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Teorias da Evolução

Lamarckismo

Lamarck (século XIX) refutava as idéias criacionistas e fixistas da época, afirmando que todas as espécies, inclusive o homem, descendiam de spécies diferentes, preexistentes. Ele acreditava que características adquiridas pelo uso ou deuso de órgãos seriam transmitidas aos descendentes, produzindo mudanças ao longo do tempo. O exemplo clássico é a explicação para o desenvolvimento do pescoço das girafas, segundo a qual, o esforço dos animais para alcançar os brotos no alto das árvores produziria um alongamento do pescoço, transmitido aos descendentes.

Darwinismo

Numa viagem de 5 anos ao redor do mundo (meados do século XIX), Darwin observou, nas ilhas Galápos, que os jabutis gigantes daquelas ilhas e certos pássaros (fringilídeos) diferiam de uma ilha a outra. Ele supôs que os fatores alimento e espaço controlariam o tamanho das populações, sobrevivendo apenas os mais aptos, num processo de seleção natural. Assim, a variabilidade dos organismos de uma população e a seleção natural explicariam a evolução dos sere vivos.

A explicação darwinista para o tamanho do pescoço das girafas era que as populações do passado teriam indivíduos de pescoço de vários tamanhos, e os mais aptos deixariam descendentes, ou seja, os de pescoços maiores.

Teorias da Evolução

Teorias da Evolução

Teorias da Evolução

Atualmente são conhecidas as causas da variabilidade nas populações e os mecanismos de transmissão hereditária. A moderna teoria da evolução considera como fatores evolutivos as mutações, a recombinação genética, as migrações. O tamanho das populações, o isolamento reprodutivo e a seleção natural.

Adaptação

Processo pelo qual os organismos se tornam aptos a sobreviver sob determinadas condições ambientais; resulta das mutações e da seleção natural. Trabalhos realizados com bactérias sensíveis à estreptomicina mostraram que bactérias mutantes, resistentes, apareceram ao acaso e sobreviviam quando submetidas ao antibiótico.

Um processo adaptativo muito conhecido é o do mimetismo, que permite aos organismos escaparem de seus predadores. Por exemplo, certos insetos que imitam folhas, espinhos ou ramos secos ou têm coloração idêntica à do substrato em que vivem, conseguem escapar mais facilmente de seus predadores. Um exemplo clássico de mimetismo é o das mariposas das áreas industrializadas da Inglaterra. Antes da industrialização, as mariposas escuras eram as preferidas dos predadores, por serem mais visíveis contra os troncos claros. Entretanto, com a fuligem das fábricas, os troncos escureceram e as borboletas claras tornaram-se alvos mais fáceis para os pássaros.

A produção de melanina na pele, provocada pela exposição ao Sol, constitui uma resposta adaptativa individual. Uma pele mais pigmentada filtra eficientemente os raios ultravioleta da luz solar, protegendo o organismo do efeito nocivo dessa radiação. Cada pessoa tem um genótipo particular, com diferentes capacidades de reagir à exposição ao Sol. Por isso alguns ficam mais brozeados que outros.

Os processos adaptativos podem ser convergentes ou divergentes. Apresentam adaptação convergente organismos de origens diferentes que têm semelhanças de forma ou de comportamento, como acontece com o tubarão e o golfinho (forma hidrodinâmica). A adaptação divergente pode aparecer em populações inicialmente homogêneas, submetidas a diferentes pressões seletivas, como ocorre, por exemplo, com os bicos dos fringilídeos, adaptados ao tipo de alimentação.

Especiação

Processo pelo qual uma população inicialmente homogênea pode formar novos grupos que não mais se cruzam, constituindo novas espécies. Esse processo é determinado pelo isolamento reprodutivo causado por barreiras geográficas (rios, montanhas, florestas, lagos, etc.), ou reprodutivas (diferenças de comportamento na época do acasalamento, inviabilidade dos descendentes, etc.) que impedem os cruzamentos. Os grupos separados da população original podem acumular diferenças adaptativas e originar novas espécies.

Abiogênese e Biogênese

A teoria da abiogênese ou da geração espontânea foi largamente aceita até o século passado, quando Spallanzani e depois Pasteur realizaram vários experimentos para refutá-la.

