iii. provas e evidências da evolução

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BIOLOGIA– EVOLUÇÃO-PROFESSOR MARCIO
BIOLOGIA
MARCELO J
# ESTUDO DA EVOLUÇÃO – EM BUSCA DAS ORIGENS #
I. CONCEITO:
des, constituindo um ciclo ativo de chuvas que
acompanhadas por inúmeras descargas elétricas (raios).
eram
É o capítulo da Biologia que estuda a origem das espécies e
as transformações que os seres vivos sofreram através dos
tempos.
II. ORIGEM DA VIDA:
Mais aceita atualmente, a hipótese heterotrófica que de
acordo com as condições da terra primitiva, a vida surgiu a partir
de uma lenta evolução química da matéria bruta para a matéria
viva, sendo os primeiros seres vivos extremamente simples e
heterotróficos, Fermentadores.
1. A TERRA PRIMITIVA:
Os gases predominantes na atmosfera da terra primitiva
não eram os mesmos de agora (N2 e O2). Esses gases seriam
principalmente a amônia (NH3), o metano (CH4), o hidrogênio
(H2) e o vapor de água (H2O); tais gases teriam se originado
das rochas fundidas – quando a superfície do planeta ainda não
se encontrava solidificada – e das atividades vulcânicas – que,
conforme se sabe, liberaram grandes quantidades de vapor de
água e outros gases.
2. AS EXPERIÊNCIAS DE MILLER:
Em 1954, o cientista norte-americano Stanley L. Miller
construiu um aparelho onde reuniu metano, amônia, hidrogênio
e vapor de água, numa tentativa de recriar em laboratório, as
condições reinantes na atmosfera primitiva.
Os gases primitivos (NH3, CH4, H2 e Vapor de Água) contêm
C, N, H e O. Esses elementos são os mais freqüentes
constituintes da matéria viva. Daí dizer-se que a atmosfera
primitiva continha os “ingredientes” básicos da vida.
Miller submeteu os gases, reunidos, a faíscas elétricas de
alta intensidade. Depois de algum tempo, observou o acúmulo
de substâncias orgânicas numa determinada região do aparelho,
entre os quais encontrou vários aminoácidos, que formavam
proteínas.
A condensação do vapor de água originava chuvas que
caiam sobre a crosta quente. Assim, a água evaporava-se
rapidamente e novas condensações originavam novas tempesta-
1
BIOLOGIA NO VESTIBULAR – EVOLUÇÃO –
Defensores: Francisco Redi, Lazzaro Scallanzani, Louis
Pasteur.
NOTA: O experimento de Miller demonstrou que moléculas
orgânicas (aminoácidos) poderiam ter ser formado as condições
da Terra Primitiva, o que reforça a hipótese da evolução gradual
dos sistemas químicos.

3. OS COACERVADOS:
Segundo esta teoria, os seres vivos surgiram na terra graças a
criação divina e permaneceram até os dias atuais fixos e
imutáveis.
 Defensores:

Lineu: “As espécies são tantas quanto partiram das mãos
do criador”.

