Evolução biológica.1

EVOLUÇÃO BIOLÓGICA Mecanismos e formação de

novas espécies

SETOR AAulas 1 e 2

Quitéria Paravidino

Evolução biológica é o conjunto de mudanças hereditárias, que ocorrem nas populações dos seres vivos ao longo do tempo.

“Nada em Biologia faz sentido exceto à luz da evolução.”

Theodosius Dobzhansky (1900-1975)

Introdução

Evolução uma questão de adaptação

Os seres vivos da Terra atual estão adaptados ao meio em que vivem.

Existência de um ajuste entre seres vivos e o ambiente.

Ideia dominante no ocidente até meados do séc. XVIII.

Seres vivos: fixos e imutáveis. Mundo estático e as espécies surgiram

independentemente umas das outras. Para os criacionistas, as espécies foram

originadas por criação divina e, como tal, são perfeitas e estáveis, mantendo-se fixas ao longo dos tempos.

Os seres vivos são imutáveis?

Fixismo

Questionamento da imutabilidade das espécies – a partir do séc. XVII.

Charles Lyell (séc. XVIII)- o planeta é mais antigo do que se imaginava.

Descoberta dos fósseis

Possibilidade de mudanças nos seres

vivos ao longo do tempo.

Conceito de evolução.

Século XIX

Questionamento ao fixismo (séc.XVIII). As espécies poderiam se transformar ao longo do tempo. Espécies semelhantes poderiam ter um ancestral comum.

Transformismo

Johann Wolfgang von Goethe (1749 – 1832) Georges-Louis Leclerc, conde de Buffon

(1701 – 1788) Erasmus Darwin (1731 – 1802)

Principais defensores

As ideias transformistas permitiram, no século XIX, o desenvolvimento das

teorias evolucionistas.

Jean-Baptiste Lamarck(1744-1829)

Em 1809, em sua obra intitulada Philosophie Zoologique (Filosofia Zoológica).

As formas de vida progridem, por transformação gradual, em direção a uma maior complexidade e perfeição.

Princípios fundamentais: Lei do uso e do desuso: o uso de

determinadas partes do corpo do organismo faz com que estas se desenvolvam, e o desuso faz com que se atrofiem.

Lei da herança dos caracteres adquiridos: alterações provocadas em determinadas características do organismo, pelo uso e desuso, são transmitidas aos descendentes.

Modificações

ambientais

Necessidade de

adaptação

Novos comportamentos

Uso ou desuso de órgãos

Modificações no

organismo

Transmissão das características adquiridas aos descendentes

Adaptação das espécies ao

longo do tempo

LAMARCK AMBIENTE: causa das transformações

PONTOS POSITIVOS Importância da adaptação. Modificações constantes ao longo do tempo. PONTOS NEGATIVOS Evolução associada à melhora e progresso. Herança das características adquiridas.

Charles Robert Darwin

(1809-1882)Avô paterno: Erasmus

Darwin – médico e evolucionista.

Pai: Robert Darwin – médico.

Iniciou e não concluiu a faculdade de Medicina.

Estudou Teologia em Cambridge.

Cientista e naturalista.

Há variações entre indivíduos da mesma espécie.

Modificações casuais, nascem com o indivíduo e podem ser hereditárias.

Há uma contínua luta pela vida. Há variações que permitem melhor adaptação. Maiores chances de sobreviver, reproduzir e

deixar descendentes. Sobrevivência dos mais aptos (seleção

natural).

Princípios fundamentais

SELEÇÃO NATURAL

Atuando sobre

VARIABILIDADEPossibilita

ADAPTAÇÃO

Melanismo Industrial

DARWINAMBIENTE:

seleciona as transformações

PONTOS POSITIVOS A evolução é lenta, gradual e permanente,

visando à adaptação. Processo evolutivo: manutenção das

variações favoráveis pela seleção natural. Progressiva diversificação a partir dos

ancestrais. PONTO NEGATIVO Explicação não satisfatória sobre a origem e

a transmissão das variações.

A evolução é um fato Evolução biológica compreende a modificação

sofrida por populações de organismos através do tempo, tempo este que ultrapassa o período de vida de uma única geração (Futuyma, 1993 apud Carvalho, 2004).

Ideia amplamente aceita na atualidade. As mudanças: pequenas, sutis e muito lentas –

não percebidas. A soma = diferenças significativas centenas de

milhares de anos.

Teoria Sintética de Evolução ou Neodarwinismo

Genética e Evolução ampliando a compreensão da natureza.

A variabilidade é determinada por:MEIOSE: processo de formação dos gametas,

onde ocorre a recombinação genética (separação dos cromossomos homólogos e crossing-over).

FECUNDAÇÃO: onde ocorre a transmissão das características hereditárias e combinação de genes de indivíduos diferentes.

MUTAÇÕES: modificações casuais do material genético podendo ocasionar o aparecimento de novos genes.

