Conhecimentos prévios

Acontecimentos

importantes

AD / DD

Histórico do pensamento

História e desenvolvimento do pensamento evolutivo

um breve resumo da evolução da

evolução

A teoria da evolução

• A era pré-darwiniana (~300 AC até Século XIX)

• A era Darwiniana (1840-1900)

• A era pós-darwiniana (Século XX)

• História da ciência e das ideias científicas

A estrutura das revoluções científicas

• Thomas Kuhn, 1922–1996

• Historiador e filósofo da ciência

• Desenvolvimentos graduais temperados por revoluções

• Paradigmas e a ciência normal

Paradigma → Ciência normal (resolução de quebra-cabeças) → anomalia → crise → Revolução → Paradigma

O método científico é construído de forma que a ciência e suas teorias evoluam com o tempo!

A era pré-darwiniana (~300 AC até Século XIX)

Os gregos...sempre eles!

• Sócrates → Platão → Aristóteles

• Primeiro ‘biólogo’ cujo trabalho sobreviveu até hoje

• Visão finalista (teleológica), órgãos surgiam PARA ter alguma função específica

• Obras: “História dos animais”, “Geração dos animais” e “Partes dos Animais”

• Classificava os animais de acordo com a chamada Scala Naturae, dividindo-os ainda de acordo com caracteres simples (presença de sangue, ovo)

• Descritiva (conhecimento do fato) x interpretativa (razão do fato)

Aristóteles, 384-322 AC

O pensamento cristão

• Genesis 1.11 E disse Deus: Produza a terra erva verde, erva que dê semente, árvore frutífera que dê fruto segundo a sua espécie, cuja semente está nela sobre a terra; e assim foi. 1.13 E foi a tarde e a manhã, o dia terceiro. 1.16 E fez Deus os dois grandes luminares: o luminar maior para governar o dia, e o luminar menor para governar a noite; e fez as estrelas. 1.19 E foi a tarde e a manhã, o dia quarto 1.24 E disse Deus: Produza a terra alma vivente conforme a sua espécie; gado, e répteis e feras da terra conforme a sua espécie; e assim foi.

1.27. E criou Deus o homem à sua imagem: à imagem de Deus o criou; homem e mulher os criou. 1.28. E Deus os abençoou, e Deus lhes disse: Frutificai e multiplicai-vos, e enchei a terra, e sujeitai-a; e dominai sobre os peixes do mar e sobre as

aves dos céus, e sobre todo o animal que se move sobre a terra. 1.31. E viu Deus tudo quanto tinha feito, e eis que era muito bom; e foi a tarde e a manhã, o dia sexto.

– As plantas foram criadas antes do Sol; e os animais, depois das plantas

• A idade das trevas: inquisição, caça às bruxas, catequização forçada!

• Joseph Campbell: o problema das religiões institucionalizadas é que elas confundem o símbolo com a mensagem (ideia).

• A interpretação literal da bíblia atrasou o desenvolvimento do pensamento biológico por quase 2.000 anos! (Fundamentalismo religioso)

http://web.mac.com/clintkelly1/Site/Fieldwork_files/evolution%20cartoon.gif

Século XVI • O anatomista Andreas Vesalius (1514-1564) retoma os trabalhos

do médico romano Claudius Galeno (129-200 DC) sobre anatomia humana (encontra muitos erros em sua obra), podendo dissecar corpos humanos

• Publicação do "De humani corporis fabrica" e estuda também animais (anatomia comparada)

• Dissecações anatômicas comparativas.

• ....os humanos deveriam ser, de fato, apenas mais uma espécie dentre várias outras espécies de animais...

• William Harvey e Descartes: coração como bomba para o sangue circular em veias e artérias em sistema fechado

• Na metade do século XVII – ‘Micrographia’

• Robert Hooke: microscópio e cunhou o termo ‘célula’

René Descartes, filósofo francês. (31 Março 1596 – 11 Fevereiro 1650)

O discurso do método. Cogito, ergo sum.

Século XVI

• Religiosos temiam a incitação ao pensamento ateísta

• Crescente Visão materialista (mecanicista)

• Naturalistas/teólogos...ao estudarem a natureza, estariam ao mesmo tempo estudando os desígnios divinos...

