EVOLUÇÃO BIOLÓGICA

Criacionismo

Teoria segundo a qual as espécies vegetais e animais

foram criadas independentemente umas das outras.

O Criacionismo apoia-se geralmente na interpretação

do primeiro capítulo da Bíblia, o livro do Genesis.

As espécies seriam, segundo esta teoria, unidades

imutáveis que, num mundo também estático, surgiam

independentemente umas das outras.

Fixismo

Teoria bem aceita no século XVIII, propunha na biologia que

todas as espécies foram criadas tal como são, e permaneceriam

assim, imutáveis, por toda sua existência, sem que jamais

ocorressem mudanças significativas na sua descendência.

Um dos maiores defensores do fixismo foi o naturalista francês

Georges Cuvier.

“Nada em Biologia faz sentido, senão à luz da

evolução.”

Theodosius Dobzhansky

Evolucionismo

O pensamento transitou gradualmente

para uma visão evolucionista, isto é,

admite-se que as espécies se alteram de

forma longa e gradual ao longo do

tempo, originando outras espécies.

As espécies evoluem a partir de outras

espécies preexistentes.

Evolucionismo

O evolucionismo admite a

existência de mudanças

progressivas nos seres vivos a

partir de ancestrais comuns, e

são essas mudanças que, ao

longo do tempo geológico, vão

dar origem à diferentes espécies.

Evolução orgânica

Teoria que diz que os seres vivos

se modificam com o passar do

tempo para continuarem

adaptados ao meio em que vivem

e que muda constantemente.

Principais teorias evolucionistasLamarckismo (Jean-Baptiste Antoine de Monet )

Cavaleiro de Lamarck

Evolucionismo/

LAMARCKISMO

A primeira teoria explicativa sobre os

mecanismos de evolução, fundamentada,

surge em 1809 por Jean-Baptiste Pierre

Antoine de Monet, cavaleiro de Lamarck.

Por essa razão ficou conhecida como

Lamarckismo.

O Lamarckismo surgiu numa altura em

que as teorias fixistas eram ainda muito

fortes.

Lamarckismo

Foi a primeira teoria

explicativa coerente

evolucionista.

As ideias lamarckistas

resumiam-se em duas

leis:

Lei do uso e desuso;

Lei da herança dos

caracteres adquiridos.

Lamarckismo Adaptação

Segundo Lamarck, os seres

vivos possuiriam a capacidade

de desenvolverem

características estruturais ou

funcionais que lhes permitissem

sobreviver e reproduzir-se num

determinado ambiente.

As modificações que levam

à adaptação são explicadas

pela Lei do Uso e do

Desuso.

Lamarckismo

Por outras palavras o

Lamarckismo defendia que se

um órgão fosse muito utilizado

então ele desenvolver-se-ia,

tornando-se mais

forte/vigoroso/maior tamanho.

Caso contrário se um

determinado órgão não fosse

usado ele degenerava e

desaparecia.

• Lei do uso ou desuso.

• Lei da herança (transmissão) dos caracteres

adquiridos.

“ Lamarck foi o primeiro a tirar conclusões

excitantes, que despertaram minha atenção.

Esse tão justamente celebrado naturalista foi

o primeiro a prestar o eminente serviço de

chamar a atenção sobre a possibilidade de

todas as mudanças do mundo orgânico, e

mesmo do inorgânico, serem resultado de

leis naturais, e não de interferências

milagrosas.”

Charles Darwin

Darwinismo (Charles Robert Darwin)

Viagem de Darwin (1831-1836)

Darwinismo As teorias evolucionistas

sofreram novo impulso

quando em1831,

Charles Darwin,

embarcou no HMS

Beagle.

Nesta viagem que durou

4 anos e 9 meses,

Darwin recolheu

informação que

fundamentaria a mais

importante teoria

evolucionista.

Darwinismo

Ainda relacionado com dados

geológicos, Darwin observou inúmeros

fósseis.

Observou nos Andes, a milhares de

metros de altitude, conchas de animais

marinhos.

Ao observar estes fósseis e de acordo

com os dados geológicos, Darwin

pensou que tal como a própria Terra

sofreu mudanças graduais e lentas,

então talvez a Vida poderia ter sofrido

mudanças lentas e graduais e,

inicialmente, imperceptíveis, mas que

com o tempo acabariam por ter

significado.

