Seleção

1. Ecologia de Populações:
Seleção Natural
Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
popecologia@hotmail.com

2. Não me interessa a origem da
Vida! Mas, sim a origem de espécies

3. A diversidade genética e a
diversidade da vida
Resumo de tópicos:
Fatores que criam e erodem a variabilidade genética
Importância do tamanho populacional para a diversidade genética
Sucesso de uma população ou espécie no tempo é proporcional a
variação genética = diversidade genética
A diversidade genética bruta é uma função das forças que criam
variação nova e as forças que erodem a variação
A diversidade genética tem ligação forte com o tamanho
populacional
Importância prática da diversidade genética a conservação

4. O Calendário do Universo
de Carl Sagan
24 dias = 1 bilhão de anos
1 segundo = 475 anos
“Big Bang” 1 de janeiro Via láctea
Via láctea 1 de maio
Solar System 9 de setembro
Vida na Terra 25 de setembro
Primatas hominídeas 31 de dezembro as 22:30

5. Teorias da Evolução
Origem Mitos /Cosmologias
– Grego – Prometeu
Exemplos ocidentais
– Genesis
Deus e Adão
Prometeu e Atena

6. Outras Teorias
O Criacionismo explica a diversidade biológica com
referencia ao ato divino da criação descrito em
Genesis.
O Catastrofismo é uma versão modificada do
Criacionismo, que explica o registro fóssil por
desastres globais que extinguiram as espécies no
registro fóssil que foram substituídas por novas
espécies criadas.
O Desenho inteligente afirma que a física moderna e a
cosmologia tem evidências de estruturas inteligentes
do universo e essa inteligência aparenta atuar pensando
em nós e que o universo inteiro demonstra evidencia de
desenho.

7. Evolução é essencial para
toda biologia
“Nada da biologia
tem sentido
exceto a luz da
evolução”
(Dobzhansky,
1973)

8. Charles Lyell (1797-
1875)
Princípios da Geologia (1830)
Elementos da Geologia (1838)
A Evidencia Geológica da
Antiguidade do Homem (1863)
Gradualismo: A formação das estruturas geológicas da
Terra ocorre por um processo lento e gradual, idêntico
ao que pode ser observado atualmente, como a erosão.
Isso implica que a Terra precisa ser muito mais antiga
que os Cristãos contemporâneos acreditam.

9. Georges Cuvier (1769-
1832)
Discurso sobre os choques
revolucionários sobre a
superfície do globo, e sobre as
mudanças que produzirem o
reino animal (1825)
Os registros fosseis indicam que formas anteriores dos
animais foram extintas: dinossauros, mamutes, e outros.
Essas extinções resultaram de catástrofes
extraordinárias na historia geralmente uniforme do
globo.

10. Jean-Baptiste Lamarck
(1744-1829)
Zoological Philosophy (1809)
Natural History of Invertebrate
Animals (1815)
A evolução “Lamarckiana”: As espécies se evoluem pela
adaptação à seus ambientes.
“Primeira Lei”: O uso ou não de estruturas físicas pelos
animais causa aquelas estruturas se desenvolver ou se
atrofiar.
“Segunda Lei”: Essas mudanças estruturais são
herdadas.
Adaptação: Os animais individuais mudam suas formas
pelo uso ou não, em resposta as condições ambientais.
Suas proles herdam essas mudanças.

11. Bishop James Usher
(1581-1656)
Anais do Velho e Novo
Testamento (1650)
O estudo cuidadoso da cronologia da Bíblia, baseada na
genealogia, nós permite calcular a a quantidade de
tempo desde a criação de Adão, e assim descobrir a
data da criação:
26 de outubro de 4004 BCE, 9:00 AM.

12. Os Biólogos Evolutivos
1800 1850 1900 1950 2000
Fonte da
inspiração
Fisher
Darwin Dobzhansky
Malthus Haldane
Mendel
Mayr
Wallace
Wright

13. Ecologia é essencial para
entender a evolução
“Nada da biologia tem
sentido exceto a luz da
evolução” (Dobzhansky,
1973)
“ Nada na evolução tem
sentido execta a luz da
ecologia ” (Townsend,
“A Ecologia proporciona o Harper e Begon, 2000)
palco no qual a peça
evolutiva é apresentada”

14. Ecologia = o estudo das interações
entre os organismos e o ambiente (as
condições físicas, químicas e
biológicas)
Evolução = mudanças na composição
genética de uma população de geração
a geração
= mudança da freqüência alélica em
populações com o tempo (alelos são
versões diferentes do mesmo gene)

15. Por que a Genética e a Evolução numa
disciplina da Ecologia?
Conceitos unificantes => Todo organismo
vivo usa as mesmas regras do jogo

16. Charles Darwin (1809-
1882)
The Voyage of the Beagle
(1845)
On the Origin of Species By
Means of Natural Selection,
or, the Preservation of
Favoured Races in the
Struggle for Life (1859)
The Descent of Man, and
Selection in Relation to Sex
(1871)
The Expression of the
Emotions in Man and Animals
(1872)

17. Teoria Evolutiva, segundo Darwin
A teoria de evolução afirma que as espécies existentes
de plantas e animais evoluíram durante milhões de
anos de um organismo simples.
– Darwin, On the origin of species, 1859
– Influenciada pelo principio de uniformitarianismo

18. Ecologia Darwiniana
Ecologia Evolutivo
(animais, plantas,
micro-organismos)
Ecologia do Comportamento
(animais)
Sociobiologia
(animais sociais)

19. “A nenhum outro Homem foi
dado criar uma revolução do
pensamento humano tão
grande, tão penetrante, tão
de repente, e tão duradouro.
Darwin ensinou o Homem ver
todo sob uma luz nova, não
somente os mistérios da
natureza, grandes e
pequenas, mas também os
mistérios da existência e os
objetos inumeráveis de
pesquisa, mas também as
coisas comuns cotidianas."
The Times de Londres
1909

20. O que é a teoria da evolução?
As espécies de animais e plantas não foram criadas na
sua forma atual.
Mas, as formas atuais são os resultados de
modificações graduais da formas anteriores,
representando adaptações aos ambientes
mutantes.
Não somente as espécies mudam gradualmente,
mas espécies novas originam de espécies que já
existiriam.
Por isso, as espécies muito diferentes podem ter
um ancestral comum no passado distante.
A variedade de espécies existentes originou de
umas poucas formas simples.

21. A Unidade e Diversidade da Vida
Criação especial
as espécies não mudam
cada espécie criada em separado
a vida na Terra é nova
Descendência com modificação
as espécies mudam no tempo
cada espécie se deriva de ancestrais
comuns a vida e a Terra são velhas
Tempo

22. A Evolução Cria
Organismos
Perfeitos?
Não, somente cria organismos
melhores por que a evolução é
restrita pela historia e
estremecida por os eventos
aleatórios.
Essencialmente, cada organismo da
Terra é uma parte significante da
soma de acidentes.

23. A teoria Darwiniana: Evolução por via da
seleção natural
(Variação cega e retenção seletiva)
1. As estruturas herdadas dos seres vivos são sujeitas a
variação aleatória.
2. Algumas variações serão mais úteis do que outras para
sobreviver num ambiente particular, e aumentarão a
probabilidade da sobrevivência e reprodução.
3. Qualquer ambiente terá recursos limitados para suster
populações vivas, mas os organismos tendem reproduzir
acima do limiar dos recursos do ambiente.
4. Existe uma luta para existência que “seleciona” as
variações para sobrevivência e reprodução.

