Teorias Interpretativas da Biodiversidade

Transcrição

1

2 Todas elas se podem inserir em três correntes fundamentais: fixismo, transformismo ou evolucionismo. O fixismo admite que as espécies são fixas e imutáveis, criadas independentemente umas das outras e não evoluindo ao longo do tempo. As teorias fixistas mantiveram-se sem contestação até meados do séc. XVIII, altura em que as teorias evolucionistas se impõem. O transformismo surge como uma tentativa tímida de pensar de forma diferente, rapidamente travada pela Igreja. O evolucionismo admite que as espécies atuais são o resultado de lentas e sucessivas transformações ao longo do tempo. Teorias Interpretativas da Biodiversidade Desde sempre se tentou explicar a biodiversidade que carateriza o mundo vivo!! Ainda hoje não existe consenso relativamente à origem da diversidade dos seres vivos. No entanto, as teorias evolucionistas são as mais aceites. Como? Quem? Quando? Vamos ver..

3 FIXISMO versus EVOLUCIONISMO

4 FIXISMO As espécies são fixas e imutáveis; não sofrem evolução ao longo do tempo. ARISTÓTELES E PLATÃO: - as espécies são permanentes, perfeitas e não sofrem evolução; - as espécies foram originadas tal e qual como são na atualidade; - Teoria da Geração Espontânea CRIACIONISMO: - as espécies foram originadas por uma CRIAÇÃO DIVINA espécies perfeitas e estáveis; - as imperfeições que possam ocorrer são resultado da imperfeição e corrupção do Mundo. Aristóteles ( ac) TEORIA DA GERAÇÃO ESPONTÂNEA Platão ( ac) Carolus Linnaeus ( ) SISTEMÁTICA Georges Cuvier ( ) CATASTROFISMO (PALEONTOLOGIA)

5 SISTEMÁTICA: Mas até houve alguns sinais. Que foram ignorados!!!! - ciência fundada por Lineu criacionista convito; - classificação dos seres vivos face às semelhanças e diferenças; - este estudo sugere relações de parentesco e uma origem comum apoia o evolucionismo. mas foi ignorado por Lineu!!!! PALEONTOLOGIA: - espécies fósseis sem correspondência com as atuais; - fósseis presentes em vários estratos apresentam caraterísticas diferentes Imutabilidade das espécies posta em causa mas foi ignorado por Cuvier!!! Então como é que Cuvier explicava isto??????dos!!!!

6 FIXISMO George Cuvier ( ) IDEIAS CATASTROFISTAS: - uma sucessão de catástrofes (dilúvios, glaciações) em dados locais da Terra provocaram a destruição dos seres vivos aí existentes; - estas áreas seriam repovoadas por seres vivos que migravam de outros locais. Para Cuvier, as formas fósseis presentes em alguns estratos, sem que haja continuidade destes nos estratos mais recentes, correspondem a fósseis de formas distintas, correspondentes a restos de criações anteriores. Teoria das Criações Sucessivas

7 TRANSFORMISMO Buffon ( ) Transformação por degeneração, como resultado de circunstâncias ambientais (clima e alimento); Transformação lenta e progressiva, existindo formas intermédias entre as passadas e as atuais; Fator evolucionista : Tempo geológico!

8 TRANSFORMISMO Maupertius ( ) Os seres vivos resultam de uma seleção provocada pelo ambiente; Fator evolucionista : Variações espontâneas ( erros ao plano divino ).

9 MAS EIS QUE CHEGA A REVOLUÇÃO INDUSTRIAL!!!! E com ela todas as ciências se revolucionam!!! Ora vê!!!!

10 GEOLOGIA UNIFORMITARISMO As leis naturais são constantes no tempo e no espaço Hutton ( ), disse e repetem-se!!! Lyell ( ), disse e são lentas!!!! O presente é a chave do passado PRINCÍPIO DO ACTUALISMO Formação de eventos geológicos do passado é devido a processos físicos e químicos semelhantes aos atuais. As transformações geológicas são lentas e graduais PRINCÍPIO DO GRADUALISMO

11 Se há evolução geológica. Então também há EVOLUÇÃO BIOLÓGICA!!! A questão já não é SE há evolução, mas sim COMO?. Quais os processos que permitem explicar a evolução das espécies???!!!

