COLÉGIO ESTADUAL HELENA KOLODY – E.M.P. TERRA BOA - PARANÁ Professora Leonilda Brandão da Silva E-mail: [email protected] http://professoraleonilda.wordpress.com/ CAPÍTULO 10 – p. 140 PROBLEMATIZAÇÃO • Ainda hoje é possível o surgimento de novas ssp? • Como é chamado o processo que leva ao surgimento de novas espécies? • Quando temos uma população? • Quais são os fatores evolutivos? • Como as transformações no ambiente podem influenciar no aparecimento de novas espécies? • O que é isolamento geográfico? E reprodutivo? • Por que entre os aborígenes da Austrália não há grupo sanguíneo B nem AB? • Qual o significado ESPÉCIE? • O que significa subespécie ou raça geográfica? • Existem raças na espécie humana? Especiação por isolamento geográfico no vale do rio São Francisco, no norte da Bahia – p . 140 • Ssp de lagartos c/ morfologia bem semelhantes, mas com ≠s genéticas, são encontradas nas margens direita e esquerda do rio São Francisco. • Há cerca de 12 mil anos, o rio não corria para o mar, mas desaguava em um lago. • Qdo passou a desaguar no oceano ele deve ter separado em duas uma população de lagartos que vivia ao redor do lago. • As 2 populações deve ter evoluído ≠. Surgiram assim 2 ssp de lagartos. 1milhão de anos. EVOLUÇÃO: uma mudança na frequência dos 1 alelos da população • São as populações que evoluem. Uma população é formada por um conjunto de indivíduos da mesma espécie q se cruzam entre si. • A evolução pode ser definida como uma mudança, ao longo do tempo, da frequência dos alelos de uma população. A parte da Biologia que estuda como essa mudança ocorre é a Genética das populações. • Se um alelo é responsável por uma característica útil à sobrevivência ou à reprodução, o no de indivíduos portadores desse alelo tende a aumentar na população por seleção natural, com isso a frequência desse alelo também aumenta. O oposto ocorre com alelos que prejudicam a sobrevivência.. Lei ou Princípio de HARDY-WEINBERG •Em 1908, Hardy e Weinberg demonstraram que na ausência de fatores evolutivos (mutações, seleção natural, migração, deriva genética, etc.) a frequência dos alelos não muda ao longo das gerações. FATORES EVOLUTIVOS • Como vimos a mutação e a seleção natural são fatores evolutivos, uma vez que alteram a frequência gênica da população. • A mutação pq introduz novos alelos na população. A seleção natural porque faz com que alguns genótipos tenham maior sucesso reprodutivos que outros. • Exemplo: a frequencia de bactérias com alelos que conferem resistência a determinado antibiótico aumenta em ambientes com antibióticos e a frequência dos alelos que não confere resistência diminui. • A migração também altera essa frequência ao provocar o fluxo de alelos de uma população para outra. • O último fator evolutivo é a deriva genética. • Corresponde à entrada (imigração) ou à saída (emigração) de indivíduos em uma população. • Pelos processos migratórios é possível que genes novos sejam introduzidos em uma população, contribuindo para o aumento da variabilidade genética dessa população. • A frequência dos alelos em uma população pode mudar devido ao acaso. • Isso pode ser observado mais facilmente em populações pequenas. • Uma alteração na frequência de alelos pode ser percebida mais facilmente quando enchentes, terremotos, incêndios, ou outras catástrofes provocam a morte de grande no de indivíduos de forma não seletiva. Essa redução drástrica é chamada Efeito Gargalo. • Há grande perda de variabilidade genética, e a distribuição genética das populações poderá ser bastante afetada, apenas alguns indivíduos das várias ssp sobreviverão e somente os genes presentes neles comporão o novo conjunto gênico que pode não ser representativo da população original. Deriva Genética de Efeito do Fundador • Uma alteração na frequência alélica ocorre ainda qdo um pequeno grupo de indivíduos migra para um novo habitat. Nesse grupo a distribuição dos alelos pode ser diferente da população original: deriva genética chamado efeito do fundador. • Exemplo: Por que entre os aborígenes da Austrália não há grupo sanguíneo B nem AB? Aparentemente, o alelo para o grupo B estava ausente na pequena população que colonizou a Austrália e originou os aborígenes. 