Biologia evolução

CAPÍTULO 36\nEvolução — teorias e evidências\n1. O pensamento evolutivo\nAté meados do século XIX defendia-se que as espécies eram imutáveis, princípio chamado fixismo. Somente a partir do início do século XX a evolução passou a ser mais aceita, e é hoje considerada o eixo central da Biologia.\nO fixismo começou a ser contestado primeiramente por Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829), e depois por Charles Darwin (1809-1882) e Alfred Russell Wallace (1823-1913).\nVamos de início comentar algumas das evidências que foram importantes no desenvolvimento das ideias sobre evolução e outras que têm sido usadas mais recentemente para entender esse processo.\n2. Evidências evolutivas\n2.1. Homologia\nA teoria evolutiva apresenta argumentos fortemente corroborados pelo estudo comparativo dos organismos, sejam eles fósseis ou atuais.\nNo estudo comparado dos seres vivos deparamos com estruturas semelhantes em diferentes espécies. Essas semelhanças podem ser por analogia ou por homologia.\nEstruturas análogas são as que se assemelham simplesmente por exercerem a mesma função, mas não derivam de modificações de estruturas semelhantes já existentes em um ancestral comum exclusivo.\nAssim como estruturas semelhantes quanto à função, mas que não têm a mesma origem embrionária. Esse tipo de semelhança não é usado nos estudos que visam estabelecer relações de parentesco evolutivo.\nSão análogos, por exemplo, as asas das aves e as dos insetos: ambas desempenham a mesma função, que é voar, mas não são derivadas das mesmas estruturas presentes em um ancestral comum exclusivo entre aves eInsetos.\nAs estruturas análogas são fruto de que chama evolução convergente (ou convergência evolutiva). Nesse processo, em função da adaptação a uma condição ecológica semelhante, determina-se estruturas evoluem independentemente\n 2.2. Órgãos vestigiais\nÓrgãos vestigiais são aqueles que em alguns organismos são de tamanho reduzido e gerimental não têm função, mas em outros organismos são maiores e exercem função definida. A importância evolutiva desses órgãos vestigiais é a indicação de parentesco evolutivo.\nUm exemplo bem conhecido de órgão vestigial em ser humano é o ceco e o apêndice vermiforme (ou apêndice cecal).\nNos mamíferos roedores, o ceco é uma estrutura de giro e arnós os seres vivos. Assim, também no ceco, o possui a de sobre o e a dos diferentes.\nO da aparência da função e é a do parente na evolução. \nNos estudos de relações de parentesco evolutivo devem ser considerados apenas caracteres homólogos. Esses caracteres podem corresponder a duas condições: a condição primitiva, que ocorre no grupo ancestral, ou a derivada, que equivale a uma modificação da forma primitiva e ocorre em um ou mais grupos de organismos derivados desse ancestral.\nAs condições derivadas são usadas na definição das relações evolutivas entre os grupos de seres vivos, como comentamos no capítulo 12.\n2.3. Estudo dos fósseis\nÉ considerado fóssil qualquer índicio de presença de organismos que viveram em tempos remotos na Terra. As partes duras do corpo dos organismos são mais frequentemente conservadas nos processos de fossilização, mas existem casos em que a parte mole do corpo também é preservada. Dentre esses casos, podem-se citar os fósseis congelados, como o mamute encontrado na Sibéria do Norte, e os fósseis de insetos encontrados em âmbar.\nNo caso dos insetos, aqueles que eram recobertos pela resina pegajosa eliminada pelos pinheiros morriam. A resina encredecia, transformando-se em âmbar, e o inseto ali contido era preservado com detalhes de sua estrutura.\nTambém são consideradas fósseis impressões deixadas por organismos que viveram em eras passadas, como pegadas de animais extintos, e impressões de folhas, de penas de aves extintas e da superfície da pele de dinossauros. A importância do estudo dos fósseis para a evolução está na possibilidade de conhecermos organismos que viveram em épocas remotas da Terra e muitas vezes sob condições ambientais distintas das encontradas atualmente, o que pode nos fornecer indícios de seu parentesco com as espécies atuais.