Nome Nº Disciplina Bio Tema: Professor Natureza Código / Tipo Juliano Ano Ensino 3º Médio Trimestre / Ano 3o/2012 Turma Data ___/09/2012 Ideias Evolucionistas – Lista de Exercícios 1. "Os antepassados dos golfinhos tinham patas, que, de tanto serem usadas para a natação, foram se transformando em nadadeiras." a) A frase acima está de acordo com a teoria de Lamarck ou com a teoria de Darwin? Justifique, relacionando a teoria escolhida com a frase. b) Por que a frase está em desacordo com a teoria não escolhida? 2. Leia com atenção a tira a seguir: a) Calvin acredita que os morcegos são insetos porque, além de considerá-los nojentos, eles voam. No entanto, o que ele não sabe é que asas de insetos e de morcegos não são estruturas homólogas, mas análogas. Qual a diferença entre estruturas análogas e estruturas homólogas? b) Dê duas características que nos permitem identificar o grupo a que pertencem os morcegos. c) Em qual era deve ter surgido o ancestral comum de todas as espécies atuais de morcegos? Justifique. 3. O gráfico apresentado a seguir representa um processo de crescimento populacional de bactérias. Descreva as principais etapas desse processo a partir das idéias de dinâmica de populações (resistência do meio e de potencial biótico) e de seleção natural. 4. Ricardo Bonalume Neto, em uma matéria para a Folha de S. Paulo (15/01/2001), relata que um estudo feito com tentilhões das ilhas Galápagos aponta alteração no canto dos pássaros como fator de especiação. Segundo ele, quanto mais fino for o bico, mais sofisticada é a canção e quanto mais maciço ele for, menos variado é o repertório. O resultado em termos de evolução biológica é uma acelerada criação de novas espécies a partir de um ancestral comum. Descreva uma provável especiação de duas populações de tentilhões a partir das informações fornecidas por Ricardo Bonalume Neto. a) No texto, Bonalume diz que “O canto mais simples era o do relativamente grande Geospiza magnirostris (tentilhão terrestre de bico grande), cujo bico forte é feito para comer sementes”. Aqui, o jornalista comete um erro do ponto de vista evolutivo. Que tipo de erro é esse? Justifique. (0,2) b) Reescreva o trecho de Bonalume de maneira correta do ponto de vista darwinista. (0,4) 5. Nos manguezais da região do Lagamar, observa-se a presença de árvores com raízes escora (estruturas que saem de vários pontos do caule e enterram-se no solo, escorando as árvores que as possuem) e com pneumatóforos (estruturas que emergem do solo, colaborando na obtenção de oxigênio das árvores que as possuem). O solo do manguezal, mais distante do mar, é argiloso, encharcado, pobre em oxigênio. a) Utilizando elementos da Teoria de Evolução de Lamarck, relacione as raízes mencionadas ao tipo de solo desse ecossistema. b) Utilizando elementos da Teoria Darwinista da Evolução, relacione as raízes mencionadas ao tipo de solo desse ecossistema. 6. Examine a árvore filogenética abaixo: Esperamos encontrar maior semelhança entre genes de quais seres? Justifique. 7. (Unesp 2007 - julho) Em bandos de zebras, alguns indivíduos, devido a problemas genéticos, podem apresentar defeitos musculares ou de visão. Explique por que o predador destas zebras pode representar um papel importante na sua evolução. 8. Peter e Rosemary Grant são pesquisadores norte-americanos que estudam os tentilhões, pássaros comedores de sementes que vivem numa ilha do arquipélago de Galápagos. Esses pesquisadores observaram a modificação do tamanho médio do bico dessas aves devido à disponibilidade de sementes de tamanhos diferentes, das quais esses pássaros se alimentam. Quando há produção abundante de sementes, a espécie residente de tentilhões (Geospiza fortis) prefere se alimentar de sementes menores. Já em período de escassez de alimento, os pássaros dessa espécie que apresentam bicos mais largos passam a se alimentar de sementes maiores, as quais não são acessíveis aos indivíduos dessa população que apresentam bicos menores. Em 1977, ocorreu uma seca de grande intensidade, que reduziu a produção de sementes. (Texto adaptado de "Bicos sob medida". In: Ciência Hoje - set. 