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EVOLUCIONISMO


  MARGARIDA BARBOSA TEIXEIRA
Fixismo
2



    • Fixismo As espécies após se formarem mantêm-se inalteradas
      (imutáveis), não sofrendo qualquer transformação ao longo dos tempos.


            Criacionismo     Os seres vivos foram originados por criação
            divina.

            Geração espontânea        As espécies surgem, independentemente
            umas das outras, a partir de matéria inerte (como o pó e a
            sujidade).

    • O fixismo foi plenamente aceite até ao final do séc. XVIII.
Do Fixismo ao Evolucionismo
3


     Lineu
      • Fixista e Criacionista do séc. XVIII
      • Iniciou a classificação dos seres (“Pai da Sistemática”)
      • O sistema de classificação utilizado baseava-se na morfologia dos
        seres vivos


                Possibilitou
                                  • o estabelecimento de semelhanças e
                                    diferenças entre os seres vivos
                                  • a ideia de relações de parentesco entre os
                                    seres vivos
                                  • a ideia de existência de antepassados
                                    comuns


                      O surgimento de Ideias evolucionistas
Do Fixismo ao Evolucionismo
4

     Cuvier
      • Fixista
      • Explica a razão porque em estratos sucessivos surgem fósseis com
        características diferentes
                  Entre dois estratos ocorreu uma catástrofe seguida de
                  repovoação por seres vindos de outras áreas

                       Teoria do Catastrofismo

     Outros criacionistas      Após a catástrofe havia nova criação
                                        Teoria das Criações sucessivas
     Paleontologia
      • Há fósseis de seres que não existem na atualidade
      • Fósseis existentes num estrato apresentam características diferentes
        dos fósseis do estrato seguinte

                      As espécies não são imutáveis
Do Fixismo ao Evolucionismo
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                   Buffon                               Maupertuis
    • As espécies derivam umas das outras   • Os organismos apresentam ligeiras
      por degeneração (Ex. cavalo             alterações em relação aos
      degenerou em burro).                    progenitores, devido a acasos e
                                              erros na reprodução
    • Uma espécie transforma-se lenta e     • A partir de uma única espécie,
      gradualmente noutra espécie             poderiam obter-se numerosas
      (através de espécies intermédias        outras aparentadas entre si, devido
      que, por serem menos perfeitas,         a diversos graus de “erro”
      desaparecem).

    • A transformação ocorre por
      degeneração (e não por evolução)

                  Formação de novas espécies por transformação

                                   Transformistas
Do Fixismo ao Evolucionismo
6


     Hutton
      • Pai da Geologia moderna.
      • Estabeleceu uma idade para a Terra muito superior à até então aceite.
      • Considera que:
              os fenómenos geológicos atuais são idênticos aos do passado;
              existem agentes (vento, chuva, sedimentação, fusão magmática …)
               que modificam a natureza lenta e gradualmente


                       Contradiz a Teoria Catastrofista
Do Fixismo ao Evolucionismo
7


     Charles Lyell
      • Conclui que:
           os processos naturais de hoje são iguais aos do passado.

           os acontecimentos do passado devem ser explicados a partir de

            processos atuais.
           a maioria das alterações geológicas

            são lentas e graduais.

                  P. do Gradualismo            P. do Atualismo Geológico

                            Teoria do Uniformitarismo

                               Mudança geológica lenta
                       sugere a ideia de mudança biológica lenta

                                 Evolução das espécies
Lamarckismo
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    • Lamarck - 1º evolucionista
      Jean Baptiste de Monet (1744 – 1829)

    • Bases da Teoria de Lamarck
      ─ Lei do uso e do desuso
      ─ Lei da transmissão dos caracteres adquiridos

    • Lei do uso e do desuso
      A necessidade de adaptação às condições ambientais
      determina:
       - o uso de um órgão (conduzindo ao desenvolvimento)
       - o desuso de um órgão (conduzindo à atrofia)

         a função determina a estrutura
Lamarckismo
9



    • Bases da Teoria de Lamarck
      ─ Lei do uso e do desuso
      ─ Lei da transmissão dos
         caracteres adquiridos

    •    Lei da transmissão dos
        caracteres adquiridos
         As modificações originadas
         pelo uso e desuso (que
         permitem uma melhor
         adaptação ao meio) são
         transmitidas à descendência.
Lamarckismo
10




     Causas da evolução:
      • alterações ambientais
      • necessidades do indivíduo (os seres têm um impulso interno que lhes
        permite adaptarem-se ao meio)
Lamarckismo
11


        Críticas ao Lamarckismo:

         • Ao defender que os seres tendem a melhorar estava a contradizer o
           fixismo (aceite na época);
         • A lei do uso e do desuso foi aceite para alguns órgãos, mas não para
           todos;
         • A lei da transmissão dos caracteres adquiridos não é válida pois as
           características adquiridas não se transmitem à descendência.
          (Atualmente, sabe-se que apenas são transmitidas à descendência, as características
          determinadas por genes existentes nos cromossomas das células reprodutoras).


        Weissman negou o Lamarckismo experimentalmente - cortando as
         caudas a gerações sucessivas de ratos obteve sempre ratos com
         caudas.

        A teoria de Lamarck não teve aceitação
Darwinismo
12


        Charles Robert Darwin (1809 –1882)

        Darwin, em1831, embarcou numa
         expedição, no navio Beagle, promovida
         pela Marinha Inglesa.

                                           Na viagem, obteve conhecimento da
                                            fauna, flora e geologia de vários
                                            lugares.

                                           Ao longo dos 5 anos da expedição,
                                            Darwin recolheu uma extensa
                                            quantidade de dados que mais tarde
                                            utilizou na fundamentação da sua teoria
                                            sobre a origem das espécies.
Darwinismo
13


        Consciente das implicações de seu trabalho sobre a tese da
         imutabilidade das espécies, passou vinte anos a estudar os dados
         recolhidos, para confirmar a ocorrência de variações nas espécies.

        Em 1858, recebe uma carta de Alfred Russel Wallace, um jovem
         naturalista que estava a trabalhar no Arquipélago Malaio (localizado
         entre os oceanos Índico e Pacífico).

        Nesta carta, Wallace apresenta um esboço de suas observações no
         Arquipélago e solicita a opinião de Darwin.

        Ao ler a carta, Darwin ficou completamente surpreso e escreve ao
         seu amigo Lyell, dizendo:
         “Ele (Wallace) não poderia ter feito melhor resumo do meu trabalho
         desenvolvido nestes últimos 22 anos...”
Darwinismo
14


        Em 1859, publicou o livro “A Origem das Espécies”, em que explica os
         princípios do evolucionismo e da seleção natural.

        Em 1871, publicou a obra “A Descendência do Homem”, em que expõe
         sua teoria relativa à origem do Homem a partir do macaco.




        A teoria de Darwin gerou uma grande
         controvérsia na comunidade científica, na
         Igreja e na sociedade.
Darwinismo
15


        Bases do Darwinismo

         o   Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle)

         o   Dados Geológicos (estudos de Lyell - Uniformitarismo)

         o   Experiência como criador de pombos        – selecção artificial


         o   Dados sobre o crescimento das populações          (Thomas Malthus)
Darwinismo
16

        Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle)

         • Darwin supunha que cada espécie era criada para ocupar um
           determinado lugar

           Todas as espécies insulares seriam iguais entre si e diferentes das
           continentais

         • Verificou que as espécies de seres de Cabo Verde são diferentes das dos
           Galápagos, mas são semelhantes às do continente africano

                                              As espécies de Cabo Verde são
            As espécies de Cabo Verde         semelhantes às africanas
            são diferentes das dos
            Galápagos                           possuem um ancestral comum
                                                o ancestral sofreu alterações em
            contraria a teoria inicial          ambientes diferentes

                                                       Evolução
Darwinismo
17

         Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle)

     Tentilhões dos Galápagos

         Apesar de apresentarem algumas diferenças (forma do bico, cor, tamanho):
            • são muito semelhantes entre si
            • são semelhantes aos do continente americano

      Estes tentilhões têm um ancestral comum, proveniente do continente
       americano.

