BIOLOGIA E GEOLOGIA 11º ANO ANO LECTIVO 2012/2013. NOME DO ALUNO PROFESSORA: Isabel Dias. Argumentos a favor do evolucionismo.

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1 BIOLOGIA E GEOLOGIA 11º ANO ANO LECTIVO 2012/2013 NOME DO ALUNO PROFESSORA: Isabel Dias Argumentos a favor do evolucionismo N.º Introdução Existem vários tipos de argumentos a favor das teorias evolucionistas, baseados em dados recolhidos por numerosos ramos da ciência. Estes factos, no entanto, não devem ser considerados isoladamente, pois todos estes aspectos são complementares e devem ser usados no maior número possível para se obter uma relação evolutiva entre as diferentes espécies. Argumentos paleontólogos A descoberta de formas fósseis, actualmente extintas, contraria a ideia da imutabilidade das espécies; Formas sintéticas ou intermédias, com características de dois grupos actuais. São disso exemplo os fósseis do Archeopterix (considerada a primeira ave, ainda apresenta escamas na cabeça, dentes, garras e cauda com ossos, apesar de já apresentar asas e penas). Outro exemplo comum são as Pteridospérmicas, ou os fetos com sementes, plantas que parecem ter sido uma primeira experiência no surgimento de sementes; Fóssil de Archeopterix, um animal com penas, mandíbula com dentes cónicos, cauda e garras nos quatro membros As formas sintéticas são, por vezes, também chamadas formas de transição, porque algumas delas terão sido a transição de um grupo para outros grupos de organismos - esta situação é ilustrada pelo fóssil Ichthyostega (considerado o primeiro anfíbio, ainda apresenta escamas e barbatana caudal mas já tem uma caixa torácica bem desenvolvida e membros pares), que representa a passagem entre dois grupos actuais (peixes e anfíbios). O Basilosaurus é outro fóssil de transição nos mamíferos aquáticos, um ascendente das baleias actuais mas que ainda apresentava quatro membros desenvolvidos; Ichthyostega, fóssil de transição entre peixe e anfíbio 1

2 Séries filogenéticas ou ortogenéticas, conjuntos de fósseis de organismos pertencentes a uma mesma linha evolutiva (geralmente géneros ou espécies), revelando uma tendência evolutiva constante numa dada direcção, ao longo de um prolongado período de tempo, como no caso do cavalo ou do elefante. Argumentos anatómicos Sistemas internos de animais muito diferentes externamente são anatómica e fisiologicamente semelhantes; Órgãos homólogos, com aspecto e função diferentes mas com a mesma origem embrionária, pode ser explicada por fenómenos de divergência, que diferenciam estruturas originalmente semelhantes para funções muito díspares (membros anteriores dos vertebrados são um exemplo dessa situação, tal como as peças bucais dos insectos ou as folhas e pétalas das plantas). Resolva a actividade 5 da página 132 do manual 2

3 O critério para classificar uma estrutura como homóloga tem em conta essencialmente 3 aspectos (semelhança na estrutura de pormenor, semelhança na relação com as estruturas vizinhas, origem embrionária idêntica). No estudo destas situações deve-se, igualmente, ter em conta o sentido da evolução: série filogenética progressiva, que se processa do simples para o complexo (sistema nervoso ou o coração dos vertebrados, por exemplo); série filogenética regressiva, que se processa do complexo para o simples (redução das asas em aves corredoras ou número de membros em lagartos, por exemplo); Órgãos análogos, que desempenham função similar mas tem origem embrionária e estrutura anatómica diferente, pode ser explicada por um processo de adaptação e revelam um fenómeno de convergência, sem ancestral comum (as asas de insectos e aves são disso exemplo, tal como o corpo fusiforme de peixes e mamíferos marinhos); Estruturas vestigiais, não sendo mais que estruturas homólogas de outras plenamente desenvolvidas, podem revelar relações de parentesco entre os seres que as possuem pois deduz-se a presença de um ancestral comum. A presença destas estruturas vestigiais revela a acção de uma evolução no sentido regressivo, privilegiando indivíduos com estruturas cada vez menores, como os dentes em algumas espécies de baleias, dedos laterais nos cavalos, apêndice humano, ossos das patas em cobras, etc. (Vértebra coccígea, apêndice; membrana nictitante e músculos das orelhas) 3