• Teologia natural

Teologia Natural

• Inicialmente descrita por Santo Agostinho (354-430) e posteriormente elaborada por John Ray (1627-1705) e desenvolvida por William Paley (1743-1805)

• Diz-se que “impulsionou” o desenvolvimento da biologia porque permitia aos clérigos que a estudassem sem entrar em conflito com suas crenças

• O argumento do relojoeiro... ... como explicar a complexidade?

http://richarddawkins.net

Nicolas Steno e a paleontologia

• A Paleontologia nascia na Europa no século XVII

• Conta-se que dois pescadores encontraram um tubarão e levaram-no para o anatomista Steno

• Steno (1638-1686) viu que os dentes eram idênticos à determinadas pedras - tongue stones

• Ele sugeriu que as pedras eram, de fato, dentes de tubarões que viveram no passado

• Troca de minerais e estratigrafia

• Lei da superposição: fósseis eram oriundos de organismos vivendo no passado

Georges Cuvier (1769-1832)

• Zoólogo e naturalista Francês

• Começou de fato os trabalhos de anatomia comparada em fósseis

• Estabeleceu pela primeira vez a extinção como fato

• Catastrofismo na evolução geológica

• Oposição ao gradualismo de Charles Lyell (1797–1875)

Enquanto isso... 1º sistema de classificação

• Carolus Linnaeus (1707-1778)

• Botânico, criou (inicialmente) um sistema de classificação para plantas

• Dividia o mundo natural em 3 reinos: animal, vegetal e mineral

• Elementos teriam sido colocados na terra por criação divina

• Jamais percebeu as implicações evolutivas de seu trabalho!

Histoire Naturelle

• Georges-Louis Leclerc – conde de Buffon (1707-1788)

• Foi o grande naturalista francês do século XVIII

• Citado por Darwin em a “A origem das espécies”

• Publicou uma obra de 36 volumes, onde pretendia incluir todo o conhecimento sobre o mundo natural

• Foi o primeiro a dizer que o homem era um animal, porém um animal diferenciado

• 4 Níveis: Homens, animais brutos, vegetais e minerais

“O lobo, tanto externamente quanto internamente, tem uma semelhança tão grande com o cachorro que parece ter sido formado a partir do mesmo

modelo. Mas ele exibe as mesmas características sob uma máscara. A figura é parecida, mas o

resultado é diretamente revertido.”

Philosophie Zoologique (1809)

• Jean-Baptiste de Monet, Lamarck (1744-1829)

• Lamarck foi o primeiro a considerar a evolução dos organismos e a criar uma teoria abrangente e concisa para explicá-la

• 1778 – Flore française (apoiado por Buffon)

• Uso e desuso como fonte da variação – Interação direta com o ambiente modificaria a organização

de fluídos no organismo, dando-lhes um poder de transformação

Ambiente em mudança

Altera as necessidades dos organismos

Organismos mudam de comportamento

Usam uns órgãos mais do que outro

Alteração das características dos organismos

Mudança passa para a descendência

Lamarck: Primeiro modelo de evolução

Tempo

Lamarck: Primeiro modelo de evolução

Transformismo • Transformismo: as espécies mudam ao longo do tempo e

transformam-se em outras espécies

• Linhagens (de espécies) persistem indefinidamente, mudando de uma forma para outra.

• No seu sistema, as linhagem não se ramificam nem se extinguem.

Forma da espécie Forma da espécie

Tem

po

Tem

po

Transformismo Darwin

somente anagênese anagênese e cladogênese

A grande cadeia dos seres

• Scala naturae

• Caráter teleológico

• Ordens crescentes de complexidade: imperfeitos até perfeitos

• Microorganismos, plantas, animais, homem, santos, deus

Impacto do Lamarckismo

• À época: quase nenhum

• Acreditava que havia uma conspiração contra seus estudos ou contra si mesmo

• Gênio difícil?

• Epistemologia Contexto da descoberta X contexto da justificação

• A sociedade não estava preparada?

• Seu Antropocentrismo!

Lamarckismo foi ultrapassado?

• A grande cadeia dos seres ainda é pensada por “leigos”?

• Tribalistas: “Um dia já fui chimpanzé agora eu ando com o pé Dois homens e uma mulher Arnaldo, Carlinhos e Zé”

http://cienciaonline.blogspot.com/2006/04/ancestralidade-comum-e-o-tribalismo.html

A era Darwiniana da Origem das espécies até o fim do século XIX

(1859-1900)

Muitas pessoas observadoras e inteligentes haviam questionado a versão bíblica da Criação.

Primeira refutação: Geologia

No passado: Eram simplesmente rochas que, por coincidência, tinham formas de plantas ou animas.

Mas como poderiam ter se transformado em pedra em apenas alguns milhares de anos?

À época de Darwin...