      Ocorreu a migração dos tentilhões da América do Sul para os Galápagos.
Darwinismo
18

        Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle)

     Tentilhões dos Galápagos

      Nos Galápagos, os tentilhões desenvolveram adaptações relativas ao tipo
       de alimento disponível em cada uma das ilhas (insetos, sementes…).
      As características particulares de cada
       ilha condicionaram a evolução de cada
       espécie.
      O isolamento das ilhas, umas em relação
       às outras e relativamente ao continente,
       possibilitou a separação dos indivíduos e
       a adaptação independente às novas
       situações.
                            Evolução

          Diferentes espécies de tentilhões
Darwinismo
19

        Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle)

         Tartarugas dos Galápagos

         • Observou 7 variedades diferentes
           de tartarugas gigantes, cada uma
           em diferente ilha.

         • Apesar das diferenças, estes
           animais são extremamente
           semelhantes, fazendo supor, tal
           como no caso dos tentilhões, que
           tenham tido uma origem comum.
Darwinismo
20


         Dados Geológicos (estudos de Lyell - Uniformitarismo)


         Princípio do Atualismo Geológico     Princípio do Gradualismo Geológico

         • Os fenómenos são iguais aos do     • As mudanças geológicas são lentas
           passado                            e graduais

         • A Terra já existe há vários
           milhões de anos

         A Terra existe há tempo suficiente   Se ocorreu evolução geológica
         para ter ocorrido evolução           também pode ter ocorrido evolução
                                              biológica
Darwinismo
21


        Experiência como criador de pombos – seleção artificial

         O homem seleciona indivíduos com
         características desejáveis e cruza-os
         com outros, originando indivíduos com
         características diferentes dos seus
         ancestrais – seleção artificial

         A natureza, através dos fatores
         ambientais, seleciona os indivíduos
         com características mais vantajosas
         – seleção natural
Darwinismo
22


        Dados sobre o crescimento das populações - Thomas Malthus

                                “A população humana aumenta em progressão
                                geométrica enquanto os recursos alimentares
                                são produzidos em progressão aritmética”

                                    ou seja,

                                A capacidade de crescimento da população é
                                indefinidamente maior que a capacidade da
                                terra de produzir meios de subsistência para
                                o homem.

          Considera que:
          - a população humana tende a duplicar de 25 em 25 anos,
          - fome e epidemias condicionam o crescimento da população humana.
Darwinismo
23


        Dados sobre o crescimento das populações - Thomas Malthus

         Darwin verificou que as populações animais não crescem geometricamente
          pois:
              • nem todos os indivíduos se reproduzem
              • a falta de condições ambientais e de alimentos

                       doenças …..

                       ... luta pela sobrevivência     Seleção natural

                              Morte
Darwinismo
24


        Darwinismo
          Os seres vivos da mesma população apresentam variações entre si
           (variações intraespecíficas).

          As populações têm tendência para crescer em progressão geométrica
           O ambiente não pode suportar tantos descendentes

                      luta pela sobrevivência

                      O nº de indivíduos de cada espécie, geralmente,
                      não se altera muito de geração em geração

          Sobrevivem os indivíduos que apresentam características com vantagem
           competitiva num dado ambiente – “sobrevivência do mais apto”

          Os indivíduos que não apresentam essas características são eliminados –
           Princípio da seleção natural
Darwinismo
25


        Darwinismo
          Os indivíduos mais aptos vivem durante mais tempo e reproduzem-se
           mais, transmitindo as características à descendência - reprodução
           diferencial.

          As características vantajosas são transmitidas    Reprodução
           de geração em geração,                            diferencial

            ocorrendo uma lenta acumulação de                Tempo
            determinadas características.




                          Formação de uma nova espécie
Darwinismo
26


        Críticas ao Darwinismo



         Não explica:

          As causas da existência de variações dentro da mesma espécie.

          O modo como as variações são transmitidas de geração em geração
Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo
27

        Explicação para a existência das patas longas dos flamingos
Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo
28

        Explicação para a existência das patas longas dos flamingos
         Segundo o Lamarckismo
                     • O flamingo, alimentando-se na borda da água, quando
                       escasseia o alimento (alteração ambiental) tem de
                       recorrer, para a sua alimentação (necessidade do
                       indivíduo), a águas mais profundas.
                     • O esticar permanente das patas, para chegar ao
                       alimento, criou a necessidade de aumentar o tamanho
                       dos músculos e dos ossos destes órgãos (lei do uso e
                       do desuso).
                     • Em cada geração foram surgindo indivíduos que tinham
                       as patas cada vez mais longas, características estas
                       que foram transmitindo aos seus descendentes,
                       chegando, assim, à forma atual (lei da transmissão das
                       características adquiridas).
Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo
29

 Segundo o Darwinismo

              • Independentemente do meio, existia nas populações de flamingos
                variação no tamanho das patas (variação intraespecífica).
              • Num ambiente em que escasseava o alimento os flamingos que
                possuíam os membros mais desenvolvidos tinham mais fácil
                acesso ao alimento (estavam melhor adaptados), isto é,
                sobreviviam melhor (luta pela sobrevivência, sobrevivência do
                mais apto).
              • A seleção natural favoreceu os flamingos melhor adaptados a
                um ambiente onde o alimento estava em zonas mais profundas.
              • Os flamingos com membros maiores reproduziram-se mais
                (reprodução diferencial). Deste modo, aumentaram o seu número
                na população relativamente ao número de flamingos de patas
                curtas.
              • Os flamingos de membros mais compridos foram-se tornando
                mais abundantes em relação aos de membros mais curtos, que
                acabaram por desaparecer.
Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo
30

                  Lamarckismo                                            Darwinismo
                    Explicam de um modo diferente a formação de novas espécies
  Os seres da mesma espécie são todos iguais.         Dentro da mesma espécie há seres com
                                                        características diferentes (variação
  As alterações ambientais conduzem a novas            intraespecífica).
     necessidades do indivíduo
                                                       O ambiente não pode suportar tantos descendentes.
  Lei do uso e do desuso
     a necessidade de se adaptar ao ambiente                         Luta pela sobrevivência
     determina maior ou menor uso de um órgão.
                                                       P. da seleção natural
  Lei da transmissão das características               O ambiente seleciona os indivíduos:
     adquiridas                                          o os menos aptos morrem;
     as modificações originadas pelo uso ou desuso       o os mais aptos sobrevivem (sobrevivência do mais
     são transmitidas aos descendentes.                  apto) e reproduzem-se (reprodução diferencial).

  Ao fim de várias gerações surgem indivíduos                    Os descendentes possuem as
     com                                                         características mais vantajosas.
     características diferentes – uma nova espécie.
                                                       A lenta acumulação de determinadas
                                                        características, ao fim de várias gerações, leva à
                                                        formação de uma nova espécie.
Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo
31



              Lamarckismo                           Darwinismo

                 Ambos consideram importante o papel do ambiente

  O ambiente cria necessidades que        O ambiente exerce uma seleção
     conduzem a modificações nos           natural favorecendo os indivíduos
     indivíduos, com vista a uma melhor    que possuem características que os
     adaptação (a função determina a       tornam melhor adaptados a esse
     estrutura).                           ambiente.
Neodarwinismo
 ou teoria sintética da evolução
32



        No início da década de 40 do século XX vários investigadores combinaram
         as ideias de Darwin com novos dados revelados por diversas ciências,
         nomeadamente pela genética, para formular a teoria sintética da evolução
         ou Neodarwinismo.

        Esta teoria admite que as populações constituem unidades evolutivas e
         apresentam variabilidade genética sobre a qual a seleção natural atua; a
         variabilidade resulta das mutações e da recombinação génica (meiose e
         fecundação)

              O Neodarwinismo assenta em duas ideias fundamentais:

                 existência de variabilidade genética nas populações
                  (consideradas como unidades evolutivas)
                 seleção natural
Neodarwinismo
 ou teoria sintética da evolução
33
Neodarwinismo
 ou teoria sintética da evolução
34

  Variabilidade genética

     • A variabilidade genética é a base sobre a qual atua a seleção natural.

     • Numa população (unidade evolutiva) existem sempre indivíduos com fenótipos
       diferentes, determinados pelos genes que constituem os cromossomas das
       células.