24. Observações em apoio do ponto de vista de
Darwin:
1. Os padrões geológicas revelam que a Terra é muito
mais antiga que pensado, suficiente antiga para um
processo gradual, como a seleção natural, exercer efeitos
grandes.
2. O registro fóssil indica que numerosas variações
existirem e foram extintas e que muitas espécies atuais
têm formas ancestrais.
3. A seleção artificial das espécies domesticadas revela o
mesmo processo básico.
4. As espécies diferentes de animais e plantas originam
de variações pequenas de poucas estruturas básicas.
5. A diferenciação refletia as diferencias das pressões
ambientais entre as formas isoladas das outras.

25. Teorias da Evolução -
Corolários
O principio da seleção natural de Darwin
– “A seleção natural é o processo gradual pelo qual a
natureza seleciona as formas mais aptos de sobreviver e
reproduzir num ambiente.”
– Para a ação da seleção natural sobre uma população
precisa existir variação na população e competição para
recursos estratégicos.
– O conceito da seleção natural argumenta que os
organismos mais aptos dentro o nicho ambiental
reproduzirão com mais freqüência do que os organismos
menos aptos.

26. Teorias da Evolução -
Corolários
Deriva genética aleatória é a perda de alelos do poço
gênico de uma população por azar.
Mutação introduz a variação genética a população
reprodutiva.
Fluxo gênico ocorre no exocruzamento resultando na
transmissão de matéria genética entre populações. O
fluxo gênico diminua as diferenças e inibe a
especiação.

27. Teorias da Evolução -
Corolários
O princípio de herança de Mendel, 1856
– A genética explica a origem da variedade sobre
qual a seleção natural opera.
– Ao experimentar com várias gerações de
plantas, Mendel chegou a conclusão de que a
herança é determinado por partículas discretas
cujos efeitos podem desaparecer numa geração
e depois voltar.

28. As raízes biológicas da
Variação
Darwin identificou que dentro de cada
espécie, existem variações entre os
indivíduos.
Muitas dessas variações são funções da
constituição genética da espécie
– Herdadas pelos seus descendentes

29. As raízes biológicas da
variação
Mas –
– A herança acontece somente se o organismo
tem descendentes!
A maioria dos organismos não sobrevivem
suficiente para reproduzir.
Os problemas de quem sobrevive e quem
reproduz não são aleatórios…

30. As raízes biológicas da
variação
Um processo de seleção, se repetida
geração após geração, produziria uma
mudança grande numa espécie.
Por isso, a vantagem de sobrevivência para
um atributo baseado na genética
resultará, após gerações, numa mudança
da espécie inteira.

31. As raízes biológicas da
variação
Mas todas as variações dentro de uma
espécie não são benéficas.
– Algumas variações não resultam numa
vantagem reprodutiva.
A evolução não deve ser pensado como o
favorecimento do “melhor” ou “mais
avançado” …

32. As raízes biológicas da
variação
Mas –
– A evolução somente favorece o organismo
que melhor se adapta ao ambiente em que
vive.
– Se o ambiente muda, o padrão de vantagem
seletiva também muda.

33. Seleção = mudança das freqüências
alelícas entre gerações devido a
sobrevivência e sucesso reprodutivo
diferencial dos genótipos
A Evolução
Darwiniana
é a evolução pela
seleção natural

34. A Seleção Natural resulta na radiação adaptiva e
a especiação

35. A Seleção
Natural
As evidencias da
seleção natural
estão em todo lugar:
Na natureza …
… e também em
nossos animais
domesticados

36. A Seleção Natural
A Seleção Natural ocorre quando a forma
de vida melhor adaptada ao ambiente
sobrevivem por mais tempo e deixam
mais proles
A Seleção Natural se apóia em três fatos
indiscutíveis:
• Os organismos produzem mais proles do que podem
sobreviver. •
Os indivíduos variam em características.
– • Muitas características são herdadas pelas roles
dos pais.

37. Sobrevivência pessoal e
genética
“Sobrevivência do mais apto”
– Errôneo
– A sobrevivência pessoal somente tem
importância se a sobrevivência resulta no
sucesso reprodutivo
– Repasse de genes a próxima geração

38. Sobrevivência pessoal e genética
Um organismo que vive mais do que outros, mas
que não deixa nenhuma prole, é um morto
genético vivo.
Por isso, o que realmente importa na evolução
não é a sobrevivência pessoal, mas a
sobrevivência dos genes.
– É por via dos genes que as gerações futuras (e
assim a evolução da espécie) mudarão.

39. A Seleção Natural
Os organismos que têm
características mais aptas aos
ambientes em que moram
sobrevivem mais, como também
seu prole, porque essas
características são herdadas.
– Girafas mais altas, felinos
mais rápidos, caçadores mais
inteligentes, obtêm mais
alimentos e sobrevivem melhor
– Pragas ficam resistentes aos
pesticidas

40. Aptidão Darwiniano
O aptidão Darwiniano é a contribuição que um indivíduo tem a poço gênico
da próxima geração relativa as contribuições de outros indivíduos.
O aptidão Darwiniano é a contribuição alélica que um indivíduo deixa a
próxima geração
O aptidão Darwiniano é uma quantidade igual a produção reprodutivo
médio associado com um certo genótipo
Quanto maior a probabilidade que um indivíduo tem de sobreviver e
reproduzir (contribuição de alelos a próxima geração), maior o
aptidão Darwiniano do indivíduo
O aptidão Darwiniano é geralmente chamado somente como aptidão
Os cientistas geralmente avaliam o aptidão Darwiniano de loco por loco

41. Aptidão Relativo
Numa forma mais quantitativa da seleção natural, os geneticistas de
populações definam o aptidão relativo como a contribuição de um
genótipo a próxima geração comparada as contribuições dos
genótipos alternativos no mesmo loco… O aptidão relativo dos
variantes com maior sucesso reprodutivo é dado o valor de 1,0
para comparação com outros genótipos.
Tipicamente o genótipo com o maior aptidão Darwiniano é atribuído
um aptidão relativo de 1,0
Todos os outros genótipos, com valores menores do que o maior
aptidão Darwiniano conseqüentemente tem valores de aptidão
relativo menor do que 1,0
Se um genótipo produz um médio de 4 filhos por geração e outro
genótipo produz um médio de 1 filho por geração, qual é o aptidão
relativo do segundo genótipo? E do primeiro?