Pasteur colocou caldo de cultura em frascos com gargalo recurvado que, deixados em repouso durante meses, não desenvolviam microorganismos, inclinando tais frascos e fazendo o caldo atingir a curva do gargalo, ele demonstrou o desenvolvimento dos micróbios ali retidos e provou que seres vivos provinham de outros preexistentes (biogênese).

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Condições da Terra primitiva

No final do século XIX vários cientistas consideravam a possibilidade de os primeiros seres vivos terem evoluído de certos compostos orgânicos formados nos mares primitivos, sob certas condições favoráveis como:

Água líquida acumulada nas depressões da superfície terrestre.

Presença dos elementos carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, principalmente nos gases metano (Ch2), amônia(Nh2), água (H2O) e hidrogênio (H2), componentes da atmosfera primitiva.

Energia para as reações químicas sob forma de radiação ultravioleta, radiação cósmica, descarga elétricas, etc.

Oparin, cientista russo, propôs, no início deste século, uma teoria de origem da vida segundo a qual compostos simples de carbono teriam formado moléculas mais complexas que formaram agregados gelatinosos (coacervados), evoluindo para protocélulas.

Proteínas e outras moléculas orgânicas existentes nos mares primitivos formariam coacervados que seriam capazes de incorporar novos materiais, tornando-se mais complexos. Um fator importante foi a capacidade desses agregados catalizarem reações químicas no seu interior, tornando possível controlar a produção e o gasto de energia. Outro acontecimento importante foi o aparecimento dos ácidos nucléicos que permitiram a reprodução dos coacervados e o controle da sua organização molecular.

Teorias da Evolução

Na década de 1950, Stanley Miller, simulando condições da atmosfera primitiva, conseguiu demonstrar a formação de compostos orgânicos (aminoácidos, aldeídos, uréia, etc.), utilizando um aparelho no qual circulavam metano, amônia, vapor de água e hidrogênio, submetidos a descargas elétricas.

Primeiros seres vivos

Admite-se que tenham sido heterótrofos, surgidos há cerca de 3 bilhões de anos, e que utilizariam compostos orgânicos acumulados nos mares primitivos, a energia seria conseguida através de processos anaeróbios, pois não havia oxigênio livre na atmosfera com a multiplicação dos heterótrofos, o alimento começou a escassear e, há cerca de 2 bilhões de anos, surgiram os autótrofos, capazes de produzir o próprio alimento a partir de energia luminosa, água e gás carbônico.

Esses autótrofos fotossintetizadores (clorofilados), além de se auto-alimentarem, serviam de alimento para os heterótrofos e produziam oxigênio, que começou a acumular-se na atmosfera, permitindo o aparecimento dos primeiros organismos aeróbios, esses organismos primitivos teriam sido procariontes, tendo os eucariontes surgido há aproximadamente 1,2 bilhões de anos

Evidências da evolução

O processo evolutivo é contínuo e, enquanto espécies são extintas, outras vão surgindo como conseqüência das mutações e da seleção natural.

Manifestação atávica: reapareceimento de alguma característica dos antepassados da espécie, devido a genes raros, importantes no passado e ainda presentes na população.

São exemplos: o aparecimento de listras, como as da zebra, em potros ou excesso de pêlos em crianças.

Órgãos rudimentares: persistência de órgãos vestigiais que perderam a importância para a espécie.

São exemplos: o apêndice do ceco intestinal humano e o segundo e o quarto dedos do cavalo.

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Anatomia comparada

A asa de uma ave, a nadadeira anterior de um golfinho e o braço de um homem, ainda que muito diferentes, possuem estrutura óssea e muscular bastante parecidas. A semelhança pode ser explicada admitindo-se que esses seres tiveram ancestrais em comum, dos quais herdaram um plano básico de estrutura corporal.

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Embriologia comparada

As semelhanças entre os embriões de determinados grupos de animais são encontradas nas formas adultas. Por exemplo, é difícil distinguir embriões jovens de peixes, sapos, tartarugas, pássaros e seres humanos, todos pertencentes ao grupo dos vertebrados. Essa semelhança pode ser explicada se levarmos em conta que durante o processo embrionário é esboçado o plano estrutural básico do corpo, que todos eles herdaram de um ancestral comum.