Darwinismo Dados da Biogeografia

Darwin verificou que algumas

espécies assumem aspectos

bastante exóticos, bem como a

constatação de que a fauna e a

flora diferem de continente para

continente e das montanhas para

os desertos.

Nas Galápagos, um arquipélago a

1000km da costa do Equador,

Darwin ficou particularmente

interessado nas tartarugas e nos

tentilhões.

Darwinismo

Darwin verificou que

existem sete variedades de

tartarugas gigantes nas

ilhas Galápago.

Cada uma delas existe

numa ilha diferente, e

apesar de apresentarem

diferenças, estes animais

são extraordinariamente

semelhantes entre si, o que

fez Darwin pensar que

tenham tido uma origem

comum.

A teoria de Darwin pode ser resumido nos seguintes

pontos:

Os seres vivos, mesmo os da mesma espécie, apresentam variações

entre (variabilidade);

Em cada geração, uma determinada percentagem dos indivíduos é

naturalmente eliminada, porque se estabelece ente eles uma “luta pela

sobrevivência”, devido à competição por alimento, espaço…;

Sobrevivem os indivíduos que estiverem mais adaptados, a natureza

permite apenas a sobrevivência dos indivíduos mais aptos, ocorre assim

uma selecção natural (sobrevivência do mais apto);

Indivíduos mais aptos, vivem mais tempo e reproduzem-se mais,

transmitindo em maior quantidade as suas características, por sua vez os

menos aptos reproduzem-se menos.

Reprodução diferencial.

A acumulação das pequenas variações, determina, a longo prazo, a

transformação e o aparecimento de novas espécies.

• O Darwinismo pode ser enunciado em três

conclusões, apoiadas em quatro observações:

Observação 1 – As populações naturais tendem a

crescer rapidamente, pois o potencial

reprodutivo dos seres vivos é muito grande.

Observação 2 – O tamanho das populações

naturais mantém-se relativamente constante ao

longo do tempo, sendo limitado pelo ambiente.

Observação 3 – Os indivíduos de uma população

diferem quanto a diversas características,

inclusive aquelas que influem na capacidade de

explorar com sucesso os recursos naturais e

deixar descendentes.

Observação 4 – Grande parte das

características apresentadas por uma

geração é herdada dos pais.

Conclusão 1 – A cada geração morre

grande número de indivíduos, muitos sem

deixar descendentes.

Conclusão 2 – Os indivíduos que

sobrevivem e se reproduzem, a cada

geração, são preferencialmente os que

apresentam determinadas características,

relacionadas com a adaptação às

condições ambientais (Seleção Natural).

Conclusão 3 – Uma vez que, a cada

geração, sobrevivem os mais aptos, eles

tendem a transmitir aos descendentes as

características relacionadas a essa maior

aptidão para sobreviver, isto é, essa maior

adaptação. Em outras palavras, a seleção

natural favorece, ao longo das gerações

sucessivas, a permanência e o

aprimoramento de características

relacionadas à adaptação.

Influências importantes

Thomas R. Malthus (1766 – 1834)

• “O poder da população é infinitamente

maior que o poder da terra de produzir os

meios de subsistência para o homem. A

população, se não encontra obstáculos,

cresce de acordo com uma progressão

geométrica. Os meios de subsistência

aumentam de acordo com uma

progressão aritmética.”

Alfred Russel Wallace (1823 – 1913)

- Obteve as mesmas conclusões de Darwin

(de que as espécies se modificam por

seleção natural), estudando aves

amazônicas e asiáticas.

• Além das observações que culminaram na

teoria de Seleção Natural, Darwin

observou que:

• As espécies se modificam gradualmente,

pelo surgimento de novas características

(apomórficas), a partir de características

ancestrais (plesiomórficas).

• Novas espécies podem surgir, a partir de

uma espécie ancestral.

LAMARK X DARWIN

Lacuna da teoria

Por quê??

Neodarwinismo ou teoria

moderna da evolução ou

teoria sintética da evolução

NEODARWINISMO

Pontos básicos da teoria moderna:

a) As variações de uma espécie dependem de mutações.

b) As mutações ocorrem ao acaso.

c) A luta pela vida dá-se entre os indivíduos e o meio

ambiente.

d) Da luta pela vida, resulta a seleção natural dos mais

aptos ou adaptados às condições do meio.

e) O isolamento geográfico ou sexual impede que as

características do tipo novo misturem-se com as

características do tipo primitivo.