42. A seleção pode ser…
“natural” ou antropogenica…

43. Evolução Biológica
É um via única
– uma vez extinta, a espécie não existe mais.

44. Antibióticos
Antibióticos – Guerra natural
espécie 1 espécie 2
Recurso comum

45. Antibióticos
Antibióticos – Guerra natural
espécie 1 espécie 2
antibiótico
Recurso comum

46. Antibióticos
Antibióticos – Guerra natural
espécie 1 espécie 2
antibiótico
Recurso comum

47. Antibióticos
Antibióticos – Guerra natural
espécie 1
Recurso comum

48. Resistência aos antibióticos
As bactérias evoluíram genes de resistência aos antibióticos
nos plasmids

49. Resistência codificado pelos plasmideos é
facilmente transferida entre espécies devido a
mobilidade dos plasmideos
Ocorrência geralmente baixa a menos sob a
seleção pelo uso excessivo de antibióticos

50. Uso excessivo de Antibióticos cria ‘Super-germes’
50 milhões de toneladas de antibióticos são usados
por ano criando ‘Super-germes’ resistentes a maioria
dos antibióticos
Exemplo: Tuberculose
2.5 milhões de mortes
Mycobacterium tuberculosis
aumento de resistência

51. A Seleção Natural
Por isso, logicamente…
Alguns indivíduos serão mais aptos no seu ambiente e
reproduzirão com mais sucesso.
Esses indivíduos transmitirão mais genes as gerações
futuras.
As gerações futuras terão mais genes dos indivíduos
mais aptos.
Assim, as característica evoluíram no tempo para
assemelhar as características dos ancestrais mais
aptos.

52. Os genótipos que melhor se adaptam as
pressões seletivas deixam mais proles
Premissa 3 resulta nos conceitos de
adaptação e aptidão

53. Os genótipos que melhor se
adaptam as pressões seletivas
deixam mais proles
Premissa 3 resulta nos conceitos de
adaptação e aptidão
Adaptação = uma característica
determinada geneticamente que
melhora a capacidade de um
organismo de sobreviver e reproduzir
num ambiente particular.

54. Premissa 3 resulta nos conceitos de
adaptação e aptidão
Adaptação = uma característica
determinada geneticamente que
melhora a capacidade de um
organismo de sobreviver e reproduzir
num ambiente particular.
Adaptar = o processo evolutivo pelo qual
um organismo fica mais apto para seus
ambientes

55. Aptidão =
a contribuição relativa dos
descendentes de um indivíduo a
gerações futuras

56. Algumas propriedades
importantes do aptidão:
O aptidão é específico a um ambiente
particular. (biótico e abiótico).
Ao mudar o ambiente, os valores de
aptidão dos genótipos também mudam
Observa a conexão entre ecologia e
evolução.

57. Algumas propriedades
importantes do aptidão:
Aptidão é uma propriedade de um
genótipo, não de um indivíduo ou de uma
população.
Os indivíduos com o mesmo genótipo
compartilham o mesmo aptidão no
mesmo ambiente.
O aptidão é medido com uma ou mais
gerações.

58. Aptidão
Novos genótipos e alelos entram a
população por via da mutação, imigração
(transferência horizontal de genes) e
outros. Um genótipo novo que é mais
apto do que o genótipo atual
eventualmente dominará. Se o genótipo
atual não pode ser trocado por um
genótipo invasor, representa a
estratégia evolutiva estável (Maynard
Smith e Price, 1973).

59. Aptidão
Os conceitos de
aptidão e
adaptação são
relevantes
SOMENTE num
contexto ecológico
específico. Não
existe aptidão no
sentido absoluto.

60. Qual dos 4 mecanismos evolutivos gera
a adaptação?
1. mutação
2. fluxo gênico
3. deriva genética
4. seleção
 Somente a seleção natural, os outros
mecanismos geram mudanças, mas essas
mudanças não tem ligação a melhoria da
sobrevivência no ambiente

61. Aptidão
Uma medida do sucesso biológico
O número de genes ou genomas
colocados na próxima geração
A contribuição proporcional de
um indivíduo a gerações
futuras

62. Aptidão
O indivíduo mais apto
Aquele que deixa o maior número
de proles
Aquele que transfere mais genes
a próxima geração

63. Exemplo
Modelo: organismo anual, com um gene,
reprodução assexual, reproduz
somente uma vez durante a vida.
5 genótipos: A, B, C, D, e E
G, S, F = proporção da energia dedicada
a crescimento, sobrevivência (escape
dos predadores), e fecundidade

64. Exemplo
Numero de Genótipos
Indivíduos Sobrevivência Sementes
Totais
10 A 2 grande 2 sementes 4
10 B 9 grande 1 sementes 9
10 C 2 pequeno 4 sementes 8
10 D 4 médio 5 sementes 20
10 E 5 médio 4 sementes 20
Total 61
G:F:S em A=6:1:1, B=1:1:6, C=1:6:1, D=1:1:1, E=1:1:2

65. Exemplo
Genótipo freqüência antes após uma
geração
A 10/50=0.2 4/61=0.06
B 0.2 9/61=0.15
C 0.2 8/61=0.13
D 0.2 20/61=0.33
E 0.2 20/61=0.33
Aptidão = número de genes ou genomas colocado
na próxima geração
Aptidão de D e E = 20/10 = 2
Aptidão de C = 8/10 = 0.8
Aptidão de B = 9/10 = 0.9
Aptidão de A = 4/10 = 0.4

66. O Universo MEETI
Matéria, Energia, Espaço, Tempo  Informação
Aumento de entendimento  Pouco conhecido
MEET Compressão/Densidade/ Eficiência sempre
diminuem. Os recursos de MEET necessários for
qualquer processo padrão ou computação seguem a
regra: “Mais, Melhor, com Menos.”

67. Física do Universo “MEETI”
Puxador Físico:
Compressão de MEET (Eficiência e Densidade)
Propriedades Emergentes:
Inteligência da Informação (Modelos Globais)
Interdependência da Informação (Ética)
Imunidade da Informação (Resilencia)
Informação Incompleta (Procura)
Uma especulação interessante da Teoria da
Informação:
↑ Entropia = ↑ Negentropia
Perda do potencial energético e ganho do potencial de
informação. Um meta-potencial escondido se
conserva.

68. Paisagem de Aptidão
Espaço Genotípico –

69. Micro-evolução
1. A micro-evolução é a ocorrência de
mudanças de escala pequena nas
freqüências alélicas de uma população,
durante poucas gerações, ou mudanças
sob o nível da espécie
2. Genética de populações
3. Genética ecológica

70. Micro-evolução

72. Macro-evolução
1. A macro-evolução refere a evolução que
ocorre ao nível de espécie ou a um nível
superior a espécie.
2. Paleontologia
3. Biologia do desenvolvimento
4. Genômica comparativa

73. Macro-evolução

75. A quantidade de divergência
(mudança) genética forma um
continuo:
Micro-evolução Macro-evolução
mudanças pequenas mudanças grandes
Micro-evolução = adaptação
Macro-evolução = especiação

76. Qual é o mecanismo da seleção natural?
1. Os genótipos dentro de uma população variam
e essa variabilidade e herdada.
2. Os componentes bióticos e abióticos do
ambiente de um organismo atuam como
pressões seletivas.
3. Os genótipos que são melhores adaptados a
essas pressões seletivas deixam mais proles.

