Evolução dos seres vivos

• Substantivo feminino.

• 1.Deslocamento progressivo.

• 2.Série de movimentos concatenados e harmônicos.

• 3.Sucessão de acontecimentos em que cada um está condicionado pelo(s) anterior(es).

• 4.Processo de transformação em que certas características ou elementos simples ou indistintos se tornam aos poucos mais complexos ou mais pronunciados; desenvolvimento.

• 5.Biol. Segundo o darwinismo (q.v.), processo que, ao longo de sucessivas gerações, leva à diferenciação das espécies, determinado por mutações genéticas e por seleção natural. [Plural.: –ções.]

O que significa evolução?(Dicionário Aurélio)

Evolução

• O que significa?– Processo de transformações ao longo do

tempo.– Nem sempre essas transformações são para

melhor.– Ao longo do tempo, algumas coisas

aparecem e outras desaparecem.

Teorias científicas

• Uma teoria científica é sustentada por evidências obtidas por meio de observações cuidadosas, registros, medições, experimentos e também em outras teorias que já foram aceitas pelos cientistas.

• As teorias científicas podem ser modificadas ou substituídas por novas descobertas que as contrariem.

Método científico

• É um conjunto de regras básicas e etapas utilizadas para produzir um conhecimento científico.

• Na maioria das ciências, isto consiste em juntar evidências observáveis (fatos, provas, pistas, etc), empíricas (isto é, a partir de experiências ou observações) e mensuráveis (que se pode medir) e as analisar com o uso da lógica.

Observação• É a visualização de um fato ou fenômeno.

• Essa observação deve ser repetida várias vezes, buscando obter o maior número possível de detalhes, sendo realizada, portanto, com a maior precisão possível.

Formulação de perguntas (problemas)

• Em que situações aparece um arco-íris?• Como surge um arco-íris?

• O que é essa “fumaça” que sai da panela?• Por que essa “fumaça” se forma quando

aquecemos água na panela?

• Do que é feita a ferrugem?• De onde surge a ferrugem?

Elaboração de hipóteses• Hipóteses são respostas provisórias para os

questionamentos que foram feitos ao se observar o fenômeno natural ou fato.

• As hipóteses podem ser confirmadas ou negadas através de experimentos ou de evidências (provas, pistas).

• Exemplo– Pergunta: De onde surge a ferrugem?– Hipótese 1: A ferrugem surge do contato do metal com o ar.– Hipótese 2: A ferrugem é provocada por microrganismos que vivem

no ar.

Experimentação

• Por meio de experimentos é possível verificar se cada hipótese é verdadeira ou não.

• Estes experimentos devem ser controlados e possíveis de serem repetidos várias vezes, por diferentes pessoas em diferentes locais.

• Exemplos– Deixar vários tipos de metal (alumínio, ferro, cobre, etc)

entrarem em contato com bactérias presentes no ar atmosférico.– Colocar metais em contato com o gás oxigênio da atmosfera,

sem a presença de microrganismos.

Teoria científica• Os resultados dos experimentos nos permitem verificar se cada

hipótese levantada inicialmente é verdadeira ou não, isto é, se responde corretamente à pergunta-problema ou não.

• Se a hipótese for confirmada, é possível formular uma teoria científica que explique aquele fenômeno ou fato.

• A teoria científica é uma explicação mais completa formulada por cientistas e capaz de explicar um fenômeno ou fato.

• As teorias científicas são apoiadas em evidências encontradas (objetos, pistas, provas, fatos), observações cuidadosas, registros, medições, experimentos e também em outras teorias que já foram aceitas pelos cientistas.

• Se novas evidências que contrariem a teoria forem encontradas, a teoria pode ser modificada ou até substituída por uma nova teoria.

Resumo sobre o método científico• O cientista observa um fato e formula um problema.• Pensa em uma hipótese para resolver o problema. A

hipótese é uma solução provisória que o cientista dá para o problema.

• O cientista faz novas observações ou experimentos para testar a hipótese. Para diminuir as chances de erro, ele realiza, sempre que possível, um teste controlado: compara duas situações quase idênticas, que se diferenciam em um único fator.

• Finalmente, analisa os resultados do experimento e vê se a sua hipótese se confirma. Nesse caso, elabora uma teoria para explicar aquele fenômeno observado.

Explicações sobre a diversidade dos seres vivos

• Os cientistas, além de buscarem entender como surgiu a vida na Terra, também tentavam responder à seguinte questão: “por que há tanta diversidade de organismos no mundo?”

