Teorias da Evolução: Lamarck e Darwin

Teorias da Evolução: Lamarck e Darwin
Lamarck
Jean-Baptiste Lamarck era um botânico reconhecido e colaborador no Museu de
História Natural de Paris. A propósito dos seus trabalhos de sistemática, Lamarck
enunciou a lei da gradação, segundo a qual os seres vivos não foram produzidos
simultaneamente, num curto período de tempo, mas sim começando pelo mais simples
até ao mais complexo. Esta lei traduz a ideia de uma evolução geral e progressiva.
Lamarck defendia a evolução como causa da variabilidade, mas admitia a geração
espontânea das formas mais simples. Observando os seres vivos à sua volta, Lamarck
considerava que, por exemplo, o desenvolvimento da membrana interdigital de alguns
vertebrados aquáticos era devida ao esforço que estes faziam para se deslocar na água.
Assim, as alterações dos indivíduos de uma dada espécie eram explicadas por uma ação
do meio, pois os organismos, passando a viver em condições diferentes iriam sofrer
alterações das suas características.
Lamarck afirmava que ao fazerem força para alcançar alimento em árvores altas, as
girafas esticavam seu pescoço e com o tempo os pescoços ficavam mais compridos.
Essa característica é passada às gerações seguintes, que nascem gradativamente com o
pescoço mais comprido. Atualmente, essa ideia de Lamarck é rejeitada.
A lei da transformação das espécies considera que o ambiente afeta a forma e a
organização dos animais, de tal modo que quando o ambiente se altera, no decorrer do
tempo, produz modificações correspondentes na forma do animal. Essa lei utiliza o
princípio do uso e desuso, considerando que o uso de um dado órgão leva ao seu
desenvolvimento e o desuso conduz a sua atrofia e, eventual, desaparecimento. Todas
estas modificações seriam depois transmitidas às gerações seguintes – lei da transmissão
dos caracteres adquiridos. Assim, os filhos de um homem moreno pela exposição ao sol
nasceriam com a pele mais escura; o filho de um atleta com músculos desenvolvidos
adquiriria, por sua vez, melhor estrutura muscular.
Sobre a teoria da transmissão dos caracteres adquiridos, Lamarck estava errado. De fato,
o ambiente provoca mudanças de fenótipo nos organismos, porém foi comprovado
experimentalmente que as mudanças adquiridas não passam à prole.
Em resumo, o mecanismo evolutivo proposto por Lamarck considera que as variações
do meio ambiente levam o indivíduo a sentir necessidade de se adaptar; a lei do uso e
desuso; e a lei da transmissão dos caracteres adquiridos.
Segundo Lamarck a evolução ocorre por ação do ambiente sobre as espécies, que
sofrem alterações na direção desejada num espaço de tempo relativamente curto. Alguns
aspectos desta teoria são válidos e comprováveis como o caso do uso e desuso de
estruturas. Sabe-se que a atividade física desenvolve os músculos e que um organismo
sujeito a infecções desenvolve imunidade. Do mesmo modo, uma pessoa que fique
paralisada, sofre atrofia dos membros que não utiliza.
Denomina-se como neo-lamarckistas aqueles que defendem que o meio realmente
modela o organismo. A teoria de Lamarck foi um importante marco na história da
Biologia, mas não foi capaz de explicar o mecanismo da evolução.
Darwin
O inglês Charles Darwin, biólogo, tinha um enorme interesse na natureza. Ele viajou
por 5 anos (1831-1836) no navio cartográfico Beagle, na época tinha apenas 22 anos,
numa expedição ao redor do mundo. Nessa viagem, Darwin reuniu uma imensa
quantidade de informações, além do material biológico coletado em suas observações e
pesquisas; decisivos para elaboração de suas ideias sobre o mecanismo da evolução e a
origem das espécies.
