. (UNESP 2019) O Pezosiren portelli foi um mamífero quadrúpede terrestre, ancestral das espécies de peixe-boi atuais, que viveu há 50 milhões de anos. Há 23 milhões de anos, havia na Amazônia um braço de mar, o Lago Pebas, habitado por peixes-boi de água salgada. Há 8 milhões de anos, este braço de mar fechou-se e confinou os animais em um ambiente de água doce. Ao longo da evolução, estes animais originaram o atual peixe-boi-da- amazônia. a) Comparando-se os esqueletos do P. portelli e do peixe- boi-da-amazônia, há semelhança na organização anatômica dos membros anteriores. Como são classificados estes órgãos quanto à origem embrionária? Por que esta comparação evidencia a divergência evolutivaentre o P. portelli e as espécies de peixe-boi atuais? b) Justifique como o fechamento do braço de mar e o novo ambiente de água doce levaram à formação da espécie de peixe-boi na bacia do Rio Amazonas. 5 17. (FEPAR 2017) As adaptações dos diversos organismos vivos são um aspecto central no estudo da Biologia. Todas as características que adequam um ser vivo a determinada circunstância ambiental são geralmente denominadas adaptativas; permitem que os seres vivos desenvolvam certa harmonia com o ambiente, ajustando-se assim para poder sobreviver em determinado local. O quadro apresenta dois fenômenos adaptativos que você deverá identificar, denominar e explicar. 18. (FGV 2019) Uma população numerosa pode ampliar seu habitat e, assim, ocupar novos ambientes, caracterizados por diferentes fatores de seleção natural. Ao longo de milhares de anos e gerações, é natural que surjam novas espécies, as quais ainda apresentam algumas características em comum, por terem sido originadas a partir de um mesmo grupo ancestral. O conceito contido no texto faz referência à: a) analogia evolutiva. b) convergência adaptativa. c) coevolução. d) deriva genética. e) irradiação adaptativa. 19. (PUC-RJ 2016) O Istmo do Panamá é uma porção estreita de terra, situada na América Central, que faz a ligação entre as Américas do Norte e do Sul. Seu surgimento, há cerca de três milhões de anos, além de permitir a ligação entre esses dois continentes, interrompeu a conexão entre os Oceanos Atlântico e Pacífico até então existente no local. Em diferentes grupos de animais marinhos foram reportados casos de especiação atribuídos ao surgimento do Istmo do Panamá. a) Qual tipo de especiação parece ter ocorrido nesses casos? b) Explique de que forma o surgimento do Istmo do Panamá teria iniciado esses processos de especiação. 20. (UERJ 2019) No processo de evolução biológica, ao longo das gerações, ocorrem alterações nas moléculas que contêm carbono. A imagem abaixo ilustra duas espécies de peixes, separadas pelo Istmo do Panamá. Ambas surgiram a partir de uma única população, existente no local antes da elevação geológica da América Central. O processo evolutivo que deu origem a essas duas espécies é denominado: a) anagênese. b) ortogênese. c) cladogênese. d) morfogênese Respostas dos Exercícios 1. 01 – correta. 02 – incorreta. Estruturas análogas, como as asas dos morcegos, poderiam ser agrupadas em (B), visto que apresentam modificações para exercerem uma mesma função. Neste exemplo, as estruturas são decorrentes de uma evolução convergente, ou seja, não tiveram origem a partir de um ancestral comum. 04 – incorreta. Em (B), a evolução das estruturas descritas ocorreu de forma independente em dois ou mais grupos de seres vivos que não possuem um ancestral comum. Este tipo de semelhança, a analogia, não é muito utilizada nos estudos que visam estabelecer relações de parentesco evolutivo. 08 – correta. 2. e 3. d 4. b 5. d 6. 01 – correta. 02 – incorreta. Podemos citar como exemplos de evidência da evolução biológica os órgãos homólogos. Trata-se de estruturas ou órgãos que compartilham de estrutura embrionária em comum, mas podem desempenhar funções diferentes na idade adulta. 6 04 – incorreta. O mimetismo é uma adaptação onde duas espécies diferentes compartilham alguma semelhança. Por serem muito diferentes, confundem os predadores, polinizadores, entre outros. É uma adaptação sempre vantajosa para uma das espécies. 