Evolução biológica
2016
Objetivos gerais
Apresentar e discutir as principais teorias
evolucionistas:
o
lamarckismo,
o
darwinismo e a teoria sintética da
Evolução biológica.
Apresentar e discutir o conceito de
espécie e os processos de especiação.
Objetivos específicos
Entender os conceitos de evolução e Evolução biológica.
Distinguir a Evolução do principio fixista.
Compreender e diferenciar as teorias Lamarckista e Darwinista.
Explicar a adaptação dos seres pela ação da Seleção Natural.
Aprofundar a idéia de Evolução a partir da compreensão da Teoria Moderna da Evolução.
Conceito de Evolução
Evoluir é mudar, transformar-se
Sentido tecnológico: É progredir; novas funções Vejamos: A evolução do celular
Os caminhos da Evolução biológica levam
sempre ao aperfeiçoamento?
Antiguidade: Explicação mítica e religiosa
Revolução Industrial: Impulsiona a biologia
enquanto ciência e cria as bases para as
teorias evolutivas
Idade contemporânea: Pensamento de
Darwin revoluciona a ideia de evolução
PANORAMA HISTÓRICO SOBRE A EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS
Evolucionismo X Fixismo
Fixismo: Defende a ideia da imutabilidade
das espécies. É preponderante nas
explicações criacionistas.
Evolucionismo: Defende a ideia de
transformações dos seres vivos. Há a
possibilidade de surgirem espécies novas
partir de outras pré-existentes.
O pensamento Evolucionista
“Cada espécie de ser vivo atual surgiu
por transformações sucessivas de uma
primitiva, surgida da matéria não-viva.
Cada espécie ocupava um lugar na
"escala natural", na qual o Homem
ocupava o topo.
Ideias evolucionistas deJean-Baptiste de Lamarck (1744-1829) – fins do sec. XVIII
Para Lamarck...
“O
ambiente
pode
forçar mudanças
de
hábitos de um ser vivo, levando ao
crescimento de certas estruturas e a
atrofia de outros”. (Lei do uso e desuso)
o ambiente condiciona a evolução
,
levando ao aparecimento de
características que permitem aos
indivíduos adaptarem-se às condições do
ambiente onde vivem.
O pensamento Evolucionista
Idéias evolucionistas de Darwin – fins do sec. XIX
Filho de um médico inglês.
Estuda medicina e desiste do curso.
Estuda teologia.
Acaba por virar naturalista.
É convidado a fazer uma viagem pelo mundo em um navio da marinha britânica.
Deixa a noiva e vai em busca do conhecimento proporcionado pela DIVERSIDADE do novo Mundo.A viagem do Naturalista Charles Darwin
A viagem de cinco anos sedimenta uma nova explicação para as transformações das espécies ao longo do tempo
Os tentilhões de Darwin
O pensamento Evolucionista
Fato 1: Existe uma tendência natural de crescimento das populações.
Fato 2: Existe um equilíbrio natural das populações por ação de fatores ambientais e biológicos (predação, parasitismo, etc.)
Conclusão 1: A cada geração morrem muitos indivíduos, sem deixar descendentes.
SELEÇÃO NATURAL
O pensamento Evolucionista
Fato 3: Dentro de uma população os indivíduos podem ter características diferentes, inclusive quanto àquelas que proporcionam mais chance de reprodução.
Conclusão 2: Os indivíduos que sobrevivem e se reproduzem apresentam características que os tornam mais adaptados, ou seja, resistem à seleção natural.
VARIABILIDADE e ADAPTAÇÃO
O pensamento Evolucionista
Fato 4: É notório que as características dos indivíduos podem ser herdadas dos pais.
Conclusão 3: Os indivíduos que sobrevivem tendem a transmitir as características que proporcionam melhor adaptação. A seleção natural favorece a permanência e o aprimoramento das adaptações.
HERDABILIDADE DAS CARACTERÍSTICAS
Darwinismo
CONCEITO CHAVE:
SELEÇÃO NATURAL
“Os indivíduos mais
adaptados são
selecionados
pelo ambiente, por terem
mais chances de sobreviver e deixar
descendentes, os quais herdam as
características adaptativas”.
As premissas básicas do
pensamento Darwinista
Evolução: fenômeno
populacional e temporal
Lamarckismo X Darwinismo
Comparação entre as premissas
lamarckistas e darwinistas
SELEÇÃO NATURAL
SELEÇAO NATURAL: Mais um exemplo
RESISTÊNCIA A ANTIBIOTICOS: Outro exemplo de seleção natural
Exercício – Síntese Parcial
(Vunesp) Analise as frases:
1. “O gafanhoto é verde porque vive na grama”.... 2. “O gafanhoto vive na grama porque é verde”... Identifique a frase lamarckista e a frase
darwinista, explicando o papel do ambiente, nos dois casos.