77. O que introduz variabilidade nos
genótipos?

78. Genótipo e Fenótipo
Genótipo – todo o matéria genética de um
indivíduo (os genes)‫‏‬
Fenótipo – os atributos físicos do indivíduo

79. O que introduz variabilidade nos
genótipos?
 Mutações
Introduzem novas variações genéticas

80. O que introduz variabilidade nos
genótipos nas bactérias?
 Mutações
 Plasmideos
 Transformação Transferência
horizontal de
 Transducção genes
 Conjugação
… podem introduzir variabilidade
genética em populações de bactérias

81. Mutação = uma mudança herdada da seqüência
dos nucleotídeos do ácido nucléico genético,
resultante de uma alteração dos produtos
codificados pelo gene

82. Mutação Genética
mutação ocorre pela alteração do
DNA
– “errores” na reprodução durante a
divisão celular
– Disfunção pela radiação de alta
energia (raios X, raios gama) ou
partículas (raios cósmicos),
– ou por químicos tóxicos
Mutação causa mudanças para o pior
ou para o melhor
– pode terminar na especiação (ou
extinção)

83. Cortes Temporais
Todas as posições têm
um ancestral comum de
uma seqüência
Todas as posições tem
ancestrais comuns
Tempo
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
População
1 N

85. O que introduz variabilidade nos
genótipos nos fungos?
 Mutações
 Anastomose
… podem introduzir variabilidade
genética em populações de fungos

86. As populações com poços gênicos
diversos têm muita variação dos
alelos.
Como essa variabilidade é repassada
(herdada)?

87. Os genótipos repassam a variabilidade
por via da reprodução
Nos organismos que reproduzem
sexualmente (Muitas espécies de algas,
zoopláncton, fungos, insetos,
vertebrados, e protozoários), a
recombinação ocorre com a reprodução
(a matéria genética e misturada a cada
geração). Isso significa que alelos
novos que aparecem por meio das
mutações são colocadas imediatamente
numa diversidade de ambientes
genéticos

88. Os genótipos repassam a
variabilidade por via da
reprodução
Porém, a recombinação não é ligada a
reprodução nos organismos assexuais
(bactéria, archaea, muitas espécies de
algas, fungos ....). A recombinação
ocorre nos organismos assexuais, mas
não precisa ser ligada a reprodução.

89. Os genótipos repassam a
variabilidade por via da
reprodução
A recombinação tem implicações
grandes sobre como a seleção
natural atua sobre a variância das
populações.
A sexual recombinação sexual é rara
nas bactérias (Cohen, 1996) e a
transferência horizontal de genes é
mais comum (Pennisi 2004)

90. Quais são as pressões
seletivas do ambiente de um
organismo?
Exemplos de fatores Exemplos de fatores
bióticos: abióticos:
 predadores  Disponibilidade de
 competidores recursos
 mutualistas  Condições físicas
 Condições químicas

92. Fatores da erosão da variação
genética
A seleção natural direcional estabilizante
Perda aleatória de alelos, aumenta em populações
menores
– Efeito do fundador--> gargalho genético (uma ou
poucas gerações)
– Deriva genética, em várias gerações, leva a perda ou
fixação aleatória de alelos porque alguns indivíduos
não cruzam, alguns alelos não compõem gametas de
sucesso
Endogamia = cruzamento entre indivíduos com parentesco
genético

93. Determinismo Ambiental
Os genótipos dominantes novos podem
emergir em ambientes diferentes.
A diversidade ambiental leva a
diversidade biológica

94. Processos da evolução
biológicca
Mutação
Seleção Natural
Migração
Deriva Genética

95. Deriva Genética = mudanças
estocásticas das freqüências alelícas
em populações pequenas
Wilson e Bossert, 1971

96. Deriva Genética
Amostra 10% de sapos de uma floresta
– 1000 sapos verdes
– 1000 sapos azuis
Probabilidade de obter ~100 sapos verdes e
~100 sapos azuis
Amostra 10% dos sapos de uma floresta
– 10 sapos verdes
– 10 sapos azuis
Menor probabilidade obter números iguais de
sapos verdes e azuis.

97. Efeitos da deriva genética sobre a
variação populacional

98. A variabilidade genética depende
do tamanho populacional
A deriva genética eroda a variabilidade em populações
pequenas
A endogamia (sucesso reprodutivo reduzidos em
populações muito próximas) é pior em populações pequenas
Populações grandes favorecem a manutenção e dispersão
da variabilidade genética

99. Deriva Genética
Mudanças de DNA ou genes que resultam por
acaso em vez de pela mutação
Efeito cumulativo de amostrar uma população
Significância maior em casos de um tamanho
populacional pequeno, ou seja, uma
variabilidade genética pequena que permite
menos indivíduos serem resistentes a
mudanças ambientais.
– Qualquer característica (alelo), deletéria, benéfica
ou neutra tem mais probabilidade de ser perdida
numa l população pequena (poço gênico) do que numa
população maior

100. Endogamia em animais cativos

101. Problemas
reprodutivos
aliviadas por
translocação
(de Westemeier et al.
1998. Tracing the
long-term decline and
recovery of an
isolated population.
Science 282: 1695-
1698)

102. Tamanho populacional e o risco de
extinção

103. Fluxo Gênico = introdução ou perda de
alelos novos numa população pela
imigração ou emigração.
Wilson e Bossert, 1971

104. Causas da evolução
•Influencias ambientais
•Migrações
• Deriva genética
• Seleção sexual

105. Migração
As populações podem ficar isoladas, e suas
características genéticas ficam
dominantes se sobrevivem no ambiente
novo
Importante em tempo geológico, = 103 a
106 anos.
As popuações podem ficar isoladas devido a
topologia mutante da terra e do mar,
incluindo os continentes migrantes.

106. Migrações:
Fluxo Gênico
-> os indivíduos férteis entram e saem de uma
população
-> reduz as diferencias genéticas entre as
populações

107. Migrações
Freqüências dos grupos sanguíneos dos
-> Brancos americanos
-> Pretos americanos (12% da população, 1990)
Populações entre quais ocorre o fluxo gênico.
-> 3.6% dos genes na população preta entram
cada geração
-> A população dos pretos americanos é geneticamente
70 – 80 % Africana
20 – 30 % misturada com brancos

108. Migrações
Depressão exogâmica em Capra ibex ibex
-> população nas montanhas Tatra foi extinta
-> estoque novo importado doa Alpes
-> e posteriormente da Turquia
-> O ibex da Turquia tinha uma
estação reprodutiva mais cedo
-> pairou em fevereiro, o mês
mais frio nas montanhas Tantra
http://www.funet.fi/pub/sci/bio/life/mammalia/artiodactyla/bovidae/capra/ibex-1.jpg

109. Influencias ambientais
Desafios ambientais:
-> mudança em recursos
-> mudanças nos produtos metabólicos
-> mudança de populações de predadores,
parasitas ou presas

110. Influencias ambientais
Variabilidade fenotípica:
-> mortalidade diferencial
-> fecundidade diferencial
-> sucesso reprodutivo diferencial

111. Influencias ambientais
Fisher:
“Quanto maior a variabilidade genética sobre qual a
seleção para aptidão pode atuar, maior a melhoria
esperada de aptidão.”
-> em geral, a seleção diminua a variabilidade
-> mas também pode tirar vantagem da variabilidade
na qual pode escolher

112. Influencias ambientais
… mas também pode tirar vantagem da
variabilidade na qual pode escolher
=> plasticidade de comportamento

113. Influencias ambientais
Competição e relações predador e presa
=> A melhoria do aptidão de uma espécie implica um
aptidão menor em outra espécie

114. Influencias ambientais
Darwin:
“Se algumas dessas muitas espécies ficam
modificadas ou melhoradas, outras terão de ser
melhoradas a um grau correspondente ou serão
exterminadas”
Corrida de armas evolutiva
=> Hipótese da Rainha Vermelha

115. Variação ambiental
Os elementos chaves do ambiente de um
organismo incluem:
– temperatura
– água
– Luz solar
– solo
Muitos organismos empregam ativamente
mecanismos para manter o equilíbrio
fisiológico, e outros conformam ao
ambiente.