\n\n2.4. Evidências moleculares\n\nSabemos que todos os organismos com estrutura celular possuem como material genético o DNA e que os genes são trechos dessas moléculas de DNA transcritos em moléculas de RNA que podem ser traduzidos em proteínas. Portanto, o DNA, o RNA e as proteínas são moléculas presentes em todos os seres vivos desde que eles surgiram na Terra.\n\nModificações nessas moléculas foram fundamentais no processo da evolução e permitiram a grande diversificação dos seres vivos. Assim, comparando as sequências de bases nitrogenadas do DNA ou do RNA, ou comparando as proteínas de diferentes espécies de seres vivos, podemos estabelecer o grau de proximidade entre espécies. Isso significa que podemos estabelecer o grau de parentesco evolutivo entre elas.\n\nQuanto maior for a semelhança nas sequências de bases nitrogenadas dos ácidos nucleicos, ou quanto maior a semelhança entre as proteínas dessas espécies, maior será a proximidade evolutiva entre elas.\n\n3. As ideias de Lamarck\n\nLamarck, naturalista francês, foi o primeiro a propor uma teoria sistemática da evolução. Sua teoria foi publicada em 1809, no livro Filosofia zoológica.\n\nEle dizia que formas de vida mais simples surgem a partir da matéria inanimada por geração espontânea e progridem a um estágio de maior complexidade e perfeição.\n\nEm sua teoria, Lamarck sustentou que a progressão dos organismos era guiada pelo meio ambiente; ou seja, no ambiente sofre modificações, os organismos procuravam adaptar-se a ele.\n\nNesse processo de adaptação, um ou mais órgãos são mais usados do que outros. O uso ou o desuso dos diferentes órgãos alteraram características do corpo, e essas características seriam transmitidas para as próximas gerações. Assim, ao longo do tempo os organismos se modificariam, podendo dar origem a novas espécies.\n 4. A Teoria da seleção natural\n\nEntre dezembro de 1831 e outubro de 1836 o naturalista inglês Charles Darwin realizou uma viagem ao redor do mundo a bordo do navio H. M. S. Beagle.\n\nCom base em muitas observações da naturez a, em especial da fauna do arquipélago de Galápagos, Darwin começou a contestar a imutabilidade das espécies. Foi então que suas ideias sobre a evolução começaram a ser elaboradas.\n\nSomente em Galápagos existe uma espécie de iguana marinha que mergulha na água para se alimentar de algas e existem certas espécies de jabutis gigantes que chegam a ter mais de 100 kg de massa corpórea.\n\nAs aves de Galápagos foram de grande importância para o desenvolvimento da teoria de Darwin sobre a atuação da seleção natural na especiação. Ele ficou impressionado com as espécies de tentilhões (pássaros da Família Fringilídea) que ocorrem em diferentes ilhas. A semelhança entre essas aves levou Darwin a supor que todas elas se diferenciavam a partir de um grupo ancestral comum, que era nigrido, há muito tempo, de continente para essas ilhas e que, por seleção natural, teria se adaptado a diferentes modos de vida, dando origens a diferentes espécies.\n Em 1838, Darwin leu o ensaio de Thomas Malthus (1766-1834) sobre os princípios que regem as populações humanas, escrito em 1798. Malthus argumentava que o crescimento da população humana levaria à fome, pois, enquanto a população cresce em escala geométrica, a produção de alimentos cresce em escala aritmética.\n\nDarwin imaginou que esses argumentos poderiam ser aplicados para as populações dos demais seres vivos, em que o crescimento populacional seria controlado por limites impostos pelo meio. A falta de recursos disponíveis para todos levaria a disputas entre os organismos, e apenas aqueles com características vantajosas teriam condições de sobreviver. Assim, o meio abduziria seletivamente os organismos mais adaptados a ele.