James Hutton (1726 – 1797)

“Portanto, o resultado desta nova investigação é que não encontramos vestígio de um começo nem perspectiva de um fim”

Gradualismo: A Terra teria sido formada por processos geológicos lentos que causam mudanças profundas e não devido a uma série de episódios catastróficos.

A Terra era muito mais antiga do que se imaginava

Pensamento coerente com o ‘paradigma newtoniano’

À época de Darwin...

Rochas sedimentares - Fósseis

À época de Darwin...

Mas Deus não criara cada espécie na sua forma definitiva para toda a eternidade?

(1822)

Gideon e Mary Ann Mantell, Iguanodon

Antediluvianos (anteriores ao Dilúvio)

Charles Robert Darwin (1809-1882)

Universidade de Edimburgo - Escócia

Em 1825, aos 16 anos, foi estudar medicina na Escócia onde entrou num grupo de história natural de um prof. Lamarckista

Escócia: estudantes e professores não eram atrelados a nenhuma religião oficial.

Não chegou a concluir o curso de medicina

Sabia que herdaria uma quantidade considerável $ de seu pai.

Seu pai resolveu então que ele deveria ser Clérigo para ter alguma função na sociedade, muda-se para Cambridge.

Nessa época, Darwin ainda acreditava na “verdade estrita da Bíblia.”

Esporte preferido: “Besourar” – Premiado em uma revista científica:

“O momento de maior orgulho em minha vida”

A viagem do Beagle

27 metros de comprimento

74 homens a bordo

Saída: 27 de dezembro de 1831

Darwin levou o livro principles of geology (Charles Lyel)

A viagem do Beagle - Ilhas Galápagos

“Nada poderia ser menos convidativo do que esse primeiro relance”

A viagem do Beagle- Ilhas Galápagos

Questões que formaram a base da obra de Darwin:

Por que tantas espécies viviam só em Galápagos e em nenhum outro lugar?

Por que as espécies de plantas e animais variam de ilha para ilha?

“É o destino da maioria dos viajantes: nem bem descobrem o que há de mais interessante em um lugar, têm de partir às pressas”

“Galápagos: A origem de todas as minhas idéias”

A volta para casa – outubro de 1836

Árduo trabalho: por em ordem os produtos de sua viagem:

Diário de 770 páginas

Volumosos cadernos de anotações sobre geologia e zoologia

Milhares de espécimes...

Entrou para Sociedade Geológica de Londres

Nasce uma teoria... Depois de organizar e analisar todo o material obtido durante a viagem a Bordo do Beagle, Darwin começa a postular a TEORIA DA EVOLUÇÃO

1- Bico forte: emborcar pedras sob as quais a ave procurava alimento 2- Bico estreito e curvo: arrancar insetos e cactos. 3-Bico curto e grosso: quebrar sementes. 4- Bico longo e afilado: picar aves marinhas e beber-lhes o sangue

1 2

3 4

Os tentilhões das ilhas Galápagos

Diferentes espécies provinham de ilhas distintas.

A elaboração da teoria • “Sabia” do impacto que teria sua teoria

• 1842: 35 páginas; 1844: 230 páginas

• Precisava acumular evidências fortes e se tornar alguém respeitado na área para que acreditassem nele

• 1858 – recebe uma carta de um jovem naturalista relatando sobre a seleção natural - Alfred Russel Wallace (1823-1913)

• Vê-se obrigado a publicar um resumo da sua obra com certa pressa

• Existiram 6 versões da obra, cada uma com pequenas diferenças NÚMERO DA EDIÇÃO LANÇAMENTO OBS.

Primeira edição 24/11/1859 (1250 exemplares, vendidos no mesmo dia)

Segunda edição 07/01/1960 Adição de “pelo criador” na frase de fechamento do

livro

Terceira edição 1861 Adição de conteúdo e correções

Quarta edição 1866 Adição de conteúdo e correções

Quinta edição 10/02/1869 Adição de conteúdo e correções. Primeira vez onde foi

utilizada a expressão “a sobrevivência do mais apto”

Sexta edição 19/02/1872 Pequenas correções e acréscimos à quinta edição

As cinco teorias de Darwin 1. Evolução propriamente dita

2. Ancestralidade comum

3. Gradualismo

4. Seleção natural

5. Pensamento populacional • Darwin: a minha teoria • Diferentes graus de aceitação (e dúvida) por parte de

seus contemporâneos

A evolução propriamente dita • A primeira revolução darwiniana:

... Confrontação com os criacionistas! • Darwinismo = ateísmo • Thomas Huxley

O buldogue de Darwin

Bispo Wilberforce: “O senhor é descendente de macaco por parte de avô ou de avó?”