116. A Hipótese da Rainha
Vermelha
Agora, você vê, precisa
correr tanto para ficar
no mesmo lugar"
A Rainha Vermelha a
Alice
Proposta em 1973 por Leigh Van Valen
-> relações de predador e presa sobre uma base evolutiva

117. Evolução Convergente
As espécies de uma bioma se distinguem
entre áreas mais têm adaptações
similares.
Isso e conhecido pelo nome evolução
convergente (desenvolvimento das
mesmas soluções evolutivas aos
problemas ecológicos)

118. Evolução Convergente
Por exemplo, a vegetação dos desertos
do mundo se caracteriza por sistemas
radicais extensos, capacidade de
armazenar água por muito tempo,
cobertura de ceras grossas para inibir
a perda de água, e folhas muitas
pequenas

119. Convergência
Espécies diferentes mas com
estruturas similares
Mesma
Picidae função no
ecossistema
Pica-paus
Hawaii do Pacifico
New Zealand
África América do Sul
Galapagos

120. Variação dentro de uma espécie
Perene Achillea lanulosa,
transplante e transplante recíproca
Seleção Natural pela poluição
– melanismo industrial
Seleção Natural pela predação

121. O que é a variação genética?
Amplitude (variância) dos fenótipos
Arranjos diferentes dos cromossomas (citogenética)
Diferencias da seqüência de DNA entre os indivíduos
Eletroforese--> electromorfos = alozimas
Índices da variabilidade dentro de populações
– Heterocigosidade = proporção dos indivíduos que são
indivíduos que são heterozigóticos, como média de todos
os locos genéticos
– Polimorfismo = proporção dos locos dentro da população
que é polimórfica (com dois ou mais alelos, e mais
freqüentemente é <95% dos alelos totais)

122. eletroforese de gel de amido

123. Exemplos de polimorfismo dos
heterozigotos
No gel de amido na slide
anterior, 8 dos 20 indivíduos
nesse loco (ou seja, um
enzima ou proteína produzido
por um gene em um loco) são
heterozigotos. Por isso, a
heterozigoticidade = 8/20
=40%. Mas, essa estima é
pobre. Por que?
30 % dos locos mo homem e
nas moscas de fruta
Drosophila são variáveis
(mais de um alelo). Por isso o
polimorfismo = 30%.

124. Perguntas
A população demonstra sucesso
biológico?
Os genótipos têm o mesmo sucesso?
O que acontece se a herbivoria
aumenta?

125. Especiação
O processo pelo qual uma nova espécie é formada
A especiação é um processo evolutivo que produziu
a riqueza de espécies na Terra. Mais de 2.5
milhões de espécies estão descritas e
provavelmente existem milhões de espécies ainda
não descritas.
A especiação por alopatria é considerada como a
forma dominante de especiação, mas a especiação
por simpatria também ocorre.

126. Macro-evolução e Especiação
A evolução cria (e destrua) espécies novas, mas …
O que é uma espécie?
These are members of different species - eastern (left) and western (right) meadowlark.
Não é tão fácil.

127. Dois Padrões de Especiação
Evolução não Evolução
Ramificante Ramificante

128. Como se originaram
as espécies?
A chave da
especiação é o
isolamento
reprodutivo de
populações.
Existem mecanismos
de isolamento
reprodutivo
extrínsecos e
intrínsecos.
O isolamento
geográfico é o
mecanismo
extrínseco primário
.

129. A Especiação por Alopatria
Ammospermophilus harrisii Ammospermophilus leucurus
Duas espécies de esquilo de chão provavelmente evoluíram de uma
população ancestral comum que era separada pela formação do Grand
Canyon.

130. A Especiação por Alopatria
• 1. Uma população
• 2. A população fica
dividida por uma
barreira isolando sub-
populações

131. A Especiação por Alopatria
• 3. As duas populações
evolvem
independentemente,
causando uma
divergência em seus
atributos.
• 4. As populações
reunidas ao retirar a
barreira, mas já são
tão distintas que não
cruzam entre elas.

132. A Especiação por Alopatria
Muitos eventos geológicos e climáticos
podem servir como barreiras que separam
populações provocando a especiação
Ilhas formada no mar por vulcanismo
Mudanças do padrão da corrente oceânico
O clima esquenta forçando a vegetação a altitudes maiores
O clima fica mais seco que divida lagos em lagos menores
O nível de mar aumenta, criando ilhas
A capa glacial aumenta
Montanhas são criadas

133. O Isolamento Reprodutivo ocorre com ou
sem o Isolamento Geográfico
A especiação por
alopatria ocorre quando
o isolamento geográfico
cria uma barreira
reprodutiva (um
mecanismo extrínseco).
A especiação por
simpatria ocorre quando
uma barreira
reprodutiva é criada por
causas distintas do
isolamento geográfico
(mecanismos
intrínsecos).
Especiação por alopatria Especiação por simpatria

134. Os Mecanismos Reprodutivos Intrínsecos
Sempre São Necessários para a Especiação
Ammospermophilus harrisii Ammospermophilus leucurus
Os mecanismos intrínsecos envolvem mudanças nos indivíduos que
inibem o cruzamento.
Na especiação por alopatria, os mecanismos intrínsecos atuam uma
vez as populações ficam fisicamente separadas.
Na especiação por simpatria, os mecanismos intrínsecos são os
únicos atuantes.

135. Vários Mecanismos de Isolamento
Reprodutivo Intrínseco Puxam a Especiação
Isolamento Ecológico
Se os indivíduos vivem no mesmo habitat, eles não
podem cruzar se não entram em contato.
(different habits within an overlapping range)
Isolamento Temporal
Se os indivíduos entram em contato, não
podem cruzar
se a reprodução tem uma janela temporal
distinta.

136. Radiação adaptativa
A radiação adaptativa é a especiação
rápida de uma ou poucas espécies
associada a exploração de recursos
ecológicos disponíveis.

137. Vários Mecanismos de Isolamento
Reprodutivo Intrínseco Puxam a Especiação
Isolamento por comportamento
Ainda se os indivíduos reproduzem ao mesmo tempo,
não se atraem.
Os rituais de cortejo
são críticos para o
cruzamento dentro de
uma espécie, mas
ineficazes de atrair
outra espécie.

138. Mecanismos de Isolamento por Comportamento
Os rituais de cortejo são críticos para o cruzamento dentro de uma
espécie, mas ineficazes de atrair outra espécie.

139. Vários Mecanismos de Isolamento
Reprodutivo Intrínseco Puxam a Especiação
Isolamento mecânico
Ainda se se atraiam, não podem copular se não são
compatíveis fisicamente
Isolamento Gamético
Ainda se são compatíveis fisicamente, um embrião não formará
se o ovo e a esperma não juntam apropriadamente.

