MÓDULO 2 – ORIGEM E EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS

MÓDULO 2 – ORIGEM E
EVOLUÇÃO DOS SERES
VIVOS
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1.
ORIGEM E EVOLUÇÃO DA VIDA
A biologia como ciência é extremamente ampla. Procura estudar todos os
seres vivos e compreender os mecanismos que os envolvem e regem a vida.
A biologia vem apresentando um crescimento notável nas últimas décadas.
Esse crescimento fez com que o século XXI seja considerado o século da
Biologia.
1.1
Origem da vida
Considera-se três formas diferentes de pensar a respeito do mistério que
envolve a vida:
 Criação divina: Explica que Deus criou todas as coisas. A fé não necessita
de provas.
 Origem extraterrestre (Panspermia): A vida se originou fora da Terra e
chegou ao nosso planeta sob a forma de “esporos” trazidos por meteoritos
vindos do espaço, que teriam se desenvolvido nas condições favoráveis da
Terra. O nosso planeta recebe diariamente centenas de pequenos
meteoritos. A NASA possui uma coleção destes objetos vindos do espaço.
Inclusive, uma das hipóteses para a extinção dos dinossauros é atribuída a
um grande meteoro que atingiu nosso planeta na região do Golfo do
México.
 Origem por evolução química (Oparin e Haldane): Esta é a teoria mais
aceita hoje e foi formulada em 1920. Os seres vivos são o resultado da
combinação de moléculas orgânicas que teriam se formado na atmosfera
primitiva e depois nos oceanos, a partir de moléculas inorgânicas.
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Atenção! Se você for professor proponha um debate sobre estas diferentes
hipóteses. Veja como os alunos encaram estas correntes e como a ciência e a
religião podem estar impregnadas em tais percepções!
Características da teoria de origem por evolução química:
- Idade da Terra: 4,5 bilhões de anos. A crosta terrestre se formou a 2,5 bilhões de
anos.
- A atmosfera primitiva era muito diferente da atual. Não tinha oxigênio nem
nitrogênio. A composição era predominantemente de amônia (NH3), metano (CH4),
hidrogênio (H2) e vapor d´água (H2O).
- A medida que as temperaturas na Terra foram diminuindo, o vapor de água se
condensava caía sobre a crosta e evaporava. Isso favoreceu o ciclo de chuvas e
ocorrência de descargas elétricas. A combinação entre as descargas e a radiação
ultravioleta modificou as ligações químicas das moléculas da atmosfera formando
novas substâncias, como os aminoácidos (moléculas orgânicas).
- A água das chuvas arrastava estes aminoácidos para a crosta terrestre. As
moléculas foram se unindo e formaram cadeias de aminoácidos, os proteinoides.
Estas substâncias foram se acumulando em mares primitivos.
Os mares primitivos viraram sopas nutritivas, ricas em matéria orgânica. Desta
forma, houve uma intensa agregação de moléculas orgânicas formando
coacervatos (agregação de moléculas de grande estabilidade).
- Estes coacervados possuíam a capacidade de absorver materiais de meio. E
durante muito tempo houve reações químicas dentro dos coacervados por catalise
via enzimas.
- Provavelmente, os primeiros seres vivos surgiram a partir de sistemas
organizados, como os coacervados, a partir da reprodução e regulação interna.
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As idéias de Oparin e Haldane foram confirmadas por Miller e Urey.
Figura 1 – Experimento de Miller e Urey que confirmou os achados de Oparin e Haldane
Fonte: http://www.sobiologia.com.br/conteudos/figuras/evolucao/muller4.jpg;
1.2
Origem dos seres vivos
 Teoria da geração espontânea (abiogênese): os seres vivos surgem a partir
de matéria inanimada. Até o século XIX era a idéia mais aceita para a
origem dos seres vivos. O maior defensor desta teoria foi Aristóteles, o
filósofo grego.