NeoDarwinismo(Teoria Sintética da Evolução /

Teoria Moderna da Evolução)

Baseado na reinterpretação do Darwinismo

à luz dos conceitos de genética sobre a

hereditariedade e a variabilidade

intraespecífica.

Princípio fundamental:

- A evolução pode ser explicada pelas

mutações e pela recombinação gênica,

orientadas pela seleção natural.

Tipos de seleção

. Estabilizadora – tipo de seleção em que

os indivíduos “médios” são favorecidos,

enquanto há uma seleção negativa para

os indivíduos que apresentam

características extremas.

Ex. – pressão arterial, biometria fetal,...

. Direcional – Quando ocorrem mudanças

ambientais e um fenótipo antes

desfavorável passa a ser favorecido, fala-

se em seleção direcional.

Ex. – Seleção de bactérias resistentes a

antibióticos, seleção de mariposas pós-

revolução industrial.

. Disruptiva (diversificadora) – favorece os

indivíduos portadores de características

extremas em uma curva normal, enquanto

os indivíduos “médios” levam

desvantagem.

Ex. – sementes pequenas e sementes

grandes teriam vantagem sobre as

sementes médias em função dos tipos de

animais dispersores que se alimentam

delas.

. Sexual - indivíduos com certas

características obtém parceiros mais

facilmente (ornamentais, comportamentais

ou estar relacionadas ao tamanho dos

organismos);

. Artificial - é realizada intencionalmente

por criadores de animais e plantas ou

ainda outros seres vivos como

protozoários ou bactérias (manipulação),

os quais selecionam indivíduos com

características desejáveis.

• Por quê os animais dotados dos melhores atributos

relacionados à seleção sexual, nem sempre são os que

possuem maior sucesso reprodutivo?

ESPECIAÇÃO

COMO SE FORMAM NOVAS

ESPÉCIES???

Entende-se que a diversidade de seres vivos é

resultante de processos evolutivos e que esses

processos ocorrem por anagênese e por

cladogênese.

ANAGÊNESE – processo em que uma espécie se diferencia

gradualmente em outra ao longo do decorrer dos anos.

CLADOGÊNESE – uma espécie ancestral da origem a duas

ou mais espécies passando pelas etapas descritas no

neodarwinismo.

Especiação por CLADOGÊNESE

1.° Uma população A vive em um ambiente homogêneo.

2.° Uma modificação ambiental provoca a migração da população para

ambientes diferentes. Assim, a população A divide-se em A1 e A2, que

migram para ambientes diferentes.

3.° Isoladas geograficamente e submetidas a pressões seletivas

diferentes, tais populações passam a constituir raças geográficas ou

subespécies.

4.° Com o passar do tempo, aumenta a diferenciação genética entre A1

e A2, provocando isolamento reprodutivo.

5.° As raças A1 e A2 voltam a se reunir na mesma região, mas, devido

ao isolamento reprodutivo, elas não se misturam. A1 e A2 são

reconhecidas como espécies distintas.

RESUMINDO...

PROCESSO DE FORMAÇÃO DE NOVAS ESPÉCIES:

ISOLAMENTO GEOGRÁFICO + MUTAÇÕES + RECOMBINAÇÃO GÊNICA +

IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA + DERIVA GÊNICA + SELEÇÃO NATURAL +

ISOLAMENTO REPRODUTIVO = NOVAS ESPÉCIES.

Existe dois tipos:

•ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA – ACONTECE COM ISOLAMENTO

GEOGRÁFICO DA ESPÉCIE ANCESTRAL, PODENDO SER PERIPÁTRIA

(TAMANHOS DISTINTOS);

•ESPECIAÇÃO SIMPÁTRICA – OCORRE DIVERGÊNCIA GENÉTICAS

ENTRE INDIVÍDUOS QUE VIVEM EM UMA MESMA ÁREA GEOGRÁFICA,

SEM ISOLAMENTO GEOGRÁFICO, PODENDO SER PARAPÁTRIA COM

FLUXO GÊNICO E HÍBRIDOS.

PRINCIPAIS CONCEITOS

Isolamento geográfico — a separação física de subpopulações de uma

espécie. As barreiras que isolam as subpopulações podem ser o rio que

corta uma planície, um vale que divida dois planaltos ou um braço de mar

que separe ilhas e continentes.

Diversificação gênica — a progressiva diferenciação do conjunto

gênico de subpopulações isoladas. A diversificação gênica é provocada

por dois fatores: pelas mutações, que introduzem alelos diferentes em

cada uma das subpopulações isoladas e pela seleção natural, que pode

preservar conjuntos de genes em uma das subpopulações e eliminar

conjuntos similares em outra que vive em ambiente diverso.