140. Vários Mecanismos de Isolamento
Reprodutivo Intrínseco Puxam a Especiação
A não fertilidade híbrida
Ainda se acontece a fertilização, as proles podem não
Sobreviver, ou se sobrevivem, podem não reproduzir
A não fertilidade
híbrida foi a razão
do clonagem da Mula

142. O papel da troca genética (recombinação de
alelos) na evolução.
O paradigma da especiação geográfica foi
desenvolvido de pesquisas com populações com
reprodução sexual
Premissas desse paradigma:
 As combinações alelícas são misturadas a cada
geração.
 A reprodução de sucesso somente ocorre
entre indivíduos muito aparentados.

143. Especiação
geográfica =
especiação
alopatrica

144. Esse paradigma não funciona com as
bactérias e os organismos assexuais:
1. As combinações alelícas NÃO são
aleatorizadas a cada geração. Somente
uma pequena quantidade de matéria
genética é trocada (via conjugação,
transformação, transdução, e transferência
de plasmideos).
Cohan sugere que essa troca ocorre a uma
freqüência baixa (10-8 à 10-7 trocas por
segmento de genes por genoma por
geração). Porém, Pennisi sugere que a taxa
de troca e muito maior, especialmente em
ambientes de stress.

145. Esse paradigma não funciona
com as bactérias e os
organismos assexuais:
2. A troca genética de sucesso ocorre entre
indivíduos que NÃO são parentes próximos
(“troca genética promiscua").

146. O processo da seleção periódica em
bactéria elimina a diversidade do poço
genético da população. (Figura 3 de
Cohan, 1996)

147. Ainda com níveis
baixas de
recombinação,
existe uma troca
genética suficiente,
para permitir novas
combinações
alelicas.
(Figura 4 de Cohan,
1996)

148. Cohan (1996) concluiu que:
1. A recombinação NÃO preserve a
diversidade genética de bactéria.
2. A troca genética NÃO ameaça a
integridade de adaptações populacionais.
3. A troca genética pode transferir
adaptações entre espécies de bactéria.

149. Implicações:
1. As mutações adaptivas em bactéria têm o
potencial de erodir a diversidade da
população.
Diferente a organismos que reproduzem
sexualmente, a mutação adaptiva é
transferida a vários ambientes genéticas
e não implica que a genoma intera do
indivíduo da mutação original é
transferida interamente.

150. Implicações:
2. A taxas de recombinação de > 10-5
trocas por segmento de genes por
genoma por geração, as populações
ecologicamente distintas podem não
ser distinguíveis (variância entre as
populações é igual a variância dentro
das populações ) devido a variância
suficiente de seqüências neutras.

151. Implicações:
3. As seqüências adaptivas de genes
ocorrem em qualquer lugar

152. A especiação Ocorre a Taxas Que
Variam Muito
Uma taxa devagar de especiação é evidenciada por
Limulus polyphemus (13 espécies existentes) e uma
espécie fóssil de 300 milhões de anos
Uma taxa rápida de especiação é evidenciada nas
Geospizinae das ilhas Galapagos, que diversificaram para
formar 13 espécies nos últimos 100.000 anos.

153. Taxas de Especiação
As generalistas, como Limulus polyphemus , tendem ficar
como espécies estáveis.
As especialistas, como as Geospizinae
das ilhas Galapagos, tendem ser
espécies não estáveis.
A especiação também é rápida quando,
como no caso das Geospizinae, nichos
novos ficam disponíveis.

154. Dinâmica da Especiação – Gradualismo ou
Equilíbrio Pontuado?
O equilíbrio pontuado
apresenta uma a
interpretação melhor
da dinâmica de
especiação.
Equilíbrio
pontuado

155. A Evolução Cria Organismos Perfeitos?
Não, somente cria organismos
melhores por que a evolução é
restrita pela historia e
estremecida pelos eventos
aleatórios.
Essencialmente, cada organismo da
Terra é uma parte significante da
soma de acidentes.

156. As Espécies Aparecem e
Desaparecem
As melhores estimativas do registro fóssil indicam que mais
de 99% das espécies que existiram agora são extintas.
Uma “longevidade” típica
de uma espécie e de
aproximadamente 1
milhão de anos.

157. As Extinções em Massa Ocorrem

158. A Extinção em Massa do Cretáceo - Terciário
Gary Larson

159. Estamos Causando a Extinção em Massa?

160. O que é uma espécie?
Somente existe uma (atualmente) espécie humana.

161. O que é uma espécie?
E todos esses são membros de uma espécie.

162. O que é uma espécie?
Nossa definição será: Uma espécie é um grupo de indivíduos
capazes de cruzar entre eles e produzir proles ferteis.
Isso é o conceito
de uma espécie
biológica. Como
qualquer
tentativa de
definir o que é
uma espécie,
também tem
muitos
problemas.

163. O que uma espécie?
Uma espécie consiste de
populações de indivíduos
– capazes de cruzamento
– compartindo informação
genética
– Com características
Genoma – código guardado nos
filamentos do DNA que é
copiado na divisão celular e
juntado na reprodução
Acido De-oxy-ribo-nucleico: qualquer de vários ácidos nucleicos que
formam a base molecular da herdaria,especialmente localizadas no
nucleo celular, e formam um hélice dobre

164. Espécie: um grupo de indivíduos
que aparentemente são iguais
para um observador experto
O teste da espécie é que os indivíduos membros cruzam
entre eles, diretamente ou por meio de intermediários,
para produzir proles viáveis.
O processo de determinação da espécie é a identificação
biológica.
– A identificação correta pode ser traçada ao
espécime tipo usado para descrever a espécie.
– O espécime tipo é depositado num museu pelo autor
da descrição da espécie.
A definição de espécie funciona para bactéria? Vírus?

165. A Determinação do que é e o que não é
uma espécie distinta pode ter
conseqüências econômicas
Strix occidentalis Strix varia

166. Um Problema do Conceito de Espécie Biológica
Para organismos que reproduzem assexualmente, como
bactéria, o que constitua uma espécie?

167. Uma espécies
De anel
www.virtuallaboratory.net www.pbs.org/wgbh/evolution

169. Gênero: um grupo de espécies
com parentesco elevado
Os nomes científicos são da forma: Gênero espécie,
– Por exemplo Homo sapiens (nós), Acanthaster planci (estrela
do mar), Atta sexdens (a saúva limão) .
– Nomes de Gêneros e espécies provem do Latim ou Grego
O nome de uma espécie deve incluir o ano e o autor da
descrição original: Crassostrea gigas (Thunberg, 1793)
(ostra japonesa).
– Cuidado com itálico e (parêntese): têm sentido.
– Os nomes científicos são constantes; os nomes comuns variam
com cultura, local e linguagem.

170. O que acontece com os fosseis?
O paleontólogo precisa ter cuidado de …
– Registrar informações sobre os sedimentos
onde foram encontrados os fosseis
– O método comparativo precisa ser usado
para responder…
Como o novo fóssil compare com esqueletos
modernos além de outros fosseis existentes?