12 Antes de respondermos a esta pergunta é importante que percebas que, em ciência, a um passo em frente, se sucedem, por vezes, vários passos atrás. Nem sempre a ordem cronológica dos principais atores corresponde à evolução das ideias!!!

13 Lamarck ( ) EVOLUCIONISMO Mudanças ambientais geram necessidade de adaptação Lei do uso e desuso Lei da transmissão dos caracteres adquiridos

14 Lamarck ( ) EVOLUCIONISMO

15 EVOLUCIONISMO Lamarck ( )

16 Lamarck ( ) EVOLUCIONISMO Motor da Evolução: Ambiente Unidade Evolutiva: Indivíduo Mecanismo Evolutivo: Lei do uso e desuso; lei da transmissão das caraterísticas adquiridas

17 LAMARCK ERROU!!! Caráter finalista da evolução Lei da herança das carateristicas adquiridas (trabalhos de Weissman)

18 A lei da transmissão dos carateres adquiridos não é válida. A atrofia ou hipertrofia de uma estrutura adquirida durante a vida não é transmitida à descendência. Atualmente sabe-se que só o material genético é transmitido à descendência e, assim, apenas as caraterísticas que nele estão inscritas. As modificações que podem ocorrer nos órgãos de um indivíduo, devido à sua atividade, não passam para o material genético. Mas existe a possibilidade de algumas proteínas, alteráveis pelo ambiente, poderem atuar sobre o DNA, modificando-o. Esta conceção validaria a lei da transmissão das características adquiridas, já que admite a possibilidade do ambiente modificar o material genético. Afinal, o Neolamarkismo está na moda atualmente!!!!

19 Charles Darwin ( ) EVOLUCIONISMO SELEÇÃO NATURAL DOS MAIS APTOS AO AMBIENTE Variabilidade intraespecífica Luta pela sobrevivência Reprodução diferencial

20 A viagem no Beagle!!!! Ao longo da sua viagem Darwin recolheu dados fundamentais para a elaboração da sua Teoria da Seleção Natural, ora vê:

21 DARWINISMO Cada espécie teria sido criada para ocupar um determinado lugar, pelo que todas as espécies insulares se deveriam assemelhar entre si.

22 DADOS GEOLÓGICOS A leitura do livro de Lyell Geology of today, deu a Darwin o tempo necessário para a sua evolução biológica. À semelhança do que acontecia com a Terra, também os seres vivos poderiam experimentar modificações lentas e graduais que conduziriam à modificação das caraterísticas das espécies. Mudanças geológicas LENTAS E GRADUAIS Idade geológica = M.a.

23 DADOS ECONÓMICOS E SOCIAIS Thomas Malthus ( ) População humana Malthus considerava que se as populações humanas pudessem aproveitar todo o seu potencial reprodutivo, de geração em geração a população humana duplicaria (crescimento exponencial) No entanto, isso não acontece!! Na realidade as populações humanas têm um crescimento em S! PORQUÊ??? O recursos são finitos! Crescem em progressão aritmética. A falta de alimento e as condições ambientais (seca, frio,...) condicionam o desenvolvimento, a reprodução e a sobrevivência dos animais. Um grande número de indivíduos morre na luta pela sobrevivência, devido à competição, parasitismo ou predação; As doenças são responsáveis pela morte de um número significativo de indivíduos. Darwin aplicou as conceções de Malthus a todas as populações biológicas!!!!!

24 DADOS BIOGEOGRÁFICOS* Cada espécie teria sido criada para ocupar um determinado lugar, pelo que todas as espécies insulares se deveriam assemelhar entre si. Mas isso não acontecia!!!! Arquipélago das Galápagos, ilhas que emergiram como vulcões há cerca de 10 Ma e nunca estiveram ligadas ao continente. Enquanto explorava este arquipélago, Darwin apercebeu-se de duas situações peculiares: 1. Embora as ilhas distassem cerca de 1000km do continente sul-americano, existia uma grande semelhança entre animais de ambos os locais. 2. As espécies da fauna e da flora apresentavam ANCESTRAL diferenças COMUM de ilha para ilha. Foi nas Galápagos que Darwin realmente passou a duvidar da imutabilidade das espécies. Ora espreita o slide seguinte.. NICHOS * (área da geografia que estuda a distribuição das espécies) ECOLÓGICOS

