COMO SURGIRAM OS SERES VIVOS? 23/06/2015 ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO ABIOGÊNESE X BIOGÊNESE COMO SURGIRAM OS SERES VIVOS?

Transcrição

1 ORIGEM DA VIDA E EVOLUÇÃO Prof. Ramon Lamar PROGRAMA DE EVOLUÇÃO PARA O ENEM Origem e evolução da vida A biologia como ciência: história, métodos, técnicas e experimentação. Hipóteses sobre a origem do Universo, da Terra e dos seres vivos. Teorias de evolução. - Explicações pré-darwinistas para a modificação das espécies. - A teoria evolutiva de Charles Darwin. - Teoria sintética da evolução. Seleção artificial e seu impacto sobre ambientes naturais e sobre populações humanas. COMO SURGIRAM OS SERES VIVOS? COMO SURGIU A DIVERSIDADE DE SERES VIVOS? COMO SURGIU O HOMEM? COMO SURGIRAM OS SERES VIVOS? ABIOGÊNESE X BIOGÊNESE Ser vivo pode se originar da matéria morta. Ser vivo só se origina de outro ser vivo. ABIOGÊNESE CONFORME VAN HELMONT EXPERIMENTO DE REDI Ratos podem se originar de uma camisa suada e trigo guardados em um porão escuro. Os vermes são larvas de moscas que desovam no frasco destampado. 1

2 EXPERIMENTO DE PASTEUR HIPÓTESE DE OPARIN E HALDANE A VIDA SURGIU PELA EVOLUÇÃO GRADUAL DE SISTEMAS QUÍMICOS. Bactérias surgem de esporos presentes no ar, que desenvolvem-se nos caldos nutritivos. H 2 H 2 O CH 4 NH 3 CO 2 (?) ultravioleta EXPERIMENTO DE MILLER descargas elétricas protocélulas coacervados calor radioatividade aminoácidos, açúcares, lipídeos, nucleotídeos... Produção de aminoácidos e outros compostos orgânicos. Compostos orgânicos CO 2 Panspermia cósmica FERMENTAÇÃO FOTOSSÍNTESE Compostos orgânicos O 2 RESPIRAÇÃO AERÓBICA 2

3 COMO SURGIU A DIVERSIDADE DE SERES VIVOS? CRIACIONISMO: Os seres vivos foram criados por Deus ou por deuses. FIXISMO: As espécies são fixas e imutáveis, ou seja, não sofreram modificações desde que foram criadas. CATASTROFISMO DE CUVIER: Deus criou as espécies várias vezes e após cada criação destruiu as espécies criadas até criar as espécies atuais. Os fósseis seriam os restos das espécies soterradas. FÓSSIL: Qualquer evidência física da existência de vida no passado: esqueletos, pegadas, moldes, etc. EVOLUCIONISMO DE LAMARCK EVOLUCIONISMO DE DARWIN & WALLACE LEI DO USO E DESUSO HERANÇA DOS CARACTERES ADQUIRIDOS NECESSIDADE - Viagem a bordo do Beagle ( ) - Observação da fauna e flora (Galápagos) - Desenvolvimento da teoria de evolução - Leitura da carta de Wallace (evolução em orquídeas) - Divulgação conjunta das duas ideias (1858) - Publicação do ORIGEM DAS ESPÉCIES (1859) DARWIN & WALLACE VARIAÇÕES ENTRE OS SERES VIVOS ALGUMAS VARIAÇÕES SÃO MAIS ADAPTATIVAS LUTA PELA SOBREVIVÊNCIA SELEÇÃO NATURAL DAS FORMAS ADAPTADAS TRANSMISSÃO DAS CARACTERÍSTICAS PARA OS DESCENDENTES NEO-DARWINISMO (TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO) VARIAÇÕES COMO RESULTADO DE MUTAÇÃO E RECOMBINAÇÃO LUTA PELA SOBREVIVÊNCIA SELEÇÃO NATURAL POPULAÇÃO = UNIDADE EVOLUTIVA GENÉTICA DE POPULAÇÕES 3

4 TIPOS DE SELEÇÃO NATURAL Número de indivíduos pequenas médias grandes Comprimento das asas Número de indivíduos SELEÇÃO DIRECIONAL Número de indivíduos pequenas médias grandes Comprimento das asas pequenas médias grandes Comprimento das asas Número de indivíduos SELEÇÃO ESTABILIZADORA Número de indivíduos pequenas médias grandes Comprimento das asas pequenas médias grandes Comprimento das asas 4

