Aula 05 - Forma e função dos fósseis

Forma e função dos

fósseis

Forma e função e os graus de incerteza

níveis de incerteza

Coleta e organização

Montagem dos esqueletos Reconstrução da musculatura

(comparação com formas viventes)

Inferência de aspectos da biologia da espécie

(formas do corpo, ossos e dentes)

Movimentos

(Leis da Física)

Cores, hábitos e comportamentos

(comparações com formas viventes)

incerteza F orm a F unção

Inferência da forma dos fósseis

Pressuposto da forma fóssil



_{A forma (aparência externa) de qualquer organismo é}

modelada pela evolução

 A variação na forma pode ser selecionada, favorecendo aquelas formas que tornam o portador mais adaptado ao ambiente em que ele vive

 A seleção sexual também seleciona as variações na forma que de algum modo influenciam na interação entre parceiros sexuais

Seleção natural

Seleção sexual

Inferência da forma dos fósseis

_{Seleção sexual}

Inferência da forma dos fósseis

Importância da inferência da forma do fóssil



_{Existem três razões básicas para os paleontólogos}

procurarem inferir a forma dos fósseis

 É a única evidência para se identificar espécies fósseis e inferir as

suas relações filogenéticas

 A forma nos fornece evidências do comportamento e aspectos

ecológicos

 Fornece evidências das mudanças das características ao longo do

Identificação de espécies fósseis

_{As espécies fósseis são definidas baseadas em sua forma,}

utilizando o conceito morfológico de espécie

 Todos os membros de uma espécie apresentam médias similares da medida de determinadas características

 As variações são quantificadas estatisticamente e devem ficar dentro de um limite

 A aplicação do conceito morfológico de espécie para os fósseis apresentam muitos problemas

Identificação de espécies fósseis

Problemas com a identificação de espécies fósseis



_{Os fósseis representam amostras de uma linhagem em}

evolução

 Quanto maior as lacunas, mais difícil se torna definir onde começa uma nova espécie e onde termina outra

 Utiliza-se dividir as espécies arbitrariamente, formando as

Identificação de espécies fósseis

Identificação de espécies fósseis

Problemas com a identificação de espécies fósseis



_{Espécies podem ser diferentes no padrão de coloração,}

cheiro ou canto

 Nenhuma destas características são preservadas num fóssil

Identificação de espécies fósseis

Problemas com a identificação de espécies fósseis



_{Uma única espécie pode apresentar diferentes formas}

 Não existe forma de verificar o isolamento reprodutivo de formas parecidas

 As várias populações de uma espécie acumulam diferenças físicas (variação geográfica)

 Estas modificações podem ser apenas fenotípicas em função de uma adaptação individual local (variações ecofenotípicas)

Identificação de espécies fósseis

Problemas com a identificação de espécies fósseis



_{As espécies geralmente modificam sua forma durante o}

seu ciclo de vida

 Algumas espécies apresentam estágios larvais muito diferentes dos estágios adultos

Forma x desenvolvimento



_{Os organismos ao se desenvolverem eles geralmente}

aumentam as suas dimensões

 A identificação de indivíduos jovens e adultos em espécies fósseis para por medições de características chave

 Algumas medidas tendem a crescer em proporção com as medidas totais com o decorrer do desenvolvimento

(os chifres dos cervídeos)

 Outras características tendem a diminuir em proporção com as medidas totais

Forma x desenvolvimento

Alometria e isometria



_{Características que não alteram suas proporções são}

chamadas isométricas



_{Características que alteram suas proporções durante o}

desenvolvimento são chamadas alométricas

 Se as medidas aumentam mais do que a média geral dizemos que apresenta alometria positiva

 Se as medidas decrescem em relação à média dizemos que apresenta alometria negativa

Forma x desenvolvimento

Forma x desenvolvimento



_{Princípio das proporções biológicas}

 Quando duas estruturas estão relacionadas, mudanças no

tamanho de uma, estão associadas à mudanças no tamanho das outras

Evolução da forma x desenvolvimento

Evolução x desenvolvimento (ontogenia)



_{Lei de Von Baer (1828)}

 Embriologista russo

 Postulou que características gerais aparecem primeiro na ontogenia e características

específicas surgem depois

 Cabeça e cauda surgem primeiro no embrião de

todos os vertebrados

 Nadadeiras e membros surgem depois

Evolução da forma x desenvolvimento

Evolução x desenvolvimento (ontogenia)



_{Lei biogenética}

 Postulada por Ernst Haeckel em 1866

 “A ontogenia recapitula a filogenia”