Huxley: “Prefiro descender de macacos do que de pessoas que usam sua autoridade para mascarar e esconder a verdade”

Hoje: evolução não é apenas uma “teoria”, é um fato tanto como “a Terra circula em torno do sol”

Ancestralidade comum

• “Nenhuma das teorias de Darwin foi aceita com tanto entusiasmo quanto a descendência comum”

• “Ela tinha poderes explicativos imediatos e extraordinários”

• “Toda a hierarquia de Lineu se tornava lógica”

• “Padrões de distribuição que antes haviam parecido caprichosos podiam agora ser explicados em termos de dispersão de descendentes”

• “Tais similaridades, como a corda em tunicados e vertebrados, ou os arcos branquiais em peixes e tetrápodos terrestres, foram totalmente desconcertantes até serem interpretadas como vestígios de um passado comum”

(Mayr, 2004) Contexto da Justificativa

Gradualismo

• Forte oposição: espécies eram vistas como entidades criadas por deus que podiam, no máximo, extinguir-se

• Incompletude do registro fóssil evidenciava o saltacionismo

• Geólogos catastrofistas: Cuvier (múltiplos eventos de extinção)

• Intermediários mal-adaptados

• De Huxley a Darwin: “Você onerou com uma dificuldade desnecessária ao adotar Natura non facit saltum tão sem reservas”

• Suporte dos naturalistas que conheciam casos como o dos tentilhões de Galápagos

• Evidência de exceções (alotetraplóides)

Seleção Natural

• Variabilidade já existe

• Meio seleciona

• Sobrevivência e Repro- dução diferencial

• Malthus

Pensamento populacional

População X Espécie

Tempo e espaço

Novos conceitos: migração isolamento reprodutivo

Explicação clara sobre a origem das espécies e a biodiversidade

O período pós-Darwin

• Uma grande parcela dos naturalistas aceitava uma combinação de seleção natural com herança das características adquiridas

• Darwin não sabia como surgia a variação (assim, explicava por uso e desuso!) “Habitats modificados produzem um efeito herdável no período de floração de plantas quando transportadas de um clima a outro. Com animais o uso e desuso tem uma influência ainda mais marcante; (...)” Charles Darwin, Origem das espécies (6ª edição)

Alfred Russel Wallace (1823-1913)

• Continuou sua carreira de evolucionista, publicando diversas obras

• Enquanto Darwin ressalta a luta pela sobrevivência, Wallace prezava a pressão ambiental em moldar os organismos

• Em 1889 publicou um livro chamado “Darwinismo”

August Weissmann • Refutação da herança do

caracteres adquiridos

• Teoria do germoplasma - divide germe e soma

• Modificações e hereditariedade

• Experimento clássico: Weissmann cortou os rabos de 1500 ratos repetidamente por 20 gerações e verificou que nenhum rato nasceu sem rabo.

“901 ratos foram produzidos em 5 gerações de pais mutilados e ainda não houve um só exemplo de rabo rudimentar ou qualquer outra anormalidade no órgão”

Gregor Mendel (1822-1884)

• Contemporâneo de Darwin, jamais se encontraram...

• Monge austríaco

• Publicou “Experimentos sobre a hibridi- zação de plantas” em 1865 e foi citado apenas 3 vezes nos 35 anos que se seguiram!

• Morreu sem ser reconhecido!

http://mac122.icu.ac.jp

/gen-ed/mendel.html

As descobertas de Mendel

1. As características hereditárias são condicionadas por pares de “fatores” hereditários.

2. Plantas puras são portadoras de apenas um tipo de fator (homozigoto), enquanto plantas híbridas são portadoras de dois tipos (heterozigoto).

3. Cada gameta é portador de apenas um fator para cada característica.

Leis de Mendel:

Os dois alelos de cada gene presente em um indivíduo segregam-se (separam-se) na formação dos gametas.

Os alelos de dois ou mais genes de um indivíduo segregam-se independentemente, combinando-se ao acaso nos gametas

A era pós-Darwiniana: da redescoberta de Mendel, passando pela Nova Síntese e a revolução da

biologia molecular (1901-)

Os neomendelianos

• Bateson, o criador do termo genética

• Reinterpretação do mendelismo: sem observação de mudanças graduais

• Não havia intermediários: ervilha verde ou amarela, semente lisa ou rugosa

• Refutação do gradualismo?