MUTAÇÃO

RECOMBINAÇÃO GÊNICA

VARIABILIDADE

Gera

Gera

SELEÇÃO NATURAL

Atuando sobre

ADAPTAÇÃO

MUTAÇÃO NOVOS GENES

RECOMBINAÇÃO GÊNICA

NOVAS COMBINAÇÕES COM GENES PRÉ-

EXISTENTES.

Seleção Natural

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)

Ação do acaso na manutenção de determinadas características.

Uma população bem-sucedida pode ser eliminada em decorrência de eventos climáticos, catástrofes naturais ou desastres ecológicos.

Importante em populações pequenas.

Deriva Genética

Populaçãooriginal

Imigrantes

Algumas gerações mais tarde

Migração

Novos genes Aumento da variabilidade genética

Especiação

Especiação é o nome dado ao processo de surgimento de novas espécies a partir de uma espécie ancestral.

Importância: Todas as espécies de seres vivos que conhecemos hoje foram geradas pelos processos de especiação.

“Se me mostrarem um único ser vivo que não tenha ancestral, minha teoria poderá ser enterrada.”

Charles Darwin (1809-1882)

Introdução

Conceito de espécie

Espécie é um grupo de indivíduos semelhantes, com capacidade real ou potencial de intercruzamento, resultando na formação de descendentes férteis.

Os seres de uma espécie são reprodutivamente isolados.

Unidade que se mantém através da reprodução de seus membros.

Na especiação alopátrica (cladogênese), as espécies formam-se a partir de grupos que se isolam geograficamente da população original e se adaptam em diferentes regiões.

Especiação Alopátrica

Um grupo habita uma região. Barreira geográfica intransponível. Isolamento

geográfico.

Diferenças acentuadas pelas mutações e seleção natural

diferencial.A barreira geográfica é desfeita e os descendentes dos grupos

originais se reúnem.

A barreira geográfica é desfeita e os descendentes dos grupos originais se

reúnem.

Se houver cruzamento e produzirem descendentes

férteis, ainda são da mesma espécie.

São raças ou variedades.

São espécies diferentes.

O caso das gaivotas

Os corvos formaram 2 subespécies

Os tipos de isolamento reprodutivo O isolamento reprodutivo corresponde a um

mecanismo que bloqueia a troca de genes entre as populações das diferentes espécies existentes na natureza.

Mecanismos pré-zigóticos

Sem fecundação

Incompatibilidade

Anatômica

Estacional Comportamental

Ambiental

Mecanismos pós-zigóticos

Com fecundação

Formação de híbrido

Inviável Estéril Esterilidade e fraqueza da geração F2

Irradiação adaptativa Uma população ou espécie é capaz de se

dispersar para áreas diferentes a que vivem a princípio - dispersão ecológica.

Nesse cenário, uma única espécie pode dar origem a uma grande variedade de formas, cada uma adaptada a explorar certo conjunto de condições ambientais (nicho ecológico).

Para essa diversificação de formas originadas a partir de uma espécie chamamos de irradiação adaptativa.

Como diferentes ambientes exercem diferentes pressões seletivas, logo teremos uma diversificação das espécies em regiões diferentes.

Com o tempo, cada população tende a se adaptar cada vez melhor a seu ambiente específico, divergindo crescentemente do ancestral original (Divergência adaptativa).

Ancestral comum. Barreira física. Ambientes diferentes (pressões seletivas diferentes). Espécies com semelhanças internas.

Órgãos homólogos Apresentam o mesmo plano

anatômico-estrutural e a mesma origem embriológica, podem ou não desempenhar a mesma função.

Traduzem a existência de um ancestral comum que, sujeito a pressões seletivas diferentes, evolui de forma a originar diversidade de indivíduos/grupos – evolução divergente .

Na especiação simpátrica (anagênese) ocorre a formação de novas espécies no mesmo ambiente.

Explorar novo nicho ecológico.

Seleção natural a favor de certas características.

Isolamento reprodutivo.

Especiação Simpátrica

TIPOS DE ESPECIAÇÃO

ALOPÁTRICA

Com isolamento geográfico

SIMPÁTRICA

Sem isolamento geográfico

TIPOS DE ESPÉCIES

SIMPÁTRICAS

SiriemaLobo-guaráSussuarana

ALOPÁTRICAS

CapivaraPinguimGirafa

Convergência adaptativa

Diferentes seres vivos podem viver em um mesmo ambiente e são submetidos a pressões seletivas similares.

Com o tempo, formam-se espécies que apresentam semelhanças externas, mas não têm parentesco evolutivo recente.

• Ancestrais diferentes• Mesmo ambiente (mesma pressão seletiva)•Espécies com semelhanças externas

Órgãos análogos Não apresentam o mesmo plano

estrutural nem a mesma origem embriológica, mas desempenham a mesma função.

Realçam que pressões seletivas idênticas favorecem, a partir de estruturas anatomicamente diferentes, a aquisição de formas semelhantes para desempenho das mesmas funções – evolução convergente.