Evidências da Evolução
Evidências da Evolução
Adaptações Registro fóssil.
Semelhanças embriológicas.
Semelhanças anatômicas e fisiológicas.
Evidências da Evolução
Adaptações evolutivas. Camuflagem: Características corporais que se assemelham ao ambiente.
Ex: pele cinza ou branca na raposa do ártico.
Mimetismo : Duas espécies diferentes compartilham semelhanças que conferem vantagens.
Evidências da Evolução
Registro fóssil.Fossilização :
•ocorre sobre determinadas condições.
•Organismos são soterrados rapidamente em ambientes alagados.
•A formação de rocha sedimentar preserva os vestígios.
Vestígios fósseis podem ser: ossos, dentes,
pegadas, fezes, animais conservados no
gelo, troncos de árvores, folhas, etc.
Permitem deduzir o tamanho e forma dos
organismos viventes no passado.
A relação dos fósseis com os seres atuais
permite
estabelecer
correlações
que
fortalecem a teoria de Evolução das
espécies.
DETERMINAÇÃO
• Datação relativa (Smith-1769/1839): Rochas sedimentares se formam no fundo dos mares e lagos. A deposição sucessiva de camadas de sedimentos indica que as rochas localizadas em camadas inferiores são mais antigas, ou seja, se formaram antes das superiores.
• Neste sentido, os fósseis passaram a ser considerados fosseis-guias, no sentido de estabelecer a idade relativa das rochas (fosseis como “marcas registradas” de diferentes extratos.)
• Datação radiométrica ou absoluta: Permite estabelecer com certa precisão há quanto tempo um fóssil ou rocha se formou.
• Baseia-se no decaimento de isótopos radioativos de determinados elementos químicos. No decaimento ocorre transformação em outro isótopo ou em outro elemento químico.
• Carbono: 12C (6P + 6N) e isótopo 14C (6P e 8N).
Com o tempo um dos nêutrons tende a se transformar em próton. Com isso, 14C decai para 14N (7P e 7N).
• MEIA-VIDA: Tempo necessário para o decaimento de 50% de um determinado isótopo. • Meia vida do Carbono = 5.730 anos, ou seja, a
cada 5.730 anos metade dos átomos de 14C decai para 14N. Permite estabelecer com certa precisão há quanto tempo um fóssil ou rocha se formou.
• Meia vida do 235Ur: A cada 704 milhões de anos
Evidências da Evolução
Semelhanças anatômicas eEvidências da Evolução
Semelhanças anatômicas efisiológicas.
Há espécies apresentando órgãos com funções diferentes mas com estruturas anatômicas semelhantes.
São os chamados órgãos HOMÓLOGOS, pois apresentam a mesma origem embrionária mas apresentam funções diferentes, geradas pelo processo de DIVERGÊNCIA EVOLUTIVA.
Evidências da Evolução
Orgãos análogosEvidências da Evolução
Semelhanças anatômicas efisiológicas.
Há espécies diferentes apresentando orgãos com as mesmas funções mas com origens diferentes.
São os chamados órgãos ANÁLOGOS, pois apresentam a mesma função mas origens embrionárias diferentes;
Este processo é denominado de CONVERGÊNCIA EVOLUTIVA.
Órgãos Análogos
Evidências Anatômicas e
Fisiológicas da Evolução
Evidências da Evolução
Semelhanças embriológicas. “A ontogenia (desenvolvimento individual) recapitula a filogenia (origem de grupos relacionados)”.Evidências da Evolução
Órgãos vestigiais: estruturas pouco desenvolvidas ou sem função. Obs: O apêndice sofreu Regressão e é um Orgão vestigial no Homem.
Evidências da Evolução
Semelhanças bioquímicas. Em todas as espécies as proteínas são sempre formadas pelos mesmos 20 aminoácidos.
Foi comprovado que quanto maior a proximidade evolutiva entre as espécies maior a semelhança bioquímica entre as mesmas.
Evidências da Evolução
Semelhanças bioquímicas. O DNA é uma molécula composta pelos mesmos elementos em todas as espécies.
O código genético é universal, ou seja, a tradução (síntese de proteínas) obedece as mesmas regras de linguagem em todas as espécies.
Evidências da Evolução
Semelhanças genéticas: O papel dosO que Darwin não explicou....
