Post on 21-Dec-2014
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Treino
O Processo da Ciência • Os cientistas usam duas técnicas para
aprender algo da natureza
– Ciência de Descobrimento – Os cientistas
descrevem algum aspecto do mundo e usam
o raciocínio indutivo para fazer conclusões
gerais
– Ciência a base de Hipóteses – Os
cientistas tentam explicar suas observações
pelo teste de hipóteses
O Processo da Ciência
• Não há verdades absolutas na
ciência
• Todo que entendemos sobre a
natureza resulta de nossa capacidade
de observar o mundo.
• Os cientistas não “acreditam” em
algo
• Mas os cientistas têm níveis de
confiança na explicação dos
fenômenos naturais.
Teoria Científica
• Amplo de escopo, gera hipóteses,
apoiadas por um corpo massivo de
evidencias. As teorias passam
contestação constante por testes das
hipóteses específicas e falsificáveis
que geram.
– A teoria da relatividade geral de
Einstein
– A teoria de evolução de Darwin
– A teoria do big bang do universo de
Lemaître
Ciência baseada nas Hipóteses
• A ciência baseada nas hipóteses
envolve:
– As observações, perguntas,
hipóteses como respostas tentativas
as perguntas
– As deduções resultam em previsões,
que depois passa por testes das
previsões para verificar se uma
hipótese é falsificável
O que é uma Hipótese?
• Uma hipótese é uma tentativa ou chute educada para responder uma pergunta ou problema.
• Uma boa hipótese faz previsões que podem ser testadas.
• O processo da ciência baseada nas hipóteses usa o raciocínio dedutivo, que fluiu de uma premissa geral a uma premissa específica.
• O mais importante desse processo é que a dedução pode ser testada.
Passos chaves do Método Científico
• Faz observações, podem ser de outras pessoas ou resultados de testes anteriores
• Faz perguntas sobre as observações: Como? Por que? Quando?
• Gera hipóteses; explanações dos fenômenos, em frases que podem ser testadas.
• Derive previsões; resultados lógicos e testáveis da hipótese – Desenvolvidas pelo raciocínio dedutivo
– Previsões são da forma de se (frase da hipótese) é verdadeira, então (previsões).
• Teste das previsões; realizado para determinar se as previsões tem apoio (não falsificáveis) ou são falsificadas
• Uma hipótese vira credível quando tentativas repetidas não conseguem sua falsificação
Unidades de Base
• Unidade de comprimento: metro
• Unidade de massa: quilograma
• Unidade de volume: litro
• Unidade de temperatura: grau
Celsius
Unidades de Base de Mensuração
• Massa = grama = g
• Comprimento = metro = m
• Volume = litro = l
• Definido como 1000 centímetros cúbicos
• Temperatura = grau Celsius; oC
Prefixos
• O sistema métrico usa prefixos para representar unidades
• Maior e menor da unidade fundamental por fatores de 10.
– Por exemplo, um centímetro é 1/100 de um a metro, e um quilometro é 1000 vezes um metro
– Para números muito grandes, usamos a notação de potencias de dez, como 102 = 100, 106 = 1,000,000, 10-2 = 0.01
Prefixos Prefixo Simbolo Sentido Unidade
exa- E quintilhão 1018
peta- P quadrilhão 1015
tera- T trilhão 1012
giga- G bilhão 109
mega- M milhão 106
quilo- k mil 103
hecto- h cem 102
deca- da dez 101
deci- d um décimo 10-1
centi- c um centésimo 10-2
mili- m um milésimo 10-3
micro- m um milhãoésimo 10-6
nano- n um bilhãoésimo 10-9
pico- p um trilhãoésimo 10-12
femto- f Um quadrilhãoésimo 10-15 ato- a um quintilhãoesimo 10-18
Conversão entre Unidades Métricas
• Para converter uma unidade maior a uma unidade menor, multiplicamos pela “diferencia de ordem de magnitude” entre as unidades.
• Exemplo: 1.2 mg = ______ mg
– 1 mg = 1000 mg
– 1.2 mg = 1.2 x 1000 mg = 1200 mg
• Verifique se sua resposta é lógica.
– Precisa um número maior de unidades menores para igualar a um número menor de unidades grandes.
• A micrograma é menor do que um miligrama (por um fator de 1000), então o número de miligramas deve ser igual a muitas microgramas (1000 vezes).