     • Os diferentes fenótipos resultam, essencialmente, das mutações e das
       recombinações génicas que surgem da reprodução sexuada.
      Nota: O fenótipo é o conjunto de características físicas, morfológicas e fisiológicas de um
      organismo; o fenótipo é a expressão do genótipo.

     • A recombinação génica cria a variabilidade ao favorecer o aparecimento de
       uma multiplicidade de diferentes combinações dos genes.

     • As mutações introduzem novidade genética.
Neodarwinismo
 ou teoria sintética da evolução
35

  Seleção natural

     • O conjunto de genes que o indivíduo possui torna-o mais ou menos adaptado
       a um determinado meio.

     • A seleção natural atua sobre a globalidade dos seres vivos de uma população
       com toda a sua carga genética.

     • Os indivíduos com conjuntos génicos mais favoráveis em relação ao meio são
       selecionados, sobrevivendo mais tempo, reproduzindo-se mais e aumentando
       o seu número. Os indivíduos com conjuntos génicos menos favoráveis vão
       sendo progressivamente eliminados, diminuindo a sua descendência.
Neodarwinismo
 ou teoria sintética da evolução
36

  Seleção natural

     • Ao longo do tempo, nas populações, determinados genes, (determinadas
       características) acabam por ser eliminados; assim, vão sendo eliminados
       determinados fenótipos, enquanto outros aumentam a sua frequência e se
       implementam.

     • Quanto maior a diversidade no fundo genético duma população maior é a
       probabilidade da população se adaptar a modificações que ocorram nesse
       meio (entre todos os indivíduos pode existir um conjunto génico que seja
       favorecido pela seleção natural).


               Acumulação de pequenas alterações ao longo do tempo
                           gera grandes alterações que
               contribuem para o aparecimento de novas espécies,
                           ocorrendo, assim, a evolução.
Neodarwinismo
 ou teoria sintética da evolução
37

  Noção de População

             a nível ecológico                    a nível genético
                                               (população mendeliana)
       conjunto de indivíduos de uma     • conjunto de indivíduos que se
       espécie     que     vivem numa      reproduz sexuadamente e partilha
       determinada área, num dado          um determinado conjunto de genes
       intervalo de tempo.                 - fundo genético



  Fundo genético - conjunto de todos os genes de uma dada população
   mendeliana, num dado momento.
Neodarwinismo
 ou teoria sintética da evolução
38

  Evolução

                Microevolução                       Macroevolução

     • alteração do fundo genético da    • aparecimento de novas espécies,
       população.                          como resultado de centenas de
                                           milhares de acontecimentos
                                           separados de microevolução.




       Aparecimento de novas espécies como resultado de grandes alterações do
       fundo genético das populações, ao longo de períodos de tempo da ordem
       de milhares ou milhões de anos.
Argumentos do Evolucionismo
39


    Diferentes áreas científicas contribuíram para a fundamentação e consolidação
     do conceito de evolução, entre elas destacam-se os dados fornecidos
     inicialmente pela :
            Anatomia comparada,        Embriologia,
             Paleontologia,             Biogeografia.

    Posteriormente, os avanços da Ciência levaram ao desenvolvimento de novos
     ramos da Biologia, que produziram dados que vieram, também, apoiar as
     conceções evolucionistas. Entre esses argumentos mais recentes destacam-se
     os contributos da:
             Citologia,
                                         Genética.
                                          


                 Bioquímica,


    Os dados obtidos nas diferentes áreas científicas não devem ser considerados
     isoladamente, pois todos eles são complementares devendo ser usados
     conjuntamente para se compreender a relação evolutiva entre as diferentes
     espécies.
Contributo da Anatomia Comparada
40


    O desenvolvimento de sistemas de classificação para ordenar a grande
     diversidade de seres vivos conduziu à necessidade de estudar as
     semelhanças morfológicas.
    Diferentes animais apresentam semelhanças anatómicas.
    Estas semelhanças anatómicas podem ser explicadas admitindo-se que
     estes seres tiveram ancestrais em comum, dos quais herdaram um plano
     básico de estrutura corporal.
    A anatomia comparada tem fornecido dados que apoiam o evolucionismo,
     revelando a existência de estruturas :
        homólogos,
        análogos,
        vestigiais
Contributo da Anatomia Comparada
41

    Estruturas homólogas
                               Nos esqueletos dos membros
                                apresentados verifica-se:
                                   um plano estrutural semelhante;
                                   um grau de desenvolvimento
                                    diferente, o qual está relacionado
                                    com a função que desempenham;
                                   que os animais que vivem no mesmo
                                    ambiente (meio terrestre, por ex.)
                                    apresentam um desenvolvimento
                                    do esqueleto semelhante.
Contributo da Anatomia Comparada
42

    Estruturas homólogas
        Seres de uma espécie ao migrarem para zonas com características
         ecológicas diferentes são sujeitos a uma seleção (seleção natural) que
         determina a sobrevivência daqueles que apresentam características que os
         tornam mais aptos para esse meio (sobrevivência do mais apto).
        Assim, ocorre a divergência de organismos a partir de um grupo ancestral
         comum que colonizou diferentes habitats, sofrendo pressões seletivas
         diferentes (evolução divergente).


        As estruturas homólogas:
            Resultam da seleção natural exercida sobre indivíduos semelhantes
             em meios diferentes (pressões seletivas diferentes).
            Descendem, por evolução divergente de um ancestral comum.
             (ex. membros anteriores de diferentes classes de vertebrados, tentilhões dos Galápagos)
Contributo da Anatomia Comparada
43



    Evolução divergente
                           Indivíduos da mesma espécie
                           migram para meios diferentes


                           Em cada um dos novos meios são
                           selecionados os organismos que
                           apresentam características que os
                           tornam mais aptos ao novo habitat.

                           A partir do mesmo ancestral ocorre
                           uma divergência nos organismos que
                           colonizam diferentes habitats.

                                Indivíduos diferentes com
                                  estruturas homólogas
Contributo da Anatomia Comparada
44



    Evolução divergente

        No caso da existência de vários nichos ecológicos ocorre uma radiação
        adaptativa.
Contributo da Anatomia Comparada
45


        Séries filogenéticas
            As estruturas homólogas permitem construir séries filogenéticas.
            As séries filogenéticas traduzem a evolução de estruturas homólogas
             em diferentes organismos, ou seja, o percurso evolutivo de órgãos
             homólogos ao longo do tempo.

            As séries filogenéticas podem ser:
             •   Progressivas;
             •   Regressivas.
            São progressivas quando as estruturas homólogas apresentam uma
             complexidade crescente (ex. coração dos vertebrados, sistema nervoso
             central dos vertebrados …).
Contributo da Anatomia Comparada
46


        Séries filogenéticas

                                                        O estudo da anatomia do sistema
                                                        nervoso central (SNC) dos
                                                        vertebrados revela a existência de
                                                        um padrão comum.
                                                        No entanto, os seus componentes
                                                        desenvolveram-se de forma
                                                        diferente em diferentes grupos.



            São progressivas quando as estruturas homólogas apresentam uma
             complexidade crescente; a partir de um órgão ancestral simples, foram
             surgindo órgãos cada vez mais complexos (ex. coração dos vertebrados,
             sistema nervoso central dos vertebrados …).
Contributo da Anatomia Comparada
47


        Séries filogenéticas
            São regressivas quando as estruturas homólogas se tornam
             progressivamente mais simples (ex. redução do número de dedos do
             cavalo, perda dos membros das cobras, atrofia dos ossos das asas de aves
             corredoras…).
Contributo da Anatomia Comparada
48



    Estruturas análogas
Contributo da Anatomia Comparada
49



    Estruturas análogas



        Quando sujeitos a condições ambientais semelhantes, são selecionados
         os indivíduos que, apesar de terem origens distintas, apresentam
         estruturas que, embora anatomicamente diferentes, desempenham
         funções semelhantes.