• Até o início do século XIX, muitos cientistas pensavam que as espécies permaneciam iguais ao longo do tempo, ou seja, que os seres vivos se mantinham idênticos mesmo após muitas e muitas gerações. A esse tipo de explicação chamamos de fixismo. Os fixistas consideram que as espécies, desde o seu aparecimento, são imutáveis, ou seja, não sofrem modificações, não evoluem.

• Dentre as explicações fixistas podemos citar: a geração espontânea (ou abiogênese), o catastrofismo e o criacionismo.

• Após muitas evidências encontradas e experimentos realizados, os cientistas concluíram que todo ser vivo se origina de outro ser vivo. Sendo assim, todos os organismos atuais descendem de um ancestral comum? As teorias sobre a evolução dos seres vivos procuram explicar como isso aconteceu.

Teorias sobre a evolução dos seres vivos

Teoria lamarckista da evolução dos seres vivos

• O naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) foi um dos principais defensores da ideia de evolução biológica e o primeiro a formular uma teoria consistente para explicá-la (1809). Ele também observou que os seres vivos estão adaptados ao ambiente, ou seja, apresentam características que permitem sua sobrevivência nos locais onde vivem.

• Tem duas leis básicas: a lei do uso e desuso e a lei da transmissão dos caracteres adquiridos.

• A lei do uso e desuso diz que os órgãos mais usados por um ser vivo sobreviver em um ambiente (exemplo de uso) tendem a se desenvolver mais – o que explicaria, por exemplo, por que um morcego, que depende da audição para se orientar no voo, tem orelhas grandes; por outro lado, órgãos pouco utilizados (exemplo de desuso) se atrofiam e tendem a desaparecer – o que explicaria a cegueira de animais que vivem em cavernas ou em ambientes escuros.

• A lei da transmissão dos caracteres adquiridos diz que as modificações desenvolvidas por um organismo para sobreviver no ambiente, ou seja, os caracteres adquiridos, seriam transmitidas aos descendentes. Assim, filhotes de morcego tenderiam a nascer com as orelhas grandes que seus pais desenvolveram pelo uso.

Teoria lamarckista ou lamarckismo

Teoria lamarckista ou lamarckismo• De acordo com Lamarck, essa teoria explicaria como as espécies vivas se modificam, evoluindo ao longo do tempo.

• Atualmente, a maioria das ideias de Lamarck não são mais aceitas, pois existem evidências contrárias à teoria de Lamarck. Por exemplo, filhotes de cães com caudas cortadas nascem com caudas de comprimento normal, o que contraria a lei da transmissão dos caracteres adquiridos. Assim como filhos de fisiculturistas não nascem com a musculatura desenvolvida.

• Apesar disso, o mérito de Lamarck foi admitir, em sua época, que os seres vivos evoluem.

Teoria darwinista da evolução dos seres vivos• Em 1831, o naturalista Charles Darwin (1809-1882), foi convidado a

participar de uma viagem de volta ao mundo – que durou cinco anos – a bordo do navio inglês Beagle, com a missão de estudar a geologia, a fauna e a flora dos locais visitados.

• Revendo o extenso material coletado e as observações que fez ao longo da viagem e refletindo sobre suas leituras de geologia, Darwin estava convencido de que a evolução biológica das espécies ocorria.

• Darwin leu o livro Ensaio sobre a população, de Thomas Malthus, que o ajudou a criar o conceito-chave de sua teoria evolucionista, a ideia de seleção natural.

Charles Darwin(1809-1882)

Viagem do navio HMS Beagle(27 de dezembro de 1831 a 2 de outubro de 1836)

Viagem do navio HMS Beagle(27 de dezembro de 1831 a 2 de outubro de 1836)

• Finalmente, em 1859, Darwin publicou o seu livro: A origem das espécies por meio da seleção natural. Nesse livro, ele propunha uma nova teoria evolutiva, que constitui a base de todas as modernas teorias evolutivas.

Teoria darwinista da evolução dos seres vivos(Darwinismo)

Evidências que sustentam a teoria da evolução

• Fósseis• Similaridades morfológicas (características físicas semelhantes

em espécies diferentes)

• Semelhanças embriológicas (os embriões dos animais são mais parecidos entre si do que as formas adultas)

• Estruturas vestigiais (partes do corpo que não tem mais função, mas são mantidas)

• Biogeografia (distribuição geográfica de animais e plantas)

• Evidências moleculares (quanto maior o parentesco entre dois organismos, mais semelhantes são suas moléculas, seu material genético)

Teoria da evolução por seleção natural• Seleção natural é o conceito central na teoria da

evolução de Charles Darwin. Esta ideia considera quatro características fundamentais de uma população (conjunto de indivíduos da mesma espécie que vivem em um mesmo local):

– Variabilidade: os indivíduos não são idênticos, mas apresentam pequenas variações entre si;

– Crescimento: uma população tende a crescer, pois os organismos se reproduzem;

– Falta de recursos: se as populações crescem, em algum momento poderão faltar recursos (alimento, parceiros reprodutivos, espaço, etc);

– Competição: se faltarem recursos, os indivíduos competirão entre si para garantir sua própria sobrevivência e reprodução.