2 CONCEITO BIOLÓGICO DE ESPÉCIE • Uma ESPÉCIE é formada por um grupo de populações capazes de se cruzar e originar filhos férteis, mas que não são capazes de cruzar com outros grupos. • Essa definição não se aplica aos organismos fósseis e nem aos seres de reprodução assexuada. Nesses casos, podem ser usados critérios de semelhanças morfológicas e genéticas, análise DNA. CONCEITO FILOGENÉTICO DE ESPÉCIE Define a ESPÉCIE como o menor grupo de indivíduos que compartilham um ancestral comum mais exclusivo. • A raposa ártica é encontrada ao norte dos EUA e a raposa cinzenta no sul. • Análises genéticas mostram que as duas descendem de uma mesma sp ancestral. Como explicar isso? • Suponhamos que uma população inicial de raposas tenha se dividiu em duas. • Uma migrou para o sul e outra para o norte. • Durante certo período permaneceram isoladas, sem cruzamentos. Desse modo, cada população evoluiu separadamente, sem ocorrer intercâmbio de genes entre elas. Norte Migração Ancestral Isolamento geográfico Sul Isolamento Geográfico • As barreiras que impedem o cruzamento entre as populações podem ser representadas, por obstáculos geográficos, como um rio, uma cadeia de montanhas ou grandes distâncias entre as populações. • A imposição dessas barreiras é chamada Isolamento Geográfico. • O clima do norte dos EUA é mais frio do que o sul. • Então uma vez isoladas em condições ambientais distintas, as mutações selecionadas em cada ambiente devem ser diferentes. • Mutações que favoreçam a sobrevivência em regiões frias serão selecionadas positivamente nas raposas do norte (pelagem mais densa) e negativamente nas raposas do sul (pelagem menos densa). • O acúmulo seletivo de mutações pode fazer as raposas do norte ficarem cada vez mais ≠s das do sul. • Essas diferenças vão se acumulando a ponto de caracterizar a formação de 2 ou mais subespécies ou raças geográficas. Figura 10.4 – p. 144 Migração Isolamento geográfico Raposa ártica é encontrada ao norte dos EUA Ancestral Raposa cinzenta da região sul ISOLAMENTO REPRODUTIVO • As subespécies são populações da mesma sp q vivem geograficamente isoladas e por isso acabaram desenvolvendo diferenças genéticas, mas poderiam cruzar entre si, caso o isolamento terminasse. Nesse caso, poderiam reproduzir-se e recombinar seus genes e suas características, não teríamos mais duas subespécies. • Entretanto, persistindo o isolamento geográfico chegase a um ponto em q as diferenças genéticas impedirão o cruzamento entre as populações. • Quando, por isolamento geográfico, uma população se torna ≠ da original e atinge um isolamento reprodutivo, dizemos que surgiu uma nova espécie (especiação). • Isso deve ter ocorrido com as duas populações de raposas dos EUA. Raposa ártica é encontrada ao norte dos EUA. Alopex lagopus Raposa cinzenta da região sul. Urocyon cinereorgenteus ESPECIAÇÃO: processo que leva a formação de novas espécies a partir de uma espécie ancestral. • Assim, os indivíduos de uma espécie estão isolados reprodutivamente dos indivíduos de outras espécies • Isso quer dizer que uma espécie não troca genes com a outra, mesmo que elas habitem a mesma re-gião. • Não há fluxo gênico entre duas espécies; os novos genes surgidos por mutação em uma espécie não passam para outra. • Por isso cada espécie segue seu “caminho evolutivo”. Isolamento geográfico Duas raças diferentes Isolamento reprodutivo: duas espécies Os mecanismos responsáveis pelo isolamento reprodutivo podem ser: • Pré-zigóticos • Pós-zigóticos Mecanismos pré-zigóticos Mecanismos Pré-zigóticos: impedem o encontro dos gametas ou dos casais. Não há acasalamento nem fecundação. • Isolamento estacional, sazonal ou temporal: se reproduzem em épocas diferentes. • Isolamento comportamental ou etológico: diferentes rituais de acasalamento. • Isolamento mecânico: não existe “ajuste” entre as peças genitais do casal. • Isolamento gamético: incompatibilidade entre gametas (morte dos gametas). • Isolamento ecológico: vivem na mesma área, mas em diferentes habitats. Isolamento ecológico: Até meados do século XIX, leões e tigres eram comuns na Ásia. Os dois animais