(4) evolução biológica e sistemas dos seres vivos

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(4) evolução biológica e sistemas dos seres vivos

  1. 1. EVOLUÇÃO BIOLÓGICA ESISTEMAS DOS SERES VIVOSBiologia e Geologia11º Ano
  2. 2. O que é Evolução?
  3. 3. Procariontes e Eucariontes O que têm em comum uma planta e um ser humano?
  4. 4. Procariontes e Eucariontes Aparentemente pouco.  Ambos são constituídos por células.  Ambos têm o mesmo sistema de código genético.  Ambos têm a mesma constituição bioquímica.  De um modo geral ambos têm processos básicos de vida muito semelhantes.
  5. 5. Procariontes e Eucariontes Mas porque razão todos os seres vivos apresentam mecanismos de vida profundamente idênticos? E ao mesmo tempo, como surgiu tanta diversidade de formas?  Para responder a estas questões temos que recuar no tempo e compreender que cada indivíduo provem dos seus progenitores, e que estes por sua vez provêm dos seus progenitores e assim sucessivamente ao longo de gerações.  A capacidade de regressar no tempo para o estudo dos nossos antepassados é conseguida essencialmente através do estudo de fósseis.
  6. 6. Procariontes e Eucariontes As primeiras formas de vida, células, deverão ter surgido entre os 3800 e os 2500 milhões de anos, pois os fósseis mais antigos encontrados datam dessa altura. Teriam sido células semelhantes às actuais bactérias e cianobactérias, ou seja, células procariontes.
  7. 7. Procariontes e Eucariontes As células procariontes são estruturalmente simples, mas apresentam uma grande diversidade metabólica.  O que lhes permitiu colonizar uma grande diversidade de meios ambientes.  Embora não tenham quaisquer organelos como cloroplastos e mitocôndrias.  Podem ser fotoautotróficas, possuindo por isso pigmentos fotossintéticos nas membranas celulares.
  8. 8. Procariontes e Eucariontes Julga-se que os primeiros seres vivos da Terra tenham sido células procariontes e que estas tenham estado na origem da grande diversidade de formas actuais.  Esta hipótese é suportada:  Pela simplicidade estrutural e funcional das células procariontes;  Pelos fósseis.
  9. 9. Procariontes e Eucariontes As células eucariontes por seu lado são mais complexas. O material genético encontra-se mais bem organizado e no núcleo.  Apresentam grande abundância de estruturas membranares.
  10. 10. Procariontes e Eucariontes Segundo dados fósseis os seres eucariontes terão surgido há cerca de 1500 milhões de anos, tendo por isso reinado isolados por mais de 2000 milhões de anos os seres procariontes. Existem várias hipóteses explicativas para o surgimento dos seres eucariontes, todos partindo dos procariontes.
  11. 11. Origem dos seres Eucariontes
  12. 12. Origem dos seres Eucariontes Há várias hipóteses explicativas relativas ao aparecimento dos seres eucariontes. De momento aceitam-se três:  Modelo autogénico  Modelo endossimbiótico  Modelo autogénico e endossimbiótico (uma mistura dos dois anteriores, e actualmente o mais aceite).
  13. 13. Modelo autogénico Admite que a célula eucariótica terá surgido a partir de organismos procariontes por invaginações sucessivas de zonas de membrana plasmática, seguidas de especialização. É uma teoria actualmente pouco aceite pois não esclarece o que levou a célula a realizar tais invaginações.
  14. 14. Modelo endossimbiótico Por volta de 1920 alguns investigadores aperceberam-se que existiam semelhanças entre estruturas membranares das células eucarióticas e alguns seres procariontes. Duas dessas estruturas são as mitocôndrias e os cloroplastos.  Estruturas muito semelhantes a procariontes de vida independente.
  15. 15. Modelo endossimbiótico Admitiu-se então que as células eucariontes teriam resultado da incorporação de organismos procarióticos por parte de outros seres procariontes primitivos. Tratar-se-á então de um caso de endossímbiose.  Nesta situação o organismo que habita no interior do outro beneficia de protecção e das condições estáveis.  Já o organismo que alberga o outro beneficiará de algum produto sintetizado pelo outro. Esta hipótese foi, inicialmente, ridicularizada uma vez que não existiam provas desta situação.