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Recapitulação filogenética

Reprodução das principais etapas da evolução da espécie através da embriogênese. Um exemplo é o desenvolvimento dos mamíferos, que se inicia como uma célula-ovo(reacapitulação da etapa unicelular), passa pelas primeiras fases do desenvolvimento embrionário (evolução dos principais pluricelulares marinhos), forma a notocorda (primeiros protocordados), desenvolve as fendas branquiais (primeiros vertebrados) e, finalmente as características pr[oprias da espécie.

Registros fósseis

Evidëncias da evolução por meio de restos fossilizados de organismos do passado; a fossilização [e rara e ocorre principalmente com as partes duras dos organismos (conchas, carapaças, esqueletos) ou quando os restos ficam protegidos da ação dos decompositores por desintegração de certos isótopos; uma determinada quantidade de 14C, por exemplo, é incorporada pelos organimos enquanto vivem e cessa com a morte, permitindo o c[alculo da idade do f[ossil (at[e 40 000 anos), conforme a quantidade de carbono radiotivo ainda presente; o 238U que se desintegra muito devagar, transformando-se em 206Pb, permite o cálculo de períodos muito longos, baseado nas proporções de 208U e 206Pb encontradas no fóssil (1kg de urânio radioativo origina 13g de chumbo em 100 milhões de anos).

Eras geológicas

A história da Terra foi dividida em eras e períodos.

Era Arqueozóida: teve início há 4,5 bilhões de anos e abrange o período de consolidação da crosta e formação das rochas mais antigas; certas rochas arqueozóidas contêm compostos de origem orgânica.

Era Proterozóica: teve início há cerca de 2,5 bilhões de anos e apresenta inúmeros fósseis, principalmente de bactérias e cianoficeas, organismos unicelulares dos mares primitivos.

Era Paleozóica: teve início há aproximadamente 600 milhões de anos e apresenta fósseis da maioria dos filos conhecidos. Um grupo paleozóico foi o dos tricotas, ancestrais dos artrópodes; nessa era surgiram também, os primeiros vertebrados marinhos e a terra nua passou a ser povoada, ´primeiro pelas plantas (briófitas e pteridófitas) e depois pelos animais (artrópodes e anfíbios). No final do Paleozóico, as pteridófitas dominaram a terra (período Carbonifero) e surgiram as primeiras gimnospermas e os primeiros répteis (permiano) organismos totalmente independentes da água para a reprodução.

Era Mesozóica: teve início há cerca de 230 milhões de anos e ficou conhecida como idade dos Répteis, devido à grande diversificação e expansão do grupo por toda a Terra. As gimnospernas deram origem às angiospermas e os répteis, às aves e aos mamiferos. O fim do Mesozóico caracterizou-se pela extinção dos grandes répteis e pelo começo da expansão das angiospermas das aves e dos mamiferos.

Fonte: www.valerio.bio.br

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Lamarckismo

Lamarck foi quem primeiro sugeriu uma teoria de evolução fundamentada, que explicava o modo de alteração das espécies. Assim, ao contrário dos seus contemporâneos, que se limitavam a defender as ideias evolucionistas, Lamarck desenvolveu um estudo acerca do modo como funciona a evolução. A teoria resultante de tal estudo chama-se Lamarckismo.

Lamarck estabeleceu duas leis para explicar a evolução: A lei do uso e do desuso; a lei da herança dos caracteres adquiridos. Para Lamarck, os seres tinham de se adaptar ao ambiente onde viviam. Assim, a adaptação é mais uma capacidade de se desenvolver de acordo com o ambiente onde vive e de transmitir tal desenvolvimento, do que um acontecimento.

Segundo este autor, a função faz o órgão, isto é, se ocorre uma mudança brusca no ambiente, e o indivíduo passa a utilizar muito um determinado órgão, então esse órgão vai desenvolver-se, tornando-se maior, mais forte ou mais sensível. Caso o indivíduo deixe de utilizar esse órgão, então vai ocorrer a sua atrofia.

É isto que explica e lei do uso e do desuso: se o ambiente faz com que haja a necessidade do desenvolvimento de certo órgão, ou vice-versa, vai ocorrer o desenvolvimento ou atrofia desse órgão. A lei da herança dos caracteres hereditários diz que os órgãos que se adaptaram em determinado indivíduo são transmitidos geneticamente. Assim, todos os indivíduos, desde que necessitem, sofrem alterações que transmitem aos descendentes. Deste modo, a transmissão genética dos caracteres adquirido leva à evolução da espécie em direcção à perfeição,relativamente aos fatores ambientais. Isto equivale a dizer que a finalidade faz o órgão - lei da adaptação.