Conversão entre Unidades Métricas
• Para converter de uma unidade menor da medida a uma unidade maior da medida, divide pela “diferencia de ordem de magnitude” entre as unidades.
• Exemplo: 250 ml = ______ l
– 1 l = 1000 ml
– 250 ml = 250 ÷ 1000 l = 0.25 l
• Sua resposta é lógica?
• Precisa um número menor de unidades maiores para igualar a um número maior de unidades menores.
– Um litro é maior do que um mililitro (por um fator de 1000), então um número de mililitros deve ser igual a menos litros (por 1/1000).
Estimativa
• O comprimento de:
– Seu pé
– Campo de futebol
• O volume de:
– Uma xícara
– Uma garrafa de cerveja
• A massa de:
– Um bife
– Uma anta
Graus Celsius
•Definições
– 0 Celsius = a água congela
– 100 Celsius = a água ferve
0C
100C
As regras da ciência
• As hipóteses precisam ser testáveis
• Precisa ser baseada em conhecimento prévio (como uma teoria científica).
• O que torna científica uma teoria?
• Por que a teoria da evolução é científica?
Gravidade • O que torna científica a teoria da
gravidade?
• Como podemos provar uma teoria?
• As teorias são perfeitas?
–Proporcionam verdade?
–Devemos acreditar nelas?
O que afirma a teoria?
• A Evolução Biológica = uma mudança no tempo da proporção dos organismos que diferem geneticamente em um ou mais atributo.
• Inclua os conceitos: –Seleção Natural –Deriva Genética
–Mutação –Fluxo Gênico
–Extinção
Por que os dinossauros foram extintos?
Quais são as perguntas?
• De onde vem todas as espécies diferentes atuais?
• Ocorrem extinções no passado?
• Se as respostas aparentemente são sim
–Os humanos evoluíram?
Que são hipóteses evolutivas? 1) Se a vida é estática, nenhum
organismo fóssil deve existir.
2) Se a vida muda, devemos encontrar fosseis de organismos que não existem hoje em dia.
• Podemos falfisificar no. 1.
• Isso implica que o no. 2 está correta?
• O registro fóssil falsifica a teoria da evolução?
• Quais evidencias falsificaram a teoria de evolução?
Que são hipóteses evolutivas sobre os humanos?
1) Se os humanos não evoluíram, as formas fosseis do passado devem ser iguais a homem hoje.
2) Se os humanos evoluíram, então formas diferentes semelhantes ao homem devem ocorrer no registro fóssil.
• Podemos falfisificar no. 1.
• Isso implica que o no. 2 está correta?
• O registro fóssil falsifica a teoria da evolução?
• Quais evidencias falsificaram a teoria de evolução?
Outras perguntas • Por que os biólogos acreditam
que os macacos e humanos compartilham um ancestral comum?
• Essa pergunta é importante porque os biólogos e arqueólogos esperam que os fosseis humanos mais antigos devem ser mais similares aos macacos.
Outros Hipóteses 1) Se os humanos e macacos não
compartilham um ancestral comum, não devem ter um DNA similar.
2) Se os humanos e macacos compartilham um ancestral comum, devem ter um DNA mais similar do que entre os humanos e outros mamíferos.
• Podemos falfisificar no. 1.
• Isso implica que o no. 2 está correta?
• O registro fóssil falsifica a teoria da evolução?
• Quais evidencias falsificaram a teoria de evolução?
Mais Hipóteses 1) Se os humanos e macacos não
compartilham um ancestral comum, os fosseis não devem assemelhar parcialmente os macacos e parcialmente os humanos.
2) Se os humanos e macacos compartilham um ancestral comum, os fosseis progressivamente mais antigos dos humanos devem assemelhar mais aos macacos.
Podemos falfisificar no. 1.
Isso implica que o no. 2 está correta? O registro fóssil falsifica a teoria da evolução?
Quais evidencias falsificaram a teoria de evolução?
Em cada caso • Nossas conclusões se baseiam na
falfisificação de hipóteses.
• É importante basear nossos conclusões em o que não encontramos.
• A teoria da evolução é uma teoria científica porque nunca foi falfisifacada seguindo as regras da ciência.
Quando examinamos • No mundo biológico moderno, o que
encontramos?
• No registro fóssil, o que encontramos?
• Existe informação contra a estabilidade.
Isso constitua um processo ponderado que chega a “melhor resposta atual.”
Não é uma opinião pessoal Não é prova ou verdade
Os Cientistas
• Os cientistas são gente.