4 Argumentos embriológicos O desenvolvimento embrionário nas diferentes classes de vertebrados apresenta semelhanças espantosas, nomeadamente: Fossas branquiais existem na região do pescoço, são aberturas que conduzem a bolsas branquiais, dando origem, nos peixes, a fendas branquiais e às guelras. Nos vertebrados superiores desaparecem ou dão origem a estruturas internas, como a Trompa de Eustáquio que liga a faringe ao ouvido, canal auditivo, etc; Coração nas aves e nos mamíferos inicialmente surge um tubo com duas cavidades, que se mantém nos peixes, depois passa a apresentar três cavidades com mistura de sangues (anfíbios) e, por último, passa a quatro cavidades (aves e mamíferos); Lei da recapitulação e Lei biogenética após a constatação das semelhanças de desenvolvimento entre os organismos, Haeckel propôs as seguintes leis, respectivamente: a ontogenia recapitula a filogenia e durante o desenvolvimento embrionário o animal passa por fases que correspondem às fases adultas das espécies ancestrais. Deste modo, quanto mais afastados filogeneticamente estiverem dois organismos, menores serão as fases ontogenéticas comuns. Actualmente, esta lei foi reformulada: o embrião de uma classe superior passa, na totalidade ou em parte, por estados que reproduzem fases embrionárias dos animais de classes sistematicamente inferiores. Argumentos bioquímicos Existe uma unidade molecular nos seres vivos, pois os mecanismos básicos são os mesmos, tal como os componentes bioquímicos fundamentais (5 tipos de nucleótidos, 20 tipos de aminoácidos, actuação enzimática, código genético, processos metabólicos). As variações apresentam uma gradação, sugerindo uma continuidade evolutiva (quanto mais afastados filogeneticamente se encontrarem dois organismos, mais diferem na sequência de DNA, na sequência de proteínas e, portanto, nos processos metabólicos que essas proteínas controlam); Estudos comparativos em proteínas as proteínas são as moléculas mais numerosas no corpo dos seres vivos, condicionando, com a sua sequência de aminoácidos específica, as características fenotípicas desses mesmos seres. Deste modo, é de prever que quanto maior a proximidade evolutiva entre dois seres, maior seja a semelhança nas suas proteínas. Estudos sobre a molécula da insulina, uma hormona produzida pelo pâncreas formada por duas cadeias polipeptídicas, revelaram que as várias moléculas características das espécies teriam derivado, por pequenas mutações, de um ancestral comum. 4

5 Estudo semelhante foi realizado com o citocromo C, uma proteína respiratória que se encontra em todos os seres aeróbios. No decurso da evolução, mutações alteraram aminoácidos em determinadas posições mas todas as espécies têm uma estrutura e função semelhantes. Assim, a ideia de Darwin de que todas espécies estariam ligadas por árvores filogenéticas tem apoio neste tipo de estudo pois mesmo entre seres tão distantes evolutivamente como o Homem e uma bactéria podem ser encontradas proteínas comuns. As proteínas são produtos da informação contida no DNA, pelo que estes estudos podem ser ainda mais precisos estudando a própria fonte dessa informação; Resolva a actividade 6 da página 136 do manual Dados sobre a sequência do DNA a evolução reflecte as alterações hereditárias ocorridas ao longo das gerações. Geralmente os estudos com DNA pretendem avaliar o grau de divergência entre espécies com ancestrais comuns. Estes estudos utilizam a técnica da hibridação do DNA. Procede-se inicialmente à desnaturação das cadeias de DNA. Essas cadeias desenroladas são recombinadas com outras de espécie diferente, previamente isoladas e marcadas radioactivamente - hibridação. O grau de hibridação é proporcional ao grau de parentesco entre as espécies; Dados sorológicos as reacções sorológicas permitem determinar o grau de afinidade entre as espécies em estudo, baseando-se na reacção anticorpo-antigénio. O sistema imunitário de um qualquer indivíduo reconhece como estranhas proteínas diferentes das suas, respondendo com a produção de anticorpos específicos. Os anticorpos são proteínas produzidas nos leucócitos, como resposta à introdução no meio interno de um indivíduo de uma substância estranha, o antigénio. A reacção antigénio-anticorpo é específica, ou seja, as duas moléculas são complementares, daí resultando a inactivação do antigénio e a formação de um precipitado visível. Deste modo, quanto maior a afinidade entre o antigénio e o anticorpo, maior a reacção e maior o precipitado. A base destes estudos é que quanto mais afastada evolutivamente uma espécie se encontra de outra, maior o número de proteínas diferentes e, consequentemente, maior a intensidade da reacção imunitária. A adição de anti-soro humano (contendo anticorpos específicos para as proteínas do sangue humano), por exemplo, ao sangue de vários animais, permite avaliar o parentesco entre o Homem e esses animais, através do grau de aglutinação (quanto maior o grau de aglutinação, maior a reacção, maior o parentesco). Como se obtém o anti-soro humano? Injecta-se, por exemplo, num coelho soro humano, para que este produza, nos seus glóbulos brancos, anticorpos anti-humanos e os lance na corrente sanguínea. O soro retirado desse coelho vai conter anticorpos específicos para as proteínas do soro humano, ou seja, é um anti-soro humano; Argumentos citológicos Teoria celular, considerada o segundo grande princípio da Biologia do século XIX, foi enunciada por Schleiden e Schwann (1839), os quais propuseram que todos os animais e plantas são formados por pequenas unidades fundamentais designadas células. Estas formam-se sempre a partir de outra preexistente, por divisão celular. Esta teoria apoia a evolução pois não é lógico considerar que espécies com origem diferente, por coincidência, apresentassem a mesma estrutura básica, bem como os mesmos fenómenos (mitose e meiose). Argumentos parasitológicos Parasitas são altamente específicos em relação ao hospedeiro. Considera-se que derivam de ancestrais de vida livre que em dada altura estabeleceram uma relação com outra espécie. Esta especificidade impede-os de procurar outra espécie hospedeira. Deste modo, o facto de o mesmo parasita usar como hospedeiro duas 5