  16. 16. Modelo endossimbiótico Com ajuda de estudos de microscopia electrónica e de ADN dos cloroplastos e de mitocôndrias foram encontradas provas que suportam este modelo.  Tanto cloroplastos como mitocôndrias apresentam estrutura semelhante a procariontes.  O ADN presente nos cloroplastos e mitocôndrias encontra-se mais próximo quer sequencialmente como estruturalmente dos procariontes do que dos eucariontes.
  17. 17. Modelo endossimbiótico Calcula-se que o processo terá corrido da seguinte forma:  Uma célula procarionte de grandes dimensões terá capturado outras células procarióticas (células-hóspedes) que permaneceram no interior da célula hospedeira, resistindo à digestão.  As células capturadas estabeleceram com a célula hospedeira relações de simbiose.  A cooperação foi tão íntima e tão eficaz entre os diferentes elementos que se tornaram dependentes uns dos outros e passaram a constituir organismos estáveis e singulares.  As células-hóspedes vieram, assim, a constituir alguns organelos da célula eucariótica. Por exemplo, os cloroplastos ter-se-ão originado a partir da captura de cianobactérias, já as mitocôndrias ter-se-ão originado a partir da captura de alguma célula procariontes com capacidade respiratória.  Pensa-se que este processo estará também na origem dos flagelos.
  18. 18. Modelo endossimbiótico O modelo endossimbiótico é actualmente bem aceite.  Cloroplastos e mitocôndrias têm o seu próprio genoma e produzem as suas próprias membranas.  Apresentam um ciclo de divisão independente da células.  Contêm ADN circular tal como os procariontes.  Algumas das proteínas da membrana dos cloroplastos e das mitocôndrias estão codificadas nos genes do ADN da célula, o que mostra a dependência entre ambos.  Situações de endossimbiose entre eucariontes e procariontes são ainda existentes actualmente.
  19. 19. Modelo endossimbiótico e autogénico Embora bem fundamentado e aceite o modelo endossimbiótico também apresenta pontos fracos.  Por exemplo não consegue explicar o surgimento do núcleo. Assim julga-se que na realidade o aparecimento dos eucariontes se deva a uma mistura dos dois processos. No entanto e dada à distancia temporal a que este processo ocorreu, aliado ao facto dos primeiros organismos dificilmente terem deixado fósseis, torna-se muito difícil para os cientistas decifrarem o que realmente ocorreu.
  20. 20. Origem dos seres Eucariontes Giardia lamblia  Protozoário  Considerado o elo perdido entre os procariontes e os eucariontes.  Apresenta características dos dois grupos.  Unicelular.  Sem mitocôndria ou aparelho de Golgi.  Presença de citosqueleto e lisossomas.  Tem quatro cromossomas em cada um dos dois núcleos iguais.  Apresenta RNA próximo aos dos procariontes.
  21. 21. Origem da multicelularidade No mundo dos seres unicelulares aquele que for maior apresenta uma vantagem sobre os outros. Uma célula maior pode facilmente capturar outras mais pequenas. No entanto existe um limite para o tamanho que uma célula pode ter.
  22. 22. Origem da multicelularidade Quando uma célula aumenta o seu tamanho há que ter em conta o seguinte, o volume e a sua área de superfície (que corresponde à área da membrana plasmática). Assim quando uma célula aumenta de tamanho verifica-se que a razão entre a superfície e o volume diminui, isto é, o volume aumenta a um ritmo muito superior ao da área de superfície. Isto significa que cada unidade de área de superfície da membrana plasmática há mais volume de citoplasma, para o qual tem que realizar trocas com o meio exterior. Além disso, com o aumento de volume, também aumenta o metabolismo. Logo maiores vão ser as necessidades da célula.
  23. 23. Origem da multicelularidade  Assim quanto maior for a célula menor é a superfície da membrana plasmática por unidade de volume capaz de realizar trocas.  Acima de um determinado tamanho, tamanho crítico, as trocas entre célula e o meio não ocorrem à velocidade necessária e a célula é incompatível com a vida.  Assim para um organismo ser maior do que determinado tamanho a vida teve que optar por outra via.
  24. 24. Origem da multicelularidade Actualmente, verificam- se duas vias de um organismo maior do que 1mm sobreviver:  Pode diminuir o seu metabolismo e desta forma reduzir as suas trocas com o ambiente.  É o caso da acetabulária.  Pode apresentar multicelularidade.
  25. 25. Origem da multicelularidade Não se sabe ao certo quando e onde surgiram os primeiros seres multicelulares, pois o registo fóssil não é claro.  No entanto a partir de há 2200 m.a., fósseis de seres multicelulares começam a ser abundantes no registo fóssil. Os seres eucariontes unicelulares constituem frequentemente agregados.  Quando os indivíduos são da mesma espécie estamos perante agregados coloniais ou colónias.