08 – incorreta. Os órgãos análogos, ou seja, aquelas estruturas corporais com origens embrionárias diferentes e que desempenham funções semelhantes, são evidências da evolução biológica. Exemplo: asas de aves e asas de insetos utilizadas para o voo. 16 – correta. 7. 01 – incorreta. Ao aplicar o conceito biológico de espécie, as diferentes raças humanas não deveriam ser consideradas como espécies distintas, já que não apresentam isolamento reprodutivo. 02 – correta. 04 – incorreta. Ao cruzarmos um burro e uma égua obtém-se um indivíduo híbrido conhecido como mula. A mula é um animal robusto, no entanto, estéril. Considerando o conceito biológico de espécie, a mula não é uma nova espécie, mas sim um animal hídrido do cruzamento entre espécies diferentes. 08 – incorreta. A popularidade do conceito biológico de espécie está relacionada à sua ampla aplicação, mas esse conceito não pode ser utilizado para espécies com reprodução exclusivamente assexuada. 16 – correta. 8. a) A especiação é do tipo alopátrica, pois o rio, que separa as duas cadeias de montanhas no Grand Canyon, é uma barreira geográfica que foi responsável pelo isolamento geográfico das populações de esquilos que se tornaram, ao longo dos anos, espécies distintas. b) Cladograma das duas espécies: O isolamento reprodutivo é do tipo pós-zigótico quando ocorre fecundação e formação do zigoto, mas o híbrido é inviável ou estéril. 9. d 10. c 11. 01 – incorreta. A figura mostra casos de divergência evolutiva (ou adaptativa) para as diferentes espécies de mamíferos. 02 – correta. 04 – correta. 08 – incorreta. As evidências evolutivas mostram que as asas dos morcegos e os membros dianteiros (nadadeiras) das baleias possuem ossos com embrionária e estrutura anatômica iguais, sendo considerados órgãos homólogos. 16 – correta. 12. b 13. c 14. a 15. c 16. a) Os membros anteriores Pezosiren portelli e do peixe- boi-da-amazônia são homólogos, pois possuem a mesma origem embrionária, e indicam parentesco evolutivo entre estes animais. A seleção natural favoreceu determinadas características adaptativas nos descendentes (peixes-boi) do Pezosiren portelli (ancestral), que se tornaram diferentes do ancestral. Este mecanismo é conhecido como divergência ou irradiação adaptativa. b) Com o fechamento do braço de mar ocorreu o isolamento geográfico de um grupo de peixes-boi em ambiente dulcícola. Tal grupo sofreu mutações aleatórias que originaram novas características nos descendentes. As características vantajosas foram selecionadas positivamente pelo ambiente dulcícola e gradativamente o grupo acumulou diferenças em relação ao grupo original, determinando o isolamento reprodutivo entre as populações isoladas. Com isso, interrompe-se o fluxo gênico entre as populações, promovendo, como consequência, a especiação. 17. 1 – Divergência Adaptativa: diversificação de órgãos homólogos decorrente da adaptação a modos de vida diferentes. O ancestral comum origina linhagens evolutivas divergentes, pois o ambiente atua exercendo diferentes pressões de seleção nos organismos que se tornam diferentes entre si e do ancestral. 2 – Convergência Adaptativa: processo responsável pela semelhança morfológica de caracteres entre organismos de espécies diferentes. A semelhança entre os organismos não é resultado de ancestralidade comum, mas sim de mesma pressão de seleção ambiental nos organismos de espécies diferentes que se tornam, ao longo das gerações, semelhantes entre si em alguns caracteres. 18. e 19. a) Especiação Alopátrica. b) O Istmo do Panamá é uma barreira geográfica que isolou organismos de uma população, impedindo que ocorresse fluxo gênico entre eles. Mutações e diferentes pressões seletivas foram responsáveis pela diversificação genética das populações separadas ao longo do tempo. As diferenças acumuladas foram suficientes para ocorrer o isolamento reprodutivo entre as populações que, desta forma, se tornaram espécies distintas. 20. c
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