Aula de Biologia Tema: Evolução Paulo paulobhz@hotmail

1. Evolução Aula de Biologia Tema: Evolução Paulo paulobhz@hotmail.com

2. Evolução • Introdução • Evolução é o processo de transformações hereditárias e adaptações que vem ocorrendo nos seres vivos desde que surgiram no planeta Terra. • Evolução= Fato • Ciência que estuda a evolução = Biologia Evolutiva “nada em Biologia faz sentido exceto à luz da evolução”. TheodoziusDobzhansky

3. Evolução • 2) Fixismo (Criacionismo) • Até o século XVIII • Todos os seres vivos foram criados por um ser supremo “Deus”. • Uma vez criadas as espécies eram imutáveis (fixas). O criacionismo não é científico, pois basea-se em um conjunto de dogmas “verdades” consideradas inquestionáveis, que não admitem alternativas de interpretação.

4. Evolução • 3) Lamarckismo • 1809 • Início das idéias evolucionistas. • Lamarck formulou uma teoria para explicar como que as espécies se modificavam ao longo do tempo. • Sua teoria evolucionista baseava-se em duas leis • Lei do uso e desuso • Lei da herança dos caracteres adquiridos Jean-Baptiste Antoine de Monet 1744-1829

5. Evolução • 3) Lamarckismo • Lei do uso e desuso • Uma necessidade de adaptação ao meio pode fazer com que um órgão seja mais utilizado (uso) e este tende a se desenvolver ao longo do tempo. • Ao contrário, se um órgão for pouco exigido (desuso), tende a se atrofiar. Se analisarmos o tecido muscular, de fato, isso corre. O uso intenso do tecido causa hipertrofia e o desuso prolongado leva a atrofia.

6. Evolução • 3) Lamarckismo • Lei da heranças dos caracteres adquiridos • As características adquiridas pelo uso ou perdidas pelo desuso seriam transmitidas à descendência ao longo das gerações.

7. Evolução • 3) Lamarckismo • Exemplificando a teoria de Lamarck As girafas ancestrais possuíam o pescoço curto. Com o passar do tempo o ambiente mudou e as folhas passaram a se localizar em galhos mais altos. Para alcançar as folhas as girafas esticavam constantemente o pescoço. Devido ao uso o pescoço passou a ficar cada vez mais comprido. E essa característica foi passada para os descendentes que nasciam com pescoço comprido. Com o passar das gerações, surgiram as girafas atuais.

8. Evolução • 3) Lamarckismo • Erros de Lamarck • Hoje sabemos que somente modificações a nível de gametas são transmitidas aos descendentes. • As modificações citadas por Lamarck em sua teoria ocorrem em células somáticas. • Dessa maneira, características adquiridas ou perdidas durante a vida de um organismo não são transmitidas à descendência. Se a teoria fosse verdadeira... Filho Mãe Pai

9. Evolução • 4) Darwinismo • 1859 • Charles Darwin • Nasceu em 1809 na Inglaterra • Publicou em 1959 o livro “A origem das espécies” que contém sua teoria sobre a evolução, denominada seleção natural. A teoria de Darwin causou enorme polêmica na época e foi muito combatida, principalmente por membros da igreja. Livro: A origem das espécies Charles Darwin

10. Evolução • 4) Darwinismo • Viagem de Darwin pelo mundo Darwin partiu da Inglaterra a bordo do navio inglês Beagle e viajou durante 5 anos. Darwin, durante a viagem, realizou escavações, coletas, anotações e analisou a diversidade da flora e da fauna de cada local. As observações que levaram Darwin a elaborar a teoria evolucionista ocorreram durante sua viagem ao redor do mundo.

11. Evolução • 4) Darwinismo • Teoria da seleção naturalproposta por Charles Darwin • Entre os indivíduos de uma mesma espécie existem diferenças. • O meio ambiente está em contínua mudança. • Os recursos do meio são escassos e os indivíduos competem entre si. • O meio ambiente exerce pressão que exclui aqueles indivíduos menos adaptados e mantém os mais aptos.