• A gente tende ser não científica.
• Os cientistas podem ser não científicos.
Se conhece a ciência então fica obvia determinar se as hipóteses são falsificadas, então a ciência fica independente.
Os humanos modernos são • Inteiramente bipedais com
cérebros grandes.
• Então existem duas perguntas muito importantes
• Qual tamanho tem o cérebro do espécime fóssil?
–Como as pernas e pélvis sugerem o bipedaliamo?
• A taxonomia é importante aqui?
O que tem um nome científico?
• A parte menos científica da biologia é dando nome as
espécies.
• Por que?
• O que é uma espécie?
Encontramos um crânio hominídeo novo
• Se data de 3 milhões de anos atrás.
• A qual espécie pertence?
• Que deve ser seu nome?
• O que é uma espécie fóssil?
Essas espécies podem não ser grupos reais, mas usamos os nomes para comunicação.
Bagunça e não científica, mas os fosseis existem e podem ser usados para testar nossa hipótese
Por que a África?
• O vale do Rift da África fatura a maior parte da Leste da África.
–Resulta em canhões e vales compridas que expõem estratos.
A Vale do Rift
exploringafrica.matrix.msu.edu
images.encarta.msn.com
www.geology.iupui.edu
www.ipoaa.com/images
images.encarta.msn.com
O Registo Fóssil
www.bluetang.org
Os Humanos são Primatas • Os Primatas são mamíferos que
compartilham várias características físicas.
–Pentadatilismo
–Visão binocular e perifico em cores e em 3 dimensões
–Agarra preênsil, precisa e poderosa flexíveis
–Genes similares
Os Humanos são Primatas
Compartilhamos comportamentos com outros primatas.
–Vivemos em grupos
• familiares
–Usamos ferramentas
–Cometemos atos de
• violência
–Resolvemos problemas
• com inteligência f.screensavers.com
images.encarta.msn.com
Nossa Linhagem • Devido a essas similaridades,
existe a hipótese que os macacos e humanos compartilham um ancestral comum.
• Essa hipótese pode ser testada com o registro fóssil.
–Quando o registro fóssil fica mais velho, os hominídeos fosseis são mais parecidos aos macacos.
www.skulls-skeletons.com
Sahelanthropus
Sahelanthropus tchadensis
• O Hominídeo mais antigo conhecido.
• Data entre 6 a 7 milhões de anos atrás em Chade.
• Forâmen magnum com declinação.
www.talkorigins.org
www.bradshawfoundation.com
Orrorin tugenesis • O próximo mais velho data
entre 5 e 6 milhões de anos atrás na Kenia (colinas de Tugen).
• A maioria dos fosseis antigos dos hominídeos foram
encontrados no leste da África.
www.cnrs.fr/cw
www.ipoaa.com/images
A Hipótese da Savana: Por que os Hominídeos viram bipedais?
• Sabemos de dados de paleoambientes que entre 7 e 4 milhões de anos atrás as savanas expandiram na Leste da África
• Essa hipótese afirma que a criação da savana resultou em ambientes para a evolução do bipedalismo.
• Os hominídeos saíram das árvores, e a seleção favoreceu o bipedalismo.
– Eventualmente essas condições, com a atuação da seleção natural, causaram a ascendência do homem
como pedestre bipedal.
• Teste essa hipótese usando fosseis de Sahelanthropus e Orrorin
Por que esse charge está errada?
Porque a hipótese da origem do homem na savana foi falsificada. Os cientistas, sendo pessoas, realmente acreditaram nessa hipótese. Mas, sendo cientista implica que precisa descartar suas crenças ao lado quando sua hipótese favorita é falfisificada. Os fosseis de Orrorin e Sahelanthropus falsificaram a hipótese da origem na savana. Isso é porque ambas as formas eram bipedais antes da abertura da savana.
Avançando no tempo • O registro fóssil é incompleto e
períodos mais antigos têm evidencia limitada, mas não proporciona evidencia do bipedalismo e dentes semelhantes aos humanos.
• O registro mais antigo de 4 milhões de anos é mais completo.
• Como a equação de descobrimento e preservação de um sitio arqueológico importa? –P = MCDST
Diversidade nos fosseis humanos a 4 milhões de anos atrás • O que quer dizer “humano?”
–Não se refere somente ao Homem moderno.
• Isso implica que os fosseis ancestrais humanos e seus primos que foram extintos.