25 Os famosos tentilhões!!!! DADOS BIOGEOGRÁFICOS Em cada ilha os tentilhões apresentam bico com diferente aspeto morfológico ANCESTRAL COMUM (tamanho, cor e forma) e também hábitos alimentares distintos. NICHOS ECOLÓGICOS

26 Os famosos tentilhões!!!! DADOS BIOGEOGRÁFICOS ANCESTRAL COMUM NICHOS ECOLÓGICOS

27 E as famosas tartarugas!! DADOS BIOGEOGRÁFICOS Em cada ilha as tartarugas apresentam casco com diferente aspeto morfológico (tamanho e forma) e também hábitos alimentares distintos. ANCESTRAL COMUM NICHOS ECOLÓGICOS

28 DADOS SOBRE SELEÇÃO ARTIFICIAL Darwin era criador de pombos e apercebeu-se que, como criador, era possível fazer cruzamentos controlados, de forma a selecionar caraterísticas desejadas e obter populações diferentes das originais. Se Darwin faz seleção artificial de carateristicas, a natureza não poderá fazer algo semelhante??? Faz sim, senhor!!!! A Natureza faz uma selecção dos indivíduos reprodutores seleção natural condicionada por fatores ambientais (Malthus). É necessário muito tempo para que as modificações sejam visíveis (Lyell), mas isso permitirá observar formas diferentes, em locais com condições ambientais diferentes (dados biogeográficos).

29 Mas não foi bem assim. Seria de esperar que Darwin publicasse a sua Teoria sobre a Evolução das Espécies pouco depois do regresso do Beagle..

30 O AMIGO WALLACE!!!!

31 O AMIGO WALLACE!!!!

32 O AMIGO WALLACE!!!!

33 DARWINISMO: PRINCÍPIOS Numa população há variedade entre indivíduos da mesma espécie (VARIEDADE INTRAESPECÍFICA).

34 Os recursos são finitos e as populações competem entre si (LUTA PELA SOBREVIVÊNCIA). Os MAIS APTOS sobrevivem e se reproduzem (SOBREVIVÊNCIA E REPRODUÇÃO DIFERENCIAIS), são favorecidos pela SELEÇÃO NATURAL (SN) DARWINISMO: PRINCÍPIOS

35 DARWINISMO: PRINCÍPIOS» Dentro de uma população existe variabilidade intraespecífica, ou seja, os organismos da mesma espécie apresentam algumas caraterísticas distintas.» As populações têm tendência para uma superprodução de descendentes e assim, crescer exponencialmente, levando a um excedente populacional.» Como o meio apresenta recursos finitos (ex. alimento, abrigo, território) não suporta tantos descendentes, desencadeando-se uma luta pela sobrevivência entre os membros da população.» Por selecção natural, os indivíduos que apresentam características vantajosas em relação ao meio (mais aptos) vão sobreviver, reproduzir-se e transmitir as suas características aos descendentes (reprodução diferencial), enquanto os menos aptos são eliminados.

36 DARWINISMO: PRINCÍPIOS Ora vê as girafas aos olhos de Darwin!!!» As populações de girafas apresentam, independentemente do meio, variações morfológicas (variabilidade intraespecífica), existindo girafas com o pescoço mais longo e outras com o pescoço mais curto.» O surgimento de modificações ambientais terá levado à diminuição da vegetação rasteira. Assim, as girafas que possuíam pescoço mais longo atingiam mais facilmente a folhagem das árvores, continuando a alimentar-se (sobrevivência do mais apto).» Estas girafas estavam mais bem adaptadas a este meio, alimentavamse melhor e, portanto, reproduziam-se mais (reprodução diferencial). A selecão natural fez aumentar o número de girafas de pescoço comprido, enquanto os menos aptos foram eliminados.

37 DARWINISMO: PRINCÍPIOS Motor da Evolução: Seleção Natural Unidade Evolutiva: Populações Mecanismo Evolutivo: variedade intraespecifica, com seleção dos mais aptos, em função do ambiente

38 DARWINISMO: PRINCÍPIOS

39 DARWINISMO: PRINCÍPIOS ATENÇÃO: MAIS APTO, conceito RELATIVO e TEMPORAL (O MODO DE ATUAÇÃO DA SN É CONDICIONADO PELAS CONDIÇÕES AMBIENTAIS)

40 TIPOS DE SELECÇÃO NATURAL A selecção natural não alterou o ponto de ajuste. A selecção evolutiva alterou o ponto de ajuste e originou duas características simultaneamente aptas. A selecção evolutiva alterou o ponto de ajuste e originou uma nova característica mais apta.