12. Evolução • 4) Darwinismo • Seleção Natural Trabalhos que influenciaram a teoria de Darwin Thomas Malthus: “As populações crescem em progressão geomética, enquanto que os recursos do meio em progressão aritmética”. Dedução de Darwin: Como não há recursos disponíveis para todos (água, alimentos, abrigos, etc.) os indivíduos competem entre si e sobrevivem aqueles melhores adaptados. Essa “luta pela vida” Darwin chamou de seleção natural. Charles Lyell: “A terra foi moldada praticamente inteiramente por forças lentas agindo por um longo período de tempo”. Dedução de Darwin: O planeta é muito antigo e os animais que vivem hoje, surgiram por modificações de animais que viveram no passado. Variabilidade Populacional Funil = Meio ambiente Seleção dos mais aptos (Adaptação)

13. Evolução • 4) Darwinismo • O que Darwin não sabia... Como surge a variabilidade nas populações? Darwin... Boa pergunta! Não sei lhe responder.. Oi... Wallace Lyell Darwin

14. Evolução • 5) Neodarwinismo (Teoria Sintética da Evolução) • 1930 • Conta com a contribuição de vários cientistas de todo o mundo. • Agrega à seleção natural conhecimentos complementares de genética, bioquímica e ecologia. • Mecanismos causadores da variabilidade genética (Mutação + Recombinação gênica)

15. Evolução • 5) Neodarwinismo (Teoria Sintética da Evolução) • Pontos básicos • As variações nas espécies dependem de mutações nos genes. • As mutações ocorrem ao acaso. • São mecanismos de recombinação gênica: • Crossing-Over (meiose). • Segregação independente dos cromossomos homólogos (meiose). • Fusão de gametas de sexos diferentes (Reprodução Sexuada). • Novas espécies são formadas quando ocorre isolamento geográfico separando populações por longo período de tempo.

16. Evolução • 5) Neodarwinismo (Teoria Sintética da Evolução) • Seleção artificial (Antibióticos) Por quê a automedicação com os antibióticos não é recomendado? O uso indiscriminado de antibióticos promove a seleção de bactérias que já apresentavam a ele resistência prévia. Essas bactérias sobrevivem e passam a se preproduzir. Os descendentes herdam a característica genética que confere a resistência. As bactérias resistentes causam danos ao organismo.

17. Evolução • 5) Neodarwinismo (Teoria Sintética da Evolução) • Pergunta O uso intensivo do inseticida organoclorado DDT no século XX, acabou por selecionar variedades de insetos mutantes resistentes. Muitas vezes, foi necessário aumentar a dose do organoclorado para que houvesse sucesso no combate aos insetos, o que aumentava, inclusive, o risco de contaminação ambiental, uma vez que o DDT é muito estável, se bioacumula e é pouco biodegradável. (FUVEST) Enquanto os antibióticos induzem mutações em bactérias, o DDT as provoca em insetos. Você concorda com essa afirmativa? Justifique. Não. Nem os antibióticos e nem o DDT induzem mutações. Tal conceito expressa as idéias Lamarckistas de que as necessidades de adaptação ao meio induzem o organismo a sofrer transformações. Na verdade, dentre as bactérias já havia um grupo mutante. Os antibióticos selecionam essas bactérias. O mesmo raciocínio se aplica ao DDT, que age como agente seletivo de insetos mutantes resistentes.

18. Mutação gênica Seleção artificial induzida

19. As mutações promovem variabilidade genética na população e o antibiótico atua selecionando os indivíduos que apresentam resistência e eliminando aqueles sensíveis.

20. Lamarckismo O uso de antibióticos induziu o surgimento de resistência na população de bactérias.

21. Evolução • 6) Evidências da Evolução • Fósseis • São restos ou vestígios de seres que viveram no passado. • Ossos, dentes, pegadas, fezes, etc. Fóssil de dinossauro Fóssil – Tigre dente de sabre Fóssil de fezes (coprólito) Evidência de que nosso planeta já foi habitado por seres diferentes dos que existem atualmente.

22. Evolução • 6) Evidências da Evolução • Anatomia comparada • Órgãos vestigiais • Apêndice cecal em humanos. • Indício de que nosso ancestral distante possuia dieta predominantemente herbívora. Apêndice cecal

23. Evolução • 6) Evidências da Evolução • Anatomia comparada • Órgãos homólogos • Mesma origem embrionária. • Podem ou não exercer as mesmas funções. • Evidência de ancestral comum. Nadadeira de golfinho Realizam funções diferentes Divergência Evolutiva Asa de morcego

24. Evolução • 6) Evidências da Evolução • Anatomia comparada • Órgãos análogos • Origem embrionária diferente. • Possuem a mesma função Asa de ave Realizam mesma função Convergência Evolutiva Asa de mosca

25. Evolução • 7) Especiação • É o fenômeno pelo qual novas espécies são formadas a partir de uma espécie ancestral comum. Para que isso aconteça, são necessários, respectivamente, o isolamento geográfico e o isolamento reprodutivo.