não se cruzavam porque os leões vivem nas savanas e os tigres, nas florestas. Leões e tigres podem se cruzar em cativeiro, produzindo descendentes férteis. Isso ñ ocorre na natureza porque essas duas espécies vivem em habitat ≠s: LIGRES ou liger (lê-se láiguer) leões c/ tigresas - Ligre do sexo masculino é estéril, mas o do sexo feminino pode ter filhotes. TIGON (lê-se "táigon") leoa com um tigre. Mecanismos pós-zigóticos - Inviabilidade do híbrido: as ≠s genéticas entre os híbridos impede o desenvolvimento do embrião. - Esterilidade do híbrido: este não é capaz de produzir gametas funcionais, o que pode ser causado por falta por diferenças no número ou na estrutura dos cromossomos herdados dos pais, que prejudica o pareamento na meiose. - Ex. burro e mula resultantes do cruzamento entre o jumento (2n=62) e a égua (2n=64). A - Jumento B - Égua C - Mula • A mula (C) e o burro são híbridos estéreis, resultante do cruzamento entre jumento (A) - Equus asinus e égua (B) - Equus caballus ou entre a jumenta e o cavalo. Um exemplo de especiação: os tentilhões de Darwin • Os tentilhões de Darwin são muito semelhantes entre si, e diferem principalmente no tipo de bico que está adaptado ao tipo de alimentação. • Darwin supôs que as várias espécies teriam surgido de um grupo pequeno vindo do continente sul-americano. • Análises de DNA confirmaram essa hipótese. • Ocasionalmente, alguns descendentes desse grupo migraram para outras ilhas do arquipélago. • Em cada ilha a população se adaptou a um tipo de comida disponível. As ilhas estão muito distante entre si, de modo que a migração é muito rara. • O isolamento geográfico, seguido de isolamento reprodutivo, levou à formação de várias espécies. O processo pelo qual uma espécie se espalha por vários ambientes e origina um nº grande de espécies diferentes é chamado irradiação adaptativa. • Outro exemplo de irradiação adaptativa são os mamíferos, pois, de um ancestral, surgiu um grande nº de espécies diferentes, adaptadas aos mais variados modos de vida. ESPECIAÇÃO SEM ISOLAMENTO GEOGRÁFICO – p. 149 • Em alguns casos, o intercâmbio de genes pode ser impedido sem que ocorra isolamento geográfico e pode surgir novas espécies por: − Especiação simpátrica: especiação que ocorre em uma população que vive na mesma área. − Especiação alopátrica: especiação que ocorre em espécies isoladas geograficamente. • Uma modalidade de especiação simpátrica ocorre em plantas pela formação de indivíduos poliploides, como o trigo, na batata, no algodão e tabaco. • A poliploidia pode acontecer qdo são produzidos gametas diploides (2n) por causa da não disjunção dos cromossomos durante a meiose. • Se gametas 2n fecundarem outros 2n, forma-se indivíduos tetraploides (4n), comum em plantas com flores. Por que podemos considerar os indivíduos tetraploides como nova espécies? • Se um gameta 2n – produzido pelo tetraploide – fecundar um gameta haploide (planta normal) -, formará uma planta triploide (3n). • Essa planta é um híbrido estéril, pois tem no ímpar de cromossomos e não ocorre emparelhamento na meiose, assim os gametas não são formados. Forma-se assim uma nova espécie.Ex. Laranja-da-baía (não produz sementes). • Cerca de 40% das espécies de plantas cultivadas são poliploides. • Os triticale é um cereal híbrido que foi obtido no cruzamento do trigo com o centeio, sendo mais resistente a condições de acidez do solo que o trigo. • É utilizado principalmente na alimentação de animais. Leitura do texto Testes: p. 175 e 176 Pág. 150 1, 4, 5, 6, 8, 9 PROBLEMATIZAÇÃO • Ainda hoje é possível o surgimento de novas ssp? • Como é chamado o processo que leva ao surgimento de novas espécies? • Quando temos uma população? • Quais são os fatores evolutivos? • Como as transformações no ambiente podem influenciar no aparecimento de novas espécies? • O que é isolamento geográfico? E reprodutivo? • Por que entre os aborígenes da Austrália não há grupo sanguíneo B nem AB? • Qual o significado ESPÉCIE? • O que significa subespécie ou raça geográfica? • Existem raças na espécie humana? Aplique seus conhecimentos 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 22 a 23 p. 151 a 154