5 Número de indivíduos pequenas médias grandes SELEÇÃO DISRUPTIVA Comprimento das asas FORMAÇÃO DE NOVAS ESPÉCIES CONCEITOS IMPORTANTES EM EVOLUÇÃO NADADEIRA DE GOLFINHO ASA DE BORBOLETA ANALOGIA BRAÇO HUMANO PATA DE CACHORRO HOMOLOGIA ASA DE AVE 5

6 CONVERGÊNCIA Tubarão Ictiossauro IRRADIAÇÃO Golfinho CONVERGÊNCIA CONSTÂNCIA EVOLUTIVA EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO BIOQUÍMICA COMPARADA 6

7 HIBRIDIZAÇÃO DE DNA DNA DO ANIMAL A DNA DO ANIMAL B ELEVADO PARENTESCO PARENTESCO AFASTADO HIBRIDIZAÇÃO DE DNA DNA DO ANIMAL A DNA DO ANIMAL B ELEVADO PARENTESCO PARENTESCO AFASTADO EMBRIOLOGIA COMPARADA Lei de Haeckel (Lei Biogenética Fundamental): A ontogênese recapitula a filogênese. Os organismos, durante seu desenvolvimento, passam por estágios que repetem a estrutura da fase adulta dos ancestrais da espécie. PEIXE SALAMANDRA TARTARUGA GALINHA PORCO HOMEM ESTUDO DOS FÓSSEIS: PALEONTOLOGIA 7

8 ARQUEOPTÉRIX ARQUEOPTÉRIX GENÉTICA E EVOLUÇÃO: MELANISMO INDUSTRIAL EM Biston betularia. Evolução é a mudança de frequências gênicas. A MELANISMO INDUSTRIAL EM Biston betularia. a A frequência do gene s é alta em regiões malarígenas, indicando que, nesses locais a presença do gene s é vantajosa EM HETEROZIGOSE. a A Malária % do gene s SS: normal Ss: normal portador ss: anemia falciforme 8

9 COMO SURGIU O HOMEM? HOMINÍDEOS HOMEM EVOLUÇÃO DOS PRIMATAS PONGÍDEOS OUTROS PRIMATAS GORILA CHIMPANZÉ ORANGOTANGO ANCESTRAL COMUM DOS PRIMATAS BABUÍNOS MACACOS MICOS Australopithecus afarensis - 5 a 2 milhões de anos atrás a 120 cm de altura cm 3 de capacidade craniana Australopithecus afarensis Lucy - Descoberta em ,2 milhões de anos ETIÓPIA Australopithecus afarensis Homo habilis - 2 milhões de anos atrás a 150 cm de altura cm 3 de capacidade craniana Homo erectus - 1,5 milhões de anos atrás de altura cm 3 de capacidade craniana Homo habilis Ferramentas de pedra lascada. Homo erectus Ferramentas melhores. Domínio do fogo. Vida em cavernas. Linguagem (?) 9

10 Homo sapiens e H. neanderthalensis (?) a 200 mil anos atrás de altura cm 3 de capacidade craniana Evolução ANATÔMICA humana: AUMENTO DA ESTATURA MUDANÇA NA CURVATURA DA COLUNA VERTEBRAL AUMENTO DA CAPACIDADE CRANIANA MUDANÇAS NA ARCADA DENTÁRIA ACHATAMENTO DA FACE DIMINUIÇÃO DAS CRISTAS SUPRA-ORBITAIS FORMAÇÃO DE TESTA E QUEIXO Evolução CULTURAL humana: CAPACIDADE DA FALA FERRAMENTAS DE PEDRAS E METALURGIA TRANSMISSÃO DAS TECNOLOGIAS ( COMO FAZER ) CULTIVO DE PLANTAS E CRIAÇÃO DE ANIMAIS SENSO ARTÍSTICO SURGIMENTO DA ESCRITA FUGA DA SELEÇÃO NATURAL: ROUPAS, MEDICAMENTOS, ARMAS EXERCÍCIOS 10

11 Meses depois de deixar o convés do Beagle, Darwin estabeleceu-se em Londres, o coração da Inglaterra. Ansioso para se juntar aos verdadeiros naturalistas, Darwin mergulhou no trabalho de redigir a sua pesquisa, realizada durante a viagem no Beagle. Enquanto isso, uma grande ideia estava tomando forma em sua mente. Será que suas reflexões iniciais a bordo do navio estavam certas? Era possível que novas espécies pudessem surgir de velhas espécies? Se fosse possível, como isso poderia ter acontecido? Fragmento extraído do Material Educativo da Exposição. Darwin Descubra o Homem e a Teoria Revolucionária que Mudou o Mundo. Instituto Sangari, s/d. Vários anos após o término de sua viagem ao redor do mundo a bordo do Beagle, Charles Darwin publicou sua revolucionária teoria da evolução das espécies por meio da seleção natural. Graças às reflexões do cientista durante a viagem mencionada no texto, hoje se sabe que 11