  26. 26. Colónias As Volvox, uma microalga verde, tende a formar colónias de 500 a 50000 células. Cada célula apresenta dois flagelos e são autosuficientes. No entanto tendem a unir-se por prolongamentos citoplasmáticos e bainhas gelatinosas, formando uma esfera oca.  Os flagelos das células da camada externa imprimem movimento à colónia.  As células maiores têm como função a reprodução. Apesar das Volvox ser constituída por várias células estruturalmente interdependentes, pois estão ligadas entre si, sob o ponto de vista funcional, não ocorreu diferenciação já que as células são todas semelhantes. Assim não se pode considerar um verdadeiro organismo multicelular/pluricelular.
  27. 27. Origem da multicelularidade As Volvox são importantes pois se julga que a multicelularidade possa ter surgido na Terra por evolução de seres coloniais, em que as células se tenham gradualmente especializado em diferentes funções. Colónias de algas verdes poderão estar na origem de algas verdes pluricelulares, algumas das quais, terão evoluído para plantas.  O facto de algas verdes e plantas apresentarem pigmentos fotossintéticos, substâncias de reserva e paredes celulares bastante semelhantes, parece mostrar que a plantas evoluíram a partir das algas verdes.
  28. 28. Origem da multicelularidade A multicelularidade caracteriza-se por uma associação de células em que há interdependência estrutural e funcional entre elas. A consequente especialização das células nos organismos multicelulares levaram a uma grande diversidade de organismos, bem como a capacidade da regulação do próprio organismos, permitindo que os seres vivos começassem a colonizar ambientes a que antes estavam impedidos.
  29. 29. Vantagens da multicelularidade A grande diversidade de formas e de funcionalidades possibilitou a adaptação a diferentes ambientes. Foi possível a sobrevivência de seres de maiores dimensões sem comprometer as trocas com o meio externo.  Graças ao desenvolvimento de células ou mesmo órgãos especializados na realização dessas trocas. Permitiu uma maior rentabilização do uso da energia. Maior independência em relação ao meio externo.
  30. 30. Evolucionismo e Fixismo
  31. 31. Como explicar a grande biodiversidade? Bem… esta é uma pergunta de resposta algo complexa e controversa! Mas há sempre formas… alternativas!
  32. 32. Evolucionismo e Fixismo
  33. 33. Fixismo Nem sempre se viu a evolução como o processo natural pela qual as espécies apareciam e desapareciam. Este processo decorre numa escala de tempo equiparável a escala de tempo geológica, pelo que para um vulgar ser humano é um processo imperceptível. Durante muitos séculos admitiu-se que as espécies surgiram tal como hoje as conhecemos e se mantiveram imutáveis ao longo dos tempos.
  34. 34. Fixismo Teoria bem aceita no século XVIII, propunha na biologia que todas as espécies foram criadas tal como são, e permaneceriam assim, imutáveis, por toda sua existência, sem que jamais ocorressem mudanças significativas na sua descendência. Um dos maiores defensores do fixismo foi o naturalista francês Georges Cuvier. Esta teoria que surgiu durante o século XVIII e XIX teve um grande apoio da Igreja.  Por essa razão é muitas vezes confundida pelo Criacionismo.  No entanto a Teoria Fixista não admite à partida que as espécies tenham surgido por acção de uma entidade superior.
  35. 35. Criacionismo Muitas vezes confundida com o Fixismo. Teoria segundo a qual as espécies vegetais e animais foram criadas independentemente umas das outras. O Criacionismo apoia-se geralmente na interpretação do primeiro capítulo da Bíblia, o livro do Génesis. As espécies seriam, segundo esta teoria, unidades imutáveis que, num mundo também ele estático, surgiam independentemente umas das outras.
  36. 36. Evolucionismo O pensamento transitou gradualmente para uma visão evolucionista, isto é, admite-se que as espécies se alteram de forma longa e gradual ao longo do tempo, originando outras espécies. As espécies evoluem a partir de outras espécies preexistentes. Esta teoria teve um dos mais importantes contributos na Geologia
  37. 37. Evolucionismo O pensamento geológico estava também a mudar, e face as novas descobertas as ideias fixistas e criacionistas pareciam incoerentes.  A idade da Terra calculada era significativamente maior do que a pensada inicialmente.  A descoberta, cada vez mais frequente, de fósseis permitiu descrever formas de vida muito diferentes das espécies actuais.  Estes últimos originaram novas ideias que estiveram na origem das ideais evolucionistas.