        As estruturas análogas:
             Resultam da seleção natural exercida sobre indivíduos diferentes
              em meios semelhantes (pressão seletiva idêntica).
              (ex. asas de insetos e asas de aves, cauda da baleia e barbatana caudal do peixe).
             Surgem por evolução convergente
             Não evidencia parentesco
Contributo da Anatomia Comparada
50


    Evolução convergente
                            Indivíduos com diferentes origens
                             sujeitos a condições ambientais
                             semelhantes


                            São selecionados todos os que
                            apresentam estruturas que, apesar de
                            anatomicamente diferentes,
                            desempenham a mesma função

                                  Indivíduos diferentes com
                                   estruturas análogas.
Contributo da Anatomia Comparada
51



        Estruturas vestigiais
            Órgãos que, em alguns organismos, encontram-se com tamanho reduzido
             (atrofiados) e geralmente sem função, mas noutros organismos são
             maiores e exercem função definitiva.
             (ex. apêndice humano, membrana nictitante humana, cintura pélvica e fémur de baleias e de
             serpentes).

                                                       Nota: a membrana nictitante protege o globo ocular e
                                                        auxilia na sua limpeza; no humano já não tem estas
                                                        funções.
Contributo da Anatomia Comparada
52

        Estruturas vestigiais
            Como são estruturas homólogas de outras desenvolvidas podem revelar
             relações de parentesco entre os seres que as possuem pois deduz-se a
             presença de um ancestral comum.

                          Estruturas que foram úteis e desenvolvidos
                                  em ancestrais no passado

             Indivíduos que colonizaram meios em   Indivíduos que colonizaram meios em
             que estes órgãos lhe conferiam        que são favorecidas as formas que têm
             vantagem adaptativa                   esses órgãos atrofiados
                                                   (os órgãos desenvolvidos não lhe
                                                   conferiam vantagem adaptativa)

             Os órgãos mantiveram-se funcionais    Os órgãos tornaram-se dispensáveis e
             e bem desenvolvidos                   vestigiais
Contributo da Paleontologia
53

        O registo fóssil revela espécies inexistentes atualmente.
               contraria a ideia da imutabilidade das espécies e apoia o
               evolucionismo.


        Ás arvore filogenética
         representam o percurso
         evolutivo de um
         determinado grupo,
         partindo do seu ancestral,
         até às formas atuais.
Contributo da Paleontologia
54

        Fósseis de formas intermédias ou sintéticas

         o   Fósseis de seres que apresentam características que correspondem, na
             atualidade, a pelo menos dois grupos diferentes de seres vivos.


                                               Ex. Archaeopteryx
                                               Com características de réptil e
                                               de ave: dentes, escamas e cauda
                                               de réptil; asas e penas de ave.




         Ex. Pteridospérmicas
         Com características de Pteridófitas e de
         Gimnospérmicas:
         semelhantes morfologicamente a pteridófitas (fetos) mas
         reproduzindo-se por sementes.
Contributo da Paleontologia
55

        Fósseis de transição
         o   Fósseis de formas intermédias que, provavelmente, terão feito a
             transição de um grupo para outro grupo de organismos.
         o   Correspondem a pontos de ramificação, que conduziram à formação de
             novos grupos taxonómicos, e permitem construir árvores filogenéticas
             parciais.



         Ex. Ichthyostega
         Transição de peixe para anfíbio
          (1º vertebrado terrestre e 1º tetrápode)
         Com escamas, barbatana caudal e coluna
         vertebral muito flexível de peixe; com patas e
         caixa torácica mais desenvolvida de anfíbio.
Contributo da Paleontologia
56

        Fósseis de formas intermédias ou sintéticas


          Permitem deduzir que organismos atuais pertencentes a grupos
          diferentes não são independentes uns dos outros quanto à origem.


                        Provêm do mesmo ancestral que,
                                   por evolução,
                         originou indivíduos diferentes.
Contributo da Citologia
57


    A Teoria Celular elaborada por Schleiden e Schwan, em 1839, considera que:

        todos os seres vivos são constituídos por células.

        a célula é a unidade estrutural e funcional dos seres vivos.

    Estudos de Bioquímica e Fisiologia Celular revelaram que:

        existem vias metabólicas idênticas em organismos muito diferentes como
         animais e as plantas.

        os processos metabólicos, a nível celular, são idênticos.



             Universalidade estrutural e funcional entre os seres vivos.
             Todos os seres vivos têm a mesma origem.
             Evolução dos seres vivos.
Contributo da Embriologia
58


    Nem sempre é fácil reconhecer homologias nos indivíduos adultos.

    Contudo, o acompanhamento do desenvolvimento embrionário de diferentes
     espécies permite observar essas homologias

    A embriologia, ao permitir observar relações entre os diferentes grupos de
     seres vivos, que no estado adulto se tornam impercetíveis, contribui para o
     estabelecimento de relações de parentesco entre esses grupos.
Contributo da Embriologia
59


    Estudo comparativo do desenvolvimento embrionário de Peixes, Anfíbios,
     Répteis, Aves e Mamíferos.

                                      o   Embriões de vertebrados diferentes
                                          apresentam, durante as primeiras
                                          fases de desenvolvimento, uma grande
                                          semelhança.

                                      o   À medida que o embrião se desenvolve
                                          surgem características próprias e as
                                          semelhanças diminuem.

                                      o   Quanto menor é o período embrionário
                                          comum entre dois organismos mais
                                          diferentes eles são e menor é o grau
                                          de parentesco entre eles.
Contributo da Embriologia
60

    Estudo comparativo do desenvolvimento embrionário de Peixes, Anfíbios,
     Répteis, Aves e Mamíferos.




                 Os animais mais simples     Os animais mais complexos
                 sofrem menos modificações   sofrem mais modificações
                                                           
                   Apresentam cedo as        Quanto mais complexo é o
                   características que       indivíduo mais tempo demora a
                   vão prevalecer no         adquirir a forma definitiva
                   estado definitivo
Contributo da Embriologia
61


    Estudo comparativo do desenvolvimento embrionário de Peixes, Anfíbios,
     Répteis, Aves e Mamíferos.
- Fendas         . aberturas que conduzem a bolsas branquiais (ao nível da faringe);
  branquiais      . nos peixes mantêm-se abertas e comunicam com as brânquias;
                  . nos vertebrados superiores desaparecem ou dão origem a
                     estruturas internas (como a Trompa de Eustáquio).

- Coração        . inicialmente um tubo com duas cavidades – mantém-se nos peixes;
                  . três cavidades com mistura de sangues – mantém-se nos anfíbios e
                     répteis;
                  . quatro cavidades – nas aves e mamíferos.

 Embriões de vertebrados diferentes apresentam, durante as primeiras
 fases de desenvolvimento, uma grande semelhança
                              
                     Relação de parentesco
                              
                       Ancestral comum
Contributo da Biogeografia
62


    A Biogeografia analisa a distribuição geográfica dos seres vivos.

        Maior proximidade geográfica
                           espécies semelhantes
                                            evolução a partir de ancestrais comuns


        Isolamento geográfico
                           evolução divergente
                                              espécies diferentes

        Conclui que:
            as espécies tendem a ser tanto mais semelhantes quanto maior é a sua
             proximidade física,
            quanto mais isoladas, maiores são as diferenças entre si, mesmo que as
             condições ambientais sejam semelhantes.
Contributo da Biogeografia
63


    Os mamíferos australianos são
     marsupiais
    Os mamíferos dos outros
     continentes são placentários


    Na Pangeia os mamíferos eram
     marsupiais
    Com a separação dos
     continentes (há 190 M.a.)
     ocorreu isolamento.
                          
 Na Austrália     Nos outros continentes
 os marsupiais    surgiram os placentários, (estes
 persistiram      possuíam características que os
                  tornavam mais aptos).
                  Os marsupiais foram eliminados.
Contributo da Bioquímica
64


    Existe uma unidade molecular nos seres vivos, pois são comuns:
      Os componentes bioquímicos fundamentais – os compostos orgânicos –
       prótidos (20 aminoácidos codificáveis), lípidos, glícidos e ácidos nucleicos
       (5 tipos de nucleótidos)
      Os mecanismos básicos – a universalidade do código genético, a síntese
       proteica, a atuação enzimática …


    A análise da sequência de nucleótidos no DNA tem fornecido, nos últimos
     anos, provas a favor de uma origem comum para todos os seres vivos.
     Seres com moléculas de DNA semelhantes  Possuem ancestral comum
                 
        Possuem proteínas semelhantes
                 
        São anatomicamente semelhantes
                 
        São fenotipicamente semelhantes
Contributo da Bioquímica
65


    Dados sobre a sequência de aminoácidos de uma proteína


                                            Quanto menor for a
                                             diferença na sequência de
                                             aminoácidos de uma proteína
                                             (por exemplo a insulina) de
                                             duas espécies diferentes,
                                             mais próximas
                                             filogeneticamente se
                                             encontram as espécies
Contributo da Bioquímica
66


    Dados sobre o DNA
     Hibridação do DNA          • Desnaturação da molécula – desenrolar a hélice.
                                • Recombinação com cadeias de DNA de outras espécies
                                 (marcadas radioactivamente).