 Teoria da biogênese: Um ser vivo só surge a partir de outro ser vivo préexistente. Esta teoria foi reforçada pelos experimentos de Redi, NeedhamSpallanzani e Pasteur.
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Figura 2 - Experimento de Redi
Fonte: http://3.bp.blogspot.com/VGVLDyQAqUI/UsU8cKPdXUI/AAAAAAAACug/CKTmO6j1jeA/s1600/Origem+da+Vida.png;
Figura 3 – Experimento de Pasteur
Fonte:
http://mundoeducacao.bol.uol.com.br/upload/conteudo_legenda/10e49b45dce1015283b333be2f3a
497c.jpg;
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3.
Teorias de evolução
 Fixismo: Pensamento predominante no século XVIII, cada espécie teria
surgido de maneira independente e permaneceria sempre com as mesmas
características.
Figura 4 – Fixismo
Fonte: http://i196.photobucket.com/albums/aa14/Inibace_2007/Fixismo.jpg;
 Lamarckismo: Lamarck contrariou as ideias fixistas da época. O francês
defendia que os organismos atuais surgiram de outros mais simples e
teriam uma tendência a se transformar, gradualmente, em seres mais
complexos. Os seres mais simples, por sua vez, poderiam surgir por
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geração espontânea e sua evolução seria de acordo com Lamarck, guiada
por necessidades internas dos organismos.
Figura 5 – Lamarck
Fonte:https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f0/Jeanbaptiste_lamarck2.jpg/200px-Jean-baptiste_lamarck2.jpg;
São dois mecanismos de transformação: Lei do uso e desuso; Lei da
herança das características.
 Lei do uso e desuso: um órgão desenvolvia-se com o uso e atrofiavase com o desuso. Assim, a língua comprida do tamanduá ou do
camaleão,
teriam
se
desenvolvido
em
resposta
às
suas
necessidades alimentares e de uso de órgão.
 Lei da herança das características adquiridas: o caráter seria
transmitido aos descendentes. Assim, um halterofilista desenvolveria
seus músculos com exercícios e essa característica passaria a seus
filhos.
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Figura 6 – Exemplo de evolução por meio da Teoria de Lamarck
Fonte: http://gracieteoliveira.pbworks.com/f/1322687117/Sem%20T%C3%ADtulo2.jpg;
 Darwinismo: Todos os organismos descendem, com modificações, de
ancestrais comuns. A seleção natural atua sobre as variações individuais,
favorecendo as mais aptas.
Princípios básicos das idéias evolutivas por seleção natural
 Os indivíduos de uma mesma população não são idênticos. Há variações
em todos os caracteres.
 Mesmo que os organismos tenham grande capacidade de reprodução nem
todos chegam à fase adulta.
 O tamanho das populações é constante ao longo das gerações. Portanto,
esta constância tem um preço: grande disputa pela vida entre os
descendentes, porque poucos alcançarão a maturidade.
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 Aquele mais adaptado às variações do ambiente tem mais chance de
sobreviver e deixar descendentes com estas adaptações.
 Ao longo das gerações, a atuação da seleção natural sobre os indivíduos
da população propicia a adaptação destes ao meio e pode levar ao
surgimento de novas espécies.
Figura 7 – Exemplo de evolução por meio da Teoria de Darwin
Fonte: http://gracieteoliveira.pbworks.com/f/1322687117/Sem%20T%C3%ADtulo2.jpg;
A seleção natural deve ser entendida como um processo natural. Nem
Lamarck, nem Wallace nem Darwin conseguiram explicar como surgiu tal
variação, nem como ocorria a transmissão das características hereditárias ao
longo das gerações. Os conhecimentos de Genética eram rudimentares na época,
e, apesar do trabalho de Mendel, sobre as leis da herança terem sido divulgados
em 1865, só passou a ser considerada essencial na virada do século XX.
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Figura 5 – Charles Darwin e Alfred Wallace
Fonte: http://hypescience.com/wp-content/uploads/2012/03/HD-DARWIN-WALLACE.jpg;
Um pouco mais sobre a história de Charles Darwin e Alfred Wallace....