26. Evolução • 7) Especiação • Mecanismos de especiação • A especiação resulta em grupos de diferentes espécies, pois os diferentes grupos não mais conseguem se cruzar livremente, existindo mecanismos biológicos que impedem a reprodução. Tais mecanismos são classificados em: Pós-zigóticos (Impedem formação de indivíduo reprodutivamente viável) Pré-zigóticos (Impedem fecundação) • Incompatibilidade órgãos reprodutivos. • Incompatibilidade bioquímica entre gametas. • Diferença comportamental. • Mortalidade do embrião após fecundação. • Inviabilidade do híbrido. • Esterilidade do híbrido.

27. Evolução • Questão UFMG 2009

28. Evolução • Questão UFMG 2009 A fragmentação do pangéia, associada aos eventos de dispersão e adaptação, promoveu a distribuição atual do grupo.

29. Evolução • Questão UFMG 2009 Resposta: Os organismos que apresentam relações evolutivas possuem ancestralidade comum e segue o padrão cladogênico do Esquema II.

30. Evolução • 7) Especiação • Irradiação evolutiva dos mamíferos

31. Evolução • Vídeo sobre a seleção natural e especiação

32. Evolução • (FUVEST) Em consequência do aparecimento de uma barreira geográfica, duas populações de uma mesma espécie ficaram isoladas por milhares de anos, tornando-se morfologicamente distintas uma da outra. • a) Como se explica o fato de as duas populações terem se tornado morfologicamente distintas no decorrer do tempo? • b) Cite duas situações que podem ocorrer, no caso de as populações voltarem a entrar em contato pelo desaparecimento da barreira geográfica. Em que situação se considera que houve especiação? Ocorreu entre elas um isolamento geográfico. Cada uma das populações sofreu diferentes pressões evolutivas (recombinação gênica, mutações, seleção natural) originando, após certo tempo, duas populações distintas. 1ª: Poderão formar duas novas subespécies (raças), mantendo a capacidade de reprodução entre duas populações. 2ª: Isolamento reprodutivo (nesse caso, especiação) entre as duas populações, cada qual originando uma nova espécie.

33. Evolução Unicamp 97 Em um arquipélago oceânico, todas as ilhas são habitadas por aves de um mesmo gênero. Cada ilha possui uma única espécie deste gênero e as diferenças morfológicas principais entre elas são o tamanho e o formato do bico. a) Qual foi a primeira etapa desse processo de especiação? b) Que pressão seletiva deve ter determinado a presença de aves com bicos diferentes em diferentes ilhas? c) Qual seria o procedimento para confirmar que as aves encontradas nas diferentes ilhas são de fato espécies diferentes? a) Isolamento geográfico b) Tipo de alimento disponível em cada ilha c) Verificar se as aves das diferentes ilhas não se reproduzem ou se reproduzirem se o descendente é estéril.

34. Evolução Unicamp 2004 O melanismo industrial tem sido freqüentemente citado como exemplo de seleção natural. Esse fenômeno foi observado em Manchester, na Inglaterra, onde, com a industrialização iniciada em 1850, o ar carregado de fuligem e outros poluentes provocou o desaparecimento dos líquens de cor esbranquiçada que viviam no tronco das árvores. Antes da industrialização, esses liquens permitiam a camuflagem de mariposas da espécie Bistonbetulariade cor clara, que eram predominantes. Com o desaparecimento dos líquens e escurecimento dos troncos pela fuligem, as formas escuras das mariposas passaram a predominar. a) Por que esse fenômeno pode ser considerado um exemplo de seleção natural? b) Como a mudança ocorrida na população seria explicada pela teoria de Lamarck? a) Pois apresenta a seleção da linhagem de mariposa melhor adaptada em cada momento pelo meio ambiente. b) Com o desaparecimento dos líquens mariposas claras se transformaram em escuras e passaram a predominar no ambiente.

35. Evolução • 8) Para descontrair...