171. Por que um nome científico?
A parte menos científica da biologia.
Por que?
O que é uma espécie?

172. INDEXAÇÃO TAXONÔMICA DAS ESPÉCIES
• Insetos nas sementes de macucu (Aldina latiflora) antes e depois da
dispersão
• Insetos nas sementes do macucu Aldina latiflora (Leguminosae) antes e
depois da dispersão
• Influência de variáveis ambientais sobre a migração e extensão da área de
forrageamento de uma colônia de Eciton burchelli (Ecitonini) na Amazônia
central
• Influência de variáveis ambientais sobre a migração e extensão da área de
forrageamento de uma colônia da formiga-de-correição Eciton burchelli
(Formicidae: Ecitonini) na Amazônia central
• Padrão de distribuição dos machos do capitão da mata no dossel e sub-
dossel
• Padrão de distribuição dos machos do capitão da mata Lipaugus vociferans
(Aves: Cotingidae) no dossel e sub-dossel

173. INDEXAÇÃO TAXONÔMICA DAS ESPÉCIES
• Ocorrência e impacto de “erva passarinho” (Psittacanthus sp.:
Loranthaceae) sobre Cecropia spp. na várzea da Amazônia Central
• Ocorrência e efeito da erva-de-passarinho Psittacanthus sp.
(Loranthaceae) sobre espécies de Cecropia (Moraceae) na várzea da
Amazônia Central
• Efeito da inundação sobre a estrutura da população adulta do açaizeiro
Euterpe precatoria Mart. (Arecaceae) em uma floresta de terra firme da
Amazônia central
• Efeito da inundação sobre a estrutura da população adulta do açaizeiro
Euterpe precatoria (Arecaceae) em uma floresta de terra firme da
Amazônia central

174. Quantas espécies existem?
Não temos a mínima idéia.
Quase 2 milhões de espécies foram descritas.
Estimativas do número de espécies existentes variam
de 4 milhões à 100 milhões (com 10 a 15 milhões
sendo a estimativa superior para a maioria dos
cientistas).

175. Classificando a Diversidade da Vida
Por que fazer?
Uma razão intrínseca é que os sistemas modernos de
classificação nós informa quem tem parentesco com
quem e como todos nos evoluímos.

176. Classificando a Diversidade da Vida
Por que fazer?
Uma razão prática é que
se queremos preservar
um ambiente compatível
com a vida humana,
precisamos saber o que
existe.

177. O Sistema Hierárquico de Líneo de Classificação
O Sistema
Hierárquico de Reino
Líneo de Animalia
Classificação
Filo
Cordata
Classe
Mamalia
Ordem
Carnivora
Familia
Felidae
Genro
Felis
Espécie
Felis domestica

178. Árvores filogenéticas
A diversificação da vida é resultado de numerosos
eventos de especiação durante a existência da vida
na Terra.
A historia evolutiva da divergência e demonstrada
por meio de diagramas conhecidos como árvores
filogenéticas.
Similar as genealogias familiares, esses
demonstram relações entre os organismos.

179. Caderneta de Darwin – Primeira árvore filogenética

180. Ernst Haeckel
A árvore da
vida
Século 19

181. Como Classificamos os Organismos?
Idealmente, uma classificação se baseia nas relações evolutivas
entre os organismos.
A relação evolutiva entre os organismos é sua filogenia.
A cladística é o método
de classificação a base
da procura de filogenias
(de determinar a
relação evolutiva).
A cladística procede ao
comparar os atributos
compartilhados
ancestrais e derivados
entre conjuntos de
organismos.

182. Cladistica
Cada nódulo indica
Atributos um ancestral
derivados comum
A filogenia
(cladograma) dos
vertebrados.
Quanto maior o número de atributos derivados compartilhados por
um par de espécies, maior seu grau de parentesco.
Quanto maior o grau de parentesco, mais próximo fica o ancestral
comum mais recente.

183. Copyright © The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.
Equus
Hippidium and other genera
Fig. 1.12 (TE Art) Styohipparion Nannipus
Neohipparion
Pliohippus
Hipparion
Hypohippus Megahippus
Callipus
Archaeohippus
Merychippus
Anchitherium Hypohippus
Parahippus
Miohippus
Mesohippus
Paleotherium Epihippus
Propalaeotherium
Pachynolophus Orohippus
Hyracotherium

184. O que é a filogenética?
A filogenética é o estudo das relações evolutivas
dentro de e entre as espécies.
roedores aves roedores
jacarés primatas
marsupiais lagartos

185. O que é a filogenética?
jacarés
aves
lagartos
cobras
roedores
primatas
marsupiais
Isso é um exemplo de uma árvore filogenética.

186. Árvores filogenéticas
•As árvores são construídas após analise dos
padrões de similaridade entre os organismos
atuais.
•.
Figure 5.4

187. Árvores filogenéticas
Figure 5.4

188. Árvores filogenéticas
Figure 5.4

189. A
grande
árvore
da vida
Estamos
aqui!

190. É crítico (e freqüentemente difícil)
distinguir a Homologia da Analogia
Homologia: Atributos comuns em espécies diferentes resultantes
de uma descendência ancestral comum.
morcego gorila
Ossos da asa Ossos do braço
As estruturas homologas, como a asa do morcego e o
braço da gorila, são similares porque são derivadas por
modificação de uma estrutura ancestral compartilhada.
Homology is the key to establishing phylogenies.

191. Homologia versus Analogia
Analogia: Atributos de função similar e estrutura superficial similar que não
têm uma descendência ancestral comum.
cavalo
litopterno
Pé de um dedo Pé de um dedo
Analogia é a similaridade devido a evolução convergente..
A analogia confundida por homologia confunda a filogenia.

192. Conceitos Filogenéticos:
Interpretação de Filogenias
Seqüência A Qual seqüência tem
mais relação a B?
Seqüência B
Seqüência C A, porque B divergiu de
A mais recentemente
do que de qualquer
Seqüência D outra seqüência.
A posição física na
Seqüência E árvore não tem sentido!
Somente importa a
Tempo estrutura da árvore.

193. Raízes e a Interpretação de
Árvores
arara
homem
Mosca de fruta
arara ipê
homem – ossos
bactéria
ipê
– núcleo celular
arquebactéria
Mosca de fruta
bactéria
arquebactéria
ipê
bactéria arquebactéria Mosca de fruta
+ núcleo celular homem
+ossos arara

194. Tipos de Árvores
Árvores evolutivas Filogramas medem
medem o tempo. a mudança.
tubarões
cavalos do mar
cavalos do mar tubarões sapos
corujas
sapos Raiz
Raiz corujas jacarés
tatus
jacarés
5% mudança morcegos
tatus
50 milhões de anos morcegos

195. Conceitos Filogenéticos:
Homologia e Homoplasia
Pelo? Asas?
Morcego + asas
+ pelo morcego
Macaco Sem pelo macaco
Sem asas
gavião
Gavião + asas
Homologia: Homoplasia:
identidade devido Identidade a pesar de
ao ancestral comum ancestral separado
(sinal evolutivo) (ruído evolutivo)

196. Árvores são hipóteses sobre a
historia evolutiva
Já vimos um entendimento e a
formulação dessas hipóteses.
Agora, vamos ver como testar as
hipóteses.

197. Testando Árvores
Examine essas quatro seqüências:
P Q
P. ACATACG
Q. GTATACG
R. GCACATG
S. GCACACA R S
Como explicar o atributo indicado?
1. Homologia: mudou somente uma vez.
2. Homoplasia: mudou duas ou mais vezes.
Homologia mais provável, mas ainda existe a
possibilidade da homoplasia.