2006.) a) Em relação ao tamanho do bico, o que seria esperado acontecer com a população de tentilhões residentes, após a seca de 1977, segundo a teoria da evolução de Darwin? Que processo evolutivo estaria ocorrendo nesse evento? b) Posteriormente, a situação climática da ilha se normalizou e a oferta de sementes tornou-se abundante. Porém, em 1982, outro fato ocorreu: outra espécie de tentilhão (Geospiza magnirostris) chegou à ilha. Esta espécie invasora também se alimenta do mesmo tipo de sementes que a espécie de tentilhões residentes e apresenta um porte mais avantajado e bicos maiores. Que tipo de relação ecológica se estabeleceria entre a espécie residente e a invasora? TESTES 1. (Fuvest) Pesquisadores descobriram fósseis na Etiópia que parecem ser do mais antigo ancestral da humanidade. Como a idade desses fósseis foi estimada entre 5,2 e 5,8 milhões de anos, pode-se dizer que esses nossos ancestrais viveram a) em época anterior ao aparecimento dos anfíbios e dos dinossauros. b) na mesma época que os dinossauros e antes do aparecimento dos anfíbios. c) na mesma época que os dinossauros e após o aparecimento dos anfíbios. d) em época posterior ao desaparecimento dos dinossauros, mas antes do surgimento dos anfíbios. e) em época posterior ao surgimento dos anfíbios e ao desaparecimento dos dinossauros. 2. (Fuvest) A bactéria Streptococcus iniae afeta o cérebro de peixes, causando a "doença do peixe louco". A partir de 1995, os criadores de trutas de Israel começaram a vacinar seus peixes. Apesar disso, em 1997, ocorreu uma epidemia causada por uma linhagem de bactéria resistente à vacina. Os cientistas acreditam que essa linhagem surgiu por pressão evolutiva induzida pela vacina, o que quer dizer que a vacina a) induziu mutações específicas nas bactérias, tornando-as resistentes ao medicamento. b) induziu mutações específicas nos peixes, tornando-os suscetíveis à infecção pela outra linhagem de bactéria. c) causou o enfraquecimento dos órgãos dos peixes, permitindo sua infecção pela outra linhagem de bactéria. d) levou ao desenvolvimento de anticorpos específicos que, ao se ligarem às bactérias, tornaramnas mais agressivas. e) permitiu a proliferação de bactérias mutantes resistentes, ao impedir o desenvolvimento das bactérias da linhagem original. 3. (Fuvest) Decorridos mais de 50 anos do uso dos antibióticos, a tuberculose figura, neste final de século, como uma das doenças mais letais; isso se deve ao fato de os bacilos terem se tornado resistentes ao antibiótico usado para combatê-los. Considerando que a resistência de uma população de bactérias a um antibiótico é resultado de mutação ao acaso e que a taxa de mutação espontânea é muito baixa, foi proposto o uso simultâneo de diferentes antibióticos para o tratamento de doentes com tuberculose. Com relação a esse procedimento, foram levantados os seguintes argumentos: I. O tratamento não será efetivo para o paciente, uma vez que a resistência ao antibiótico não é reversível. II. O tratamento terá alta chance de ser efetivo para o paciente, pois a probabilidade de que uma bactéria seja resistente a dois ou mais antibióticos é extremamente baixa. III. O tratamento poderá apresentar riscos para a população, pois poderá selecionar linhagens bacterianas altamente resistentes a antibióticos. Analisando as informações contidas no texto, pode-se concluir que apenas a) o argumento I é válido. b) o argumento II é válido. c) o argumento III é válido. d) os argumentos I e III são válidos. e) os argumentos II e III são válidos. 4. (Fuvest) Uma idéia comum às teorias da evolução propostas por Darwin e por Lamarck é que a adaptação resulta a) do sucesso reprodutivo diferencial. b) de uso e desuso de estruturas anatômicas. c) da interação entre os organismos e seus ambientes. d) da manutenção das melhores combinações gênicas. e) de mutações gênicas induzidas pelo ambiente. 