  38. 38. Evolucionismo O evolucionismo admite a existência de mudanças progressivas nos seres vivos a partir de ancestrais comuns, e são essas mudanças que, ao longo do tempo geológico, vão dar origem à diferentes espécies. Mas para esta teoria ser aceite têm que existir argumentos.
  39. 39. Evolucionismo A primeira teoria explicativa sobre os mecanismos de evolução, fundamentada, surge em 1809 por Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, cavaleiro de Lamarck.  Por essa razão ficou conhecida como Lamarckismo. O Lamarckismo surgiu numa altura em que as teorias fixistas eram ainda muito fortes, pelo que nunca foi totalmente aceite, além de apresentar ainda muitas falhas.
  40. 40. Evolucionismo Foi apenas em 1859 com o livro A Origem das Espécies de Charles Darwin que as teorias fixistas foram questionadas.
  41. 41. Lamarckismo
  42. 42. Lamarckismo Foi a primeira teoria explicativa coerente evolucionista. As ideias lamarckistas resumiam-se a duas ideias base:  Lei do uso e desuso;  Lei da herança dos caracteres adquiridos.
  43. 43. Lamarckismo Os seres vivos apresentam modificações que dependem do ambiente em que esses seres vivos se desenvolvem. O ambiente condiciona a evolução, levando ao aparecimento de características que permitem aos indivíduos adaptar-se às condições em que vivem. Nandu – ave da América do Sul Em diferentes continentes, as espécies apresentam características semelhantes, quando enfrentam ambientes semelhantes. Avestruz – ave de África
  44. 44. Lamarckismo Adaptação  Segundo Lamarck, representa a faculdade que os seres vivos possuiriam de desenvolverem características estruturais ou funcionais que lhes permitissem sobreviver e reproduzir- se num determinado ambiente. As modificações que levam à adaptação são explicadas pela Lei do Uso e do Desuso.  A necessidade de um órgão em determinado ambiente cria esse órgão e a função modifica-o, isto é, a função faz o órgão.
  45. 45. Lamarckismo Por outras palavras o Lamarckismo defendia que se um órgão fosse muito utilizado então ele desenvolver-se-ia, tornando-se mais forte/vigoroso/maior tamanho. Caso contrário se um determinado órgão não fosse usado ele degenerava e desaparecia.  Por exemplo, nas serpentes, estas perderam os membros pois representavam uma dificuldade na movimentação entre a vegetação densa. Como tal, degeneraram e desapareceram.
  46. 46. Lamarckismo O caso do pescoço das girafas.  Como, nas savanas, a pastagem é rara e as folhas nas árvores estão muito altas, o pescoço das girafas cresce por necessidade.
  47. 47. Lamarckismo Lei da Herança dos Caracteres Adquiridos  As modificações que se produzem nos indivíduos ao longo da sua vida, como consequência do uso e desuso dos órgãos, são hereditárias, originando mudanças morfológicas no conjunto da população. Assim, os organismos, movidos pela necessidade de se adaptarem ao ambiente, adquirem modificações durante a sua vida que passam aos descendentes.  A adaptação é progressiva e um organismo pode desenvolver qualquer adaptação, desde que necessária.  Esta situação levaria a uma perfeita sintonia entre os organismos e o ambiente.
  48. 48. Lamarckismo Mas sabemos hoje que não é bem isso que acontece.  Nãoé por se querer muito voar que os humanos vão desenvolver… asas! Bem pelo menos não orgânicas!
  49. 49. Lamarckismo O modelo Lamarckista foi muito contestado na sua altura.  Não só pela forte oposição Criacionista, apoiada por um dos sectores da sociedade com maior peso.  Mas também porque fornece uma teoria explicativa sobre a evolução com um carácter animista, isto é, a existência de uma intenção e uma finalidade na evolução.  Esta suposição leva a ideia de que a evolução “procura” uma intenção e uma finalidade na evolução, algo incorrecto.  Hoje em dia sabe-se também que ao nível genético a teoria da hereditariedade dos caracteres adquiridos, em seres com reprodução sexuada, é impossível.  Apenas alterações no ADN dos gâmetas são transmitidas de uma geração para a outra.  A adaptação teria que alterar todo o ADN de um organismo, isto é, todas as células do corpo incluindo as sexuais e não só as dos órgãos visados.
