Seleção Natural - escolafilintomuller

ESCOLA ESTADUAL SENADOR FILINTO MÜLLER
DISCIPLINA: BIOLIGIA
DOCENTE: ROSIMEIRE SORANA
SELEÇÃO NATURAL
Trabalho apresentado
a disciplina de Biologia,
sob a orientação
da professora Rosimeire.
Aluna:
Fernanda de Souza Barros
Seleção Natural
Seleção natural é um processo da evolução proposto por Charles Darwin e aceito pelo
mainstream da comunidade científica como a melhor explicação para a adaptação e
especialização dos seres vivos como evidenciado pelo registro fóssil. Outros
mecanismos de evolução incluem deriva genética, fluxo gênico e pressão de mutação.
O conceito básico de seleção natural é que características favoráveis que são
hereditárias tornam-se mais comuns em gerações sucessivas de uma população de
organismos que se reproduzem, e que características desfavoráveis que são hereditárias
tornam-se menos comuns. A seleção natural age no fenótipo, ou nas características
observáveis de um organismo, de tal forma que indivíduos com fenótipos favoráveis
têm mais chances de sobreviver e reproduzir-se do que aqueles com fenótipos menos
favoráveis. Se esses fenótipos apresentam uma base genética, então o genótipo
associado com o fenótipo favorável terá sua freqüência aumentada na geração seguinte.
Com o passar do tempo, esse processo pode resultar em adaptações que especializarão
organismos em nichos ecológicos particulares e pode eventualmente resultar na
emergência de novas espécies.
A seleção natural não distingue entre seleção ecológica e seleção sexual, na medida que
ela se refere às características, por exemplo, destreza de movimento, nas quais ambas
podem atuar simultaneamente. Se uma variação específica torna o descendente que a
manifesta mais apto à sobrevivência e à reprodução bem sucedida, esse descendente e
sua prole terão mais chances de sobreviver do que os descendentes sem essa variação.
As características originais, bem como as variações que são inadequadas dentro do
ponto de vista da adaptação, deverão desaparecer conforme os descendentes que as
possuem sejam substituídos pelos parentes mais bem sucedidos.
Assim, certas caraterísticas são preservadas devido à vantagem seletiva que conferem a
seus portadores, permitindo que um indivíduo deixe mais descendentes que os
indivíduos sem essas características. Eventualmente, através de várias interações desses
processos, os organismos podem desenvolver características adaptativas mais e mais
complexas.
Princípios gerais
A seleção natural age sobre o fenótipo. O fenótipo é determinado por um trecho
genômico do indivíduo, conhecido como genótipo e também pelo ambiente em que o
organismo vive, e as interações entre os genes e o ambiente. Freqüentemente, a seleção
natural age em características específicas de um indivíduo e os termos fenótipo e
genótipo são algumas vezes usados especificamente para indicar essas características
específicas. A maioria das características são influenciadas pelas interações de muitos
genes, mas algumas características são governadas por um único gene nos moldes das
Leis de Mendel. Variações que ocorram em um de muitos genes que contribuem para
uma característica podem ter somente pequenos efeitos no fenótipo, produzindo um
continuum de valores fenótipicos possíveis; o estudo desses padrões de hereditariedade
tão complexos é chamado de genética quantitativa.[1]
Quando organismos diferentes em uma população possuem genes diferentes para a
mesma característica, essas variações genéticas são denominadas de alelos. Quando
todos os organismos em uma população compartilham o mesmo alelo para uma
característica particular, e esse estado apresente-se estável ao longo do tempo, se diz
que os alelos se fixaram naquela população. É essa variação genética que destaca
características fenotípicas; um exemplo comum é a de que certas combinações de genes
para cor dos olhos em humanos correspondem a genótipos que originam o fenótipo dos
olhos azuis.