5. (Fuvest) O tema "teoria da evolução" tem provocado debates em certos locais dos Estados Unidos da América, com algumas entidades contestando seu ensino nas escolas. Nos últimos tempos, a polêmica está centrada no termo TEORIA, que, no entanto, tem significado bem definido para os cientistas. Sob o ponto de vista da ciência, teoria é a) sinônimo de lei científica, que descreve regularidade de fenômenos naturais, mas não permite fazer previsões sobre eles. b) sinônimo de hipótese, ou seja, uma suposição ainda sem comprovação experimental. c) uma idéia sem base em observação e experimentação, que usa o senso comum para explicar fatos do cotidiano. d) uma idéia, apoiada pelo conhecimento científico, que tenta explicar fenômenos naturais relacionados, permitindo fazer previsões sobre eles. e) uma idéia, apoiada pelo conhecimento científico, que, de tão comprovada pelos cientistas, já é considerada uma verdade incontestável. 6. (PUC/SP) Analise as frases abaixo, relacionadas com evidências do processo evolutivo: I. As asas de um morcego, as nadadeiras anteriores de uma baleia e as patas dianteiras de um cavalo são estruturas homólogas, pois têm diferente origem embrionária. II. As asas de uma andorinha e as asas de uma libélula são estruturas análogas, pois têm a mesma origem embrionária. Pode-se considerar que: a) as frases I e II são incorretas. b) apenas a frase I é incorreta, pois as estruturas em questão são análogas. c) apenas a frase II é incorreta, pois as estruturas em questão são homólogas. d) apenas a frase I é incorreta, pois as estruturas homólogas têm a mesma origem embrionária. e) as frases I e II são corretas. 7. (PUC/SP) O gráfico abaixo refere-se à porcentagem da forma escura ou melânica da mariposa Biston betularia, durante várias décadas, numa área de grande desenvolvimento industrial. Até aproximadamente 1930, a área era dominada pela forma clara da mariposa e, a partir desse período, sua população começou a declinar. A partir da análise do gráfico e das informações contidas no trecho anterior, assinale a alternativa INCORRETA. a) A expansão de indústrias favoreceu o aumento populacional da forma melânica. b) Com o desenvolvimento industrial, a seleção natural passou a desfavorecer a forma clara. c) O gene que determina a forma melânica passou, por volta de 1930, a apresentar vantagem seletiva sobre o gene que determina a coloração clara. d) O declínio da população de mariposas claras, por volta de 1930, deveu-se ao fato de a poluição tê-las tornado alvo mais fácil dos predadores do que as mariposas melânicas. e) A expansão da população de mariposas melânicas não tem relação com a mudança ambiental, sendo devida à dominância do gene que determina a forma melânica sobre o gene que determina a forma clara. 8. (PUC/SP) Uma barreira geográfica separou a população A em dois grupos designados por A1 e A2. Com o decorrer do tempo, A1 e A2 foram se diferenciando e deram origem, respectivamente, a duas populações designadas por B1 e B2. Indivíduos de B1 e B2 foram levados para laboratório e, cruzados, produziram todos os descendentes estéreis e com sérios problemas genéticos. Com relação à descrição acima, foram aventadas as seguintes hipóteses: I. A1 e A2 podem ter passado por estágios em que deram origem a subespécies; II. B1 e B2 podem ser duas espécies distintas; III. As proteínas produzidas por indivíduos das populações A1 e A2 devem apresentar maior semelhança entre si do que as produzidas por B1 e B2. Pode-se considerar: a) apenas I e II viáveis. b) apenas I e III viáveis. c) apenas II e III viáveis. d) I, II e III viáveis. e) apenas uma delas viável. 9. (PUC/SP) Na figura, temos representado um aparelho projetado por Stanley Miller, no início da década de 1950. Por esse aparelho circulavam metano, amônia, vapor de água e hidrogênio e, por meio de energia fornecida por descarga elétrica, produtos de reações químicas como aminoácidos, carboidratos e ácidos graxos eram coletados no alçapão. Com esse experimento, Miller testou a hipótese de que, na atmosfera primitiva pela ação de raios, a) compostos orgânicos puderam se formar a partir de moléculas simples. b) compostos inorgânicos puderam se formar a partir de moléculas orgânicas. c) compostos inorgânicos e orgânicos puderam originar os primeiros seres vivos. d) macromoléculas puderam se formar a partir de moléculas orgânicas simples. e) coacervados puderam se formar a partir de moléculas inorgânicas. 