Seis anos, foi o tempo que Darwin levou para classificar e organizar os dados de sua
viagem. Baseou-se em um ensaio de Thomas Malthus, Principles of population, de
1838, para junto com seus dados elaborar a teoria da seleção natural. Contudo, Darwin
demorou a publicar sua teoria, pois temia o impacto que poderia causar, já que a época
era muito influenciada pela religião e conceitos fixistas. Em 1858, recebeu uma
inesperada carta do naturalista Alfred Russel Wallace, que descrevia ideias sobre a
evolução muito parecidas com as suas. Darwin levou um choque e, publicou A origem
das espécies (que descrevia a teoria da seleção natural) em 1859, um ano depois do
trabalho de Wallace ter sido apresentado.
A seleção natural proposta por Darwin considera que os organismos vivos têm grande
capacidade de reprodução, portanto cada população tem tendência para crescer
exponencialmente, se o meio o permitir, levando à superprodução de descendentes.
Quando o meio não suporta tantos descendentes desencadeia-se uma luta pela
sobrevivência entre os membros da população. Com isso, poucos indivíduos chegam à
idade de procriação, já que a quantidade de alimento existente no ambiente é limitada.
Outro fator considerado é a existência de variações hereditárias dentro de um mesmo
grupo. Essas variações podem ser transmitidas aos descendentes. Os indivíduos com
caracteres que lhes confiram uma vantagem competitiva num dado meio e tempo são
mantidos por seleção e produzem mais descendentes, enquanto os restantes são
eliminados, não se reproduzindo. Assim sobrevivem os mais aptos. Esse fator é
denominado reprodução diferencial. Por reprodução diferencial, as características da
população vão mudando num espaço de tempo mais ou menos alargado. Dessa forma,
cada geração ficará sucessivamente mais adaptada às condições do ambiente.
A teoria de Darwin considera que o ambiente faz uma escolha dos indivíduos. Para
Darwin as forças responsáveis pela variação e pela seleção são diferentes, sendo que a
variação ocorre ao acaso, sem qualquer orientação evolutiva, enquanto a seleção muda a
população conferindo maior êxito reprodutivo às variantes vantajosas.
Para Darwin, os ancestrais das girafas, de acordo com o documentário fóssil, tinham
pescoço mais curto. O comprimento do pescoço variava entre os indivíduos das antigas
populações de girafas. Essa variação era de natureza hereditária.
O tamanho do pescoço dos ancestrais da girafa variava, sendo que alguns eram
compridos e outros, mais curtos. Os animais de pescoço longo alcançavam as folhas
mais altas das árvores e levavam vantagem para se alimentar. Por isso, tinham mais
chances de sobreviver e deixar descendentes.
A seleção natural privilegiou os indivíduos de pescoço mais comprido durante milhares
de gerações, e é responsável pelo pescoço longo das girafas atuais. Esse processo
pressupõe a existência de variabilidade entre organismos de uma mesma espécie
(variabilidade entre as girafas). A mortalidade foi maior entre os indivíduos menos
adaptados ao meio, pelo processo de escolha ou seleção natural, restando apenas as
girafas que melhor se adaptaram ao ambiente.
As mutações e a recombinação gênica são as duas importantes fontes de variabilidade.
Essa variabilidade pode permitir que os indivíduos se adaptem ao ambiente.
ORGANELAS
Retículo endoplasmático
O citoplasma das células eucariontes contém inúmeras bolsas e tubos cujas paredes têm
uma organização semelhante à da membrana plasmática. Essas estruturas formam uma
complexa rede de canais interligados, conhecida pelo nome de retículo endoplasmático,
que pode ser de dois tipos: Rugoso (granular) e liso (agranular). O rugosa, ou
ergastoplasma é formado por sacos achatados, cujas membranas têm aspecto verrugoso
devido à presença de ribossomos aderidos à sua superfície externa. O liso é formado por
estruturas membranosas tubulares, sem ribossomos aderidos, portanto de superfície lisa.