Nomenclatura e uso
O termo "seleção natural" apresenta pequenas diferenças de definições em contextos
diferentes. Em termos simples, "seleção natural" é mais freqüentemente definida como
operando em características hereditárias, mas pode algumas vezes referir-se a
diferenciais no sucesso reprodutivo de fenótipos independente se esses fenótipos são
hereditários. A seleção natural é "cega" no sentido de que o nível de sucesso
reprodutivo é uma função do fenótipo e não se ou até que âmbito aquele fenótipo é
hereditário; seguindo o uso inicial feito por Darwin [2] O termo é freqüentemente usado
para se referir tanto às conseqüências da seleção cega quanto aos seus mecanismos.[3] É
algumas vezes útil explicitar as diferenças entre mecanismos da seleção e seus efeitos;
quando essa distinção é importante, cientistas definem "seleção natural"
especificamente como "aqueles mecanismos que contribuem para a seleção de
indivíduos que se reproduzem," sem se importar se a base da seleção é hereditária. Isso
é algumas vezes referido como 'seleção natural fenotípica'.[4]
Características que causam um maior sucesso reprodutivo de um organismo são
consideradas como "selecionadas a favor" enquanto aquelas que reduzem o sucesso são
"selecionadas contra". "Selecionar a favor" uma característica pode resultar na "seleção
contra" de outras características correlacionadas que não influenciam diretamente a
aptidão do organismo. Isso também pode ocorrer como um resultado de pleiotropia ou
ligação genética.[5]
] Mecanismos da seleção natural
O que faz com que uma característica tenha mais probabilidade de permitir a
sobrevivência de seu portador depende muito de fatores ambientais, incluindo
predadores da espécie, fontes de alimentos, estresse abiótico, ambiente físico e assim
por diante. Quando membros de uma espécie tornam-se geograficamente separados,
enfrentam diferentes ambientes e tendem a evoluir em diferentes direções - evolução
divergente. Após um longo tempo, essas características poderão ter se desenvolvido em
diferentes vias de tal modo que eles não poderão mais se intercruzar, em um ponto que
serão considerados como de espécies distintas. Essa é a razão de uma espécie, por
vezes, separar-se em múltiplas espécies, em vez de simplesmente ser substituída por
uma nova (a partir disso Darwin sugeriu que todas as espécies atuais evoluíram de um
ancestral em comum).
Além disso, alguns cientistas especulam que uma adaptação que pode permitir ao
organismo ser mais adaptável no futuro tende a se espalhar mesmo que não proporcione
nenhuma vantagem específica a curto prazo. Descendentes desses organismos serão
mais variados e assim mais resistentes à extinção por catástrofes ambientais e eventos
de extinção. Isso foi proposto como um dos motivos para o surgimento dos Mammalia.
Embora essa forma de seleção seja possível (ainda que altamente discutível), ela deve
desempenhar um papel mais importante nos casos em que a seleção por adaptação é
contínua. Por exemplo, na hipótese da Rainha de Copas, sugere-se que o sexo deve ter
evoluído de modo a auxiliar os organismos a se adaptarem contra parasitas.
A seleção natural pode ser expressa como a seguinte lei geral (tirada da conclusão de A
Origem das Espécies):
1.
2.
3.
4.
SE há organismos que se reproduzem e...
SE os descendentes herdam as características de seus progenitores e...
SE há variação nas características e...
SE o ambiente não suporta todos os membros de uma população em
crescimento,
5. ENTÃO aqueles membros da população com características menos adaptativas
(de acordo com o ambiente) morrerão e...
6. ENTÃO aqueles membros com características mais adaptativas (de acordo com
o ambiente) prosperarão.
O resultado é a evolução das espécies.
Deve ser observado que isso é um processo contínuo — ela explica como as espécies
mudam e pode explicar tanto a extinção quanto o surgimento de novas espécies.
Um exemplo: resistência a antibióticos
Representação esquemática de como resistência antibiótica é aumentada por seleção
natural. A sessão superior representa uma população de bactérias antes de serem
expostas a antibióticos. A sessão do meio mostra a população diretamente exposta, a
fase em que a seleção ocorre. A última sessão mostra a distribuição da resistência em
uma nova geração de bactérias. A legenda indica os níveis de resistência dos indivíduos.
Um exemplo bem conhecido da seleção natural em ação é o desenvolvimento de
resistência a antibióticos em microorganismos. Antibióticos vem sendo usados para
lutar contra doenças bacteriais desde a descoberta da penicilina por Alexander Fleming
em 1928. Populações naturais de bactérias contêm, entre seus vastos números de
membros individuais, considerável variação em seu material genético, primeiramente
um resultado de mutações. Quando expostas a antibióticos, a maioria das bactérias
morre rapidamente, mas algumas podem possuir mutações que as fazem ser um pouco
menos suscetíveis aos efeitos dos antibióticos. Se a exposição aos antibióticos for curta,
esses indivíduos irão sobreviver ao tratamento. Essa eliminação seletiva de indivíduos
mal-adaptados de uma população é seleção natural.
Essas bactérias sobreviventes irão se reproduzir novamente, produzindo a próxima
geração. Devido à eliminação dos indivíduos mal-adaptados na geração anterior, essa
população conterá mais bactérias que apresentam algum tipo de resistência contra os
antibióticos. Ao mesmo tempo, novas mutações ocorrem, contribuindo com novas
variações genéticas às já existentes variações genéticas. Mutações espontâneas são
raras, e mutações vantajosas são ainda mais raras. Entretanto, populações de bactéria
são grandes o suficiente para que alguns indivíduos apresentem mutações benéficas. Se
uma nova mutação reduz a suscetibilidade a um antibiótico, esses indivíduos têm mais
chance de sobreviver quando novamente confrontados com antibióticos. Dado tempo
suficiente, e repetidas exposições ao antibiótico, uma população de bactérias resistentes
a antibióticos terá emergido.