 Afirmava que a sequencia de eventos

embrionários representava a história evolutiva da espécie

 A presença de fendas branquiais no embrião do homem indicaria um ancestral peixe

 A presença posterior de cauda no embrião indicaria um ancestral mais recente com cauda

Evolução da forma x desenvolvimento

Evolução x desenvolvimento (ontogenia)



_Evo-devo

 Recentemente esta claro que os padrões ontogenéticos evoluem

 O número de eventos desenvolvimentais e momento em que eles ocorrem têm se alterado ao longo do tempo evolutivo

 Estas mudanças no número (taxa) e momento das mudanças do pradrão de desenvolvimento são chamadas de heterocronia

Evolução da forma x desenvolvimento



_{As mudanças heterocrônicas elas podem ser de 2 tipos:}

Pedomorfose

O adulto é formado em um plano desenvolvimental para um corpo juvenil

Peramorfose

O adulto é formado num plano desenvolvimental posterior ao normal



_{E estas mudanças ocorrem por 3 meios:}

 Mudanças nos pontos de ínicio do crescimento

 Mudanças no ponto de estabelecimento de maduridade sexual

Evolução da forma x desenvolvimento

Evolução da forma x desenvolvimento



_{Existem possíveis casos de heterocronia no registro fóssil}

de vários grupos fósseis

Evolução da forma x desenvolvimento

Evolução da forma x desenvolvimento



_{Como mudanças no plano desenvolvimento são}

possíveis?

 Existem genes chamados Homeobox que codificam proteínas reguladoras (fatores de transcrição)

 Estas proteínas agem ativando e desativando os genes envolvidos no processo de desenvolvimento

 Mutações nestes genes geram mudanças no plano desenvolvimental

Forma x filogenia



_{Espécies proximamente relacionadas compartilham}

muitos aspectos com relação a sua forma

 As diferenças apresentadas entre o membros de um clado num espaço de medidas (parâmetros) é chamado de morfoespaço

 Os limites do morfoespaço são definidos por três fatores

 Muitas mudanças podem tornar o organismo inviável

 Muitas mudanças não ocorrem pela aleatoriedade da processo

evolutivo

Forma x filogenia



_{A amplitude do morfoespaço (amplitude da variação}

morfológica) é chamada de disparidade



_{A disparidade ela pode ser avaliada sob dois aspectos}

 A disparidade dentro de um determinado clado num dado momento

 A variação da disparidade no clado ao longo da história do clado

 Geralmente quando novos nichos são abertos para um clado, a

disparidade aumenta

 A disparidade tende a correlacionar com a diversidade de espécies

Inferindo função a partir dos fósseis



_{Inferir a função de formas fósseis abrange o terceiro nível}

de incerteza

 Entretanto ela envolve princípios lógicos que conferem alguma confiabilidade para as interpretações

 O pressuposto inicial é que as estruturas estão adaptadas para desempenhar alguma função



_{A inferência da função envolve 3 tipos de abordagens}

 Comparações com formas análogas modernas

 Modelagem biomecânica (movimentos)

Inferindo função a partir dos fósseis



_{O primeiro passo é ter a melhor interpretação possível da}

morfologia das estruturas



_{Depois podemos comparar com estruturas similares de}

organismos modernos



_{Dois tipos de estruturas podem ser utilizadas}

 Estruturas de relacionados filogenéticos (análogos filogenéticos)

 Estruturas relacionadas apenas funcionalmente (análogos

Inferindo função a partir dos fósseis



_{Inferências baseadas em puro bom senso também são}

utilizadas

 Dentes de carnívoros são afiados e de herbívoros são planos

 Árvores grandes tem bases mais amplas e raízes mais profundas

 Animais pequenos e vulneráveis devem se camuflar

 Animais em forma de torpedo são bons nadadores

 Animais de passadas mais largas tendem a ser corredores eficientes

Inferindo função a partir dos fósseis



_{Os modelos biomecânicos}

são bastante realistas

 Eles se baseiam nas leis da biofísica

 Princípios das alavancas

 Modelos de resistência de

materiais

 Mais utilizada para inferir a postura e movimentos dos fósseis

Inferindo função a partir dos fósseis



_{As evidências circunstanciais são geralmente de três tipos}

 Evidências de rochas sedimentares

 Os tipos de rochas sedimentares nos informam em que tipo de

ambiente o fóssil viveu  Fósseis associados

 Os fósseis encontrados em associação com o fóssil em estudo nos

dão idéia sobre o modo de vida do organismo e sua posição na cadeia alimentar

 Traços fósseis associados

 Os traços fósseis quando acuradamente atribuído a um autor pode