Charles Darwin nasceu em Shrewsburry (Inglaterra), em 1809. Neto e filho
de médico, perdeu a mãe aos 8 anos, sendo criado por suas irmãs. Era uma
criança extremamente observadora, inteligente e curiosa. Adorava colecionar
insetos, principalmente besouros, pedras, minerais, conchas, flores e ovos de
pássaros.
Aos 16 anos foi estudar Medicina em Edimburgo, Escócia. Detestou. Era
muito sensível a sangue e achava as aulas tediosas. Passava o tempo lendo
obras sobre história natural. O pai, percebendo o descaso do filho com o curso de
Medicina, o mandou para Cambridge para se tornar um clérigo na Igreja
Anglicana. Naquela época a carreira de pastor anglicano era promissora
financeiramente.
Em Cambridge, Darwin conheceu John Henslow, religioso, geólogo e
botânico. Foi Henslow que convidou Darwin para participar de uma viagem a
bordo do Beagle. Darwin foi como naturalista voluntário. A viagem começou em
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1831 e terminou em 1836. Na viagem Darwin ficou 18 meses a bordo e o resto em
terra firme. Aproveitou para coletar fósseis, insetos, registrar inúmeras
observações e instigar os princípios da construção da teoria da evolução.
Figura 6 – Mapa da viagem realizada por Darwin
Fonte: https://farm5.staticflickr.com/4085/4977177837_5b29f05060_o.jpg;
Em 1832, o navio aportou em Salvador, Bahia. Foi o primeiro ponto na
América do Sul da expedição. No Brasil, Darwin visitou São Paulo (Arquipélagos
de São Pedro e São Paulo), Fernando de Noronha, ilhas de Abrolho e as cidades
de Salvador e Rio de Janeiro.
Darwin achou a vegetação e a biodiversidade brasileira exuberantes. No
entanto, detestou a cidade de Recife, por considerá-la imunda, e ficou revoltado
com a burocracia, a escravidão, a falta de educação dos brasileiros e o excesso
de burocracia para se lidar com assuntos corriqueiros.
Depois de passar pelo Brasil, continuou sua expedição pela América do Sul,
sendo que vivenciou um terremoto de grande magnitude em Valparaíso, Chile. Em
Galápagos, Equador, ficou maravilhado com a diversidade e particularidades das
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espécies ali presentes. As observações realizadas em Galápagos foram
fundamentais para as bases da especiação.
Em 1836, Darwin retorna para a Inglaterra. Já era considerado um
renomado naturalista em função das observações e relatos obtidos durante a
expedição. Não precisava trabalhar para o sustento financeiro da família.
A publicação do livro “A origem das espécies” ocorreu quase 20 anos após
a viagem. Darwin viveu por muito tempo um conflito entre a religião e seus
achados. O maior empurrão para a publicação foi uma carta de outro naturalista
inglês Alfred Wallace que relatava encontrar os mesmos achados de Darwin.
Mas quem teria sido Alfred Wallace...
Se Darwin possuía apoio familiar para se dedicar à ciência, Wallace não
teve os mesmos privilégios. Nasceu em 1823, em uma família de classe média
decadente. Teve que sair da escola aos 14 anos, para ajudar no sustento da
família. Começou a trabalhar com o irmão em medições de estradas e terrenos.
Como ficava muito em campo aproveitava para fazer o que mais gostava:
observar a natureza.
Quando a empresa do irmão faliu, Wallace foi dar aulas de topografia em
Leicester e depois aulas de ciências em Neath (País de Gales). Neste período,
Wallace estudava muito. Lia muitas obras, incluindo as obras de Malthus,
Chambers, Lyell e Darwin. Sim, Wallace leu o diário da viagem de Darwin,
chamado “A viagem de Beagle” publicado em 1845.
