Evolucao e especiação

Profª Drª Elizabete Costa

Adaptação – Conceito ligado a ambiente Exemplo clássico:

Biston betularia – Mariposas de Manchester

Jean Baptiste de Monet – Lamarck (1809) Transformismo Fixismo

Leis básicas de Lamarck: Lei do Uso e Desuso

Uso frequente de partes do organismo: hipertrofia

Desuso prolongado: atrofia Lei da Transmissão das Características

Adquiridas Supões que as características adquiridas pelo

Uso ou Desuso são passadas através das gerações.

Lei do Uso e Desuso: Apenas alguns orgãos estão sujeitos a

hipertrofias e atrofias. Lei da Transmissão das Características

Adquiridas: A transmissão genética é dada pelo

espermatozóide e óvulo. Apenas alterações nessas células podem transmitir uma mutação.

Charles Robert Darwin (1859) Viajou por 5 anos pelo mundo, a bordo do

Beagle.

Organismos vivos produzem grandes quantidades de unidades reprodutivas No entanto, a quantidade de indivíduos

permanece constante. Concluiu que há uma intensa luta pela vida. Thomas Malthus: Populações tendem a

crescer em PG. Alimentos em PA. Organismos de uma mesma população

possuem características diferentes. Estas podem passar de geração a geração.

Fica a cargo do ambiente: Fixar os indivíduos portadores de condições

favoráveis Eliminar os portadores de condições

desfavoráveis.

É piada!!!!

Século XX Redescobrimento das idéias de Mendel Conceito de gene Mutações e Recombinações Gênicas

Fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população: mutação gênica, mutação cromossômica e recombinação;

Fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida : seleção natural, migração e oscilação genética.

Exemplo das Moscas e o Inseticida 10 Moscas do tipo A – Resistentes ao Baygon 10 Moscas do tipo B – Não resistentes ao Baygon

Após uso de Baygon 10 Moscas do tipo A sobreviveram

Após alguns dias: 10 Moscas do tipo A se reproduziram, dando

origem a mais 20 Moscas do tipo A. Após outros dias:

30 Moscas do tipo A se reproduzem Mais um uso de Baygon

Nenhuma mosca morre.

Fósseis Semelhanças embrionárias Órgãos e estruturas análogos e

homólogos Órgãos e estruturas vestigiais Semelhanças anatômicas Semelhanças fisiológicas e

moleculares.

Os fósseis são restos de seres vivos ou vestígios de atividades biológicas (ovos, pegadas, etc.) preservados nos sistemas naturais.

Entende-se por "sistemas naturais" aqueles contextos em que o processo de preservação não resulta da ação antrópica, podendo o fóssil ser preservado em sedimentos, rochas, gelo, piche, âmbar, solos, cavernas, etc.

Preservam-se como moldes do corpo ou partes do próprio ser vivo, seus rastros e pegadas.

Somente os restos ou vestígios de organismos com mais de 11.000 anos são considerados fósseis.

Este tempo, calculado pela última glaciação, é a duração estimada para a época geológica do Holoceno ou Recente.

Quando os vestígios ou restos possuem menos de 11.000 anos, são denominados de subfósseis

Órgãos homólogos: com a mesma origem embrionária que podem ou não ter função semelhante.

Órgãos análogos: origem embrionária diferente, que podem ou não ter função semelhante.

A presença de órgãos análogos indica-nos a existência de uma adaptação ao ambiente, através da seleção natural.

É importante referir que quando se fala em órgãos homólogos e órgãos análogos se está a referir apenas a estruturas e não a indivíduos e, caso se trate de um indivíduo, então fala-se de homologia e de analogia.

Um exemplo de evolução convergente ocorreu com a adaptação da rã, do crocodilo e do hipopótamo ao meio aquático.

Como o nome indica, vestígios de órgãos que já foram mais desenvolvidos no passado.

Estes órgãos são também um argumento evolucionista, na medida em que a sua redução nos transmite alteração nos seres vivos, representando uma evolução regressiva.

São exemplos de órgãos vestigiais o apêndice, o dente canino, o cóccix, os dedos laterais do cavalo, as asas do kiwi, o osso pélvico na baleia.

Os componentes bioquímicos fundamentais são os mesmos para qualquer ser vivo (ácidos nucleicos, prótidos, glícidos, lípidos, água e sais minerais).

Os processos metabólicos são comuns em todos os organismos (respiração aeróbia, fermentação, fotossíntese, síntese proteica).

As reações químicas são ativadas por enzimas em qualquer organismo, sendo as enzimas de uma reação metabólica as mesmas, independentemente do indivíduo em que ocorre.

O mecanismo de síntese protéica é comum em todos os organismos.

O código genético é universal para todos os organismos.

A energia biológica (ATP) é a mesma para todos os organismos.

Para se determinar estas linhas filogenéticas, de origem bioquímica, utilizam-se então alguns estudos em particular, tais como:

  Análise de proteínas (insulina, citocromo

c, hemoglobina) Hibridação do DNA Reações imunitárias ou sorológicas Excreção de produtos nitrogenados.

