Evolução Evolução Evidências e TeoriasEvidências e Teorias

Congresso pré-universitário de biologiaCongresso pré-universitário de biologia

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Prof° Robson “Monera”Prof° Robson “Monera”

Novembro de 2009Novembro de 2009

01. (Unicamp) Desde 1995 alguns estados norte-americanos estão excluindo o ensino da teoria de evolução biológica dos seus currículos escolares alegando, entre outras razões, que ninguém estava presente quando a vida surgiu na Terra. Alguns cientistas defendem a teoria da evolução argumentando que, se é necessário "ver para crer", então não poderemos acreditar na existência dos átomos, pois estes também não podem ser vistos. (Adaptado da "ISTO É", 25/08/1999.)

a) Apresente três evidências que apóiam a teoria da evolução biológica.

b) A mutação gênica é considerada um dos principais fatores evolutivos. Por quê?

2- (Uerj-2008) A lisozima, enzima com atividade bactericida, é encontrada em fluidos corporais humanos como saliva, soro sangüíneo, lágrima e leite. O boi e o lêmure, animais não aparentados, secretam essa enzima em seus estômagos. A tabela a seguir mostra as modificações ocorridas na estrutura primária da lisozima desses dois animais, em relação à humana.Essas modificações, não encontradas em nenhum ancestral comum ao boi e ao lêmure, permitiram à lisozima desempenhar sua função em um ambiente acidificado. Cite e defina o tipo de evolução que explica a semelhança na estrutura primária da lisozima do boi e do lêmure.

3-(Ufrj) Os dois cartuns de Garry Larson, apresentados a seguir, ilustram duas visões diferentes do processo evolutivo:

No cartum A, movidos pelo excesso de população, vários animais atiram-se ao mar realizando assim um suicídio coletivo. Um dos animais, entretanto, possui uma bóia. No cartum B, algumas criaturas aquáticas jogavam beisebol e, por acidente, a bola foi lançada à terra. Para que o jogo prossiga é preciso que alguém recupere a bola.Qual dos cartuns dá uma interpretação lamarckista do processo evolutivo e qual dá uma interpretação darwinista? Justifique sua resposta.

4- (UFRJ-2007) O gráfico a seguir mostra como variou o percentual de cepas produtoras de penicilinase da bactéria 'Neisseria gonorrhoeae' obtidas de indivíduos com gonorréia no período de 1980 a 1990. A penicilinase é uma enzima que degrada a penicilina. Por que aumentou o número de cepas que produzem a penicilinase?

5-(FUVEST) Devido ao aparecimento de uma barreira geográfica, duas populações de uma mesma espécie ficaram isoladas por milhares de anos, tornando-se morfologicamente distintas.a) Explique sucintamente como as duas populações podem ter-se tornado morfologicamente distintas no decorrer do tempo.b) No caso de as duas populações voltarem a entrar em contato, pelo desaparecimento da barreira geográfica, o que indicaria que houve especiação?

Evolução é a mudança das características hereditárias de uma população de uma geração para outra. Este processo faz com que as populações de organismos mudem ao longo do tempo. Do ponto de vista genético, evolução pode ser definida como qualquer alteração na frequência dos alelos de um ou um conjunto de genes, em uma população, ao longo das gerações. Mutações em genes podem produzir características novas ou alterar características que já existiam, resultando no aparecimento de diferenças hereditárias entre organismos. Estas novas características também podem surgir da transferência de genes entre populações, como resultado de migração, ou entre espécies, resultante de transferência horizontal de genes. A evolução ocorre quando estas diferenças hereditárias tornam-se mais comuns ou raras numa população, quer de maneira não-aleatória através de seleção natural ou aleatoriamente através de deriva gênica.

Conceito

Evolução : Evidências e TeoriasEvolução : Evidências e Teorias

AdaptaçãoAdaptação – Corresponde ao conjunto de – Corresponde ao conjunto de características anatômicas, fisiológicas e características anatômicas, fisiológicas e comportamentais que lhe permitem estar em comportamentais que lhe permitem estar em harmonia com as condições ecológicas onde harmonia com as condições ecológicas onde vive.vive.

Isso que é adaptação !!!!

Camuflagem

Mimetismo

Evidências EvolutivasEvidências Evolutivas Fósseis

É considerado fóssil qualquer indício da presença de organismos que viveram em tempos remotos da Terra.

Um fóssil animal forma-se quando as partes moles do corpo decompõe-se, mas seu esqueleto é substituído por minerais do solo.( mineralização).

