FICHA (IN)FORMATIVA Nº 1 Biologia e Geologia Módulo 5

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1 FICHA (IN)FORMATIVA Nº 1 Biologia e Geologia Módulo 5 Mecanismos de Evolução Fixismo e Teorias Fixistas As espécies são unidades fixas e imutáveis que, num mundo igualmente estático, surgem independentemente umas das outras. Origem dos seres vivos explicada por: Teoria da geração espontânea: a partir de matéria inerte em condições especiais (contrariada por Pasteur); Criacionismo: num acto de criação especial (perfeição = estabilidade). Transição para o evolucionismo (Séc XVIII) Natureza imutável transição Natureza variável. A partir do Século XVIII surgem evidências de um Mundo em constante mudança. As primeiras ideias evolucionistas, foram chamadas transformistas. São fundamentalmente duas as áreas do conhecimento que vão contribuir decisivamente para o abandono das ideias fixistas: O estudo das espécies actuais (Lineu) A análise pormenorizada dos fósseis* (Cuvier) Na tentativa de conciliar os dados fósseis com o fixismo, George Cuvier, elaborou a teoria do catastrofismo em De acordo com esta teoria, o desaparecimento das formas fossilizadas deve-se a catástrofes naturais em determinados locais e num determinado tempo que destruíram a fauna e flora dessa região. Alguns seguidores de Cuvier extremaram as ideias admitindo que as catástrofes eram globais, verdadeiros holocaustos que destruíram por completo a fauna e flora do planeta. Posteriormente dava-se o repovoamento da Terra em novos actos de criação. Por esta razão o catastrofismo é muitas vezes referido como teoria das criações sucessivas. * Fóssil (def.) Restos ou vestígios de seres vivos que ficaram preservados em rochas cuja génese é contemporânea da existência de seres vivos. Professora Ana Cristina Andrade Página 1 de 9

2 Séc. XIX Charles Lyell - Princípio das Causas actuais ou Lei do Uniformismo: As leis naturais são constantes no espaço e no tempo; As causas que provocaram determinadas alterações geológicas no passado são iguais às que provocam os mesmos fenómenos no presente (exemplo: acção erosiva do vento e da chuva). Evolucionismo e Teorias Evolucionistas Maupertuis Lança a hipótese de adaptação ao meio. Buffon Fez referência às variações geográficas entre indivíduos da mesma espécie. Lamarckismo O ambiente condiciona a evolução, levando ao aparecimento de características que permitem aos indivíduos adaptar-se às condições em que vivem (a função determina a estrutura). Segundo Lamarck os organismos complexos originam-se progressivamente a partir de outros mais simples. Em resposta às solicitações do ambiente os organismos adquirem ou perdem determinadas características e essas alterações são transmitidas à descendência. Pode ser resumido em 2 princípios fundamentais: - Lei do uso e do desuso; - Lei da herança dos caracteres adquiridos. Darwinismo Darwin foi influenciado por: Dados geológicos (Lyell e Hutton); Dados biogeográficos (Arquipélagos: Galápagos e Cabo Verde, entre outros...); Selecção artificial (criação de pombos); Variabilidade intra-específica; Crescimento populacional (Malthus). O conceito que verdadeiramente caracteriza a teoria da Evolução de Darwin é o conceito de selecção natural. Os seres vivos, mesmo os da mesma espécie, apresentam variações entre si. O meio exerce uma selecção natural que favorece os indivíduos que possuem as características mais apropriadas para um determinado ambiente e num determinado tempo, tornando-os mais aptos e eliminando gradualmente os restantes. Professora Ana Cristina Andrade Página 2 de 9

3 Semelhanças Diferenças Lamarckismo Darwinismo Teorias explicativas da biodiversidade Atribuem ao ambiente um papel fundamental na evolução O ambiente é o principal factor O ambiente vai desempenhar um papel responsável pelas alterações seleccionador (selecção natural) na medida em em determinado órgão dos que escolhe as variações dos seres vivos seres vivos. (variabilidade diferencial) que permitem uma melhor sobrevivência (sobrevivência diferencial). Argumentos do evolucionismo: A. Argumentos de anatomia comparada Estruturas homólogas Evolução divergente regressiva ou progressiva (origem embrionária comum, idêntica organização estrutural, idêntica posição relativa e funções diferentes). Permite o estabelecimento de séries filogenéticas. Estruturas análogas Evolução convergente (origem embriológica diferente, anatomicamente diferentes e funções semelhantes) Estruturas vestigiais (atrofia de um órgão primitivamente desenvolvido; E.g. Apêndice e dentição nos humanos) Professora Ana Cristina Andrade Página 3 de 9