Os dois tipos estão interligados e a transição entre eles é gradual, observando o retículo
endoplasmático, partindo do rugoso em direção ao liso, vemos as bolsas tornarem-se
menores e à quantidade de ribossomos aderidos diminui progressivamente, até deixar de
existir.
O retículo endoplasmático atua como uma rede de distribuição de substâncias no
interior da célula. No líquido existente dentro de suas bolsas e tubos, diversos tipos de
substâncias se deslocam sem se misturar com o citosol. Outras funções são: o
armazenamento de substâncias e o controle da pressão osmótica do hialoplasma. O
retículo Endoplasmático liso também é responsável pela produção de lipídios,
desintoxicação do organismo (fígado) e ajuda a catalisar as reações químicas na célula,
já o rugoso é responsável pela produção de proteínas graças a presença dos ribossomos.
As proteínas fabricadas penetram nas bolsas e desloca-se em direção ao aparelho de
golgi, passando pelos estreitos e tortuosos canais do retículo endoplasmático liso.
Funções do retículo endoplasmático
O retículo endoplasmático, além de conduzir substâncias pelo citoplasma, é o local de
produção de várias substâncias importantes. Por exemplo, a síntese de diversos lipídios,
como colesterol, fosfolipídios e hormônios esteróides, ocorre no retículo
endoplasmático granular. Já o retículo endoplasmático granular, graças aos ribossomos,
fabrica diversos tipos de proteínas. O retículo endoplasmático agranular também
participa dos processos de desintoxicação das células. No retículo agranular das células
do fígado, por exemplo, ocorre modificação ou destruição de diversas substâncias
tóxicas, entre elas o álcool.
RE rugoso: também chamado de ergastoplasma, é formado por bolsas membranosas
achatadas, com grânulos – os ribossomos – aderido à superfície externa. Sua principal
função, graças aos ribossomos presente, é a síntese de proteínas.
RE liso: é formado por tubos membranosos lisos, sem ribossomos aderidos. Suas
principais funções são: síntese de diversos lipídios, como o colesterol, hormônios
esteróides e fosfolipídios. É no RE liso que também ocorre o processo de
desintoxicação das células.
Complexo de Golgi
O aparelho de golgi está presente em praticamente todas as células eucariontes,
consistindo em bolsas membranosas achatadas, empilhadas como pratos, chamadas
Dictiossomos. Em células animais os dictiossomos geralmente encontram-se reunidos
próximo ao núcleo, já nas células vegetais, geralmente os dictiossomos se encontram
espalhados pelo citoplasma.
O complexo de golgi atua como centro de armazenamento, transformação,
empacotamento e remessa de substâncias na célula, além de atuar na secreção do ácido
pancreátil, na produção de polissacarídeos (muco, glicoproteína-RER), na produção de
lipídios, na secreção de enzimas digestivas, formação da lamela média em células
vegetais, formação do lisossomo e na formação do acromossomo do espermatozóide.
O aparelho de Golgi desempenha papel fundamental na eliminação de substâncias úteis
ao organismo, processo denominado secreção celular.
Lisossomos
Os lisossomos (do grego lise, quebra, destruição) são bolsas membranosas que contêm
enzimas capazes de digerir diversas substâncias orgânicas. Existem mais de cinqüenta
tipos de enzimas hidrolíticas (atuam por hidrólise) alojadas no interior das pequenas
bolsas lisossômicas. Os lisossomos estão presentes em praticamente todas as células
eucariontes, sua origem é o Aparelho de Golgi. O retículo endoplasmático rugoso
produz enzimas que migram para os dictiossomos (complexo de Golgi), são
identificadas e enviadas para uma região especial do Aparelho de Golgi, onde são
empacotadas e liberadas na forma de pequenas bolsas.