  50. 50. Darwinismo
  51. 51. Darwinismo As teorias evolucionistas sofreram novo impulso quando em1831, Charles Darwin, embarcou no HMS Beagle. Esta viagem que durou 4 anos e 9 meses, Darwin recolheu informação que fundamentaria a mais importante teoria evolucionista.
  52. 52. Darwinismo Destacam-se os seguintes dados:  Dados geológicos  Durante a viagem no Beagle, Darwin leu o livro de Lyell “Princípios da Geologia”.  Neste livro Darwin encontrou princípios que influenciaram Darwin.  As leis naturais são constantes no espaço e no tempo.  Deve explicar-se o passado a partir dos dados do presente.  Na longa história da Terra ocorreram mudanças geológicas lentas e graduais.
  53. 53. Darwinismo Ainda relacionado com dados geológicos, Darwin observou inúmeros fósseis.  Observou nos Andes, a milhares de metros de altitude, conchas de animais marinhos.  Ao observar estes fósseis e de acordo com os dados geológicos, Darwin pensou que tal como a própria Terra sofreu mudanças graduais e lentas, então talvez a Vida poderia ter sofrido mudanças lentas e graduais e, inicialmente, imperceptíveis, mas que com o tempo acabariam por ter significado.
  54. 54. Darwinismo Dados da Biogeografia  Darwin verificou que algumas espécies assumem aspectos bastante exóticos, bem como a constatação de que a fauna e a flora diferem de continente para continente e das montanhas para os desertos.  Nas Galápagos, um arquipélago a 1000km da costa do Equador, Darwin ficou particularmente interessado com as tartarugas e os tentilhões.
  55. 55. Darwinismo Darwin verificou que existem sete variedades de tartarugas gigantes nas ilhas Galápago. Cada uma delas existe numa ilha diferente, e apesar de apresentarem diferenças, estes animais são extraordinariamente semelhantes entre si, o que fez Darwin pensar que tenham tido uma origem comum.
  56. 56. Darwinismo A situação dos tentilhões é em tudo semelhante à das tartarugas. Existem 14 variedades de tentilhões muito semelhantes e que se podem distinguir sobretudo pelo tamanho, cor e forma do bico. A variação do bico levou Darwin a pensar que estivesse associado as diferenças da alimentação.
  57. 57. Darwinismo Depois de recolher toda a informação, Darwin concluiu que as ilhas foram povoadas, provavelmente, a partir do continente americano e as características particulares de cada ilha condicionaram a evolução de cada espécie, daí a sua diferenciação.
  58. 58. Selecção artificial, natural e variabilidade Darwin era columbófilo, isto é, criador de pombos.  Enquanto criador de pombos Darwin exercia sobre este a chama selecção artificial.  Os criadores de galinhas também recorrem a este processo.  À primeira vista as galinhas são todas iguais, mas numa determinada população existem pequenas variações naturais como por exemplo o tamanho das patas, a curvatura da cabeça ou as penas serem mais ou menos encaracoladas.  Se o tratador gostar de determinada característica, pode controlar os cruzamentos entre as aves, isto é, permitindo que apenas as aves com estas características se cruzem.  Ao final de alguns cruzamentos pode obter indivíduos com as características que seleccionou.
  59. 59. Selecção artificial Ao longo de gerações e recorrendo a cruzamentos selectivos previamente planeados é possível obter características desejadas. Desta forma plantas e animais, assim obtidos, são substancialmente diferentes dos seus ancestrais selvagens. Como neste caso é o Homem que selecciona os cruzamentos diz-se que ocorreu uma Selecção Artificial. Este processo ocorre desde há muitos milhares de anos sem que por vezes o Homem se apercebesse o que estava a realizar.
  60. 60. Selecção Natural Na natureza ocorre um processo semelhante. Neste caso quem exerce a pressão selectiva são os factores ambientais, por essa razão chama-se Selecção Natural. A Selecção Natural é o conceito que marca a teoria evolucionista de Darwin.
  61. 61. Selecção Natural Independentemente do meio existem nas populações, de determinada espécie, variações naturais. Essas variações são transmitidas aos descendentes através dos gâmetas. Se determinado grupo apresentar uma variação que o beneficia no ambiente em que existe, diz-se que esses indivíduos são mais aptos.  Pelo facto de serem mais aptos, vivem melhor, deixando mais descendentes.