O uso (e mau uso) indiscriminado de antibióticos tem resultado em um aumento na
resistência microbial a antibióticos no uso clínico, ao ponto de que a Staphylococcus
aureus resistente à meticilina (SARM) tem sido descrita como multiresistente devido à
ameaça que ele apresenta para a saúde e sua relativa invulnerabilidade às drogas
existentes.[6] Respostas estratégicas tipicamente incluem o uso de antibióticos
diferentes, e mais resistentes; entretanto, novas variantes da SARM recentemente
emergiram e são resistentes até a essas drogas.[7] Isso é um exemplo do que veio a ser
conhecido como corrida armamentista evolucionária, na qual uma bactéria continua
desenvolvendo variantes que são menos suscetíveis a antibióticos, enquanto
pesquisadores médicos continuam desenvolvendo novos antibióticos que podem matálas. Uma situação similar ocorre com a resistência a pesticidas em plantas e insetos.
Corridas armamentistas não são necessariamente induzidas pelo homem; um exemplo
bem documentado envolve a elaboração dos caminhos para o Rna de Interferência em
plantas como um meio de imunidade inata contra vírus.
Alcance da seleção natural
Darwin esboçou sua teoria primeiramente em dois manuscritos não publicados escritos
em 1842 e 1844, sendo mais completamente desenvolvido em A Origem das Espécies,
em especial, Capítulo 4, ou seja, A seleção natural ou a perseverança do mais capaz.
Nesse capítulo ele escreveu:
Pode-se dizer que a seleção natural realiza seu escrutínio dia a dia, hora a hora,
pelo mundo, de qualquer variação, mesmo as mais sutis; rejeitando aquelas que
são ruins e preservando e fazendo prosperar todas as que são boas; trabalhando
silenciosa e imperceptivelmente, onde e quando surgir a oportunidade na
melhora de cada ser orgânico em relação a suas condições orgânicas e
inorgânicas de vida. Não vemos nada desse lento progresso, até que os ponteiros
do relógio das eras tenham marcado um longo lapso de tempo e assim tão
imperfeita é a nossa visão sobre o profundo passo das eras geológicas que tudo o
que podemos ver é que as formas de vida são agora diferentes daquelas que
existiam antes.
Darwin termina seu livro com uma passagem freqüentemente citada: "Há grandiosidade
nesse modo de ver a vida, com suas diversas forças, tendo surgido a partir de umas
poucas formas de vida ou de uma única; e que, enquanto este planeta tem orbitado de
acordo com as leis fixas da gravidade, de um início tão simples infinitas formas mais
belas e maravilhosas evoluíram, e continuam a evoluir."
Desenvolvimento histórico
Teorias pré-darwinianas
A teoria moderna da seleção natural deriva do trabalho de Charles Darwin, no século
XIX.
Vários filósofos antigos expressaram a idéia de que a Natureza produzia uma grande
variedade de criaturas, aparentemente de forma aleatória, e que somente as criaturas que
conseguiam prover-se e reproduzir-se com sucesso sobreviveriam; exemplos bem
conhecidos incluem Empédocles[8] e seu sucessor intelectual Lucrécio[9], enquanto
idéias relacionadas foram posteriormente refinadas por Aristóteles[10]. Outro
componente importante da seleção natural, a luta pela sobrevivência, foi primeiramente
descrita por al-Jahiz no século IX.[11][12] Tal argumento clássico foi re-introduzido no
século XVIII por Pierre Louis Maupertuis[13] e outros, incluindo o avô de Charles
Darwin, Erasmus Darwin. Entretanto, esses precursores tiveram pouca influência na
trajetória do pensamento evolucionário depois de Charles Darwin.
Até o início do século XIX, a visão predominante nas sociedades ocidentais era de que
diferenças entre indivíduos de uma espécie era um afastamento desinteressante do Ideal
platônico (ou typos) de tipos criados. Entretanto, a teoria do uniformitarismo na
geologia promovia a idéia de que forças simples e fracas poderiam atuar constantemente
por longos períodos de tempo para produzir mudanças radicais na paisagem da Terra; o
sucesso dessa teoria chamou à atenção a vasta escala de tempo geológico e tornou
plausível a idéia de que pequenas, virtualmente imperceptíveis mudanças em sucessivas
gerações poderiam produzir conseqüências na escala de diferenças entre as espécies.