6 espécies diferentes pode servir como prova da relação entre elas. O piolho do género Pediculus, por exemplo, apenas parasita o Homem e o chimpanzé, sendo diferente dos piolhos dos outros primatas. Deste modo, considera-se que existe uma maior afinidade entre o Homem e o chimpanzé, do que entre o Homem e os outros primatas. Argumentos da selecção artificial A domesticação de plantas e animais, a partir de espécies selvagens, com a fixação de determinados caracteres que mais interessam aos agricultores e criadores é, como Lamarck e Darwin afirmaram, uma prova da transformação das espécies. Argumentos biogeográficos As áreas de distribuição das diferentes espécies fazem salientar dois aspectos: semelhanças nítidas entre organismos de regiões distantes (semelhança entre seres de ilhas e do continente mais próximo, sugerindo que essas massas de terra teriam estado ligadas no passado, no tempo em que aí teria vivido um ancestral comum, por exemplo) e grande diversidade específica em indivíduos distribuídos em zonas geográficas muito próximas (espécies derivadas de um ancestral comum mas sujeitas a condições diferentes, vão constituir populações que, com o tempo, dão origem a novas espécies). Todos estes fenómenos só podem ser entendidos como casos de evolução convergente ou divergente. Argumentos taxonómicos Estudos taxonómicos anteriores a meados do século XIX levantaram problemas de classificação, que apenas a hipótese do evolucionismo pode resolver. São indivíduos com características atípicas, até aí considerados aberrações, que ajudam a apoiar a teoria evolucionista. O ornitorrinco é um desses casos, um animal com pêlo e glândulas mamárias (mamífero), com cloaca, ovíparo, de temperatura corporal baixa (réptil) e com boca em forma de bico (ave). Este organismo parece ser um representante da linha evolutiva primitiva dos mamíferos. Notese, no entanto, que este facto não é completamente verdadeiro pois o ornitorrinco é uma linha evolutiva actual, com sucesso, não é uma espécie de beco sem saída da evolução, tem tantos anos de evolução como os seres humanos. Outros dois casos típicos da dificuldade em classificar foram duas espécies de peixes, o perioftalmo e o dipnóico. O primeiro vive nos mangais de África, onde, devido aos seus olhos e sistema respiratório adaptados ao ar, durante a maré baixa corre velozmente apoiado sobre barbatanas transformadas em muletas. O segundo, vive nas águas doces de África, Austrália e América do Sul, onde tanto pode respirar pelas guelras (como um peixe), como pela bexiga-natatória, que funciona como um pulmão (como um anfíbio). Este conjunto de argumentos parece provar indiscutivelmente que a evolução existe! 6