Processo semelhante pode ocorrer com troncos de árvores são recobertos de lava, e a sílica substitui a madeira.

Importância dos fósseis

Representa a possibilidade de conhecermos organismos que viveram na Terra em tempos remotos, sob condições ambientais distintas das encontradas atualmente, e que podem fornecer indícios de parentesco com as espécies atuais. Por isso, os fósseis são testemunhos da evolução.

O que é um fóssil vivo ?

Anatomia Comparada

A anatomia comparada enfatiza a diferença entre estruturas homólogahomólogas e estruturas análogas.análogas.

ESTRUTURAS HOMÓLOGAS

SÃO AS QUE TÊM CARACTERISTICAS EM COMUM, MAS REALIZAM FUNÇOES DIFERENTES. APRESENTAM A MESMA ORIGEM EMBRIONÁRIA.

A irradiação adaptativa caracterizada pela diferenciação de organismos a partir de um ancestral comum. Dando origem a vários grupos diferentes adaptados a explorar ambientes diferentes.

ESTRUTURAS ÓSSEAS HOMÓLOGAS

ESTRUTURAS ANÁLOGASESTRUTURAS ANÁLOGAS

Referem-se à semelhança morfológica entre estruturas, em função de adaptação à execução da mesma função , mas tem origem embrionária diferente.

Aves e insetos tem asas, mas não são parentes, apenas ocorre o fenômeno de Convergência Adaptativa, ou seja, que dois seres não relacionados resolveram de forma semelhante a adaptação ao mesmo tipo de ambiente.

Órgãos Vestigiais Órgãos Vestigiais

Órgãos reduzidos em tamanho e geralmente sem função, que correspondem a órgãos maiores e funcionais em outros organismos. Indicam ancestralidade comum.

Apêndice vermiforme , estrutura pequena e sem função específica que parte do ceco ( estrutura localizada no ponto onde o intestino delgado liga-se ao grosso).

Nos mamíferos roedores, o ceco é uma estrutura bem desenvolvida, na qual o alimento parcialmente digerido á armazenado e a celulose, abundante nos vegetais ingeridos, é degradada pela ação de bactérias especializadas.

Embriologia comparada.O estudo comparado da embriologia de diversos vertebrados mostra a grande semelhança de padrão de desenvolvimento inicial.

Teorias Evolutivas

A teoria de Lamarck

Jean-Baptiste Lamarck ( 1744-1829 ), naturalista francês, foi o primeiro cientista a propor uma teoria sistemática da evolução. Sua teoria foi publicada em 1809, em um livro denominado Filosofia zoológica.Segundo Lamarck, o principio evolutivo estaria baseado em duas Leis fundamentais:

 

  

Lei do uso ou desuso: o uso de determinadas partes do corpo do organismo faz com que estas se desenvolvam, e o desuso faz com que se atrofiem.

 

  

Lei da transmissão dos caracteres adquiridos : alterações provocadas em determinadas características do organismo, pelo uso e desuso, são transmitidas aos descendentes.  

Segundo Lamarck, as girafas teriam, a princípio, pescoços curtos e viveriam em ambientes onde a vegetação rasteira era relativamente escassa.

Charles Darwin ( 1809-1882 ), naturalista inglês, desenvolveu uma teoria evolutiva que é a base da moderna teoria sintética: a teoria da seleção natural. Segundo Darwin, os organismos mais bem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência do que os menos adaptados, deixando um número maior de descendentes. Os organismos mais bem adaptados são, portanto, selecionados para aquele ambiente.Assim, em cada geração uma parte dos indivíduos de uma população são eliminados porque estabelecem entre eles uma "Luta pela sobrevivência" devido à competição pelo alimento, refúgio, espaço e fuga aos predadores;

A Teoria de Darwin

Deste modo sobrevivem os que melhor se adaptarem ao meio.Os indivíduos mais aptos transmitem essas características à descendência.

A teoria sintética da evolução

A Teoria sintética da evolução ou Neodarwinismo foi formulada por vários pesquisadores durante anos de estudos, tomando como essência as noções de Darwin sobre a seleção natural e incorporando noções atuais de genética. A mais importante contribuição individual da Genética, extraída dos trabalhos de Mendel, substituiu o conceito antigo de herança através da mistura de sangue pelo conceito de herança através de partículas: os genes.

A teoria sintética considera, conforme Darwin já havia feito, a população como unidade evolutiva.

Fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população: mutação gênica, mutação cromossônica , recombinação;

Fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida : seleção natural, migração e oscilação genética.

Fontes de variabilidade genética

Tipos de SeleçãoSeleção Direcional

As condições ambientais favorecem um fenótipo extremo, diferente do que representa a média da população.

Melanismo industrial

Resistência a antibióticos

Resistência a inseticidas

Melanismo industrial - Um exemplo clássico de como o melanismo opera na seleção naturel foi o aumento verificado no Reino Unido de mariposas com a coloração escura, numa espécie cuja maior incidência de indivíduos até então era clara. Chamado pela ciência de melanismo industrial, por causa da interferência humana no meio ambiente, decorreu da sobrevivência, a cada geração maior, de indivíduos com estes caracteres.

Resistência a antibióticos – Bactérias são selecionadas devido ao uso indiscriminado de antibióticos ou a interrupção do tratamento sem determinação médica. Assim, sobrevivem as bactérias mais resistentes.

Tipos de SeleçãoSeleção Estabilizadora - Normalizadora

Atua em populações que vivem em ambientes relativamente estáveis, nas quais a média dos indivíduos está bem adaptada às condições ambientais.

Tipos de SeleçãoSeleção Disruptiva – Diversificada

O ambiente favorece os indivíduos de ambos os extremos da curva de distribuição normal, enquanto os indivíduos médios levam desvantagens.

Esse tipo de seleção leva à diversificação da população – pode ser o primeiro passo para a formação de novas espécies.

EspeciaçãoConceito biológico de espécie

Espécies são grupos de populações naturais potencialmente capazes de se cruzar e que estão reprodutivamente isoladas de outros grupos semelhantes.

UNIDADE REPRODUTIVA – seus membros cruzam entre si, mas não com os de outras espécies.

UNIDADE ECOLÓGICA – apresentam características próprias e que mantém relações bem definidas com o ambiente e com outras espécies.

UNIDADE GÊNICA – possui um patrimônio gênico característico, que não se mistura com o de outras espécies e evolui independentemente.

EspeciaçãoConceito de raça ou subespécie

São populações de mesma espécie que diferem em determinadas características e estão adaptadas a ambientes diferentes. Na natureza, porém, essas subespécies raramente se cruzam.

EspeciaçãoOrigem de novas espécies

ANAGÊNESE – a população vai se modificando gradativamente ao longo do tempo, em função de contínuas alterações nas condições ambientais, o que resulta em uma população tão diferente da original que pode ser considerada nova espécie.

CLADOGÊNESE – as novas espécies se formam por irradiação adaptativa, isto é, a partir de grupos que se isolam da população original e se adaptam a diferentes regiões. Depois de longo tempo de isolamento, as populações originam novas espécies.

Modelo Cladogênico de Especiação

Etapas seqüenciaisIsolamento geográfico; Diversificação gênica; Isolamento reprodutivo

Tipos de Isolamento Reprodutivo

Mecanismos Pré-Zigóticos de IsolamentoOs membros de duas espécies não se cruzam pelo fato de viverem em habitats diferentes.• Isolamento sazonal ou estacional – os membros de duas espécies não se cruzam porque seus períodos de reprodução não coincidem.•Isolamento etológico ou comportamental - os membros de duas espécies não se cruzam porque seus comportamentos de corte, antes do acasalamento, são diferentes e incompatíveis.•Isolamento mecânico - os membros de duas espécies não se cruzam por incompatibilidade entre seus órgãos reprodutores.

Mecanismos Pós-Zigóticos de IsolamentoOs membros de duas espécies podem copular, mas o embrião morre ou o híbrido que surge do cruzamento é estéril.

Uma árvore filogenética é representada por modelos ramificados, onde cada nodo com descendentes representa o mais recente antepassado comum, e os comprimentos dos ramos podem representar estimativas do tempo evolutivo. Cada nodo terminal em uma árvore filogenética é chamado uma unidade taxonômica. Nodos internos geralmente são chamados de Unidades Taxonômicas Hipotéticas. As árvores filogenéticas são confeccionadas a partir de uma matriz contendo os dados disponíveis (morfológicos, químicos ou genéticos) sobre os táxons estudados. Estes dados são comparados, e os táxons agrupados pelas semelhanças e diferenças entre si em clados.

Cladograma ou Árvore Filogenética

Cladograma simplificado

Cladograma do filo Chordata - Cordados