10. (Unesp) Considere o processo evolutivo do ser humano e assinale a alternativa que corresponde à hipótese, hoje mais aceita, sobre a relação entre as mudanças de hábitos alimentares e o tamanho dos dentes no Homo sapiens. a) Os dentes menores foram selecionados de acordo com a mudança alimentar, de herbívoro para carnívoro. b) Não é possível estabelecer nenhuma relação, pois, ao adquirir a postura ereta, mãos e braços ficaram livres para lutar, diminuindo a importância da mandíbula e dos dentes. c) O uso do fogo para cozinhar alimentos, tornando-os mais moles, contribuiu para diminuir o tamanho dos dentes. d) O uso do fogo não foi importante, pois o homem conseguiu moldar as formas dos dentes de acordo com o consumo de alimentos de baixa caloria. e) O uso do fogo foi importante para diminuir o tamanho dos dentes e facilitar as mordidas durante as lutas. 11. (Unesp) Correlacione os fenômenos enumerados com os algarismos arábicos 1, 2, 3 e 4 às definições ou aos conceitos, expressos nas afirmativas de I a IV. 1: Evolução. 2: Mutação. 3: Adaptação. 4: Especiação. I - Modificações nas freqüências gênicas das populações através do tempo, orientadas pela seleção natural. II - Modificação ao acaso nos genes ou cromossomos, acarretando variação genética. III - Modificações de estruturas e funções em um grupo, que favorecem sua sobrevivência. IV - Determinada pelo isolamento reprodutivo, que pode ter como causa o isolamento geográfico. A alternativa correta é: a) I-4; II-2; III-3, IV-1. b) I-3; II-1; III-2, IV-4. c) I-2; II-3; III-4, IV-1. d) I-1; II-2, III-3, IV-4. e) I-1; II-3, III-4; IV-2. 12. (Unesp) Segundo a teoria de Oparin, a vida na Terra poderia ter sido originada a partir de substâncias orgânicas formadas pela combinação de moléculas, como metano, amônia, hidrogênio e vapor d'água, que compunham a atmosfera primitiva da Terra. A esse processo seguiram-se a síntese protéica nos mares primitivos, a formação dos coacervados e o surgimento das primeiras células. Considerando os processos de formação e as formas de utilização dos gases oxigênio e dióxido de carbono, a seqüência mais provável dos primeiros seres vivos na Terra foi: a) autotróficos, heterotróficos anaeróbicos e heterotróficos aeróbicos. b) heterotróficos anaeróbicos, heterotróficos aeróbicos e autotróficos. c) autotróficos, heterotróficos aeróbicos e heterotróficos anaeróbicos. d) heterotróficos anaeróbicos, autotróficos e heterotróficos aeróbicos. e) heterotróficos aeróbicos, autotróficos e heterotróficos anaeróbicos. 13. (Unifesp) As aves são geralmente chamadas de "dinossauros com penas". Tal denominação: a) procede, porque elas surgiram a partir dos tecodontes, o mesmo grupo ancestral de répteis que originou os dinossauros. Como os dinossauros, as aves possuem ovos com âmnio. Porém, diferentemente deles, elas apresentam, como novidades evolutivas, as penas e a endotermia (homeotermia). b) procede, porque elas surgiram a partir de répteis crocodilianos que, por sua vez, tiveram suas origens entre os dinossauros. As características do coração de crocodilos e de aves são evidências dessa proximidade e dessa descendência. c) procede, porque elas surgiram no mesmo período que os primeiros dinossauros. Um pequeno grupo de anfíbios deu origem aos répteis que resultaram nos mamíferos e outro grupo maior de anfíbios originou répteis que se diferenciaram em dinossauros e em aves. d) não procede, porque, para isso, elas teriam que ter se originado dos grandes répteis voadores já extintos. O grupo de répteis que originou as aves e os mamíferos ainda hoje é vivente, embora conte com poucos representantes. Sua maior expansão ocorreu na mesma época em que os grandes dinossauros. e) não procede, porque a endotermia e as penas são características muito distintas que afastam qualquer possibilidade de que as aves e os dinossauros possam ter sido aparentados. Além disso, as aves possuem um anexo embrionário a mais, que as diferencia de todos os demais répteis. 