  62. 62. Selecção Natural Como consequência, aumenta na população o número de indivíduos com essa a característica. Ao mesmo tempo que os indivíduos que apresentam características menos favoráveis vão desaparecendo.
  63. 63. Selecção Natural A teoria de Darwin pode ser resumido nos seguintes pontos:  Os seres vivos, mesmo os da mesma espécie, apresentam variações entre (variabilidade);  Em cada geração, uma determinada percentagem dos indivíduos é naturalmente eliminada, porque se estabelece ente eles uma “luta pela sobrevivência”, devido à competição por alimento, espaço…;  Sobrevivem os indivíduos que estiverem mais adaptados, a natureza permite apenas a sobrevivência dos indivíduos mais aptos, ocorre assim uma selecção natural (sobrevivência do mais apto);  Indivíduos mais aptos, vivem mais tempo e reproduzem-se mais, transmitindo em maior quantidade as suas características, por sua vez os menos aptos reproduzem-se menos.  Reprodução diferencial.  A acumulação das pequenas variações, determina, a longo prazo, a transformação e o aparecimento de novas espécies.
  64. 64. Selecção Natural Pode-se assim afirmar que: A reprodução diferencial dos indivíduos mais aptos;  Existentes na grande variabilidade de indivíduos de uma população.  Ao longo de muito tempo;  Leva ao aparecimento de novas espécies.
  65. 65. Lamarckismo e Darwinismo Lamarckismo  Darwinismo  Lei do uso e desuso.  Variabilidade intra-específica  Lei da herança dos caracteres  Selecção Natural adquiridos.  Os mais aptos vivem mais e  Um ser vivo por uso de uma reproduzem-se. determinada característica desenvolve-a e passa-a para a geração seguinte.  Os menos aptos morrem.  O ambiente cria necessidades que  Os caracteres que conferem maior levam os organismos a desenvolver adaptação são passados para a adaptações necessárias à geração seguinte, aumentando a sua sobrevivência nesse ambiente. frequência na população.  Ao longo do tempo as diferenças acumuladas nos indivíduos fazem surgir novas espécies.
  66. 66. Argumentos do evolucionismo Argumentos de anatomia comparara  O Homem sempre teve a necessidade de organizar o mundo que o rodeia.  A grande diversidade do mundo vivo despertou a necessidade de organizar um sistema de classificação.  Algum desses mecanismos baseiam-se no grau de semelhança dos caracteres morfológicos, ou seja, na anatomia comparada.
  67. 67. Evolução Divergente Ao analisar a estrutura de alguns organismos verificamos que alguns órgãos embora desempenhem funções diferentes, apresentam um plano estrutural semelhante, que pode incluir ossos semelhantes e posições relativas semelhantes. Apresentem no entanto diferenças no grau de desenvolvimento e no número de ossos. Quando esta situação ocorre dizemos que são estruturas homólogas.  Estruturas de origem embriológica semelhante, constituídas por ossos idênticos, plano de organização semelhante, embora possam apresentar aspecto diferente e possam desempenhar funções diferentes.
  68. 68. Evolução Divergente  Estruturas homólogas são interpretadas como resultado de uma selecção natural sobre indivíduos em diferentes meios que enfrentam diferentes pressões selectivas.  Dentro de uma população de uma espécie existem variações, se parte dessa população migrar para outro local com pressões ambientais diferentes.  No novo meio são seleccionados os organismos que apresentam características que o tornam mais aptos nesse meio.  Esta situação denomina-se de evolução divergente.  A partir de um mesmo ancestral, devido a diferenças existentes nos indivíduos, ocorre uma divergência nos organismos que colonizam diferentes habitats e que ficam sujeitos a pressões selectivas também difentes.
  69. 69. Evolução convergente Na natureza é frequente encontrarem-se semelhanças entre organismos com origens muito diferentes.  As asas de uma ave e de um insecto são estruturas com origens embriológicas diferentes e embora sejam anatomicamente diferentes apresentam funções idênticas, neste caso o voo.  Estas estruturas denominam-se de estruturas análogas.
  70. 70. Evolução convergente As estruturas análogas aparecem no mesmo meio, porque a selecção natural favorece os indivíduos cujo as características os tornam mais aptos, independentemente do grupo a que pertencem. Neste caso diz-se que ocorreu uma evolução convergente pois indivíduos com diferentes origens tiveram de enfrentar ambientes semelhantes. A selecção natural favorece indivíduos que apresentam estruturas que apesar anatomicamente diferentes desempenham funções semelhantes em ambientes semelhantes.