Isolamento reprodutivo — resulta da incapacidade, total ou parcial, de

membros de duas subpopulações se cruzarem, produzindo

descendência fértil. Em geral, depois de um longo período de isolamento

geográfico, as subpopulações se diferenciam tanto que perdem a

capacidade de cruzamento entre si, tornando-se reprodutivamente

isoladas.

MECANISMOS DE ISOLAMENTO REPRODUTIVO

1. Pré-zigóticos – Impedem o contato sexual entre as espécies,

logo não há união de gametas.

Habitacional – Espécies localizam-se em hábitats diferentes.

Sazonal – Espécies possuem períodos reprodutivos em diferentes estações do

ano.

Etológico – Diferenças de comportamento impedem os rituais de

acasalamento.

Mecânico – Diferenças estruturais nos órgãos reprodutores impedem a

fecundação.

2. Pós-zigóticos – O zigoto é formado, mas os híbridos perdem

ou reduzem a fertilidade ou viabilidade de seus descendentes.

Inviabilidade do híbrido – O híbrido é abortado ou nasce com anomalias e

morre.

Esterilidade do híbrido – O híbrido nasce estéril.

Degradação de F2 – Primeira geração fértil e Segunda Estéril ou Inviável.

PROVAS DA EVOLUÇÃO

EVIDÊNCIAS PALEONTOLÓGICAS – FÓSSEIS

EVIDÊNCIAS EMBRIOLÓGICAS – EMBRIÕES

EVIDÊNCIAS MOLECULARES – DNA

EVIDÊNCIAS ANATÔMICAS – Anatomia comparada entre as

espécies:

- Órgãos homólogos

- Órgãos análogos

- Órgãos vestigiais ou rudimentares

PROVAS DA EVOLUÇÃO

Os fósseis são prova da evolução

• Registros fósseis.

DATAÇÃO DOS FÓSSEIS

• CARBONO 14 – meia vida de 5740 anos.

datação de fósseis de até 50 mil anos;

• URÂNIO 235 – meia vida de 700 milhões

de anos.

• POTÁSSIO 40 – meia vida 1,3 bilhão de

anos.

PRINCÍPIO DA DATAÇÃO

Baseia –se no fato que a quantidade do isótopo

radioativo presente no seres vivos atuais deve ser igual

a presente nos seres do passado e que está quantidade

diminui em decorrência da meia vida do isótopo. Desta

forma pode-se saber a idade do fóssil ou da rocha onde

ele foi encontrado.

• Semelhanças embriológicas

“A ontogenia repete a filogenia.”

PROVAS DA EVOLUÇÃO

• Semelhanças moleculares

Ex.: citocromo c – Similares entre humanos e

outros animais:

Chimpanzé (igual) / alguns tipos de baleias

(diferem em 8 aminoácidos) / aves (diferem em

13 aminoácidos) / alguns peixes (diferem em

20 aminoácidos) / alguns fungos (diferem em

41 aminoácidos).

PROVAS DA EVOLUÇÃO

• ÓRGÃOS VESTIGIAIS

Estruturas atrofiadas e sem função evidente

PROVAS DA EVOLUÇÃO

• Estruturas vestigiais

ANATOMIA COMPARADA

PROVAS DA EVOLUÇÃO

• Semelhanças funcionais (Analogia)

Órgãos análogos = estruturas que

apareceram de forma independente

em diferentes grupos de

organismos.

Exemplo de Convergência

evolutiva

Convergência

• Semelhanças anatômicas / (homologia).

Comparação entre os esqueletos dos

membros anteriores de alguns

vertebrados= órgãos homólogos

Mesma origem embrionária, Exemplo de Divergência

evolutiva

• A diversificação funcional de órgãos

homólogos acarreta a divergência evolutiva

(irradiação adaptativa).

CONVERGÊNCIA ADAPTATIVA

Órgãos análogos

E

DIVERGÊNCIA ADAPTATIVA

Órgãos homólogos

• A analogia pode ser o fator explicativo para a

convergência evolutiva (adaptativa).

Adaptação divergente ou Irradiação adaptativa – As

adaptações divergentes são processos realizados por

espécies próximas que vivem em meios ambientes

diferentes, o que leva à formação de formas extremamente

distintas.