14. (Unifesp) Leia os trechos seguintes, extraídos de um texto sobre cor de pele na espécie humana. A pele de povos que habitaram certas áreas durante milênios adaptou-se para permitir a produção de vitamina D. À medida que os seres humanos começaram a se movimentar pelo Velho Mundo há cerca de 100 mil anos, sua pele foi se adaptando às condições ambientais das diferentes regiões. A cor da pele das populações nativas da África foi a que teve mais tempo para se adaptar porque os primeiros seres humanos surgiram ali. (Scientific American Brasil, vol. 6, novembro de 2002.) Nesses dois trechos, encontram-se subjacentes idéias: a) da Teoria Sintética da Evolução. b) darwinistas. c) neodarwinistas. d) lamarckistas. e) sobre especiação. 15. (Unifesp) Compare as duas mensagens seguintes. "Compre o telefone celular XYZ: tira fotos, baixa músicas e se conecta à Internet. Muito melhor que os outros: a evolução do celular." "A biodiversidade global, tal como a vemos hoje, é resultado da evolução da vida no planeta." Considerando o ponto de vista biológico, podemos afirmar corretamente que os conceitos de evolução expressos nas duas mensagens são: a) os mesmos: a evolução biológica sempre agrega melhorias a partir de características preexistentes, aperfeiçoando-as. Isso se dá basicamente por mutações. b) parecidos: enquanto um produtor visa melhorar seu produto, a evolução tem por finalidade produzir organismos melhores a partir da seleção de mutações benéficas e adaptativas. c) semelhantes: embora a evolução não vise à melhoria, o fato é que as características selecionadas são sempre melhores que as anteriores, resultando em organismos atuais melhores que seus ancestrais. d) distintos: evoluir biologicamente significa "mudar no tempo", e não necessariamente melhorar. Uma característica será melhor que outra somente se interpretada num contexto histórico e ambiental. e) diferentes: evoluir não significa que um único indivíduo tenha todas as melhorias. As características adaptativas são diferentes nos indivíduos e a população como um todo é que se apresenta melhorada. QUESTÕES 1. (Fuvest) Em consequência do aparecimento de uma barreira geográfica, duas populações de uma mesma espécie ficaram isoladas por milhares de anos, tornando-se morfologicamente distintas uma da outra. a) Como se explica o fato de as duas populações terem se tornado morfologicamente distintas no decorrer do tempo? b) Cite as duas situações que podem ocorrer, no caso de as populações voltarem a entrar em contato pelo desaparecimento da barreira geográfica. Em que situação se considera que houve especiação? 2. (Fuvest) Devido ao aparecimento de uma barreira geográfica, duas populações de uma mesma espécie ficaram isoladas por milhares de anos, tornando-se morfologicamente distintas. a) Explique sucintamente como as duas populações podem ter-se tornado morfologicamente distintas no decorrer do tempo. b) No caso de as duas populações voltarem a entrar em contato, pelo desaparecimento da barreira geográfica, o que indicaria que houve especiação? 3. (Unesp) Analise o texto a seguir, extraído da revista Newsweek: "Cientistas da Inglaterra e dos Estados Unidos fazem um alerta contra o uso exagerado de antibióticos. De tanto serem bombardeadas com penicilinas e inúmeros tipos de antibióticos, as bactérias resistentes prevalecerão sobre as normais e, portanto, estamos a caminho de um desastre médico." a) Como Darwin explicaria o aumento progressivo, entre as bactérias, de formas resistentes a antibióticos? b) Segundo os princípios neodarwinistas, por que estamos a caminho de um desastre médico? 