Aula 08 - Diversificação da vida

Diversificação da vida

Paleontologia e história da vida

_{O registro fóssil nos fornece uma perspectiva muito rica}

da história da vida na Terra

 Fornece dados sobre ordem de aparecimento dos principais grupos

 A distribuição global dos grupos ao longo do tempo

 Dados sobre estratégias de vida e adaptações

 Padrões de evolução

Paleontologia e história da vida



_{Todos os seres vivos extintos e modernos estão}

conectados pela árvore da vida na Terra

 De uma única espécie do Pré-Cambriano temos hoje entre 5 e 50 milhões de espécies

 Atualmente é impossível mensurar quantas espécies já existiram na Terra

 Muitos organismos simplesmente não se fossilizam

Padrões de diversificação



_{Existe um padrão para diversificação da vida ao longo do}

tempo?

 Vários autores tem debatido se a velocidade com que novas espécies surgem seguem um padrão

 Valentine (1969)

 Baseou-se nos registros de invertebrados marinhos

 Houve dois períodos de grande diversificação durante o Cambriano e o Cretáceo

 Raup (1972)

 Um único período de grande diversificação durante o Cambriano e Ordoviciano e atingiu um equilíbrio após este período

Padrões de diversificação

Padrões de diversificação



_{Muitos grupos de organismos apresentaram um padrão}

Padrões de diversificação



_{Atualmente vários métodos estatísticos tem tentado}

encontrar e explicar os padrões globais de diversificação

 Foram propostos três modelos principais

Modelo linear

As novas espécies surgem a uma taxa fixa ao longo do tempo

Modelo exponencial

A taxa de surgimento de novas espécies aumenta ao longo do tempo

Modelo logistico

A taxa de surgimento de novas espécies aumenta ao longo do tempo e depois estabiliza

Padrões de diversificação



_{Estes modelos podem também incorporar eventos de}

Padrões de diversificação

Particularidades de cada modelo



_{O modelo linear contraria o princípio de cladogênese}

 O princípio de cladogênese postula que cada espécie se separa em novas duas

 Uma espécie gera duas, duas geram quatro, quatro geram oito, ...



_{O modelo exponencial assume que as taxas de}

surgimento de espécies está sempre aumentando



_{O modelo logístico assume que as taxas de surgimento}

atingem um platô

Equilíbrio x expansão



_{Atualmente existe um extenso debate entre defensores}

do modelo logístico e do modelo exponencial

 Os defensores do modelo logístico apoiam-se no princípio que ambientes tem uma capacidade suporte de novas espécies

 Os defensores do modelo exponencial defendem que este limite não existe (a diversificação de um clado não influencia nos

outros)

 A verdade é que existem evidências que apoiam ambos os modelos

Equilíbrio x expansão

Evidências para o modelo exponencial

Não existe consenso sobre quando se estabeleceu um platô global de

diversificação

Não existe uma explicação de como a diversidade num clado influencia no outro

A expansão de alguns grupos de organismos apresenta um padrão exponencial

Em alguns casos o platô observado em nível de família desaparece em nível de espécie

Evidências para o modelo logístico

Redução das taxas de diversificação logo após a explosão do Cambriano

Grandes expansões apenas após extinções em massa

Ocorrência de fases de declínio nas taxas de diversificação e aumento nas taxas de extinção

Ocorrência de um platô de diversificação no Paleozóico

Equilíbrio x expansão



_{Conclusão geral}

 Não existe um padrão global para todos os grupos de organismos da Terra

 As espécies interagem de maneiras variadas

 Os ambiente mudam e a diversidade de organismos acompanham estas mudanças

 O padrão global de diversificação é considerado irregular sem seguir nenhum princípio fundamental (unificador)

Diversificação x evolução



_{Baseando-se no princípio de evolução biológica por}

seleção natural, poderíamos estabelecer que:

 O mais adaptado sobrevive

 Este é mais adaptado do que seus antecessores



_{Baseando-se nos registros fósseis}

 O número de espécies aumentou ao longo do tempo

 Organismos mais complexos surgiram



_{Um conclusão inevitável, porém imprudente seria:}

“Evolução é progresso, ou seja, a seleção natural leva a organismos mais complexos”

Diversificação x evolução



_{Temos que deixar o termo progresso bem definido em}

evolução

 Em evolução, progresso significa apenas mudanças que levam a adaptações locais

 Se perder os membros torna mais adaptado ao modo de vida, perder os membros é progresso (serpentes)

 Se aumentar o tamanho do cérebro torna mais adaptado, aumento de cérebro é progresso (hominídeos)

 O ambiente e os nichos ocupados é que definem o curso da evolução das características, ou seja, determinam uma

Diversificação x evolução



_{Três pontos devem ser considerados quando estudamos}

as tendências evolutivas

 O ambiente está sempre em mudança

 É improvável que as pressões seletivas se mantem constantes ao longo do tempo evolutivo

 As tendências acompanham as pressões seletivas

 Registros paleontológicos apresentam graus de incerteza  Algumas inferências são apenas hipóteses

 Mudanças nas características nem sempre são indícios de progresso

Diversificação x evolução

Radiação adaptativa



_Radiação

 Fenômeno no qual um clado expande (aumenta o número de espécies) de maneira relativamente rápida.

 Eventos de radiação cuja causa é atribuída a uma novidade evolutiva chave é chamada de radiação adaptativa



_{Novidade evolutiva chave}

 Alguma adaptação particular que confere uma nova e eficiente habilidade de conquistar um novo habitat (nicho)

 Ex: capacidade de vôo pelos mamíferos, desenvolvimento placentário, grão de pólen, sementes, ...

Radiação

Substituições bióticas



_{As substituições bióticas foram eventos recorrentes da}

história da vida na Terra

 As substituições bióticas envolve a substituição gradual ou rápida de um grupo dominante por outro

 As substituições envolvem três causas principais:

 O surgimento de novidades evolutivas que tornam os grupos substituintes mais adaptados (eficientes)

 Grandes mudanças ambientais que tornam as condições mais favoráveis aos grupos substituintes

 Eventos de extinções em massa que reduzem drasticamente a diversidade e abundância dos grupos dominantes

Substituições bióticas



_{A colonização do ambiente terrestre pelas plantas é um}

exemplo clássico de substituição biótica

1º Grupo: Primeiras plantas vasculares

Dominaram do Siluriano Médio ao Devoniano Médio (425 – 370 m.a.)

2º Grupo: Demais Pteridófitas e pró-gimnospermas

Dominantes do Devoniano Superior ao Carbonífero (375 – 290 m.a.)

3º Grupo: Gimnospermas

Surgiram no Devoniano Superior e dominaram na maior parte do Mesozóico até cerca de 100 m.a. (370 – 100 m.a.)

4º Grupo: Angiospermas

Eventos chave da vida na Terra

_{O registro paleontológico mostra que alguns eventos foram}

determinantes a formação da atual biodiversidade

_{Ao todo foram 10 eventos}

1. Origem da vida

2. Eucariotos e da reprodução sexuada

3. Surgimento de organismos multicelulares

4. Surgimento dos esqueletos

5. Relações predador-presa

6. Formação dos recifes de corais

7. Migração para o ambiente terrestre

8. Formação de florestas

9. Surgimento do vôo

Eventos chave da vida na Terra



_{Podemos ainda definir 8 características chave para}

explicar a biodiversidade da Terra

1. Moléculas replicadoras

2. RNA com atividade catalítica

3. Células

4. Eucariontes (núcleo e organelas)

5. Reprodução sexuada

6. Diferenciação celular

7. Modo de vida colonial