  71. 71. Estruturas vestigiais Outro tipo de estruturas anatómicas que suportam a teoria evolucionista são as estruturas vestigiais.  Estruturas atrofiadas com função não evidente e desprovidas de significado fisiológico em determinados grupos, noutros grupos porem existem estruturas equivalentes que são desenvolvidas e funcionais.  Estes órgãos foram úteis e desenvolvidos em ancestrais no passado.  Estas estruturas contrariam as ideias fixistas pois mostram que as espécies não se mantiveram imutáveis.
  72. 72. Argumentos paleontológicos Os fósseis são dos dados que melhor apoiam o evolucionismo através da Paleontologia. Através deste ramo da ciência podemos concluir que no passado o planeta foi habitado por seres diferentes dos actuais. Verificamos que existem fósseis que possuem características que correspondem, na actualidade, a dois grupos diferentes de organismos.  Formas intermédias ou formas sintéticas
  73. 73. Argumentos paleontológicos As formas sintéticas são também conhecidas por formas de transição, já que algumas terão sido a transição de um grupo para outros grupos de organismos. Estes fósseis representam um forte argumento a favor do evolucionismo mostrando que os organismos que hoje existem não são totalmente independentes dos anteriores.
  74. 74. Formas de transição  Darwinius masillae  Ida  47 M.a.  Descoberto em 1983 em Darmstadt.  Terá surgido evolutivamente logo a seguir a separação entre primatas e lémures.  Não é um lémure pois faltam-lhe características como a grooming claw no segundo dedo das patas traseiras.  Por seu lado apresenta o osso tallus (no calcanhar) com forma semelhante aos dos primatas.  Estará na linhagem ancestral dos macacos, símios e humanos.
  75. 75. Argumentos citológicos Embora os seres vivos possam ser muito diferentes entre si, uma coisa que todos têm em comum é o facto de serem constituídos por células. Não só todas as células eucariontes obedecem a um plano estrutural comum, como todos os processos metabólicos que nelas se desenvolvem são igualmente semelhantes.  Isto representa um argumento a favor da origem comum.
  76. 76. Argumentos bioquímicos Sobre o ponto de vista bioquímico todos os seres são constituídos pelos mesmos tipos de biomoléculas.  Proteínas  Lípidos  Glícidos  Ácidos Nucleicos O ADN e o RNA tornam-se particularmente importantes pois são universais, bem como processo de biossíntese proteica. O facto de existir semelhanças quer ao nível das biomoléculas bem como nos processos vitais das células sugere uma provável origem comum.
  77. 77. Argumentos bioquímicos Nos últimos anos têm-se desenvolvido estudos comparativos de proteínas de ácidos nucleicos com vista a estabelecer relações de parentesco entre os organismos. Diferenças entre proteínas fazem corresponder características diferentes, assim quanto mais próximos evolutivamente estiverem as espécies mais semelhantes são as suas proteínas.
  78. 78. Argumentos bioquímicos Estes estudos prevêem que a partir de uma moléculas de ADN ancestral comum, por diferentes mutações, surgiram diferentes genes e, consequentemente diferentes sequências de aminoácidos que levaram a novas proteínas e a novas características. A evolução reflecte as alterações hereditárias que ocorreram nas espécies ao longo do tempo. Sendo assim possível, pela análise das alterações, estabelecer uma linha evolutiva das espécies.
  79. 79. NeodarwinismoTeoria sintética da Evolução
  80. 80. Neodarwinismo Durante o século XX, a teoria evolucionista de Darwin foi uma ideia bem aceite, no entanto a explicação da evolução através da selecção natural apresentava ainda alguns pontos fracos, isto é, sem explicação. Mendel, contemporâneo de Darwin, enviou a este ultimo uma carta onde explicava a sua descoberta.  Basicamente Mendel explicava-lhe que tinha descoberto o processo através da qual os seres vivos conseguiam dar origem a organismos da mesma espécies com diferenças entre si.  Darwin não valorizou esta informação e como tal nunca foi capaz de explicar a forma como surgiam variações entre indivíduos da mesma espécie nem como as transmitiam às gerações futuras.
  81. 81. Neodarwinismo Com o desenvolvimento da Genética foi possível explicar as ideias centrais da teoria de Darwin. O estabelecimento do conceito das mutações levou os geneticistas e encarar este acontecimento como a base das mudanças evolutivas. Assim em 1940 foi estabelecida uma visão unificadora entre o darwinismo e os dados da genética, numa teoria denominada de Teoria Sintética da Evolução.