4. (Unesp) Darwin ajuda luta contra AIDS. Charles Darwin aprovaria. O novo tratamento contra a AIDS, em desenvolvimento na Universidade Harvard, promete um raro avanço no combate à doença. Mas, melhor ainda, pela primeira vez uma terapia está levando a sério a teoria da evolução darwiniana, baseada no princípio da seleção natural (...). A equipe da Universidade resolveu testar o que aconteceria se uma população de vírus fosse submetida a várias drogas, AZT, DDI e Piridinona, que atacassem o mesmo alvo. O alvo é a enzima transcriptase reversa, que o HIV usa (...) para integrar seu genoma ao da célula infectada. (...). O resultado foi revolucionário (...), o vírus acabou perdendo a capacidade de se multiplicar. (...). O tratamento só é eficaz quando as drogas são ministradas conjuntamente (...) (Folha de S.Paulo, 28.02.1993.) Lembre-se de que cada droga reconhece e atua sobre uma região específica da enzima transcriptase reversa, e que as enzimas dependem de sua composição de aminoácidos e estrutura espacial para exercer sua função. a) Do ponto de vista evolutivo, e considerando a ação da seleção, explique o que ocorreria com a população viral se fosse utilizada uma única droga. b) Por que o tratamento só se mostrou eficaz com a administração conjunta das três drogas? 5. (Unicamp) Uma das hipóteses mais aceitas para explicar a origem das mitocôndrias sugere que estas organelas se originaram de bactérias aeróbicas primitivas, que estabeleceram uma relação de simbiose com uma célula eucarionte anaeróbica primitiva. a) Dê uma característica comum a bactérias e mitocôndrias que apóie a hipótese acima. b) Qual seria a vantagem dessa simbiose para a bactéria? E para a célula hospedeira? c) Que outra organela é considerada também de origem simbiótica? 6. (Unifesp) Nos vertebrados, a presença de ovos com casca representou um grande avanço em termos de adaptação evolutiva. a) Esse caráter está presente em quais grupos de vertebrados? b) Que novidade evolutiva substituiu a função desempenhada pelos ovos com casca? Comente uma provável consequência do surgimento desse caráter. GABARITO E RESOLUÇÕES TESTES 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. e e e c d a e d a c d d a d d QUESTÕES 1. a) A seleção natural diferencial, ocorrida durante milhares de anos, resultou nas diferenças morfológicas observadas nas populações isoladas geograficamente. b) As populações formarão raças geográficas de uma mesma espécie caso as diferenças resultantes da seleção natural não impeçam o livre cruzamento e a produção de descendência fértil. Ao contrário, se for interrompido o fluxo gênico entre os indivíduos das populações, devido aos mecanismos que levam ao isolamento reprodutivo, pode-se considerar que houve especiação. 2. a) As modificações observadas nas populações isoladas geograficamente são devidas à seleção natural diferencial atuando sobre as variações produzidas por mutações e recombinações gênicas. b) O processo de especiação é evidenciado pelo isolamento reprodutivo, fenômeno que interrompe o fluxo gênico entre as populações. 3. a) Os antibióticos selecionaram as bactérias naturalmente resistentes, eliminando as sensíveis. b) Segundo a teoria sintética da evolução (neodarwinismo), surgem, naturalmente, como resultado de mutações, linhagens de bactérias resistentes aos antibióticos. Deste modo, após décadas de seleção, os medicamentos usualmente aplicados se tornariam inócuos, pois seriam preservados diversos tipos de microorganismos resistentes. 4. a) Do ponto de vista evolutivo, o uso de uma única droga aumentaria a probabilidade de serem selecionadas linhagens virais resistentes a esse medicamento, anulando o seu efeito. b) O uso conjunto das três drogas pode ocasionar mudanças nos aminoácidos, na estrutura espacial da enzima, no seu centro ativo etc., inativando a enzima e melhorando a eficácia do tratamento. 5. a) Bactérias e mitocôndrias apresentam DNA e RNA e, conseqüentemente, capacidade de crescimento e autoduplicação. b) No interior da célula hospedeira, as bactérias recebem nutrientes e ficam protegidas. Em contrapartida, fornecem moléculas de ATP, produzidas durante a respiração aeróbica. c) Cloroplastos. 6. a) Ovos com casca calcária protetora ocorrem em todos os representantes das classes répteis e aves e em determinados mamíferos como o ornitorrinco e eqüidna. b) A placenta representa a novidade evolutiva, pois realiza as funções de nutrição, respiração, excreção, regulação hormonal e imunização, desempenhadas por outros anexos embrionários, como o alantóide, o saco vitelino e o cório. Essa estrutura permite que o desenvolvimento embrionário e fetal ocorram totalmente no interior do organismo materno.