4 B. Argumentos paleontológicos Formas fósseis extintas não têm representantes actuais; contraria a ideia de imutabilidade. Formas fósseis de transição formas sintéticas - as suas características correspondem, na actualidade a grupos diferentes de seres vivos; por exemplo: Archaeopteryx e Pteridospérmicas. Permitem o estabelecimento de árvores filogenéticas (filos = grupo + gene = provém). C. Argumentos da embriologia Lei da recapitulação de Haeckel ou lei da biogenética ( A ontogenia é uma recapitulação rápida e abreviada da filogenia ) D. Argumentos biogeográficos Exemplo: Os mamíferos do continente australiano (marsupiais). E. Argumentos citológicos Todos os organismos com o mesmo tipo de moléculas (lípidos, proteínas, ácidos nucleicos,...); Intervenção do DNA e RNA no mecanismo de produção de proteínas; Universalidade do código genético que coordena a síntese proteica F. Argumentos bioquímicos Permitem o estabelecimento de relações de parentesco: - Análise de proteínas (E.g. Insulina, hemoglobina e citocromo) - Hibridação de DNA - Testes serológicos (Reacções antigénio anticorpo) Teoria sintética da evolução (Neodarwinismo) A teoria da evolução proposta por Darwin apresenta alguns pontos frágeis. Os mecanismos responsáveis pelas variações verificadas nas espécies e o modo como essas variações se transmitem de geração em geração estavam por explicar. Esta teoria sintética da evolução engloba três conclusões: 1. A evolução gradual das espécies pode ser explicada por mutações que são a fonte primária de variabilidade (mutações génicas vs. mutações cromossómicas); 2. A recombinação genética é o factor primordial dessa variabilidade: meiose (crossingover e segregação independente de cromossomas homólogos) e fecundação; 3. A selecção natural faz a triagem dentro da variabilidade (aptidão evolutiva vs. adaptação evolutiva). Professora Ana Cristina Andrade Página 4 de 9

5 Interpretação de um exemplo de evolução. A penicilina é um eficaz agente bactericida, isto é, em pequenas doses mata certas estirpes de bactérias patogénicas, pelo que é usada no tratamento de doenças cujos agentes são bactérias. Verificou-se, no entanto, ao longo dos anos de uso daquele antibiótico, o aparecimento de estirpes bacterianas não sensíveis à penicilina (estirpes resistentes), sendo, por isso, necessário, ou o aumento da quantidade de penicilina usada ou o uso de outros antibióticos para o tratamento das doenças que essas estirpes provocam. Lamarckismo Darwinismo Neodarwinismo O aparecimento de um novo ambiente (com penicilina) vai afectar a bactéria que sente uma necessidade de se lhe adaptar, resistindo à acção bactericida da penicilina. Desse modo, a bactéria desenvolve resistências, característica que irá transmitir à descendência. Na população de bactérias que infectam os indivíduos há variabilidade: mesmo antes do uso do antibiótico, enquanto que a maioria dos indivíduos é sensível à penicilina há já alguns, poucos, resistentes ao antibiótico. A administração do antibiótico elimina as bactérias sensíveis, mas não mata as resistentes que, sobrevivendo, se reproduzem. Na primeira geração, após a administração do antibiótico predominarão as bactérias resistentes; no caso de surgirem algumas bactérias sensíveis, elas serão também eliminadas por selecção, provocada pelo antibiótico. Ao fim de algumas gerações, durante as quais se continua a usar o antibiótico, só haverá bactérias resistentes. As populações de bactérias apresentam grande variabilidade, resultante de mutações e de recombinação génica. Em qualquer população de bactérias há as estirpes resistentes e as estirpes sensíveis a um dado antibiótico. Depois do uso do antibiótico, as resistentes, que antes não apresentavam qualquer vantagem, passam a estar mais bem adaptadas ao ambiente e a serem seleccionadas preferencialmente para se reproduzirem. O fundo genético da população é alterado ao longo das gerações até que, finalmente, haverá populações formadas apenas por estirpes resistentes. Professora Ana Cristina Andrade Página 5 de 9

6 Factores de evolução: A. Mutações Exemplo: Anemia falciforme e malária (mutação génica) B. Migrações Movimento de indivíduos, em idade reprodutora, de uma população para a outra, implicando fluxo de genes. A imigração corresponde a um fluxo positivo e a emigração a um fluxo negativo. C. Cruzamentos não ao acaso Quando os cruzamentos são acaso temos uma situação de panmixia Quando os cruzamentos não se dão ao acaso (exemplo: cruzamentos consanguíneos), alguns fenótipos são privilegiados em relação a outros. Esta situação faz aumentar a frequência de homozigóticos. D. Deriva genética Efeito gargalo Em determinadas alturas do ano as condições ambientais favorecem a proliferação de populações. Se estas condições se alterarem pode dar-se uma redução drástica da população sem ser por selecção natural. A população entra em efeito gargalo. Este fenómeno permite fixar determinados genes e eliminar outros, não pelo seu valor adaptativo, mas por mero acaso, ou seja, deriva genética. Efeito fundador Quando uma pequena população se separa de uma maior pode ser ou não geneticamente representativa da população de onde derivou. Este pequeno número de indivíduos, chamados fundadores, representa apenas uma pequena parte dos genes da população inicial (frequente na colonização de ilhas, como aconteceu nos galápagos). E. Selecção natural A selecção natural determina a manutenção de um fundo genético ou alteração da sua composição. Se nos fixarmos numa característica hereditária de uma população, verificamos a existência de um valor médio e um certo grau de variação ou desvio em relação a esse valor. Quando expressos num gráfico estes valores tendem a aproximar-se de uma curva normal de probabilidades (curva em campânula). Professora Ana Cristina Andrade Página 6 de 9