12 A) as mutações são o único fator responsável pela variabilidade genética nos seres vivos. B) a seleção natural é o único mecanismo conhecido responsável pelas mudanças evolutivas nos seres vivos. C) os indivíduos de uma população natural são todos iguais entre si, apresentando forma e comportamento imutáveis. D) o uso frequente de determinado órgão ou parte do corpo conduz à sua hipertrofia, característica mantida na prole. E) algumas características podem contribuir para a sobrevivência e reprodução de certos indivíduos em determinado ambiente. Desde que o homem começou a explorar os recursos do planeta, vem provocando impactos sobre o meio ambiente. A ilustração mostra, de forma bem-humorada, uma consequência desses impactos. Em relação ao impacto sugerido pela figura, trata-se de uma consequência direta de ações do homem, que mostram sua A) incapacidade de se adaptar a ambientes desfavoráveis, observada ao longo de sua história evolutiva. B) capacidade de prever os impactos de suas intervenções no meio ambiente, a médio e longo prazos. C) preocupação em associar suas atividades com os benefícios e prejuízos causados ao meio ambiente. D) dificuldade de diferenciar as ações que não interferem no meio ambiente, a curto prazo, das que podem originar catástrofes a longo prazo. E) capacidade de priorizar as práticas de desenvolvimento social e tecnológico, as quais não provocam degradação do meio ambiente. 12

13 O ser humano é responsável pela seleção de características, por exemplo, tipo e cor da pelagem dos animais domésticos, muitas das quais não eram observadas nos indivíduos selvagens das espécies. Cientistas das universidades de Uppsala (Suécia) e Durham (Reino Unido) explicam que o homem selecionou de forma ativa e proposital os animais domésticos com pelagens curiosas. Disponível em: Acesso em: 7 abr (adaptado). A partir de suportes diferentes, os quadrinhos e o texto apresentado abordam o mesmo tema, que se refere à seleção A) natural. B) direcional. C) artificial. D) estabilizadora. E) cromatográfica. A recapitulação é uma ideia audaciosa e influente, associada especialmente a Ernst Haeckel. Segundo a teoria da recapitulação, as fases de desenvolvimento de um organismo (ontogenia) correspondem à história de sua espécie (filogenia). A aparência transitória de estruturas semelhantes a fendas branquiais no desenvolvimento de humanos e outros mamíferos é um exemplo notável. Os mamíferos evoluíram de um estágio ancestral de peixe e suas fendas branquiais embrionárias recapitulam tal ancestralidade. RIDLEY, M. Evolução. Porto Alegre: Artmed, 2006 (adaptado). Com base nos pressupostos da teoria da recapitulação, a assertiva que melhor a resume é: A) A ontogenia recapitula a filogenia. B) A vida recapitula a morte dos antepassados. C) A teoria da vida recapitula a história da vida. D) A aparência transitória é um exemplo notável. E) A ontogenia consiste na formação das brânquias dos peixes. 13

14 Lobos da espécie Canis lycaon, do leste dos Estados Unidos, estão intercruzando com coiotes (Canis latrans). Além disso, indivíduos presentes na borda oeste da área de distribuição de C. lycaon estão se acasalando também com lobos cinzentos (Canis lupus). Todos esses cruzamentos têm gerado descendentes férteis. Scientific American Brasil, Rio de Janeiro, ano II, 2011 (adaptado). Os animais descritos foram classificados como espécies distintas no século XVIII. No entanto, aplicando-se o conceito biológico de espécie, proposto por Ernst Mayr em 1942, e ainda muito usado hoje em dia, esse fato não se confirma, porque A) esses animais são morfologicamente muito semelhantes. B) o fluxo gênico entre as três populações é mantido. C) apresentam nichos ecológicos muito parecidos. D) todos têm o mesmo ancestral comum. E) pertencem ao mesmo gênero. Embora seja um conceito fundamental para a biologia, o termo "evolução" pode adquirir significados diferentes no senso comum. A ideia de que a espécie humana é o ápice do processo evolutivo é amplamente difundida, mas não é compartilhada por muitos cientistas. Para esses cientistas, a compreensão do processo citado baseia-se na ideia de que os seres vivos, ao longo do tempo, passam por A) modificação de características B) incremento no tamanho corporal C) complexificação de seus sistemas D) melhoria de processos e estruturas E) especialização para uma determinada finalidade 14