Esta teoria Lamarckista foi fortemente criticada, por um lado, devido à ideia que transmitia, de que a evolução era o caminho para a perfeição das espécies, tendo assim um objetivo; por outro lado, a teoria não foi comprovada experimentalmente, pois um indivíduo que faça uso dos seus músculos pode não ter como descenentes indivíduos com a musculatura desenvolvida.

Apesar de a lei do uso e do desuso estar parcialmente correta, as alterações que ocorrem a nível somático (do corpo) não são transmitidas geneticamente, pelo que a lei da herança dos caracteres adquiridos está comprovada como sendo errada, uma vez que as únicas alterações que são transmitidas à descendência são as que ocorrem nos gâmetas, ou células sexuais, mas que não se manifestam no progenitor.

Lamarck ficou conhecido pela primeiro cientista que tentou explicar a evolução, sem recorrer a ideias criacionistas.

Darwinismo

Na sua viagem à volta do mundo no Beagle Darwin recolheu os dados suficientes para desenvolver uma teoria da evolução, que se viria a demonstrar correta.

Os fósseis observados por Darwin, tal como aqueles fósseis de conchas encontrados por estes em montanhas bastante altas, e o livro de Lyell fizeram permitir a explicação de vários aspectos que ainda não estavam esclarecidos na teoria de Darwin. Segundo Lyell, os processos geológicos ocorrem lentamente, pelo que a Terra deverá ter milhões de anos. Deste modo, também a vida se encontra em constante mudança e, para ocorrer evolução, é necessário tempo (a idade que Lyell previu para a Terra veio permitir a quantidade de tempo necessária para ocorrer evolução).

A diversidade de seres que se podem observar consoante o continente inspirou Darwin a pensar que alguns daqueles seres deveriam ter antepassados comuns.

Isto é, apesar da enorme diversidade de seres, alguns apresentam características muito semelhantes, que levam a crer na sua origem comum. Darwin tomou como exemplo as tartarugas existentes nas ilhas Galápagos pois, apesar de se ocuparem territórios muito próximos, apresentam diferenças que permitem que cada espécie de tartaruga esteja melhor adaptada ao ambiente onde vive.

Darwin observou que, ao longo de gerações, o Homem foi seleccionando espécies com características desejáveis, perpetuando-as através de cruzamentos planeados. No entanto, ao longo das gerações, as espécies vão apresentando cada vez mais diferenças dos seus ancestrais selvagens.

Darwin foi também influenciado pelas reflexões de Malthus, segundo as quais as populações têm tendência a crescer exponencialmente.

Apoiado nisto, Darwin desenvolve uma série de condições que influenciam o aumento e diminuição das populações:

Disponibilidade de alimento

Fornecimento de energia radiante

Teor hídrico do solos

Relação presa/predador

Duração de vida (quanto mais tempo viver um indivíduo, maior a descendência)

Competição (pelo território, pelo alimento, pela fêmea)

Parasitismo

Cooperação (conduz ao aumento da população)

Estas condições foram o ponto de partida para a explicação da necessidade de haver indivíduos mais bem adaptados.

A partir disto, Darwin desenvolveu a teoria da selecção natural, que se baseia nos seguintes pontos:

Cada população tem tendência a crescer exponencialmente se se verificarem condições óptimas no ambiente. Isto leva a uma superprodução de descendentes.

Como o ambiente não comporta todos os descendentes, ocorrerá uma luta pela sobrevivência entre os indivíduos da população sobrevivendo apenas alguns - os mais aptos.

Qualquer população é caracterizada pela existência de grande variabilidade entre os indivíduos que a ela pertencem.

Os indivíduos que apresentam características que lhes conferem vantagem competitiva num determinado ambiente são mantidas por selecção, ocorrendo assim uma sobrevivência e reprodução diferenciais. Os que não apresentam vantagem são eliminados ou apresentam menor número de descendentes.

A sobrevivência e reprodução diferenciais conduzem a uma gradual alteração nas características da população.