7 EXERCÍCIOS 1. Distinga, nos seus pontos fundamentais, o Fixismo do Evolucionismo. 2. Compare o papel da adaptação ao ambiente nas teorias de Lamarck e de Darwin. 3. Explique de que forma o Neodarwinismo veio completar a teoria de Darwin, com dados que não eram por ele conhecidos. 4. Ao longo dos tempos tem havido várias formas de explicar a variabilidade das espécies. Se aceitarmos o Fixismo, devemos esperar: A Fósseis mais simples nas rochas mais antigas. B Fósseis mais simples nas rochas recentes. C Fósseis mais complexos nas rochas mais recentes. D - Fósseis mais complexos nas rochas mais antigas. E Os mesmos tipos de fósseis nas rochas mais antigas e recentes. (seleccione a opção correcta) 5. O Fixismo como teoria defendia: A A origem de seres vivos a partir de espécies preexistentes. B A origem de seres vivos a partir da matéria inerte. C A imutabilidade das espécies. D A origem de uma nova espécie como resultado de uma adaptação ao ambiente. E A modificação gradual de umas espécies noutras. (seleccione a opção correcta) 6. (...) A Bíblia já o dizia, a genética confirmou-o: somos todos descendentes de um ancestral comum. A Bíblia apenas se referia aos seres humanos. A genética vai mais longe e afirma que todos os seres, dos micróbios às plantas, passando pelos animais, têm o mesmo ancestral. Adão e Eva, a macieira e a serpente eram todos primos O texto evidencia sobre a origem das espécies uma concepção: A Fixista; B Criacionista; C Fixista criacionista; D Evolucionista. (Seleccione a opção correcta) Professora Ana Cristina Andrade Página 7 de 9

8 6.2. Os argumentos considerados no texto são: A Anatómicos; B Bioquímicos; C Embriológicos; D Paleontológicos. (Seleccione a opção correcta) 7. Classifique cada uma das afirmações seguintes com uma letra da chave: Chave: A De acordo com Lamarck, mas não com Darwin B De acordo com Darwin, mas não com Lamarck C De acordo com Lamarck e Darwin D De acordo com a teoria fixista E De acordo com a teoria sintética Afirmações: I O meio é um importante factor na evolução dos organismos. II Num rio, as aves que nadam melhor terão maiores probabilidades de sobreviver. III A variedade nos seres vivos pode ser explicada por adaptações do indivíduo ao seu meio. IV No início da vida na Terra já existiam todas as espécies actuais. V Os cavalos têm de correr rapidamente para escapar aos seus inimigos, por isso, desenvolveram músculos fortes e pernas longas. VI O tamanho de uma população está limitado pela sua sobrevivência. 6. Na Europa existem borboletas da espécie Biston betularia, que apresentam duas variedades, uma de cor clara e outra de cor escura. Esta espécie habita nas árvores cobertas de líquenes de cor clara e são presas de aves insectívoras. Em zonas industriais, o aumento da poluição pode conduzir ao enegrecimento dos troncos das árvores. Esta situação altera a facilidade com que os predadores detectam cada uma das variedades de borboletas. O gráfico da Figura 1 representa a variação da percentagem de borboletas de cor escura em zonas industriais de Inglaterra, durante um certo período de tempo. Figura 1 Professora Ana Cristina Andrade Página 8 de 9

9 6.1. Com base nos dados fornecidos, explique a variação da frequência das borboletas de cor escura no período compreendido entre 1970 e Com base nos dados comente sucintamente a frase O conceito de mais apto varia no tempo Pode afirmar-se que, nas borboletas, a selecção natural ocorreu devido (seleccione a opção correcta): (A) Unicamente à interacção entre as diferentes condições ambientais; (B) Unicamente às diferenças genéticas entre as borboletas de cor clara e as de cor escura; (C) À variabilidade genética nas borboletas e à diferente interacção destas com o meio; (D) À diferente resistência ao fumo manifestada pelas borboletas de cor clara e pelas de cor escura. Bom trabalho! Ana Cristina Andrade Professora Ana Cristina Andrade Página 9 de 9