     Quanto maior for a quantidade de bases complementares emparelhadas
     mais próximas filogeneticamente se encontram as espécies.




                              O ser humano está evolutivamente
                              mais próximo do chimpanzé do que da
                              galinha.
Contributo da Bioquímica
67


    Dados sorológicos

      O sistema imunitário do indivíduo:
       • reconhece como estranhas as proteínas diferentes das suas (antigenes),
       • reage produzindo anticorpos específicos.


      A reação antigene-anticorpo é específica       inativa o antigene,
                                                      forma um precipitado
Contributo da Bioquímica
68


        Dados sorológicos
     -    Injeta-se sangue                      o coelho produz anticorpos anti-humanos
          humano                                   ( obtenção de soro anti-humano)


     -     Adicionando soro anti-humano ao sangue de outro animal
                                    
                          reação anticorpo-antigene
                                   
                          formação de precipitado

            Quanto maior a quantidade de precipitado

                      maior o grau de parentesco entre o homem e o
                      animal em que se injeta o soro anti-humano

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11 evolucionismo

  • 1. EVOLUCIONISMO MARGARIDA BARBOSA TEIXEIRA
  • 2. Fixismo 2 • Fixismo As espécies após se formarem mantêm-se inalteradas (imutáveis), não sofrendo qualquer transformação ao longo dos tempos. Criacionismo Os seres vivos foram originados por criação divina. Geração espontânea As espécies surgem, independentemente umas das outras, a partir de matéria inerte (como o pó e a sujidade). • O fixismo foi plenamente aceite até ao final do séc. XVIII.
  • 3. Do Fixismo ao Evolucionismo 3  Lineu • Fixista e Criacionista do séc. XVIII • Iniciou a classificação dos seres (“Pai da Sistemática”) • O sistema de classificação utilizado baseava-se na morfologia dos seres vivos Possibilitou • o estabelecimento de semelhanças e diferenças entre os seres vivos • a ideia de relações de parentesco entre os seres vivos • a ideia de existência de antepassados comuns O surgimento de Ideias evolucionistas
  • 4. Do Fixismo ao Evolucionismo 4  Cuvier • Fixista • Explica a razão porque em estratos sucessivos surgem fósseis com características diferentes Entre dois estratos ocorreu uma catástrofe seguida de repovoação por seres vindos de outras áreas Teoria do Catastrofismo  Outros criacionistas Após a catástrofe havia nova criação Teoria das Criações sucessivas  Paleontologia • Há fósseis de seres que não existem na atualidade • Fósseis existentes num estrato apresentam características diferentes dos fósseis do estrato seguinte As espécies não são imutáveis
  • 5. Do Fixismo ao Evolucionismo 5 Buffon Maupertuis • As espécies derivam umas das outras • Os organismos apresentam ligeiras por degeneração (Ex. cavalo alterações em relação aos degenerou em burro). progenitores, devido a acasos e erros na reprodução • Uma espécie transforma-se lenta e • A partir de uma única espécie, gradualmente noutra espécie poderiam obter-se numerosas (através de espécies intermédias outras aparentadas entre si, devido que, por serem menos perfeitas, a diversos graus de “erro” desaparecem). • A transformação ocorre por degeneração (e não por evolução) Formação de novas espécies por transformação Transformistas
  • 6. Do Fixismo ao Evolucionismo 6  Hutton • Pai da Geologia moderna. • Estabeleceu uma idade para a Terra muito superior à até então aceite. • Considera que:  os fenómenos geológicos atuais são idênticos aos do passado;  existem agentes (vento, chuva, sedimentação, fusão magmática …) que modificam a natureza lenta e gradualmente Contradiz a Teoria Catastrofista
  • 7. Do Fixismo ao Evolucionismo 7  Charles Lyell • Conclui que:  os processos naturais de hoje são iguais aos do passado.  os acontecimentos do passado devem ser explicados a partir de processos atuais.  a maioria das alterações geológicas são lentas e graduais. P. do Gradualismo P. do Atualismo Geológico Teoria do Uniformitarismo Mudança geológica lenta sugere a ideia de mudança biológica lenta Evolução das espécies
  • 8. Lamarckismo 8 • Lamarck - 1º evolucionista Jean Baptiste de Monet (1744 – 1829) • Bases da Teoria de Lamarck ─ Lei do uso e do desuso ─ Lei da transmissão dos caracteres adquiridos • Lei do uso e do desuso A necessidade de adaptação às condições ambientais determina: - o uso de um órgão (conduzindo ao desenvolvimento) - o desuso de um órgão (conduzindo à atrofia) a função determina a estrutura
  • 9. Lamarckismo 9 • Bases da Teoria de Lamarck ─ Lei do uso e do desuso ─ Lei da transmissão dos caracteres adquiridos • Lei da transmissão dos caracteres adquiridos As modificações originadas pelo uso e desuso (que permitem uma melhor adaptação ao meio) são transmitidas à descendência.
  • 10. Lamarckismo 10 Causas da evolução: • alterações ambientais • necessidades do indivíduo (os seres têm um impulso interno que lhes permite adaptarem-se ao meio)
  • 11. Lamarckismo 11  Críticas ao Lamarckismo: • Ao defender que os seres tendem a melhorar estava a contradizer o fixismo (aceite na época); • A lei do uso e do desuso foi aceite para alguns órgãos, mas não para todos; • A lei da transmissão dos caracteres adquiridos não é válida pois as características adquiridas não se transmitem à descendência. (Atualmente, sabe-se que apenas são transmitidas à descendência, as características determinadas por genes existentes nos cromossomas das células reprodutoras).  Weissman negou o Lamarckismo experimentalmente - cortando as caudas a gerações sucessivas de ratos obteve sempre ratos com caudas.  A teoria de Lamarck não teve aceitação
  • 12. Darwinismo 12  Charles Robert Darwin (1809 –1882)  Darwin, em1831, embarcou numa expedição, no navio Beagle, promovida pela Marinha Inglesa.  Na viagem, obteve conhecimento da fauna, flora e geologia de vários lugares.  Ao longo dos 5 anos da expedição, Darwin recolheu uma extensa quantidade de dados que mais tarde utilizou na fundamentação da sua teoria sobre a origem das espécies.
  • 13. Darwinismo 13  Consciente das implicações de seu trabalho sobre a tese da imutabilidade das espécies, passou vinte anos a estudar os dados recolhidos, para confirmar a ocorrência de variações nas espécies.  Em 1858, recebe uma carta de Alfred Russel Wallace, um jovem naturalista que estava a trabalhar no Arquipélago Malaio (localizado entre os oceanos Índico e Pacífico).  Nesta carta, Wallace apresenta um esboço de suas observações no Arquipélago e solicita a opinião de Darwin.  Ao ler a carta, Darwin ficou completamente surpreso e escreve ao seu amigo Lyell, dizendo: “Ele (Wallace) não poderia ter feito melhor resumo do meu trabalho desenvolvido nestes últimos 22 anos...”
  • 14. Darwinismo 14  Em 1859, publicou o livro “A Origem das Espécies”, em que explica os princípios do evolucionismo e da seleção natural.  Em 1871, publicou a obra “A Descendência do Homem”, em que expõe sua teoria relativa à origem do Homem a partir do macaco.  A teoria de Darwin gerou uma grande controvérsia na comunidade científica, na Igreja e na sociedade.
  • 15. Darwinismo 15  Bases do Darwinismo o Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle) o Dados Geológicos (estudos de Lyell - Uniformitarismo) o Experiência como criador de pombos – selecção artificial o Dados sobre o crescimento das populações (Thomas Malthus)
  • 16. Darwinismo 16  Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle) • Darwin supunha que cada espécie era criada para ocupar um determinado lugar Todas as espécies insulares seriam iguais entre si e diferentes das continentais • Verificou que as espécies de seres de Cabo Verde são diferentes das dos Galápagos, mas são semelhantes às do continente africano As espécies de Cabo Verde são As espécies de Cabo Verde semelhantes às africanas são diferentes das dos Galápagos possuem um ancestral comum o ancestral sofreu alterações em contraria a teoria inicial ambientes diferentes Evolução