Evolucionista do início do século XIX, Jean-Baptiste Lamarck sugeriu a hereditariedade
de caracteres adquiridos como um mecanismo para a mudança evolucionária;
características adaptativas adquiridas por um organismo durante sua vida poderiam ser
herdadas pela progene do organismo, eventualmente causando uma transmutação de
espécies. [14] Essa teoria veio a ser conhecida como Lamarckismo e foi uma influência
nas ideías não-geneticas do biólogo soviético stalinista Trofim Lysenko.[15]
Hipótese de Darwin
Entre 1842 e 1844, Charles Darwin esboçou sua teoria da evolução por meios de
seleção natural como uma explicação para a adaptação e especiação. Ele definiu a
seleção natural como um "princípio no qual cada pequena variação [ou característica],
se benéfica, é preservada".[16] O conceito era simples mas poderoso: indivíduos mais
aptos ao ambiente têm mais chances de sobreviver e reproduzir-se[17] E enquanto existir
algum tipo de variação entre eles, ocorrerá uma inevitável seleção de indivíduos com as
variações mais vantajosas. Se as variações são hereditárias, um diferencial no sucesso
reprodutivo irá acarretar uma evolução progressiva de uma dada população particular de
uma espécie, e populações que evoluem ficando suficientemente diferentes, podendo
eventualmente tornar-se espécies diferentes.
As idéias de Darwin foram inspiradas pelas observações que ele havia feito na Viagem
do Beagle, e pelas teorias econômicas de Thomas Malthus, que notou que a população
(se não supervisionada) crescia exponencialmente enquanto que o suprimento de
comida só crescia linearmente; logo limitações inevitáveis de recursos acarretariam
implicações demográficas, levando a uma "luta pela sobrevivência", na qual somente o
mais apto sobreviveria. Uma vez que a teoria foi formulada, Darwin foi meticuloso em
arregimentar e refinar evidências, compartilhando suas idéias somente com poucos
amigos; ele foi inspirado a publicar suas idéias depois que o jovem naturalista Alfred
Russel Wallace concebeu independentemente o princípio (de seleção natural) e o
descreveu em uma carta para Darwin. Os dois resolveram apresentar dois pequenos
ensaios a Sociedade Linneana anunciando uma co-descoberta do princípio em 1858;[18]
Darwin publicou um relato mais detalhado de suas evidências e conclusões em seu A
Origem das Espécies de 1859. Na sexta edição da Origem das Espécies Darwin
reconheceu que outros - notavelmente William Charles Wells em 1813, e Patrick
Matthew em 1831 – que haviam desenvolvido teorias similares, mas não as haviam
apresentado completamente em publicações científicas notáveis.
Darwin pensava na seleção natural por uma analogia com a maneira pela qual os
fazendeiros selecionavam sua plantação ou seu gado para reprodução, o que ele
chamava de seleção artificial; em seus primeiros manuscritos ele se referia a uma
'Natureza' que iria fazer a seleção. Naquela época, outros mecanismos de evolução
como evolução por deriva genética não haviam ainda sido explicitamente formulados, e
Darwin percebeu que a seleção era somente uma parte da história: "Eu estou convencido
que [isso] tem sido o principal, mas não o meio exclusivo das modificações"[19] Para
Darwin e seus contemporâneos, a seleção natural eram essencialmente sinônimo a
evolução por seleção natural. Após a publicação da "A Origem das Espécies", pessoas
instruídas geralmente aceitavam que a evolução havia ocorrido de alguma forma.
Entretanto, a seleção natural permaneceu um mecanismo controverso, parcialmente
porque era visto como muito fraco para explicar todo o escopo das características
observadas nos organismos vivos, e parcialmente porque até os que apoiavam a
evolução frustravam-se com a sua natureza não-guiada e não-progressiva,[20] uma
resposta que tem sido caracterizada como o principal impedimento para a aceitação da
idéia.[21] Entretanto, alguns pensadores entusiasticamente abraçaram o Darwinismo;
após ler Darwin, Herbert Spencer introduziu o termo sobrevivência dos mais aptos, que
se tornou um resumo popular da teoria. Embora a frase ainda seja usada por nãobiólogos, biólogos modernos evitam-na devido a sua tautologia, se aptos for
interpretado como algum tipo de funcionalidade superior e também porque é aplicada a
indivíduos ao invés de ser considerada como uma quantidade média sobre as
populações.[22] Em uma carta a Charles Lyell em setembro de 1860, Darwin arrependese de usar o termo 'Seleção Natural', preferindo o termo 'Preservação Natural'.[23]