Funções: Uma das funções dos lisossomos é a digestão intracelular. As bolsas formadas
na fagocitose ou na pinocitose, que contêm partículas capturadas do meio externo,
fundem-se com os lisossomos, originando bolsas maiores, onde a digestão ocorrerá. As
bolsas originadas pela fusão de lisossomos com fagossomos ou pinossomos são
denominadas vacúolos digestivos; em seu interior as substâncias presentes nos
fogossomos ou pinossomos são digeridas pelas enzimas lisossômicas. Com a digestão
intracelular as partículas capturadas pelas células são quebradas em pequenas moléculas
que atravessam a membrana do vacúolo digestivo, passando pelo citosol. Estas
moléculas fornecem energia à célula e serão utilizadas na fabricação de novas
substâncias. Os materiais não digeridos no processo digestivo permanecem dentro do
vacúolo, que passa a ser chamado vacúolo residual.
Muitas células eliminam o conteúdo do vacúolo residual para o meio exterior. Este
processo é chamado de clasmocitose ou defecação celular. O vacúolo residual encostase à membrana plasmática, fundindo-se nela e lançando seu conteúdo para o meio
externo.
Outra função do lisossomo é a autofagia (do grego auto, próprio e phagin, comer).
Autofagia é uma atividade indispensável à sobrevivência de qualquer célula. Ela é o
processo pelo qual as células digerem partes de si mesmas, com o auxílio de seus
lisossomos. A autofagia é, em outras situações, uma atividade puramente alimentar.
Quando um organismo é privado de alimento e as reservas de seu corpo se esgotam, as
células passam a digerir partes de si mesma, como estratégia de sobrevivência. A
autofagia permite destruir organelas celulares desgastadas e reaproveitar alguns de seus
componentes. Este processo inicia-se com os lisossomos, que se aproximam, cercam e
envolvem a estrutura a ser eliminada, que fica contida em uma bolsa repleta de enzimas,
denominado vacúolo autofágico. Uma célula do nosso fígado, a cada semana, digere e
reconstrói a maioria de seus componentes. Além das funções citadas acima, os
lisossomos têm como função a citólise ou autólise, que o processo pelo qual a célula
toda é digerida. Isto acontece com a cauda do girino, na sua transformação para a fase
adulta.
Peroxissomos
Peroxissomos são bolsas membranosas que contêm alguns tipos de enzimas digestivas,
semelhantes aos lisossomos, como a catalase, que transforma o H2O2 (água oxigenada,
formada na degradação dos aminoácidos e das gorduras) em H2O (água) e O2
(oxigênio), e outras, em menor quantidade, que degradam gorduras e aminoácidos.
Além disso, os peroxissomos também atuam no processo de desintoxicação das células.
Pelo qual os peroxissomos absorvem substâncias tóxicas, modificando-as de modo a
que não causem danos ao organismo.
Os tipos de enzimas presentes nos peroxissomos sugerem que, alem da digestão, eles
participem da desintoxicação da célula. O peróxido de hidrogênio, que se forma
normalmente durante o metabolismo celular, é tóxico e deve ser rapidamente eliminado.
Centríolos
No citoplasma das células animais encontramos dois cilindros formando um ângulo reto
entre si: são os centríolos. Eles estão localizados em uma região mais densa do
citoplasma, próximo ao núcleo. Essa região chama-se centrossomo. Cada centríolo é
formado por microtúbulos dispostos de modo característico: há sempre nove grupos de
três microtúbulos, formando a parede do cilindro. Os centríolos podem se autoduplicar,
isto é, orientar a formação de novos centríolos. Eles têm duas funções: na divisão
celular das células animais e na formação de cílios (estruturas curtas e numerosas) e
flagelos (estrutura longa e em pequeno número), pelo corpo basal, que servem para a
locomoção ou para a captura de alimento.