  • 17. Darwinismo 17  Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle) Tentilhões dos Galápagos Apesar de apresentarem algumas diferenças (forma do bico, cor, tamanho): • são muito semelhantes entre si • são semelhantes aos do continente americano  Estes tentilhões têm um ancestral comum, proveniente do continente americano.  Ocorreu a migração dos tentilhões da América do Sul para os Galápagos.
  • 18. Darwinismo 18  Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle) Tentilhões dos Galápagos  Nos Galápagos, os tentilhões desenvolveram adaptações relativas ao tipo de alimento disponível em cada uma das ilhas (insetos, sementes…).  As características particulares de cada ilha condicionaram a evolução de cada espécie.  O isolamento das ilhas, umas em relação às outras e relativamente ao continente, possibilitou a separação dos indivíduos e a adaptação independente às novas situações. Evolução Diferentes espécies de tentilhões
  • 19. Darwinismo 19  Dados Biogeográficos (observações feitas a bordo do Beagle) Tartarugas dos Galápagos • Observou 7 variedades diferentes de tartarugas gigantes, cada uma em diferente ilha. • Apesar das diferenças, estes animais são extremamente semelhantes, fazendo supor, tal como no caso dos tentilhões, que tenham tido uma origem comum.
  • 20. Darwinismo 20  Dados Geológicos (estudos de Lyell - Uniformitarismo) Princípio do Atualismo Geológico Princípio do Gradualismo Geológico • Os fenómenos são iguais aos do • As mudanças geológicas são lentas passado e graduais • A Terra já existe há vários milhões de anos A Terra existe há tempo suficiente Se ocorreu evolução geológica para ter ocorrido evolução também pode ter ocorrido evolução biológica
  • 21. Darwinismo 21  Experiência como criador de pombos – seleção artificial O homem seleciona indivíduos com características desejáveis e cruza-os com outros, originando indivíduos com características diferentes dos seus ancestrais – seleção artificial A natureza, através dos fatores ambientais, seleciona os indivíduos com características mais vantajosas – seleção natural
  • 22. Darwinismo 22  Dados sobre o crescimento das populações - Thomas Malthus “A população humana aumenta em progressão geométrica enquanto os recursos alimentares são produzidos em progressão aritmética” ou seja, A capacidade de crescimento da população é indefinidamente maior que a capacidade da terra de produzir meios de subsistência para o homem. Considera que: - a população humana tende a duplicar de 25 em 25 anos, - fome e epidemias condicionam o crescimento da população humana.
  • 23. Darwinismo 23  Dados sobre o crescimento das populações - Thomas Malthus Darwin verificou que as populações animais não crescem geometricamente pois: • nem todos os indivíduos se reproduzem • a falta de condições ambientais e de alimentos doenças ….. ... luta pela sobrevivência Seleção natural Morte
  • 24. Darwinismo 24  Darwinismo  Os seres vivos da mesma população apresentam variações entre si (variações intraespecíficas).  As populações têm tendência para crescer em progressão geométrica O ambiente não pode suportar tantos descendentes luta pela sobrevivência O nº de indivíduos de cada espécie, geralmente, não se altera muito de geração em geração  Sobrevivem os indivíduos que apresentam características com vantagem competitiva num dado ambiente – “sobrevivência do mais apto”  Os indivíduos que não apresentam essas características são eliminados – Princípio da seleção natural
  • 25. Darwinismo 25  Darwinismo  Os indivíduos mais aptos vivem durante mais tempo e reproduzem-se mais, transmitindo as características à descendência - reprodução diferencial.  As características vantajosas são transmitidas Reprodução de geração em geração, diferencial ocorrendo uma lenta acumulação de Tempo determinadas características. Formação de uma nova espécie
  • 26. Darwinismo 26  Críticas ao Darwinismo Não explica:  As causas da existência de variações dentro da mesma espécie.  O modo como as variações são transmitidas de geração em geração
  • 27. Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo 27  Explicação para a existência das patas longas dos flamingos
  • 28. Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo 28  Explicação para a existência das patas longas dos flamingos Segundo o Lamarckismo • O flamingo, alimentando-se na borda da água, quando escasseia o alimento (alteração ambiental) tem de recorrer, para a sua alimentação (necessidade do indivíduo), a águas mais profundas. • O esticar permanente das patas, para chegar ao alimento, criou a necessidade de aumentar o tamanho dos músculos e dos ossos destes órgãos (lei do uso e do desuso). • Em cada geração foram surgindo indivíduos que tinham as patas cada vez mais longas, características estas que foram transmitindo aos seus descendentes, chegando, assim, à forma atual (lei da transmissão das características adquiridas).
  • 29. Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo 29 Segundo o Darwinismo • Independentemente do meio, existia nas populações de flamingos variação no tamanho das patas (variação intraespecífica). • Num ambiente em que escasseava o alimento os flamingos que possuíam os membros mais desenvolvidos tinham mais fácil acesso ao alimento (estavam melhor adaptados), isto é, sobreviviam melhor (luta pela sobrevivência, sobrevivência do mais apto). • A seleção natural favoreceu os flamingos melhor adaptados a um ambiente onde o alimento estava em zonas mais profundas. • Os flamingos com membros maiores reproduziram-se mais (reprodução diferencial). Deste modo, aumentaram o seu número na população relativamente ao número de flamingos de patas curtas. • Os flamingos de membros mais compridos foram-se tornando mais abundantes em relação aos de membros mais curtos, que acabaram por desaparecer.
  • 30. Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo 30 Lamarckismo Darwinismo Explicam de um modo diferente a formação de novas espécies  Os seres da mesma espécie são todos iguais.  Dentro da mesma espécie há seres com características diferentes (variação  As alterações ambientais conduzem a novas intraespecífica). necessidades do indivíduo  O ambiente não pode suportar tantos descendentes.  Lei do uso e do desuso a necessidade de se adaptar ao ambiente Luta pela sobrevivência determina maior ou menor uso de um órgão.  P. da seleção natural  Lei da transmissão das características O ambiente seleciona os indivíduos: adquiridas o os menos aptos morrem; as modificações originadas pelo uso ou desuso o os mais aptos sobrevivem (sobrevivência do mais são transmitidas aos descendentes. apto) e reproduzem-se (reprodução diferencial).  Ao fim de várias gerações surgem indivíduos Os descendentes possuem as com características mais vantajosas. características diferentes – uma nova espécie.  A lenta acumulação de determinadas características, ao fim de várias gerações, leva à formação de uma nova espécie.
  • 31. Confronto entre Lamarckismo e Darwinismo 31 Lamarckismo Darwinismo Ambos consideram importante o papel do ambiente  O ambiente cria necessidades que  O ambiente exerce uma seleção conduzem a modificações nos natural favorecendo os indivíduos indivíduos, com vista a uma melhor que possuem características que os adaptação (a função determina a tornam melhor adaptados a esse estrutura). ambiente.
  • 32. Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução 32  No início da década de 40 do século XX vários investigadores combinaram as ideias de Darwin com novos dados revelados por diversas ciências, nomeadamente pela genética, para formular a teoria sintética da evolução ou Neodarwinismo.  Esta teoria admite que as populações constituem unidades evolutivas e apresentam variabilidade genética sobre a qual a seleção natural atua; a variabilidade resulta das mutações e da recombinação génica (meiose e fecundação) O Neodarwinismo assenta em duas ideias fundamentais:  existência de variabilidade genética nas populações (consideradas como unidades evolutivas)  seleção natural
  • 33. Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução 33
