Organismos em seus ambientes. Prof. Dr. Francisco Soares Santos Filho UESPI

Transcrição

1 Organismos em seus ambientes Prof. Dr. Francisco Soares Santos Filho UESPI

2 Em biologia, nada tem sentido, exceto à luz da evolução (Theodosius Dobzhansky)

3 O significado da Adaptação É muito comum dizermos frases do tipo: X é adaptado a viver em Y Às vezes a frase soa vulgarmente como se X fosse de fato o agente capaz de modificar-se.

4 O significado da Adaptação Significado: Y foi o ambiente que estabeleceu forças de seleção natural; X teve sua linha ancestral selecionada por Y; X adaptado implica modificações genéticas ao longo da linha que o gerou. Conclusão: as características dos seres refletem na verdade os sucessos e fracassos dos seus ancestrais.

5 Teoria da Evolução A teoria da evolução com base na seleção natural é uma teoria essencialmente ecológica. 1) Os indivíduos de uma população não são idênticos. São, portanto, variáveis.

6

7 Teoria da Evolução 2) Uma parte desta variação é hereditária.

8 Teoria da Evolução 3) Todas as populações tem a potencialidade de povoar a Terra. Isto ocorreria se todos os indivíduos sobrevivessem e reproduzissem à taxa máxima de reprodução.

9 Teoria da Evolução 4) Cada indivíduo deixa um número diferente de descendentes o que inclui a taxa de sobrevivência e a reprodução da prole.

10 Teoria da Evolução 5) O número de descendentes depende da interação entre as características do indivíduo e seu ambiente. Em todo ambiente alguns indivíduos tenderão a sobreviver, a se reproduzir melhor e a deixar mais descendentes que os outros

11

12 Teoria da Evolução Os indivíduos mais aptos são os que conseguem deixar maior número de descendentes. Indivíduos com maior fitness (maior eficácia evolutiva) são aqueles que deixam um maior número relativo de descendentes, considerando as demais espécies.

13 Especialização em nível intra-específico Ecótipos são populações que divergem geneticamente e refletem ajustes entre seus organismos e os ambientes em que vivem.

14 Influência da evolução A evolução obriga as populações a divergirem se: i) existe suficiente variabilidade hereditária sobre a qual a seleção natural pode agir. ii) forças que favorecem as divergências são capazes de se oporem ao cruzamento e a hibridação de indivíduos de diferentes locais

15 Influência da evolução Organismos sésseis são mais suscetíveis às forças da seleção natural.

16 Influência da evolução Organismos móveis possuem uma margem de controle do ambiente, pois podem se deslocar escapando das forças seletivas.

17 Influência da evolução A adaptação local pode ser um fator que impeça a hibridação entre organismos que pertençam a populações diferentes.

18 Polimorfismo genético É a ocorrência simultânea, no mesmo habitat, de duas ou mais formas descontínuas de uma espécie, em uma proporção tal que a mais rara delas não pode ser mantida meramente por mutação recorrente ou migração.

19 Polimorfismo genético Muitos polimorfismos são mantidos ativamente pela Seleção Natural: 1) Os heterozigotos podem ter uma maior eficácia biológica. 2) Podem haver gradientes de forças seletivas; 3) Pode haver seleção dependente da frequência. 4) As forças seletivas podem atuar em direções distintas dentro das diferentes zonas.

20 Especiação Consiste no mecanismo de formação de novas espécies. A seleção natural pode forçar diferentes populações a evoluir. Espécie é o conjunto de seres semelhantes, morfológica e fisiologicamente, que são capazes de se intercruzarem e produzirem descendência fértil.

21 Teste de Mayr-Dobzhansky Indivíduos da mesma espécie, cruzados originam descendência fértil. A seleção natural pode tender a forçar uma população a evoluir em duas ou mais formas distintas. Entretanto a reprodução sexuada e a hibridação provocam novamente a mistura delas.

22 Seleção Natural Hibridação Reprodução sexuada

23 Especiação Ecológica Ortodoxa É a especiação induzida por seleção natural divergente em subpopulações diferentes. Ocorre da seguinte maneira: 1) Duas subpopulações se tornam isoladas e a seleção natural pressiona a adaptação genética em seus ambientes locais.

24 B A R R E Pop. 1 Pop. 2 I R A E C O L Ó G I C A

25 Especiação Ecológica Ortodoxa 2) A diferenciação genética estabelece um grau de isolamento reprodutivo. Este isolamento pode ser pré-zigótico ou pószigótico. 3) Em contato secundário as duas subpopulações se reencontram. 4) Produzem híbridos com baixa eficácia biológica 5) A seleção natural favorecerá os atributos que reforçam o isolamento reprodutivo priorizando os pré-zigóticos. Nem toda especiação é ortodoxa.

26

27 Especiação Alopátrica e Simpátrica Em algumas situações não ocorre contatos (primário nem secundário) Isto está relacionado a alta divergência entre subpopulações ou mesmo separação geográfica (alopatria). Não há necessidade de separação geográfica quando existem fatores prézigóticos ou pós-zigóticos impedindo o fluxo gênico (simpatria).

28

29 Especiação Alopátrica e Simpátrica A baixa frequência de mecanismos que interfiram no isolamento pode gerar um continuum de (sub)formas diferentes.

30 Ilhas de especiação As ilhas tem grande significado para ecologia das populações e das comunidades. O isolamento propicia ambiente favorável à separação de espécies. O melhor exemplo é o Arquipélago de Galápagos.

31

32 Aves do gênero Geospiza e outros gêneros próximos. Principal foco de observação de Charles Darwin: os tentilhões

33

34

35 Padrões insulares As espécies presentes em ilhas são diferentes em algum grau das espécies presentes em continentes. Isto ocorre devido a duas razões principais: 1) Animais e plantas tem sua diversidade limitada aos ancestrais que colonizaram inicialmente a ilha. 2) Devido ao isolamento, que impede o intercâmbio de material genético.

36 Padrões insulares As ilhas contêm muitas espécies endêmicas, além de muitas raças e subespécies diferenciadas que são distinguíveis das formas continentais. Suas características são moldadas por genes que estavam na população de colonizadores. Os desvios entre populações isoladas em ilhas estão relacionados à composição aleatória de um grupo dos genes fundadores.

37 Alterações na paleotemperatura

38 Alterações nos continentes - i

39 Alterações nos continentes - ii

40 Alterações nos continentes - iii

41 Alterações nos continentes - iv

42

43