Ribossomos
Presentes em todos os seres vivos são grãos formados por ácido ribonucléico (RNA) e
proteínas. Nas células eucarióticas, os ribossomos podem aparecer livres no hialoplasma
ou associados a membrana do retículo (RE rugoso). É nos ribossomos que ocorre a
síntese das proteínas. A síntese é feita através da união entre aminoácidos, sendo o
mecanismo controlado pelo RNA. Este é produzido no núcleo da célula, sob o comando
do DNA. O RNA, apoiado num grupo de ribossomos chamado polirribossomo ou
polissoma, comanda a seqüência de aminoácidos da proteína. Durante esse trabalho, os
ribossomos vão "deslizando" pela molécula de RNA, à medida que a proteína vai sendo
fabricada.
Vacúolos
São cavidades do citoplasma visíveis ao microscópio óptico. Além destes, há outros
dois tipos de vacúolos, como o vacúolo contrátil e o vacúolo de suco celular.
Vacúolo Contráteis: presentes nos protozoários de água doce – encarrecam-se de
eliminar o excesso de água das células, além de eliminar também, substâncias tóxicas
ou em excesso.
Vacúolo de Sulco Celular: é característico das células vegetais, que armazena diversas
substâncias. A coloração das flores, por exemplo, deve-se às antocianinas, pigmentos
que se encontram dissolvidos nesse vacúolo.
Vacúolos digestivos
Fagossomos e pinossomos, que contém material capturado do meio pela célula, fundemse com lisossomos, originando bolsas membranosas chamadas vacúolos digestivos. As
enzimas lisossômicas digerem as substâncias capturadas, quebrando-as e reduzindo-as a
moléculas menores. Estas atravessam a mesma membrana do vacúolo digestivo e saem
para o citosol, onde serão utilizadas como matéria-prima ou fonte de energia para os
processos celulares.
Eventuais restos da digestão, constituídos por material não-digerido e enzimas,
permanecem dentro do vacúolo, agora denominado vacúolo (ou corpo) residual. Este
expulsa o conteúdo da célula por clasmocitose.
Vacúolos autofágicos e heterofágicos
Partes da célula, como, por exemplo, organelas velhas e desgastadas são constantemente
atacadas e digeridas pela atividade lisossômica. Dessa forma, seus componentes
moleculares podem ser reaproveitados.
Os lisossomos fundem-se em torno de uma parte celular a ser digerida, formando uma
bolsa membranosa chamada vacúolo autofágico (do grego autós próprio, e phagos,
comer). Essa denominação ressalta o fato de o material digerido no vacúolo ser uma
parte da própria célula. Quando o material digerido vem de fora da célula, capturado por
fagocitose ou pinocitose, fala-se em vacúolo heterofágico (do grego heteros, outro,
diferente).
Mitocôndrias
As mitocôndrias são organóides celulares – presentes nos eucariontes – delimitadas por
duas membranas lipoprotéicas. A membrana externa é lisa, e a interna apresenta
inúmeras pregas, chamadas cristas mitocondriais, que se projetam para o interior da
organela. Entre as cristas há uma solução chamada matriz mitocondrial. Essa solução
viscosa é formada por diversas enzimas, DNA, RNA, pequenos ribossomos e outras
substâncias. A mitocôndria é a organela onde ocorre a respiração celular.
A respiração celular é, em linhas gerais, uma queima controlada de substâncias
orgânicas, por meio da qual a energia contida no alimento é gradualmente liberada e
transferida ´para molécula de ATP.
Cloroplastos
Como as mitocôndrias, são delimitados por duas membranas lipoprotéicas. A membrana
externa é lisa e a interna forma dobras para o interior da organela, constituindo um
complexo sistema membranoso. Nesse sistema, destacam-se estruturas formadas por
pilhas de discos membranosos, semelhantes a pilhas de moedas, cada uma chamada
granum. Nas membranas internas do cloroplastos estão presentes os fotossistemas, cada
um deles constituídos por algumas moléculas de clorofila, reunidas de modo a formar
uma microscópica antena captadora de luz. Nos cloroplastos ocorre a fotossíntese.