41 Darwin não soube responder a duas questões!! Qual a origem da variedade intraespecífica? Como se transmitem as carateristicas de geração em geração? Quando a ciência der resposta a estas duas questões surgirá o Neodarwinismo!!! Mas isso fica para depois.

42 LAMARCKISMO VS DARWINISMO

43 LAMARCKISMO VS DARWINISMO

44 Agora sim!!!! NEODARWINISMO

45 NEODARWINISMO O Neodarwinismo é um upgrade do Darwinismo!!!

46 NEODARWINISMO De onde vem a variabilidade intraespecifica????

47 NEODARWINISMO Origem da variabilidade genética: Mutações Alterações ao acaso do material genético (genes/cromossomas) Pode conferir vantagem na luta pela sobrevivência. Recombinação génica associada à Reprodução Sexuada Fecundação: união ao acaso de dois gâmetas com património genético distinto Meiose: crossing over (PI) e sepração ao acaso dos pares de cromossomas homólogs (AI)

48 NEODARWINISMO Então é mais ou menos assim

49 NEODARWINISMO Então é mais ou menos assim

50 NEODARWINISMO Então é mais ou menos assim Motor da Evolução: Seleção Natural Unidade Evolutiva: Pool/Fundo genético de uma população Mecanismo Evolutivo: variedade genética intraespecifica, com seleção dos genes que conferem vantagem, em determinado ambiente Evoluir é alterar o fundo genético de uma população (aumentando a frequência do gene que confere vantagem e diminuindo a frequência do gene que não confere vantagem, em função do ambiente, SEMPRE!!!)

51 NEODARWINISMO Críticas ao Neodarwinismo!!! As maiores críticas da comunidade científica ao Neodarwinismo surgem, essencialmente, pela voz dos paleontólogos, que não revêm no registo fóssil o processo defendido pelos seguidores de Darwin. A leitura do registo fóssil expõe uma vida que evolui, não de forma lenta e gradual, mas que ocorre por patamares, isto é, momentos de grande diversificação de formas de vida, que, normalmente, se sucedem a momentos de extinção em massa, intercalados com alguns períodos de estabilidade evolutiva. Não negando os princípios básicos do Neodarwinismo, como as mutações e a SN, Niles Eldregde e Stephen Jay Gould (paleontólogos), propuseram um modelo para a evolução, designado Modelo dos Equilíbrios Perturbados ou Pontuados, Segundo os autores, as espécies, geralmente, mudam pouco durante a maior parte da sua história, mas acontecimentos de especiação rápida (a partir de pequenas populações periféricas em que a taxa de fixação das mutações é significativamente maior) perturbam ocasionalmente essa estabilidade.

52 Quais os fatores que fazem acontecer evolução? Não é apenas a SN!!! Ora vê

53 Fatores de evolução O que são? São fatores que alteram o fundo genético de uma população. Atenção!!!! Não confundir com fator de variabilidade!! Já conheces a SN, as mutações e a Seleção Artificial! Vamos ver os restantes!!!

54 Seleção Natural: Fatores de evolução

55 Mutações: Fatores de evolução

56 Fatores de evolução Deriva genética: alteração muito rápida do fundo genético de uma população (por vezes, de uma geração para a outra. Pode acontecer por Efeito Gargalo de Garrafa ou Efeito Fundador. Efeito Gargalo de Garrafa

57 Deriva genética: Efeito gargalo de garrafa Fatores de evolução

58 Deriva genética: Efeito gargalo de garrafa Fatores de evolução

59 Deriva genética: Efeito Fundador Fatores de evolução

60 Deriva genética: Efeito Fundador Fatores de evolução

61 Deriva genética: Efeito Fundador Fatores de evolução

62 Fluxo Genético / Migrações: Fatores de evolução

63 Cruzamentos NÃO ao acaso: Fatores de evolução

64 Seleção Artificial: Fatores de evolução