\n\nNos anos que se seguiram após seu retorno, Darwin trabalhou em muitos outros projetos e amadureceu suas ideias sobre evolução. Somente em 1856 começou a escrever sobre a importância da Biologia: A origem das ideias mais importantes da seleção natural, ou a preservação das raças favorecidas na luta pela vida. Esse foi o resultado de uma colaboração conturbada entre Darwin e Alfred Wallace, com a apresentação do manuscrito em julho de 1858.\n\nWallace enviou a Darwin uma carta falando sobre suas ideias a respeito da seleção natural, e os dois redigiram um documento que foi lido numa reunião realizada em Londres, em julho de 1858.\n\nAs ideias de Wallace foram também elaboradas quanto às de Darwin, mas na função principalmente da publicação do livro a origem das espécies, que contém grande quantidade de informações sobre o conceito da evolução por seleção natural. Apesar de Wallace não ter apresentado um trabalho de tão amplo alcance como fez Darwin, ele merece os créditos da elaboração da Teoria da evolução por seleção natural.\n\nOlhe O origem das espécies apresenta duas ideias centrais:\n\ntodos os organismos descem, com modificações, de ancestrais comuns;\nou principal agente de modificações é a ação da seleção natural sobre as variações.\n\nNa primeira ideia Darwin contestava a imutabilidade das espécies, reunindo argumentos como os que foram abordados, distribuindo grupos entre as espécies, a anatomia e a embriologia comparadas e a modificações dos organismos nos estudos. Neste último caso se referia a seleção natural referente ao exemplo, às diferenças entre as espécies, e, na verdade, essas variáveis não são idênticos entre si, apresentando variações em todos os caracteres. Essas variações são adaptados ao meio em que vivem.\n\nNa natureza, os recursos são limitados e por isso possuem o conjunto de características mais vantajosas para as condições de qualquer meio. Essa afiliação mais ou menos constante. Os organismos com características vantajosas, portanto, mais chances de sobreviver e se reproduzir, passando essas características aos descendentes.\n\nCom o tempo essa população vai se modificando, ou seja, vai evoluindo por seleção natural.\n\nDarwin também não conseguiu explicar satisfatoriamente a origem da variabilidade nas populações, nem como as características são transmitidas a longo das gerações.\n\nCom o reconhecimento dos trabalhos de Mendel, em 1900, começaram a surgir explicações sobre os mecanismos de herança. A Genética começaram-se os estudos que buscam explicar os mecanismos da evolução das espécies. Seleção sexual\nOutro importante trabalho de Darwin, A origem do homem e a seleção relacionada ao sexo, publicado em 1871, abordou uma variedade da seleção natural: a seleção sexual. Enquanto a seleção natural leva a uma adaptação do organismo ao meio em que vive, aumentando sua chance de sobrevivência, a seleção sexual relaciona-se com a adaptação do organismo às suas necessidades de obter um parceiro, garantindo sua reprodução.\n\nEm muitas espécies de vertebrados, por exemplo, são as fêmeas que selecionam os machos, e o papel do macho é ser o mais atrativo possível. Em aves, geralmente os machos apresentam plumagem mais colorida e vistosa do que as fêmeas e se exibem para elas em elaborados rituais.\n\nEntre os mamíferos pode ocorrer luta entre os machos na disputa pela fêmea. Além disso, em muitas espécies as fêmeas ainda decidem se têm ou não um casamento com o batalhão. Ocorre, assim, um seleção sexual em que machos que apresentam características mais vantajosas para a reprodução são positivamente selecionados, em iss, passam essas características aos descendentes.\n\nFotografia de pavão e pavão, em que se observa o dimorfismo sexual: o macho apresenta plumagem exuberante, que exibe para a fêmea no processo de corte.\nFotografia de leões marinhos machos lutando pela conquista do território de fêmeas para o acasalamento. Seleção sexual\nOutro importante trabalho de Darwin, A origem do homem e a seleção relacionada ao sexo, publicado em 1871, abordou uma variedade da seleção natural: a seleção sexual. Enquanto a seleção natural leva a uma adaptação do organismo ao meio em que vive, aumentando sua chance de sobrevivência, a seleção sexual relaciona-se com a adaptação do organismo às suas necessidades de obter um parceiro, garantindo sua reprodução.