Teoria moderna da evolução:
Neodarwinismo
Darwin elaborou sua teoria com base na seleção natural mas desconhecia os mecanismos da hereditariedade que hoje explica a variabilidade dentro das populações.
1930-1940 – Surge a associação entre os conhecimentos genéticos e as ideias darwinistas. Chamamos esta associação de teoria moderna
Teoria Sintética da Evolução ou
Neodarwinismo
Os três fatores evolutivos
1.
Seleção natural
2.Mutação gênica
3.
Recombinação gênica
2- Mutação gênica:
• Alteração hereditária no DNA.
• Pode promover vantagem morfológica
ou fisiológica que será preservada e
expandida na população.
podem ser espontâneas ou induzidas
por agentes mutagênicos.
Expressão gênica (Característica)
Alteração por Mutação no DNA Muda
Mutação no DNA leva a mutação nas proteínas/enzimas dos seres vivos
3- Recombinação gênica
-Está relacionada à reprodução sexuada.
-Envolve a combinação aleatória dos
cromossomos (segregação independente)
ou troca de pedaços entre cromossomos
(permutação).
Segregação independente
Espécie Mostrada de inseto= 23 combinações = 8 gametas
Espécie Humana :
223 combinações = 8.388.608
Detalhe do Crossing-over (Permutação ou Recombinação)
Aumenta ainda mais a diversidade Genética por gerar diferentes
tipos de Cromossomos (recombinantes)
Exercício 1
Exercício 2
(UFC) Um produtor de milho resolveu fazer um experimento em sua propriedade. A partir de uma planta de alta produtividade, escolhida como matriz, foram plantadas duas áreas: na área A o agricultor utilizou sementes daquela planta, e na área B, utilizou mudas produzidas por propagação assexuada através da cultura de tecidos da mesma planta. Nos dois primeiros anos, a área B apresentou produtividade bem superior à da área A. No terceiro ano, com o surgimento de uma espécie desconhecida de lagarta, todas as plantas da área B foram dizimadas, enquanto que parte das plantas da área A conseguiu sobreviver.
a) Explique a diferença de produtividade, nos dois primeiros anos, entre as áreas A e B.
b) Explique a sobrevivência de parte das plantas da área A, no terceiro ano.
ORIGENS DAS ESPÉCIES
• Conceito de espécie
Zôo alemão ganha rara cruza de zebra e cavalo
CONCEITO DE ESPÉCIE BIOLÓGICA
Grupo de populações cujos indivíduos, em condições naturais,
são capazes de cruzar e produzir descendentes férteis,
estando,reprodutivamente,
isolados de indivíduos de outras espécies.
ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA
Isolamento geográfico seguido de isolamento reprodutivo leva à formação de espécies diferentes.
ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA
Isolamento geográfico seguido de isolamento reprodutivo leva à formação de espécies diferentes.
ESPECIAÇÃO SINPÁTRICA
QUANDO NÃO HÁ ISOLAMENTO GEOGRÁFICO E O
AMBIENTE FAVORECE A ADAPTAÇÃO DAS
CARACTERÍSTICAS EXTREMAS DENTRO DA
POPULAÇÃO, SELECIONANDO DOIS CONJUNTOS GÊNICOS DISTINTOS NA POPULAÇÃO.
EX: Contaminação por dois agentes poluidores diferentes no mesmo espaço.
DIVERSIFICAÇÃO POR ANAGÊNESE
E CLADOGÊNESE
ISOLAMENTO REPRODUTIVO
Ocorre por mecanismos pré-zigóticos ou pós-pré-zigóticos, ou seja antes ou depois da formação do zigoto (célula-ovo). ISOLAMENTO PRÉ-ZIGÓTICO • Isolamento de habitat •Isolamento sazonal •Isolamento etológico ou comportamental
ISOLAMENTO REPRODUTIVO
ISOLAMENTO PÓS-ZIGÓTICO Ocorre quando há acasalamento, cópula e o zigoto se forma, mas o embrião não se desenvolve, ou O híbrido é estéril.
Zigoto não se forma = inviabilidade Hibrido não reproduz = esterilidade
EXERCÍCIO – ISOLAMENTO REPRODUTIVO
•Considerando-se que o animal zebralo pudesse, hipoteticamente, produzir descendentes férteis, que conclusões poderíamos tirar sobre as populações de cavalos e zebras?
•O cruzamento entre cavalo e zebra resultou, entretanto, em um indivíduo estéril. Que tipo de isolamento reprodutivo ocorreu entre estas espécies? Justifique.