• Saltacionismo

Thomas Morgan

• Teoria cromossômica da herança

• Genética de drosófila

• Mostrou que pequenas mutações poderiam gerar modificações perenes em populações

• Retorno a Darwin

Genética de populações

• Fisher, Wright e Haldane

• Haldane: uma teoria mate- mática para a seleção natural e artificial

• Wright: endocruzamentos, sistemas reprodutivos e deriva genética

• Fisher: ligação gênica, fre- quências gênicas

Ronald

Fisher

1890 –1962

JBS Haldane

1892 –1964

Sewall

Wright

1889 –1988

A nova síntese

• Reuniu os conhecimentos dos geneticistas de populações com os conhecimentos dos naturalistas

• Populações e Espécies naturais

• Anagênese X Cladogênese

• Theodor Dobzhansky: “Nothing in biology makes sense except in the light of evolution”

Ernst Mayr

• Junto com Dobzhansky, Julian Huxley, Simpson e Stebbins foi um dos arquitetos da nova síntese

• O maior biólogo evolucionista do século XX (1904-2005)

• Sistemática e a origem das espécies (1942) Conceito biológico de espécie

Wili Hennig

• Pai da sistemática filogenética

• Phylogenetischen Systematik (1950/66)

• Formalizou os métodos matemáticos e estatísticos de análise filogenética

Watson e Crick

• A revolução da biologia molecular (1953-~1970)

• A universalidade do código genético

• Estudos de genômica comparativa

O dogma central refuta, finalmente, a herança das características adquiridas

Motoo Kimura

• Primeira grande teoria derivada do estudo evolutivo em escala molecular

• Neutralismo: A maioria das substituições de nucleotídeos no DNA não tem impacto no fenótipo

• Refutação do darwinismo? (enquanto seleção natural)

• Controvérsia neutralismo X selecionismo

1924 -1994

Stephen Jay Gould • Crítica ao programa adaptacionista

• Exaptação: órgão surge para uma função mas é utilizado depois em outra função.

• Pinturas na Igreja San Marco

• Equilíbrio pontuado • refutação do gradualismo?

• Vida maravilhosa • A contingência da história da vida

• Play it again!

• O bêbado na sargeta, a bactéria modal, o polegar do panda, o sorriso do flamingo, os dentes da galinha, etc...

Stephen Jay Gould (1941 – May 20, 2002) http://stephenjaygould.org/

Richard Dawkins • O ultra-darwinista

• Reducionismo/Genecentrismo

• O gene egoísta (1976)

• Exaltação da ciência • Deus: um delírio

• Seleção de parentesco • Altruísmo X Egoísmo

• Teoria do investimento parental • Abriu as portas para a psicologia evolucionista

• Memética: evolução das idéias “Para não acreditar na evolução você deve ser ignorante, estúpido ou

insano”

Resumo • Evolução das ideias sobre evolução

• Entender como e porquê ocorreram mudanças

• Lamarck e Mendel, derrotados pelo contexto da descoberta Lamarck: escondido sob a autoridade de Buffon Mendel: escondido nos confins da república tcheca

• Darwin, ancestralidade comum tem um poder explicativo fora do comum

Resumo

• Antes de Lamarck: formas platônicas na mente de deus

• Lamarck: evolução acontece

• Darwin atinge um consenso em alguns pontos

• O Darwinismo é criticado em outros pontos, posto que é uma multi-teoria

• Cientistas passam o século XX inteiro tentando acertar e acomodar o darwinismo às novas evidências

• Hoje temos um darwinismo forte e bem embasado

Onde estamos hoje?

• Evolução é amplamente suportada por dados moleculares, morfológicos, paleontológicos

• O darwinismo universal de Blackmore Darwinismo como modelo genérico de entidades que se auto-replicam e se modificam com o tempo

• Ferramentas computacionais para a análise da evolução dos organismos com dados genômicos

Viva la evolución • O estudo da evolução como patrimônio intelectual

da humanidade

• Envolveu centenas das mais brilhantes mentes dos últimos 150 anos e continua a se desenvolver

• O arcabouço teórico onde todos os ramos da biologia convergem

Microbiologia, botânica, zoologia, ecologia, genética, anatomia, bioquímica, imunologia, farmacologia, ...

Referências

• Uma breve história do pensamento evolutivo: de Aristóteles a Charles Darwin. Trago de Filosofia (blog)

• Mayr, E. O desenvolvimento do pensamento biológico

• Tesser, G. Principais linhas epistemológicas contemporâneas. Educar, Curitiba. 1995