198. Testando Árvores
P Q
Examine quatro outras seqüências:
W. ACATGTCAGAC G
X. GTATGTCAGAC G
Y. G C A C A C T G AAT G
Z. G C A C A C T G AA C A
A homologia e a homoplasia são possíveis.
Qualquer mudança acontece a sua
probabilidade relativa? R S
A homologia é muito mais provável; a homoplasia
não muito provável.

199. Testando Árvores
Princípio básico:
A C
Ramos compridos  Sinal evolutivo forte
B D
A C
Ramos curtos  Sinal evolutivo fraco
B D
A C
Ramos de comprimento zero  Nenhum sinal
evolutivo B D

200. Resultados de Análise Cladística As Vezes Difere
de Esquemas Clássicas de Classificação
Qual par tem mais parentesco? Lagarto / crocodilo ou
ave / crocodilo?
A análise cladística indica que o par ave / crocodilo tem
mais parentesco do que lagarto / crocodilo..

201. Outro Conjunto de Analogias Criadas pela Evolução Convergente
Ocotillo do Allauidia de
Deserto de Madagascar
Chihuahua

202. Extinção
Extinção é o sumiço de uma espécie da face
da Terra.
O tempo médio de existência de uma
espécie na Terra é ~1–10 milhões de anos.
As espécies atuais na Terra = o número
formado pela especiação menos o número
retirado pela extinção.

203. Extinção em massa
1. A extinção em massa ou um evento de nível de extinções
(ENE) é uma queda acentuada do número de espécies
num período relativamente curto de tempo.

204. Extinção e diversificação
1. 99% das espécies estão extintas

206. Extinção e diversificação
1. 99% das espécies estão extintas
2. Aumento da diversidade após grandes extinções

207. Extinção e diversificação
1. 99% das espécies estão extintas
2. Aumento da diversidade após grandes extinções
3. Regularidades:
• Diversidade similar nos últimos 300 milhões de
anos
• Comunidades ecológicas similares as atuais
• Distribuições de abundância similares

208. Extinção e diversificação
1. 99% das espécies estão extintas
2. Aumento da diversidade após grandes extinções
3. Regularidades:
• Diversidade similar nos últimos 300 milhões de
anos
• Comunidades ecológicas similares as atuais
• Distribuições de abundância similares
• Contingências

213. Genes ruins ou má sorte?
1. Ciclos de 23 milhões de anos
2. Asteróides
3. Explica alguns eventos (extinção KT)
4. No entanto:
• Não há correlação entre extinção e tamanho da
cratera

214. Fatores endógenos
1. Diversidade constante
• Apesar da extinção e diversificação contínua
2. Stasis pontuada por diversificação e extinção rápida:

215. Fatores endógenos modulando efeitos exógenos
1. Efeitos cascatas em teias tróficas

222. O que é mais importante?
1. Estudo de série temporais

223. Periodicidade
1. Análises recentes sugerem que há um certo grau de
periodicidade nas extinções, mas não explica as grandes
extinções

224. Processos aleatórios?
1. Diversificação é um processos de ramificação

226. Processos aleatórios?
1. Diversificação é um processos de ramificação
2. Taxa de ramificação constante (D)
3. Taxa de extinção constante (E)
4. Se D> E  o clado sobrevive
5. Se D<E  extinção do clado

228. Processos aleatórios?
1. Qualitativamente similar
2. Se D > E  diversificação constante
3. Se D < E  extinção constante

229. No registro fóssil
1. D é um pouco > E
Como gerar extinções abruptas?
1. Efeito dependente do número de clados
1. Para um número baixo de clados, D > E
2. Para um número alto de clados, D < E

230. Predição
1. Séries temporais aleatórias

232. Macro-evolução

234. Extinção
Algumas espécies são mais vulneráveis a
extinção do que outras:
• Espécies em populações pequenas
• Espécies adaptadas a um recurso ou maneira de
vida especializado

235. A qual nível opera a seleção
natural?
O indivíduo ou o grupo?

236. Sociobiologia: A teoria que as estruturas sociais e
interações das espécies, incluindo o Homem, podem ser
explicadas do ponto de vista evolutiva
As estruturas sociais não somente influenciadas pela
biologia evolutiva, mas também determinadas?
Somos livres?

237. “os leões raramente brigam até a morte porque se fazem isso
colocaria em risco a sobrevivência da espécie”
“o salmão migra milhares de quilômetros do oceano para reproduzir
no seu córrego natal e se matando no processo por cansaço para
assegurar a sobrevivência da espécie”
Wynne-Edwards propus que os organismos têm adaptações para
assegurar que sua população ou espécie controla a taxa do consumo.
De forma igual, os indivíduos restringem sua taxa de natalidade
para inibir a sobre-população.
Essas são frases corretas??
O indivíduo “egoísta” coleta a oferta de um mundo de
auto-restrição: Custo público versus benefício privado
Não benefícios materiais, mas a repasse de mais
copias de sua estratégia egoísta

238. Seleção de Grupo – sobrevivência ou reprodução
diferencial de grupos
C C CC
C C S
C S C C C
C
C C CC
C S
C C
C
S
C C X
S S
S
S C S X
S
S S
Mas por que isso
não funciona?

239. Seleção de Grupo – sobrevivência ou reprodução
diferencial de grupos
1) Os grupos precisam nascer mais rapidamente
do que os indivíduos, o que acontece raramente
2) Os grupos precisam estar isolados
3) Os grupos “cooperativos” sempre são mais
vulneráveis à invasão de indivíduos egoístas.

240. Seleção de Grupo – sobrevivência ou reprodução diferencial de grupos
A cooperação ou comportamentos que servem o
“bem do grupo” podem evoluir (realidade nós
mostra o oposto), mas a maioria desses
comportamentos são inerentemente egoísta
O indivíduo “egoísta” coleta a oferta de um mundo de auto-
restrição: Custo público versus benefício privado
Punir os defletores ....

241. Implicações para a biologia da
conservação
Tamanhos populacionais menores têm a tendência a ficar em
risco e assim podem ser extintas
Regra de“50/500” na biologia de conservação:
– Pelo menos 50 indivíduos necessários na população para
evitar problemas da endogamia
– Pelo menos 500 indivíduos necessários para eitar
problemas da deriva genética
– As espécies em risco de extinção geralmente demonstram
uma baixa variabilidade genética
Baixo nível de migração (ou translocação intencional-->
exogamia) pode mitigar os problemas genéticos
A variabilidade genética baixa também inibe a resposta
evolutiva a mudanças ambientais aumentando os riscos da
extinção

243. Conclusões:
Problemas ecológicos, como o sucesso reprodutivo,
sobrevivência, tamanho populacional e persistência
populacional podem ser examinados por maneiras
evolutivas e genéticas
O sucesso ecológico está relacionado a variabilidade
genética
– A variabilidade genética tende a ser perdida em
populações pequenas
– Viabilidade e reduzida em populações pequenas

244. Resumo: Evolução
Darwiniana pela Seleção
Natural
A variação individual
Essa variação é herdada
Uma taxa reprodutiva diferencial
A interação entre as características
do indivíduo com o ambiente

245. Intervalo