Análise de Proteínas

Hibridação de DNA

Testes Sorológicos: reações antígeno – anticorpo. Quanto maior a taxa de aglutinação, maior a proximidade filogenética.

Processo pelo qual se formam novas espécies.

Geralmente inicia-se com isolamento geográfico, seguido de isolamento reprodutivo.

Quando indivíduos de uma mesma espécie anteriormente separados se juntam, e são incapazes de gerar descendentes férteis, teremos 2 espécies próximas filogeneticamente porém distintas.

chipanzé bonobo

Também as várias espécies de tentilhões das ilhas Galápagos são explicadas por uma radiação adaptativa, existindo tantas espécies de tentilhões quantos os nichos ecológicos.

a evolução divergente resulta de uma adaptação dos seres a diferentes ambientes, o que no caso da existência de vários nichos ecológicos se pode traduzir na ocorrência de uma radiação adaptativa, tal como aconteceu com os Mamíferos.

Adaptação convergente:

São adaptações às pressões seletivas do meio, tornando-as semelhantes apesar de filogeneticamente serem espécies distantes.

Genética de populações: estuda as mudanças da composição gênica de uma população ao longo das gerações.

Tais mudanças podem ser provocadas por vários fatores: seleção natural, deriva genética e migração, e reflete variações nas frequências dos genes distribuídos na população ao longo do tempo.

Isto é chamado de microevolução.

Alteração na frequencia de alelos para a cor de uma espécie, considerando A para preto e a para amarelo.

Tempo 1: porcentagem A = 40% e a = 60% Tempo 2: porcentagem A = 30% e a = 70%

Esta alteração na proporção dos alelos na população indica que houve uma microevolução.

Freq. genotípica: AA, Aa e aa

F(AA)= n(AA)/N, onde N= nº total de

indivíduos da população considerada.

O mesmo vale para os demais genótipos.

F(A)= n(AA) . 2 + n(Aa)2N

O mesmo vale pro alelo a.

O matemático Hardy e o médico Weinberg propuseram um modelo matemático para detectar a ocorrência de evolução em populações naturais.

Eles postularam que se não houver qualquer fator evolutivo atuando sobre a população, as frequências de seus alelos e genótipos permanecerão os mesmos de geração em geração.

Esta conclusão é válida somente para

uma população hipotética, considerada

ideal, que obedece certas premissas.

Assim, essas populações mendelianas se

encontram em equilíbrio gênico se

atenderem as seguintes condições:

1. População infinita;

2. Cruzamentos ao acaso = panmixia;

3. Não deve haver seleção;

4. Não deve haver migrações;

5. Não deve haver mutações.

Frequências gênicas: p + q = 1 ou 100%, onde p= freq. alelo dominante e q= freq. alelo recessivo.

Então: Frequências genotípicas serão:f(AA)=p²; f(aa)= q² e f(Aa)= 2pq

Então: p²+ 2pq +q²=1

Seleção natural: elimina ou preserva genótipos;

Mutação: por si só, se a taxa for alta, pode afetar o equilíbrio gênico de uma população.

Migração ou fluxo gênico. Deriva genética: mudanças nas frequências

gênicas que se dá totalmente ao acaso. Consequências da deriva: em populações

pequenas pode haver perda de variabilidade genética; pode promover surgimento de novas espécies.

Perda de variabilidade

Efeito do fundador: Um efeito fundador corre quando uma nova colônia é iniciada por alguns poucos membros da população original. Essa população de tamanho pequeno significa que essa colônia pode ter:

Variação genética reduzida da população original.

Uma amostra não aleatória dos genes na população original.

AA

AA

AA

AA

AA

Aa

aa

Aa

Aa

Aa

Aa

aa

aa

aa

aa

aa

aaaa

aaaa

A população Africana de colonos holandeses no sul da África é descendente principalmente de alguns colonos.

Hoje, a população africana tem uma frequência alta do gene que causa a doença de Huntington, porque aqueles colonos holandeses originais calharam de carregar os genes com frequência incomumente alta.

Esse efeito é fácil de reconhecer em doenças genéticas, mas é claro, as frequências de todos os tipos de genes são afetados pelo efeito fundador.

Efeito gargalo de garrafa:•Um gargalo populacional ocorre quando o tamanho de uma população é reduzido por pelo menos uma geração.

•A deriva genética age mais rapidamente para reduzir a variação genética em populações pequenas, porém passar por um “gargalo” pode reduzir a variação em muito, mesmo se o gargalo não durar por muitas gerações.

Elefantes marinhos do norte tem variação genética reduzida provavelmente por causa de um gargalo populacional que os humanos infligiram a eles nos anos 1890. A caça reduziu o tamanho de suas populações para cerca de 20 indivíduos ao final do século 19.

Suas populações já ultrapassaram 30.000 desde então – mas seus genes ainda carregam as marcas do gargalo: eles têm muito menos variação genética do que uma população de elefantes marinhos do sul que foram menos intensamente caçados.