Variabilidade

Pardal (Passer domesticus)

Peixinho-dourado (Carassius auratus)

Crescimento da população

Falta de recursosEspaço

Tempo 1 Tempo 2

Tempo 3

Competição

• Se os indivíduos de uma população não são iguais, alguns deles podem ter características que os favoreçam na competição por recursos. Por exemplo, em uma população de peixes, indivíduos que tenham nadadeiras mais desenvolvidas e nadarem melhor têm mais chances de sobreviver e se reproduzir. Se os descendentes herdarem dos pais as características favoráveis, ao longo das gerações, essas características tendem a estar presentes na maioria dos indivíduos.

Teoria da evolução por seleção natural

• Por outro lado, na população também pode haver indivíduos com características desfavoráveis, isto é, que não contribuem para sua sobrevivência. Por exemplo, peixes com nadadeiras menos desenvolvidas, que nadem mais lentamente. Estes, provavelmente, deixarão menos descendentes e, assim, as características desfavoráveis tendem a desaparecer da população.

• Darwin deu o nome de seleção natural à sobrevivência e reprodução diferencial dos indivíduos melhor adaptados de uma população em detrimento dos menos adaptados.

• Segundo o conceito de seleção natural, é o ambiente que seleciona os indivíduos melhor adaptados, com características vantajosas, que tendem a sobreviver e perpetuar a espécie.

• A seleção natural é um dos fatores associados à evolução das espécies.

Teoria da evolução por seleção natural

Seleção natural• Imagine que em um bando de ursos brancos do pólo norte

tenha nascido um urso com membros locomotores mais musculosos, que o tornam mais rápido que os outros. Dizemos que este urso é mais bem adaptado que os ursos mais lentos. Tem mais chances de deixar filhotes que os outros, e seus filhotes poderão herdar genes que o fazem ter membros mais musculosos. Assim, serão também mais rápidos nas caçadas e, da mesma forma, terão mais chances de sobreviver. Um membro locomotor mais musculoso é, portanto, uma adaptação, ou seja, uma característica que facilita a sobrevivência do urso. Outras adaptações são a pelagem grossa e branca.

• Como essas adaptações favorecem à sobrevivência e a reprodução, os indivíduos que apresentam essas características tendem a ser mais numerosos na população. Consequentemente, o número de descendentes com essas características cresce ao longo do tempo. Com outros indivíduos ocorre o contrário, e o número de seus descendentes diminui.

• Todas essas novidades podem surgir por mutações, ou seja, por mudanças nos genes contidos no DNA (material genético). As mutações geram novos genes e, consequentemente, novas características. Algumas delas aumentam a chance de um organismo sobreviver e deixar mais filhos; outras podem prejudicá-lo de alguma forma e talvez até impedí-lo de deixar descendentes; outras, por fim, podem não fazer nenhuma diferença para a sobrevivência do organismo.

• A reprodução sexuada, por combinar genes maternos e paternos, também produz combinações novas de genes e de características. Portanto, é igualmente importante no processo de evolução.

Seleção natural

• O núcleo é o centro de controle da célula, onde há fios microscópicos, os cromossomos.

• Um ser humano possui 46 cromossomos organizados em pares (23), nos quais se encontra o DNA (ácido desoxirribonucleico)

• O DNA é o material químico do qual é feito o gene, contido no cromossomo

• O gene é a unidade básica da hereditariedade, pois é ele que controla a produção de proteínas na célula

• As proteínas atuam nas características dos seres vivos: cor dos olhos, cor da pele, tipo de nariz, etc.

DNA

Cromossomos

Célula e núcleo da célula

Cromossomo

DNA

Gene

Os genes são responsáveis por diversas características de um ser vivo.

Genes e hereditariedade

Exemplo de seleção natural: os tentilhões de Galápagos

• Em sua viagem, o Beagle esteve no arquipélago das ilhas Galápagos, onde Darwin encontrou alguns dos exemplos mais importantes para a fundamentação de sua teoria evolucionista.