Wallace era fascinado por biologia e começou a coletar espécimes
biológicos. Fez várias viagens pelos trópicos (Amazônia, Malásia e Indonésia).
Durante estas viagens, Wallace avançou muito e lançou os preceitos da
biogeografia. No entanto, também era ávido para entender a evolução das
espécies. No início destas viagens Wallace já acreditava na transmutação das
espécies e que barreiras geográficas eram fundamentais na distribuição das
espécies.
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Baseado nestes achados Wallace publicou um artigo chamado “On the law
which has regulated the introduction of new species” em 1855. Darwin até então
não havia publicado nada tão evidente sobre a evolução, pois trabalhava a mais
de 20 anos em segredo.
Os avanços dos trabalhos de Wallace forçaram Darwin a publicar “A origem
das espécies”. Ou seja, os dois chegaram nas mesmas conclusões sobre a
seleção natural.
A teoria da seleção natural é creditada a estes dois cientistas. Fantásticos
no seu tempo!
1.4
Teorias sintéticas de evolução
Segundo esta teoria, os principais fatores que atuam sobre o conjunto de
genes de uma população são: mutação, recombinação genética (permutação),
migração, seleção natural e deriva genética.
 Mutação: fonte primária de variabilidade. Não ocorre para adaptar o
individuo ao ambiente. Elas ocorrem ao acaso e, por seleção natural, são
mantidas quando adaptativas (positivas) ou eliminadas (quando negativas).
Há também mutações gênicas que são neutras. As mutações podem ocorrer
em células somáticas ou em células germinativas.
 Migração: Corresponde aos processos de entrada (imigração) ou saída
(emigração) de indivíduos de uma população. A imigração, chegada de
novos indivíduos, pode introduzir novos genes na população, o que
aumenta a variabilidade genética. Com a emigração, normalmente há
redução da variabilidade genética da população. A migração permite que se
estabeleça fluxo gênico entre populações distintas.
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 Seleção Natural: A seleção natural atua permanentemente sobre todas as
populações. Mesmo em ambiente estáveis e constantes, a seleção natural,
que age de forma estabilizadora, está presente eliminando os fenótipos
desviantes. A seleção atua sobre os fenótipos que resultam da interação
entre genótipo e ambiente. Portanto, o ambiente não representa um
sistema constante e estável, quer ao longo do tempo quer ao longo do
espaço, o que determina interações diferentes entre os organismos e o
meio.
 Deriva genética: Corresponde a processos aleatórios que reduzem a
variabilidade genética de uma população sem relação com a maior ou
menor adaptabilidade de indivíduos. A deriva é um processo totalmente ao
acaso. Tipos de deriva genética: Efeito gargalo (redução de população
inicial em uma ou mais populações pequenas); Princípio fundador
(Estabelecimento de uma nova população a partir de poucos indivíduos que
emigram de uma população original. Trata-se de uma das maneiras mais
comuns de dispersão de inúmeras espécies animais e também de origem
de espécies).
1.5
Seleção artificial
Muito, muito antes de Darwin e Wallace, fazendeiros e agricultores estavam
usando a ideia da seleção para causar mudanças nas características de suas
plantas ou animais ao longo de décadas. Fazendeiros e agricultores permitiram a
reprodução apenas de plantas e animais com características desejáveis. Esse
processo é chamado de seleção artificial porque são pessoas (ao invés da
natureza) que vão selecionar os organismos que vão reproduzir.
Exemplo: raças de animais domésticos; vários vegetais foram selecionados a
partir da mostarda silvestre (repolho, brócolis, repolho crespo, couve-flor e couve
rábano).
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Figura 7 – Seleção artificial de raças de cães
Fonte: http://content-portal.istoe.com.br/istoeimagens/imagens/mi_7266235215631168.jpg;
Figura 8 – Seleção artificial de brássicas
Fonte: https://s-media-cacheak0.pinimg.com/736x/da/51/6f/da516f6f38481bac8c4f37dfd48f1924.jpg;
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