Cuvier: “As espécies atuais já existiam desde a criação do
mundo”.
O cientista russo Alexandre Oparin (1894 – 1980) observou
que, em água, as proteínas se aglomeram em pequenos grupos
que denominou Coacervados (coacervar = reunir).
Os coacervados poderiam ter se difundido nos mares
primitivos e, ao longo dos séculos, poderiam ir englobando
partículas orgânicas e inorgânicas que foram aderindo à eles, de
modo a transformá-los, de simples aglomerados protéicos e
iniciais, em grandes complexos químicos que abrigavam
inúmeras substâncias.
Como a atmosfera primitiva era destituída de O 2 e como a
respiração aeróbica é um mecanismo bastante sofisticado de
extração de energia, portanto, incompatível com a estrutura do
coacervado, a hipótese heterotrófica supõe que a energia teria
sido obtida através de um processo fermentativo. Afinal,
carboidratos poderiam ter sido utilizados como fonte de energia,
e certas proteínas presentes nos coacervados poderiam ter se
comportado como enzimas, que propiciaram o desenvolvimento
da fermentação. Mas a hipótese heterotrófica supõe que os
mares puderam sustentar os heterótrofos ao longo de milhões de
anos, tempo suficiente para que alguns deles tivessem
desenvolvido moléculas capazes de absorver energia luminosa e
um equipamento enzimático capaz de promover reações de
síntese que culminariam com a transformação de substâncias
simples em moléculas orgânicas complexas (alimentos). Assim
teriam surgido os primeiros autófrotos que passaram a produzir o
alimento necessário à manutenção da vida no planeta.
Segundo a hipótese heterotrófica os principais fenômenos
bioquímicos conhecidos surgiram na Terra na seguinte
sequência: fermentação  fotossíntese  respiração
aeróbica.
Admite-se que o CO2, necessário à síntese de alimento
promovida pelos primeiros autótrofos, teria se originado da
fermentação dos heterótrofos. Com o surgimento dos autótrofos,
a Terra passou a conhecer, de forma abundante, um novo gás:
O O2. Ao longo de milhões de anos esse gás acumulou-se na
atmosfera, propiciando o futuro aparecimento dos seres
aeróbicos, formas mais aprimoradas de vida, capazes de extrair
energia dos alimentos com rendimento muito superior ao
processo fermentativo.
7. TEORIA CRIACIONISTA OU FIXISMO:
8. EVOLUCIONISMO / TEORIA TRANSFORMISTA:
A teoria da evolução tenta explicar o mecanismo que propiciou
essa imensa variedade dos seres vivos. Basicamente, essa teoria
supõe que:

Os seres vivos são passíveis de modificações e, portanto,
podem sofrer alterações morfofisiológicas ao longo dos
tempos;

As espécies atualmente conhecidas originaram-se de outras
preexistentes;

A linha evolutiva se desenvolve no sentido de tornar as
espécies cada vez mais aprimoradas e adaptadas no
decorrer do processo de ajustamento e sobrevivência às
condições existentes em determinado ambiente.
NOTA: Erasmus Darwin (avô de Charles Darwin) em seu livro
"Zoonomia" já admitia a evolução dos seres vivos, porém não
apresentava nenhuma explicação para o mecanismo evolutivo.
III. PROVAS E EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO:
1. PROVAS PALEONTÓLOGAS:
São aquelas que se baseiam no estudo dos fósseis (restos,
vestígios ou impressões) de seres que viveram em épocas
passadas.
4. PANSPERMIA CÓSMICA:
Segundo esta teoria, a terra teria sido “contaminada”, em
tempos remotos por microorganismo vindos do espaço,
denominados “cosmozoários”.
 Defensor: Arrhenius.
5. ABIOGÊNESE OU GERAÇÃO ESPONTÂNEA:
Segundo esta teoria, a matéria viva (animada) poderia se
originar da matéria bruta (inanimada).
 Defensores: Aristóteles, John Needham, Von Helmont.
6. TEORIA DA BIOGÊNESE:
Segundo esta teoria, a matéria viva só poderia se originar de
outra matéria viva.
2. PROVAS BIOQUÍMICAS:
São aquelas que se baseiam no estudo dos compostos
informacionais (ácidos nucléicos e proteínas).
3. PROVAS EMBRIOLÓGICAS:
São aquelas que se baseiam na embriologia comparada
procurando destacar a grande semelhança existente entre
embriões de espécies diferentes, este fato indica a existência de
um parentesco evolutivo entre as espécies consideradas.
2
BIOLOGIA NO VESTIBULAR – EVOLUÇÃO –
b) ESTRUTURAS ANÁLOGAS: São aquelas que não apresentam a mesma origem embrionária e estruturalmente são
bastante diferentes, porém, têm a mesma função.
Ex.: Asa das aves + asa das borboletas.
NOTA: “A Ontogênese Recapitula a Filogênese.” A Lei
Biogenética Fundamental ou Lei da Recapitulação, elaborada no
final do século XIX pelo biólogo alemão Ernest Haeckel, afirma
que a ontogênese recapitula a filogênese. Isso significa que o
desenvolvimento embrionário de um indivíduo (ontogênese)
recapitula os estágios evolutivos pelos quais os seus ancestrais
passaram (filogênese). O coração humano, por exemplo, exibe:

Nos primeiros estágios embrionários apenas duas
cavidades, à semelhança dos peixes;

Posteriormente passa a apresentar três cavidades, como os
anfíbios;

Depois, adquire uma complexidade que lembra o coração
dos répteis;

Finalmente forma quatro cavidades, estágio em que já
adquiriu os pulmões plenamente desenvolvidos, além de
pêlos no corpo, fatos indicadores de que o embrião atingiu
a fase de mamífero.
c)
ESTRUTURAS VESTIGIAIS: São estruturas geralmente
atrofiadas (vestígios) que não tem função aparente no
organismo. Isso revela a existência de um parentesco
evolutivo entre eles ou a presença de uma “linha de
montagem” comum na natureza. Na espécie humana são
inúmeros os exemplos de órgãos vestigiais:

Apêndice Vermiforme: É uma estrutura bastante reduzida, aparece bem desenvolvido nos herbívoros, onde abriga
microorganismos mutualísticos que promovem a digestão da
celulose;
Osso Cóccix: É um vestígio de cauda observada em outros
animais, como o macaco;
Prega Semilunar do Ângulo Interno dos Olhos: Constitui um vestígio da membrana nictitante dos anfíbios, répteis
e mamíferos;
Músculos Auriculares: Desenvolvidos nos cachorros por
exemplo;
Dentes Caninos: Desenvolvidos nos carnívoros. Etc.


4. PROVAS ANATÔMICAS:

São aquelas que se baseiam no estudo das estruturas
homólogas, análogas e vestigiais.

a) ESTRUTURAS HOMÓLOGAS: São aquelas que apresentam a mesma origem embriológica e estruturalmente são
semelhantes, porém, desempenham funções diferentes.
Ex.: Braço do homem + pata do cavalo, asa do morcego +
nadadeira peitoral das baleias.
IV. TEORIAS EVOLUCIONISTAS:
1. LAMARCKISMO (JEAN BAPTISTE LAMARCK):
Lamarck publicou dois livros:
 1809 – “A filosofia zoológica"
 1815 – “A história natural dos animais"
3
BIOLOGIA NO VESTIBULAR – EVOLUÇÃO –
Através destas duas obras, Lamarck tentou explicar a
evolução dos seres vivos tomando como base a Lei do Uso e
Desuso e a Lei da Herança dos Caracteres Adquiridos.
a) LEI DO USO E DESUSO: Segundo esta lei, se uma
determinada parte do corpo for bastante usada, esta parte
deve hipertrofiar-se. Por outro lado, se uma parte do corpo
não for usada deve atrofiar-se ou até mesmo desaparecer.
Algumas explicações de Lamarck para a lei do uso e
desuso:
 A perna da garça é longa, em decorrência do seu esforço
para manter-se com o corpo fora da água;
 Coelhos teriam orelhas longas em resposta à freqüente
solicitação da audição, para perceber a aproximação de
predadores;
 Tamanduás seriam dotados de garras desenvolvidas e língua
comprida como resultado do uso freqüente das garras (para
escarafunchar os formigueiros) e do esticamento da língua
(na captura das formigas).
b) LEI DA TRANSMISSÃO DOS CARACTERES ADQUIRIDOS: Segundo esta lei, uma característica adquirida ou
perdida durante a vida poderia ser transmitida aos
descendentes.
América do Sul, algumas ilhas dos mares do Sul, o Brasil e o
estreito de Magalhães. Darwin colheu fotos e espécies,
principalmente de aves, que lhe deram a base para formular
suas idéias sobre a evolução dos seres vivos.
NOTAS:

Através de seu livro sobre populações, onde afirma que as
populações crescem em progressão geométrica, enquanto
suas reservas alimentares crescem em progressão
aritmética, o economista inglês Thomas Malthus (17661834) influenciou Darwin a respeito da “luta pela vida” na
natureza;