• Então os fósseis de Orrorin são humanos. –A evolução é uma árvore, alguns
ramos são extintos, outros ramos continuam evoluir.
Os Australopithecines • Membros do gênero
Australopithecus
• Os únicos fosseis conhecidos entre Orrorin e Australopithecus são:
–Ardipithecus ramidus (5.6 – 4.3 milhões de anos atrás)
• Conhecido pobremente da Etiópia.
• Somente fragmentos de fosseiss, mas alguns são mandíbulas com dentes.
• Tamanho cerebral estimado é de 400 a 450 cc.
A. Afarensis
Lucy • Lucy é o esqueleto mais completo
de um hominídeo antigo. – Descoberto em Hadar, Etiópia (1974).
• Australopithecus afarensis – Encontrado em várias áreas do leste
da África.
– 4.0 a 3.0 milhões de anos atrás.
• Lucy era um bipedal com pouco cérebro. – Cérebro pequeno 380 – 500 cc
– 1,0 m de altura e 23 kg
– Data a 3.2 milhões de anos atrás
Laetoli footprints, Tanzania: A. afarensis
Os Australopithecines
• Aparentemente existiam várias espécies de Australopithecus.
• Algumas de essas provavelmente se assemelham os humanos.
• Porem, existem poucos tipos
Primos?
• Os Australopithecines robustos 3 – 1.5 milhões de anos atrás
–Australopithecus aethiopicus
–Australopithecus boisei
–Australopithecus robustus
–Tamanho cerebral ~ 500 cc
• “Australopithecus” é sinônimo de “Paranthropus.”
www.portalciencia.net/
www.skullsunlimited.com
Australopithecus afarensis
Australopithecus africanus
www.portalciencia.net/
Australopithicus Homo habilis
4 mya
2 mya
1.5 mya
Espécie existente agora: Homo sapiens
O Gênero Homo
Espécies extintas (†):
† Homo habilis (Homem hábil)
†Homo rudolfensis (Homem de Rudolf)
†Homo ergaster (Homem trabalhador)
†Homo erectus (Homem erecto)
†Homo floresiensis (Homem de Flores — descoberto em
2003)
†Homo antecessor (Homem redecessor)
†Homo heidelbergensis (Homem de Heidelberg )
†Homo neanderthalensis (Homem Neandertal)
†Homo rhodesiensis (Homem de Rhodesia)
†Homo cepranensis (Homem de Ceprano)
†Homo georgicus (Homem da Geórgia)
†Homo sapiens idaltu (Homem sábio velho — descoberto em
1997)
O que mudou em Homo habilis?
• Homo habilis tinha um cérebro maior
–600 – 800 cc
• Não tem uma cresta sagital
• Com face menos prognatica
• Carece de uma diastema
• Um arco zigomatico
• Usou ferramentas de pedra?
www.carolina.com
www.peteducation.com
anthro.palomar.edu
www.talkorigins.org Chimpanzee
Modern human
Australopithecus
Robust Australopithecus
Nariokotome
• Em 1984 os ossos de um menino de 11 anos
foram encontrados sob uma árvore num córrego
seco ao oeste do Lago Turkana
Nariokotome
• Sabemos que Nariokotome era um adolescente devido a:
– Forma da pélvis
– Padrão de erupção dos dentes
– Condição não fusionada das placas de crescimento dos ossos compridos
Esqueleto mais completo de um hominídeo antigo. Viveu há 1.6 milhões de anos
• Características
surpreendentes:
– Estatura moderna
– Áreas pronunciadas para a
fixação de músculos nos
ossos compridos
– Magro com cadeias estreitas,
e braços e pernas compridos
relativos a sua altura
Homo erectus
Homo erectus
Homo erectus
• O volume endocranial era de 880cc., e um
adulto teria a capacidade de 910 cc.
• Lóbulos parietais e frontais expandids ao
direto
• Lóbulos occipitais expandidas a esquerda
• Os lóbulos inferiores de esquerda,
assinados a área de Broca nos humanos
modernos, é maior do que a região
correspondente direto.
* Capacidades de linguagem???