  82. 82. Variabilidade É ao nível da diversidade do mundo vivo que a selecção natural actua. Segundo o Neodarwinismo esta diversidade tem como fonte primária a ocorrência de mutações e como fonte mais próxima a recombinação genética.
  83. 83. Variabilidade Mutações  São alterações ao nível do genoma e passíveis de serem herdáveis, podendo levar ao aparecimento de características novas e favoráveis.  Isto porque os seus portadores passarão a apresentar características que lhes permitem viver mais ou reproduzirem-se mais.  As mutações são assim a fonte primária de variabilidade genética, introduzindo, em regra, novos genes ou alterando os já existentes que como consequência levarão ao aparecimento de novas características.
  84. 84. Variabilidade Recombinação genética  A fonte mais próxima de diversidade nas populações é a recombinação genética que se obtém através da reprodução sexuada.  Tal situação decorre durante o processo de meiose.  A fecundação é também um processo que aumenta a variabilidade genética dos indivíduos através de novas combinações génicas.
  85. 85. VariabilidadeAs mutações introduzem novidade genética, mas éprecisamente a recombinação genética que criavariabilidade, favorecendo o aparecimento de umamultiplicidade de diferentes combinações de genes.
  86. 86. Selecção Natural e o Fundo Genético Darwin afirmava que cada indivíduo não evoluía isoladamente (contrariamente ao Lamarckismo). A população é a unidade evolutiva. Numa população, quanto maior for a diversidade, maior será a probabilidade de ela se adaptar a mudanças que ocorram no meio.  Populações muito homogéneas e adaptadas podem ser eliminadas se, no seu habitat, ocorrerem mudanças. A selecção natural não actua sobre genes ou características genéticas de forma isolada, mas sim sobre a globalidade dos indivíduos de uma população com toda a sua carga genética.
  87. 87. Selecção Natural e Fundo Genético Define-se fundo genético como o conjunto de todos os genes presentes numa população num dado momento. As mutações causam alterações ao nível do fundo genético que por sua vez levarão a mudanças evolutivas. Relembra-se que o resultado visível dos genes é o fenótipo.
  88. 88. Selecção Natural e Fundo Genético Apesar de a selecção natural actuar sobre o fenótipo dos indivíduos de uma população, os biólogos definem hoje em dia evolução como a mudança no fundo genético das populações. Em cada fundo genético a frequência dos genes pode variar, havendo genes mais frequentes do que outros.
  89. 89. Selecção Natural e Fundo Genético Tomemos como exemplo o fundo genético de uma população de borboletas relativo ao gene da cor das asas. Nesta população ocorrem 5 cores diferentes, sendo a característica azul- escuro a predominante.  Isto significa que estes indivíduos se encontram mais bem adaptados, por alguma razão, e como tal vivem mais e reproduzem-se mais.  Logo o gene para azul-escuro predomina no fundo genético. As outras cores possuem uma distribuição menor.  Dando origem aquilo que se denomina de Curva de Distribuição Normal ou Curva de Gauss Se ocorrer uma alteração do ambiente, por exemplo, tornar-se mais escuro, as cores mais escuras conferem uma maior vantagem perante as de cores claras.  Logo as borboletas mais escuras reproduzem-se mais alterando a distribuição dos genes no fundo genético.  Pode chegar a um ponto em que as borboletas claras nem se consigam reproduzir e lentamente os genes para as cores claras desaparecem tal como esse fénótipo. Desta forma ocorrem alterações no fundo genético da população e como tal ocorre evolução.
  90. 90. Selecção Natural e Fundo Genético Quando as características do meio se alteram, o conjunto génico mais favorável, isto é, aquele que permite que o individuo sobreviva mais tempo e deixe mais descendência, pode deixar de o ser no novo ambiente. O conjunto génico que torna os indivíduos menos adaptados encurta a sua sobrevivência, diminuindo portanto, a descendência. Em termos globais, há genes que se tornam mais frequentes, enquanto outros vão sendo progressivamente eliminados. Por esta razão, as populações vão ficando cada vez mais bem adaptados ao meio.
  91. 91. Selecção Natural e Fundo Genético
  92. 92. Selecção Natural e Fundo Genético Ao longo do tempo, determinados genes e portanto, determinadas características acabam por seimplementar nas populações em detrimento de outros, que vão sendo eliminados, dando-se assim a evolução.

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