  • 34. Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução 34  Variabilidade genética • A variabilidade genética é a base sobre a qual atua a seleção natural. • Numa população (unidade evolutiva) existem sempre indivíduos com fenótipos diferentes, determinados pelos genes que constituem os cromossomas das células. • Os diferentes fenótipos resultam, essencialmente, das mutações e das recombinações génicas que surgem da reprodução sexuada. Nota: O fenótipo é o conjunto de características físicas, morfológicas e fisiológicas de um organismo; o fenótipo é a expressão do genótipo. • A recombinação génica cria a variabilidade ao favorecer o aparecimento de uma multiplicidade de diferentes combinações dos genes. • As mutações introduzem novidade genética.
  • 35. Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução 35  Seleção natural • O conjunto de genes que o indivíduo possui torna-o mais ou menos adaptado a um determinado meio. • A seleção natural atua sobre a globalidade dos seres vivos de uma população com toda a sua carga genética. • Os indivíduos com conjuntos génicos mais favoráveis em relação ao meio são selecionados, sobrevivendo mais tempo, reproduzindo-se mais e aumentando o seu número. Os indivíduos com conjuntos génicos menos favoráveis vão sendo progressivamente eliminados, diminuindo a sua descendência.
  • 36. Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução 36  Seleção natural • Ao longo do tempo, nas populações, determinados genes, (determinadas características) acabam por ser eliminados; assim, vão sendo eliminados determinados fenótipos, enquanto outros aumentam a sua frequência e se implementam. • Quanto maior a diversidade no fundo genético duma população maior é a probabilidade da população se adaptar a modificações que ocorram nesse meio (entre todos os indivíduos pode existir um conjunto génico que seja favorecido pela seleção natural). Acumulação de pequenas alterações ao longo do tempo gera grandes alterações que contribuem para o aparecimento de novas espécies, ocorrendo, assim, a evolução.
  • 37. Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução 37  Noção de População a nível ecológico a nível genético (população mendeliana) conjunto de indivíduos de uma • conjunto de indivíduos que se espécie que vivem numa reproduz sexuadamente e partilha determinada área, num dado um determinado conjunto de genes intervalo de tempo. - fundo genético  Fundo genético - conjunto de todos os genes de uma dada população mendeliana, num dado momento.
  • 38. Neodarwinismo ou teoria sintética da evolução 38  Evolução Microevolução Macroevolução • alteração do fundo genético da • aparecimento de novas espécies, população. como resultado de centenas de milhares de acontecimentos separados de microevolução. Aparecimento de novas espécies como resultado de grandes alterações do fundo genético das populações, ao longo de períodos de tempo da ordem de milhares ou milhões de anos.
  • 39. Argumentos do Evolucionismo 39  Diferentes áreas científicas contribuíram para a fundamentação e consolidação do conceito de evolução, entre elas destacam-se os dados fornecidos inicialmente pela :  Anatomia comparada,  Embriologia,  Paleontologia,  Biogeografia.  Posteriormente, os avanços da Ciência levaram ao desenvolvimento de novos ramos da Biologia, que produziram dados que vieram, também, apoiar as conceções evolucionistas. Entre esses argumentos mais recentes destacam-se os contributos da: Citologia,  Genética.   Bioquímica,  Os dados obtidos nas diferentes áreas científicas não devem ser considerados isoladamente, pois todos eles são complementares devendo ser usados conjuntamente para se compreender a relação evolutiva entre as diferentes espécies.
  • 40. Contributo da Anatomia Comparada 40  O desenvolvimento de sistemas de classificação para ordenar a grande diversidade de seres vivos conduziu à necessidade de estudar as semelhanças morfológicas.  Diferentes animais apresentam semelhanças anatómicas.  Estas semelhanças anatómicas podem ser explicadas admitindo-se que estes seres tiveram ancestrais em comum, dos quais herdaram um plano básico de estrutura corporal.  A anatomia comparada tem fornecido dados que apoiam o evolucionismo, revelando a existência de estruturas :  homólogos,  análogos,  vestigiais
  • 41. Contributo da Anatomia Comparada 41  Estruturas homólogas  Nos esqueletos dos membros apresentados verifica-se:  um plano estrutural semelhante;  um grau de desenvolvimento diferente, o qual está relacionado com a função que desempenham;  que os animais que vivem no mesmo ambiente (meio terrestre, por ex.) apresentam um desenvolvimento do esqueleto semelhante.
  • 42. Contributo da Anatomia Comparada 42  Estruturas homólogas  Seres de uma espécie ao migrarem para zonas com características ecológicas diferentes são sujeitos a uma seleção (seleção natural) que determina a sobrevivência daqueles que apresentam características que os tornam mais aptos para esse meio (sobrevivência do mais apto).  Assim, ocorre a divergência de organismos a partir de um grupo ancestral comum que colonizou diferentes habitats, sofrendo pressões seletivas diferentes (evolução divergente).  As estruturas homólogas:  Resultam da seleção natural exercida sobre indivíduos semelhantes em meios diferentes (pressões seletivas diferentes).  Descendem, por evolução divergente de um ancestral comum. (ex. membros anteriores de diferentes classes de vertebrados, tentilhões dos Galápagos)
  • 43. Contributo da Anatomia Comparada 43  Evolução divergente Indivíduos da mesma espécie migram para meios diferentes Em cada um dos novos meios são selecionados os organismos que apresentam características que os tornam mais aptos ao novo habitat. A partir do mesmo ancestral ocorre uma divergência nos organismos que colonizam diferentes habitats. Indivíduos diferentes com estruturas homólogas
  • 44. Contributo da Anatomia Comparada 44  Evolução divergente No caso da existência de vários nichos ecológicos ocorre uma radiação adaptativa.
  • 45. Contributo da Anatomia Comparada 45  Séries filogenéticas  As estruturas homólogas permitem construir séries filogenéticas.  As séries filogenéticas traduzem a evolução de estruturas homólogas em diferentes organismos, ou seja, o percurso evolutivo de órgãos homólogos ao longo do tempo.  As séries filogenéticas podem ser: • Progressivas; • Regressivas.  São progressivas quando as estruturas homólogas apresentam uma complexidade crescente (ex. coração dos vertebrados, sistema nervoso central dos vertebrados …).
  • 46. Contributo da Anatomia Comparada 46  Séries filogenéticas O estudo da anatomia do sistema nervoso central (SNC) dos vertebrados revela a existência de um padrão comum. No entanto, os seus componentes desenvolveram-se de forma diferente em diferentes grupos.  São progressivas quando as estruturas homólogas apresentam uma complexidade crescente; a partir de um órgão ancestral simples, foram surgindo órgãos cada vez mais complexos (ex. coração dos vertebrados, sistema nervoso central dos vertebrados …).
  • 47. Contributo da Anatomia Comparada 47  Séries filogenéticas  São regressivas quando as estruturas homólogas se tornam progressivamente mais simples (ex. redução do número de dedos do cavalo, perda dos membros das cobras, atrofia dos ossos das asas de aves corredoras…).
  • 48. Contributo da Anatomia Comparada 48  Estruturas análogas
  • 49. Contributo da Anatomia Comparada 49  Estruturas análogas  Quando sujeitos a condições ambientais semelhantes, são selecionados os indivíduos que, apesar de terem origens distintas, apresentam estruturas que, embora anatomicamente diferentes, desempenham funções semelhantes.  As estruturas análogas:  Resultam da seleção natural exercida sobre indivíduos diferentes em meios semelhantes (pressão seletiva idêntica). (ex. asas de insetos e asas de aves, cauda da baleia e barbatana caudal do peixe).  Surgem por evolução convergente  Não evidencia parentesco
  • 50. Contributo da Anatomia Comparada 50  Evolução convergente Indivíduos com diferentes origens sujeitos a condições ambientais semelhantes São selecionados todos os que apresentam estruturas que, apesar de anatomicamente diferentes, desempenham a mesma função Indivíduos diferentes com estruturas análogas.