Darwin também foi influenciado pelo geólogo inglês Charles
Lyell onde em seu livro "Princípios de Geologia” afirmava
que a terra sofria lentas e graduais modificações em sua
estrutura geológica no decorrer dos tempos.
Em 1859, trinta anos depois da morte de Lamarck, o
naturalista inglês Charles Robert Darwin, expôs em seu livro “A
origem das Espécies” suas idéias a respeito do mecanismo de
transformação das espécies, que tinha como tema central a Lei
da Seleção Natural.
a) LEI DA SELEÇÃO NATURAL (LEI DO MAIS FORTE):
"Numa população existem indivíduos com variações
favoráveis (mais fortes) e indivíduos com variações
desfavoráveis (mais fracos). Caso ocorresse uma variação
brusca no meio ambiente da espécie, aqueles que apresentassem variações desfavoráveis não conseguiriam sobreviver
e teriam dificuldades para deixarem descendentes. Aqueles
que apresentassem variações favoráveis conseguiram
sobreviver e reproduzir-se deixando maior número de
descendentes. Com o passar dos tempos os indivíduos
tornar-se-iam tão diferentes da espécie original, que
constituiriam uma nova espécie".
Assim, as diferenças individuais já existentes entre os indivíduos
de uma mesma espécie seriam selecionadas naturalmente pelo
meio ambiente. O meio, como fator de seleção, tenderia a:


Fixar os indivíduos portadores de variações favoráveis;
Eliminar os portadores de variações desfavoráveis.

Os princípios básicos das idéias de Darwin podem ser
resumidos do seguinte modo:

Os indivíduos de uma mesma espécie apresentam variações
em todos os caracteres, não sendo, portanto, idênticos
entre si.
Todo organismo tem grande capacidade de reprodução,
produzindo muitos descendentes. Entretanto, apenas alguns
dos descendentes chegam à idade adulta.
O número de indivíduos de uma espécie é mantido mais ou
menos constante ao longo das gerações.
Assim, há grande “luta” pela vida entre os descendentes,
pois apesar de nascerem muitos indivíduos poucos atingem
a maturidade, o que mantém constante o número de
indivíduos da espécie.
Na “luta” pela vida, os organismos com variações favoráveis
às condições do ambiente onde vivem, têm maiores chances
de sobreviver, quando comparados aos organismos com
variações menos favoráveis.
Os organismos com variações vantajosas têm maiores
chances de deixarem descendentes. Como há transmissão
dos caracteres cromossômicos de pais para filhos, estes
apresentam essas variações vantajosas.



NOTA: Weismann cruzando camundongos de caudas cortadas
por mais de 100 gerações derrubou a Lei dos Caracteres
Adquiridos, pois todos os descendentes, em todas as gerações,
nasciam de caudas normais.
2. DARWINISMO (CHARLES DARWIN):
Darwin nasceu na Inglaterra no dia 12 de fevereiro de 1809.
Em dezembro de 1831 partiu da Inglaterra, a bordo do navio
Beagle, e retornou em outubro de 1836. Nessa viagem de cinco
anos, Darwin percorreu entre outros lugares, a costa oeste da


4
BIOLOGIA NO VESTIBULAR – EVOLUÇÃO –

Assim, ao longo das gerações, a atuação da seleção natural
sobre os indivíduos mantém ou melhora o grau de
adaptação destes ao meio.
“O gafanhoto é verde porque vive na grama.”
(Lamarck).
“O gafanhoto vive na grama porque é verde.”
(Darwin).
3. NEO-DARWINISMO OU TEORIA SINTÉTICA DA
EVOLUÇÃO:
Esta escola constitui uma ampliação das idéias de Darwin:
explica as causas das variações nos seres vivos. Apenas no
século XX, com o redescobrimento dos trabalhos de Mendel e
com o aprofundamento do conceito de gene, foi possível
determinar os princípios responsáveis pela variabilidade nos
seres vivos: as Mutações (Hugo de Vries) a Recombinação
Gênica (crossing-over) que agem na Seleção Natural (Darwin).
NOTA1: Darwin não foi completo por não explicar a origem das
variações (diferenças) entre os indivíduos de uma mesma
espécie.
NOTA2: para Lamarck o meio é o causador das variações; para
Darwin o meio seleciona as variações.


Teoria de Lamarck
Duas leis Fundamentais:
Lei do Uso e Desuso;
Lei da transmissão das características
adquiridas.

Erro básico dessa teoria: As características
adquiridas não são hereditárias.

Contribuição de Lamarck para a teoria da
evolução: Desenvolvimento do conceito de
adaptação dos indivíduos ao meio ambiente.