• Nestas ilhas, havia diferentes espécies de tentilhão, ave que também pode ser encontrada no continente. Estudando os tentilhões das ilhas, Darwin concluiu que, no passado, teria existido um único tipo dessa ave, que colonizou as ilhas.

• Ao longo das gerações, em cada ilha foram naturalmente selecionados os indivíduos com bicos mais favoráveis à sobrevivência, isto é, bicos mais adaptados ao tipo de alimento disponível. Ou seja, de uma única espécie de tentilhão que vivia no continente, evoluíram diferentes espécies da ave que vivem nas ilhas.

Exemplo de seleção natural: os tentilhões de Galápagos

Resumo da teoria da evolução dos seres vivos

• As espécies existentes hoje em dia não são as mesmas de bilhões ou milhões de anos atrás.

• Evolução é o processo de transformação pelo qual passam os seres vivos ao longo do tempo, originando novas espécies.

• As características dos seres vivos são reguladas pelo seu material genético (DNA).

• As alterações que podem ocorrer no material genético são chamadas de mutações.

Resumo da teoria da evolução dos seres vivos

• As mutações resultam, então, no surgimento de características novas, que podem ser favoráveis ou não para a adaptação dos organismos ao ambiente em que vivem.

• Seleção natural: o ambiente “seleciona” os indivíduos que possuem características favoráveis (melhor adaptados) e tende a eliminar quem tem características desfavoráveis (pior adaptados).

• As características favoráveis podem ser transmitidas aos descendentes, permitindo que a espécie seja mais bem adaptada a um determinado ambiente

Evidências que sustentam a teoria da evolução: registro fóssil

Evidências que sustentam a teoria da evolução: similaridades morfológicas

cavalo

zebra

jumento

Evidências que sustentam a teoria da evolução: semelhanças embriológicas

• Estruturas vestigiais são remanescentes de estruturas que tiveram função nos ancestrais, mas cuja utilização foi reduzida por uma mudança na utilização de nichos ecológicos (modos de vida).

Evidências que sustentam a teoria da evolução: estruturas vestigiais

Evidências que sustentam a teoria da evolução: estruturas vestigiais

Apêndice:

função original era digerir celulose e hoje protege contra infecções por bactérias simbióticas que ajudam na digestão

Evidências que sustentam a teoria da evolução: estruturas vestigiais

Espécies de peixes que vivem em cavernas completamente escuras têm olhos vestigiais, não funcionais. Quando seus ancestrais com visão acabaram vivendo em cavernas, não havia mais nenhuma seleção natural para manter a função dos olhos desses peixes. Então, peixes com visão melhor não mais competiam com os de pior visão. Hoje, esses peixes ainda têm olhos – mas eles não são funcionais e não é uma adaptação; eles são apenas subprodutos da história evolutiva desses peixes.

• A atual distribuição de animais e plantas se deve à história de sua dispersão a partir de seus pontos de origem. Quanto mais tempo os continentes tenham estado isolados um do outro, mais diferentes são os organismos que habitam cada região.

Evidências que sustentam a teoria da evolução: biogeografia

O Aepycamelus ("camelo alto"), apelidado de camelo-girafa, foi um ancestral dos atuais camelos que viveu nos Estados Unidos durante a época do Mioceno, há 10 milhões de anos. Chegava a 3 m de altura e pesava 570 kg.Vivia em pequenos grupos, comendo as folhas mais altas das savanas, como as girafas. Migrando para a Ásia e África, deu origem aos camelos e dromedários de hoje. O Aepycamelus tinha cabeça pequena, pescoço e pernas longos, cauda curta e pés "almofadados". Pode ter sido extinto com a mudança de temperatura no fim do Mioceno.

Espécies: Aepycamelus alexandrae, A. bradyi, A. elrodi, A. giraffinus, A. latus,A. major, A. priscus, A. proceras, A. robustus e A. stocki

Camelo moderno

Os camelos (Camelus) constituem um gênero de ungulados artiodáctilos (com um par de dedos de apoio em cada pata) que contém duas espécies: o dromedário (Camelus dromedarius), de uma corcova e o camelo-bactriano (Camelus bactrianus), de dois sacos. Ambos são nativos de áreas secas e desérticas da Ásia e Norte da África. Ambas as espécies são domesticadas, que fornecem leite e carne, e são animais de tração. Os humanos têm domesticados camelos há milhares de anos.

LhamasAlpacas

Guanaco

Vicunha

• Quanto mais próximo o parentesco evolutivo entre dois organismos, mais semelhantes são as respectivas moléculas como, por exemplo, seus materiais genéticos.

Evidências que sustentam a teoria da evolução: evidências moleculares