  • 51. Contributo da Anatomia Comparada 51  Estruturas vestigiais  Órgãos que, em alguns organismos, encontram-se com tamanho reduzido (atrofiados) e geralmente sem função, mas noutros organismos são maiores e exercem função definitiva. (ex. apêndice humano, membrana nictitante humana, cintura pélvica e fémur de baleias e de serpentes).  Nota: a membrana nictitante protege o globo ocular e auxilia na sua limpeza; no humano já não tem estas funções.
  • 52. Contributo da Anatomia Comparada 52  Estruturas vestigiais  Como são estruturas homólogas de outras desenvolvidas podem revelar relações de parentesco entre os seres que as possuem pois deduz-se a presença de um ancestral comum. Estruturas que foram úteis e desenvolvidos em ancestrais no passado Indivíduos que colonizaram meios em Indivíduos que colonizaram meios em que estes órgãos lhe conferiam que são favorecidas as formas que têm vantagem adaptativa esses órgãos atrofiados (os órgãos desenvolvidos não lhe conferiam vantagem adaptativa) Os órgãos mantiveram-se funcionais Os órgãos tornaram-se dispensáveis e e bem desenvolvidos vestigiais
  • 53. Contributo da Paleontologia 53  O registo fóssil revela espécies inexistentes atualmente. contraria a ideia da imutabilidade das espécies e apoia o evolucionismo.  Ás arvore filogenética representam o percurso evolutivo de um determinado grupo, partindo do seu ancestral, até às formas atuais.
  • 54. Contributo da Paleontologia 54  Fósseis de formas intermédias ou sintéticas o Fósseis de seres que apresentam características que correspondem, na atualidade, a pelo menos dois grupos diferentes de seres vivos. Ex. Archaeopteryx Com características de réptil e de ave: dentes, escamas e cauda de réptil; asas e penas de ave. Ex. Pteridospérmicas Com características de Pteridófitas e de Gimnospérmicas: semelhantes morfologicamente a pteridófitas (fetos) mas reproduzindo-se por sementes.
  • 55. Contributo da Paleontologia 55  Fósseis de transição o Fósseis de formas intermédias que, provavelmente, terão feito a transição de um grupo para outro grupo de organismos. o Correspondem a pontos de ramificação, que conduziram à formação de novos grupos taxonómicos, e permitem construir árvores filogenéticas parciais. Ex. Ichthyostega Transição de peixe para anfíbio (1º vertebrado terrestre e 1º tetrápode) Com escamas, barbatana caudal e coluna vertebral muito flexível de peixe; com patas e caixa torácica mais desenvolvida de anfíbio.
  • 56. Contributo da Paleontologia 56  Fósseis de formas intermédias ou sintéticas Permitem deduzir que organismos atuais pertencentes a grupos diferentes não são independentes uns dos outros quanto à origem. Provêm do mesmo ancestral que, por evolução, originou indivíduos diferentes.
  • 57. Contributo da Citologia 57  A Teoria Celular elaborada por Schleiden e Schwan, em 1839, considera que:  todos os seres vivos são constituídos por células.  a célula é a unidade estrutural e funcional dos seres vivos.  Estudos de Bioquímica e Fisiologia Celular revelaram que:  existem vias metabólicas idênticas em organismos muito diferentes como animais e as plantas.  os processos metabólicos, a nível celular, são idênticos.  Universalidade estrutural e funcional entre os seres vivos.  Todos os seres vivos têm a mesma origem.  Evolução dos seres vivos.
  • 58. Contributo da Embriologia 58  Nem sempre é fácil reconhecer homologias nos indivíduos adultos.  Contudo, o acompanhamento do desenvolvimento embrionário de diferentes espécies permite observar essas homologias  A embriologia, ao permitir observar relações entre os diferentes grupos de seres vivos, que no estado adulto se tornam impercetíveis, contribui para o estabelecimento de relações de parentesco entre esses grupos.
  • 59. Contributo da Embriologia 59  Estudo comparativo do desenvolvimento embrionário de Peixes, Anfíbios, Répteis, Aves e Mamíferos. o Embriões de vertebrados diferentes apresentam, durante as primeiras fases de desenvolvimento, uma grande semelhança. o À medida que o embrião se desenvolve surgem características próprias e as semelhanças diminuem. o Quanto menor é o período embrionário comum entre dois organismos mais diferentes eles são e menor é o grau de parentesco entre eles.
  • 60. Contributo da Embriologia 60  Estudo comparativo do desenvolvimento embrionário de Peixes, Anfíbios, Répteis, Aves e Mamíferos. Os animais mais simples Os animais mais complexos sofrem menos modificações sofrem mais modificações   Apresentam cedo as Quanto mais complexo é o características que indivíduo mais tempo demora a vão prevalecer no adquirir a forma definitiva estado definitivo
  • 61. Contributo da Embriologia 61  Estudo comparativo do desenvolvimento embrionário de Peixes, Anfíbios, Répteis, Aves e Mamíferos. - Fendas  . aberturas que conduzem a bolsas branquiais (ao nível da faringe); branquiais . nos peixes mantêm-se abertas e comunicam com as brânquias; . nos vertebrados superiores desaparecem ou dão origem a estruturas internas (como a Trompa de Eustáquio). - Coração  . inicialmente um tubo com duas cavidades – mantém-se nos peixes; . três cavidades com mistura de sangues – mantém-se nos anfíbios e répteis; . quatro cavidades – nas aves e mamíferos. Embriões de vertebrados diferentes apresentam, durante as primeiras fases de desenvolvimento, uma grande semelhança  Relação de parentesco  Ancestral comum
  • 62. Contributo da Biogeografia 62  A Biogeografia analisa a distribuição geográfica dos seres vivos.  Maior proximidade geográfica espécies semelhantes evolução a partir de ancestrais comuns  Isolamento geográfico evolução divergente espécies diferentes  Conclui que:  as espécies tendem a ser tanto mais semelhantes quanto maior é a sua proximidade física,  quanto mais isoladas, maiores são as diferenças entre si, mesmo que as condições ambientais sejam semelhantes.
  • 63. Contributo da Biogeografia 63  Os mamíferos australianos são marsupiais  Os mamíferos dos outros continentes são placentários  Na Pangeia os mamíferos eram marsupiais  Com a separação dos continentes (há 190 M.a.) ocorreu isolamento.   Na Austrália Nos outros continentes os marsupiais surgiram os placentários, (estes persistiram possuíam características que os tornavam mais aptos). Os marsupiais foram eliminados.
  • 64. Contributo da Bioquímica 64  Existe uma unidade molecular nos seres vivos, pois são comuns:  Os componentes bioquímicos fundamentais – os compostos orgânicos – prótidos (20 aminoácidos codificáveis), lípidos, glícidos e ácidos nucleicos (5 tipos de nucleótidos)  Os mecanismos básicos – a universalidade do código genético, a síntese proteica, a atuação enzimática …  A análise da sequência de nucleótidos no DNA tem fornecido, nos últimos anos, provas a favor de uma origem comum para todos os seres vivos. Seres com moléculas de DNA semelhantes  Possuem ancestral comum  Possuem proteínas semelhantes  São anatomicamente semelhantes  São fenotipicamente semelhantes
  • 65. Contributo da Bioquímica 65  Dados sobre a sequência de aminoácidos de uma proteína  Quanto menor for a diferença na sequência de aminoácidos de uma proteína (por exemplo a insulina) de duas espécies diferentes, mais próximas filogeneticamente se encontram as espécies
  • 66. Contributo da Bioquímica 66  Dados sobre o DNA Hibridação do DNA • Desnaturação da molécula – desenrolar a hélice. • Recombinação com cadeias de DNA de outras espécies  (marcadas radioactivamente). Quanto maior for a quantidade de bases complementares emparelhadas mais próximas filogeneticamente se encontram as espécies. O ser humano está evolutivamente mais próximo do chimpanzé do que da galinha.
  • 67. Contributo da Bioquímica 67  Dados sorológicos  O sistema imunitário do indivíduo: • reconhece como estranhas as proteínas diferentes das suas (antigenes), • reage produzindo anticorpos específicos.  A reação antigene-anticorpo é específica inativa o antigene, forma um precipitado
  • 68. Contributo da Bioquímica 68  Dados sorológicos - Injeta-se sangue   o coelho produz anticorpos anti-humanos humano ( obtenção de soro anti-humano) - Adicionando soro anti-humano ao sangue de outro animal  reação anticorpo-antigene  formação de precipitado Quanto maior a quantidade de precipitado maior o grau de parentesco entre o homem e o animal em que se injeta o soro anti-humano