Neodarwinismo

As ideias de Darwin, embora experimentalmente comprovadas, ainda não haviam sido explicadas, faltava saber como é que ocorrem as alterações que levam à evolução, e qual o processo que as permite passar de geração em geração.

A primeira questão pôde ser resolvida ao definir-se o conceito de mutação. No entanto, só se pôde explicar a selecção natural quando surgiu a genética. Assim, à junção das ideias de Darwin com os fatos descobertos através da genética chamamos Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução.

Esta nova corrente baseia-se em dois fatores vitais: a variabilidade genética e a selecção natural.

Variabilidade genética

A selecção natural, para ocorrer, requer que haja variabilidade. Esta variabilidade ocorre quando se dá uma mutação - fator mais importante - ou devido a uma recombinação genética.

Causas da variabilidade:

Ocorrência de mutações nas células germinativas: introduzem novidade genética no fundo genético de uma população, pois quando a mutação for dominante e benéfica altera profundamente o fundo genético da população.

Reprodução sexuada: - Meiose -Crossing-over

Disjunção aleatória dos cromossomas homólogos em Anafase I (determinada pela distribuição na placa equatorial)

Fecundação: Pela junção ao acaso dos gâmetas

Seleção natural e evolução

A seleção ocorre, não devido à ocorrência de alterações no genótipo de determinado indivíduo, mas sim devido à ocorrência de alterções genéticas no fundo genético de uam população. Para definir a quantidade de alelos e de genótipos fala-se em frequência genética, que se relaciona com a frequência dos alelos, e em frequência genotípica, que diz respeito à frequência dos genótipos.

Hardy e Weinberg formularam uma lei que diz que em populações muito grandes em que ocorre panmixia (cruzamentos ao acaso) - populações panmíticas - e que não estejam sujeitas a pressões seletivas, a frequência genética (de cada alelo) tende a manter-se constante, de geração em geração.

Quando há de facto, em populações muito grandes, pressões seletivas que levem a uma adaptação de deetrminadas espécies, tanto a frequência genética como genotípica vão alterar-se:

Frequência genética (p ou q)= nº de cada alelo /nº total de genes

Frequência genotípica = nº de cada genótipo/ nº total de indivíduos

Cada população possui um conjunto de alelos que a caracterizam, ocorrendo, segundo a lei de Hardy- Weinberg, que a frequência de cada um dos alelos se mantém, caso se mantenham as conscições ambientais. Este cunjunto de alelos, o fundo genético da população, confere aos indivíduos da população capacidades adaptativas para determinado espaço em determinado período de tempo.

No entanto, o genótipo dos indivíduos da população não é igual: há variabilidade. Esta variabilidade vai permitir a adaptação de alguns indivíduos, aqueles que possuam maiores capacidades adaptativas para determinado ambiente, no caso de ocorrer uma alteração brusca no ambiente, que venha a tornar a frequência de alelos do fundo genético desadaptado. Assim, quando ocorre uma alteração no ambiente, os indivíduos que possuam características que os permitam adaptar-se às novas condições sobrevivem e deixam maior descendência, e aqueles que tiverem estas características deixarão menor descendência.

Pode então afirmar-se que quanto maior a diversidade de indivíduos, maior a probabilidade de adaptação a um novo ambiente, pois pelo menos um dos indivíduos possuirá as características necessárias para sobreviver a este novo desafio.

Naturalmente, o conceito de mais apto varia consoante o tempo: o indivíduo que se conseguiu adaptar ao novo ambiente podia não estar muito bem adaptado ao ambiente anterior. Vai então haver uma tendência para o aumento da frequência génica do alelo que permitir melhor adaptação ao novo ambiente, ocorrendo, aos poucos, o desapareciento do alelo que determinava as características mais aptas ao ambiente anterior.

É de salientar a influência do Homem na selecção natural, pois este, nos últimos 50 anos tem provocado alterações significativas no ambiente, alterando a frequência dos genes de certas espécies.

Façamos ainda a distinção entre aptidão evolutiva, que se trata da contribuição de um indivíduo para a distribuição dos seus alelos à geração seguinte, e adaptação evolutiva, que se trata de cada um dos vários meios de aumentar a aptidão evolutiva, portanto o número de descendentes.

Fonte: www.geocities.com

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