Teoria de Darwin:
Seleção Natural: Indivíduos de uma
determinada população, apresentam variações
favoráveis para a sobrevivência em um ambiente
particular, são selecionados positivamente,
deixando maior n.º de descendentes que os
indivíduos que não as apresentam.
Importância da teoria de Darwin: É a base
da moderna teoria evolutiva.
Problema não resolvido por Darwin: A
origem das variações existentes nas populações.
O mutacionismo é também chamado de teoria sintética, pois
nasceu da síntese das observações sobre os mecanismos de
evolução adquiridas posteriormente a Darwin em diversas disciplinas, principalmente na genética e na paleontologia.
5
BIOLOGIA NO VESTIBULAR – EVOLUÇÃO –
As mutações e a recombinação gênica são, portanto, as
principais causas da variabilidade genética existente nos seres
vivos, enquanto a seleção natural “modela” o processo evolutivo,
direcionando-o através da “escolha” das variações favoráveis ou
adaptativas a um determinado meio. Enquanto as mutações e a
recombinação aumentam a variedade genética nos seres vivos, a
seleção natural diminui, uma vez que leva à extinção os
indivíduos portadores de variações desfavoráveis.
2. CONVERGÊNCIA ADAPTATIVA OU EVOLUÇÃO COMVERGENTE:
É o fenômeno evolutivo onde indivíduos de espécies diferentes
apresentam semelhanças devido habitarem o mesmo ambiente.
As estruturas análogas comprovam a evolução convergente.
NOTA: Atualmente esta escola também admite o isolamento
geográfico e reprodutivo.
V. CONCEITOS FUNDAMENTAIS:
1. IRRADIAÇÃO OU RADIAÇÃO ADAPTATIVA:
É o fenômeno evolutivo onde uma espécie origina várias outras
espécies. A irradiação é responsável pelo aparecimento das
estruturas homólogas.
3. CONCEITOS DE ADAPTAÇÃO:
Entende-se por adaptação ao conjunto de características que
contribuem para a sobrevivência e reprodução de uma espécie
num determinado meio ambiente.




Os camelos são capazes de tolerar a escassez de água,
podendo perder até 40% de líquido corpóreo, fato que o
caracteriza como um animal altamente adaptado a vida
desértica.
Outro exemplo de adaptação ocorrido entre as mariposas
que povoaram a cidade de Manchester, nos meados do
século XIX, antes do processo de industrialização da cidade,
era marcante o predomínio das mariposas claras em relação
as mariposas escuras, pertencentes a espécie Biston
betularia.
A coloração clara constituía na época uma característica
favorável, já que permitia uma melhor camuflagem.
Após o processo de Industrialização da cidade, a fuligem das
fábricas escureceram o tronco das árvores. Nessa nova
situação, as mariposas escuras passaram a camuflar-se
melhor e, dentro de algum tempo, constituíam o grupo
dominante.
4. ESPECIAÇÃO:
É o fenômeno evolutivo onde há formação de novas espécies.
Durante a especiação ocorre a formação de raças e subespécies.
Tipos de Especiação:
a) Especiação Alopátrica: Quando as espécies novas surgem
a partir do isolamento geográfico.
6
BIOLOGIA NO VESTIBULAR – EVOLUÇÃO –
b) Especiação Simpátrica: Quando as espécies
surgem a partir do isolamento reprodutivo.
novas
NOTA: Geralmente o ponto inicial básico para que ocorra a
especiação é o isolamento geográfico. A especiação se efetua
quando ocorre o isolamento reprodutivo.
5. RAÇAS OU SUBESPÉCIES:
Uma espécie pode apresentar várias populações estabelecidas
em áreas diferentes, sofrendo diferentes pressões seletivas. Esse
fato pode acarretar o surgimento de espécies incipientes
denominadas raças geográficas ou subespécies.
Uma
característica importante nas raças e que elas são sempre
alopátricas (vivem em regiões geográficas diferentes =
isolamento geográfico). Quando raças diferentes são colocadas
numa região, isto é, quando se tornam simpátricas (vivem na
mesma região geográfica = sem isolamento geográfico), elas se
fundem, constituindo uma única população.
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