Homo erectus
Homo erectus
• Altricialidade: Os recém
nascidos são imaturos e sem
condições de se virar e por isso
precisam cuidado durante um
tempo grande
• Altricialidade Secundária: os
recém nascidos tem cérebros que
crescem rapidamente durante o
primeiro ano da vida
Homo erectus
Homo erectus
Homo erectus sensu lato
• Homo erectus: fosseis da Ásia
• Homo ergaster: fosseis da África
• A distribuição geográfica distingue
Homo erectus de outros hominídeos
mais velhos
Homo erectus sensu lato
• Homo erectus sensu lato viveu em:
– África
– Sul da Europa
– Sul da Ásia
– Leste da Ásia
– Sudeste da Ásia
• Após sua expansão rápida Homo
erectus entrou um período de estabilidade
relativa
TecnologIa
• Há 1.5 milhões de anos uma
tecnologia novo emergiu
– Biface
• Primeiras ferramentas que
existiam nas mentes de seus
criadores como ferramentas
TecnologIa
Tecnologia
• Locais geralmente situados em areia ou
pedrisco depositados por córregos
• Também geralmente se situam em
elevações maiores ou em localidades
geográficas diferentes
Preferência de mão
• Preferência pelo mão direito
• Bipedalismo permite que os mãos e
braços fazem gestos
• Gestos + vocalizações = linguagem
Fogo
• Homo erectus poderia
ter usado fogo para
– Se esquentar
– Espantar predadores
– Cozinhar alimentos
– Criar oportunidades
sociais
– Chamar atenção
Cognição de Homo erectus
• Cognição espacial mais
sofisticada
• Mapas Mentais
Desenvolviment0s de destreza
• Expansão nas áreas do
córtex motor
• Seleção sobre a anatomia
do braço e ombro
Sistemas de Memória
• Memória de Procedimentos
– A cadeia de operações mais
complexa numa sequencia de
manufatura
• Memória Ativa
– 2 subsistemas principais
Linguagem
• Símbolos + gramática = linguagem
• Maior comprimento e complexidade
da ação motor sequencial poderia
explicar a expansão do lado esquerdo
do córtex pré-motor inferior
• Regras de gramática ou instrução
linguística necessária para o
manuseio de ferramentas???
Sistemas de Memória • Processador menos poderoso?
– Expansão do sistema de memória
permitiu o processamento de sons,
transmissão de sentidos mais
elaborados, e a participação eventual no
processo sintático
Vantagens Seletivas
• Território maior e fontes alimentares
menos previsíveis
– Seleção para compreensão a escala
grande
• Vida Social
– Seleção para informação e coordenação
de forma e espaço
Bifaces e a Seleção Sexual
• Padronização
• Nenhuma encontrada em áreas de
açougue
• Poucas evidencias de uso contínua
• Locais encontrados com centenas,
mas pouco mais
• Melhoramentos de aparência mas
não de utilidade
A Hipótese de invasora
• Homo erectus era boa invasora
de ambientes perturbados e
localidades novas
• A colonização rápida era um
componente essencial do nicho de
Homo erectus
O nicho adaptativo de Homo erectus
• O que sabemos sobre Homo erectus:
– Maior que os hominídeos anteriores
– Dimorfismo sexual reduzido
– Tinha um cérebro maior absoluto do que os mais
antigos Homo
– Tinha dentes e face menores
– Um corpo melhor adaptado para esfriamento
mais eficiente
– Viveu numa variedade maior de habitats
– Dispersou rapidamente a várias regiões
tropicais e subtropicas do Mundo Velho
– Fez e usou ferramentas de complexidade maior
– Mudança de grau de cognição
O nicho adaptativo de Homo erectus
• Inferências razoáveis…
– Dietas continham mais alimentos de alta
qualidade
– As áreas vitais dos grupos eram até 10
vezes maiores do que dos outros macacos
– Os orçamentos energéticos dos machos e
fêmeas mudaram
• “hipótese de avô” versus os machos que
cuidam das fêmeas
– Mudanças nos padrões de historia vital
– Encontrou desafios cognitivos
Resumo • A ciência lida com a falsificação
• As teorias científicas são teorias que não foram ainda falsificadas, e por isso funcionam.
• Existem hipóteses testáveis sobre a evolução humana.
• Os cientistas são humanos e podem ser não científicos, como em dando nomes
as espécies
• A Vale do Rift da África expõe sedimentos do período de tempo
correto.
Hominídeos Antigos: Resumo
• Existem fosseis que datam desde 7 milhões de anos atrás que são hominídeos.
–Eram bipedais
–Eram intermediários entre macacos e humanos em forma e tamanho
• Há 2 milhões de anos atrás os cérebros nos hominídeos eram maiores
e aparecem ferramentas de pedra.