\n\nEm muitas espécies de vertebrados, por exemplo, são as fêmeas que selecionam os machos, e o papel do macho é ser o mais atrativo possível. Em aves, geralmente os machos apresentam plumagem mais colorida e vistosa do que as fêmeas e se exibem para elas em elaborados rituais.\n\nEntre os mamíferos pode ocorrer luta entre os machos na disputa pela fêmea. Além disso, em muitas espécies as fêmeas ainda decidem se têm ou não um casamento com o batalhão. Ocorre, assim, um seleção sexual em que machos que apresentam características mais vantajosas para a reprodução são positivamente selecionados, em iss, passam essas características aos descendentes.\n\nFotografia de pavão e pavão, em que se observa o dimorfismo sexual: o macho apresenta plumagem exuberante, que exibe para a fêmea no processo de corte.\nFotografia de leões marinhos machos lutando pela conquista do território de fêmeas para o acasalamento. 5. A Teoria sintética da evolução\nDe 1900 até cerca de 1920, os adeptos da genética mendeliana acreditavam que apenas as mutações eram responsáveis pela evolução e que a seleção natural não tinha importância nesse processo.\n\nDepois disso vários cientistas começaram a conciliar as ideias sobre seleção natural com os fatores da Genética, o que culminou com a formulação da Teoria sintética da evolução, às vezes chamada também de Neodarwinismo.\n\nConforme Darwin já havia proposto, essa teoria considera a população como a unidade evolutiva. Uma população pode ser definida como um grupo de indivíduos da mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.\n\nCada população exerce determinado conjunto gênico, que pode ser alterado de acordo com fatores evolutivos. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes na população. Assim, quanto maior for o conjunto gênico, maior será a variabilidade genética.\n\nOs principais fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser divididos em duas categorias:\n\nfatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população — mutação e permutação;\nfatores que tendem a reduzir a variabilidade genética — migração, deriva genética e seleção natural. 518\n\nResistência a antibióticos ou a inseticidas\nA resistência de bactérias a antibióticos e a insetos a inseticidas tem aumentado muito nos últimos anos, havendo sempre a necessidade de se desenvolverem novos antibióticos e novos inseticidas.\n\nTomemos como exemplo a resistência a antibióticos. Para isso, imaginemos inicialmente a existência de indivíduos adaptados a determinada condição ambiental. Se introduzimos neste ambiente certa quantidade de antibiótico, haverá grande mortalidade de bactérias, mas algumas, que já apresentavam mutações que lhes conferem resistência a essa substância, sobreviverão. Estes, por sua vez, se reproduzirão originando indivíduos com características distribuídas em torn de outro meio.\n\nSe esses indivíduos forem submetidos a doses mais altas desse mesmo antibiótico, novas altas mortalidade e sobrevivência abertas os que tiverem condições genéticos para resistir a doses mais altas do remédio. Repetindo-se o procedimento, será possível obter populações quecem com indivíduos resistentes ao antibiótico em questão, podendo ocorrer um deslocamento de média das características no sentido do maior resistência a determinada substância.\n\nColoração de advertência\nAlguns animais produzem ou acumulam substâncias químicas nocivas e apresentam coloração vistosa, chamada coloração de advertência, sinalizando que esses animais não devem ser ingeridos. Quem tenta se alimentar de um desses organismos, apresentando a não mais como alternativa a própria morte.\n\nUm exemplo é o borboleta-monarca, que possui coloração laranja muito vistosa, sendo um animal facilmente visível na natureza. Esse aspecto é devido às substâncias químicas que se tornam não-palativasa aos peixes que absurdos e evitam capturar essas borboletas.