BiologiaOrigem e Evoluo da Vida1-Origemeevoluo da vida1- A BIOLOGIA COMO CINCIA: HISTRIA,MTODOS, TCNICAS E EXPERIMENTAOEm sentido amplo, cincia (do latim scientia, traduzido por "conhecimento") refere-se a qualquer conhecimento ou prtica sistemticos. Em sentido estrito, cincia refere-se ao sistema de adquirir conhecimento baseado no mtodo cientfico bem como ao corpo organizado de conhecimento conseguido atravs de tais pesquisas. A biologia o ramo da cincia responsvel pelo estudo dos seres vivos.J h algum tempo, tornou-se comum ver temas relacionados biologia estampados nas manchetes; clonagem, terapia gnica, clulas-tronco, impresso digital de DNA e alimentos geneticamente modificados aparecem constantemente nos jornais e na TV. Assuntos como poluio radioativa, chuva cida e reduo da biodiversidade afetam diretamente nosso dia a dia e nosso bem-estar.

Figura 1.1: Manifestantes do Greenpeace alertando sobre os possveis perigos dos transgnicos.

Uma vez que esses temas e tecnologias so amplamente divulgados pela mdia, ns, cidados, somos chamados a nos posicionar em relao ao emprego deles. Mas, para isso, no bastam obedincia tica e conhecimento sobre princpios fsicos, qumicos e biolgicos das tcnicas em discusso; outros fatores devem ser considerados, como, por exemplo, aspectos econmicos, polticos e culturais.Como podemos observar no dia a dia, motivaes polticas e econmicas podem comprometer a iseno das pessoas no momento de analisar problemas. A melhor opo contra esse tipo de influncia o conhecimento, inclusive de biologia. Mantendo-se bem informados, os cidados podem decidir melhor!Na busca de respostas para os mistrios da natureza, os cientistas, movidos pela curiosidade, adotam um procedimento investigativo denominado mtodo cientfico.O mtodo cientfico consiste em um conjunto ordenado de etapas que permitem ao cientista testar possveis explicaes para um determinado evento e chegar a uma concluso coerente. Sempre parte da observao de um fato, ou seja, um evento da natureza que pode ser verificado por qualquer pessoa. Para explicar a ocorrncia desse fato, o cientista formula uma hiptese que deve ser consistente com o que foi observado e passvel de ser testada por meio de experimentao.A experimentao cientfica deve se processar sob condies rigidamente controladas para que seus resultados sejam vlidos. essencial, por exemplo, que haja apenas uma nica variao entre os grupos que esto sendo comparados. Isso permite a avaliao do pesquisador, pois, se diversas variveis forem examinadas simultaneamente, ser impossvel definir qual delas est realmente determinando os resultados do experimento. Denomina-se grupo experimental aquele no qual o teste executado; o grupo-controle difere do experimental apenas pela varivel em teste e serve como padro de comparao.Os cientistas usam resultados obtidos em um experimento para chegar a concluses mais amplas, por meio da formulao de novas hipteses, que devem ser igualmente testadas em experimentos controlados. Dessa forma surgem os grandes conhecimentos cientficos.

Figura 1.2: Etapas da metodologia cientfica.

Observao: as teorias cientficas so compostas por fatos naturais e hipteses falseveis, ou seja, que podem ser testadas. Geralmente explicam fenmenos complexos, sendo para isso, suportadas por leis cientficas.As leis so regras com base em algum fenmeno que ocorra com regularidade observada, sendo mais simples que as teorias. Uma hiptese pode ser elevada categoria de lei aps ser testada.Resumindo, hipteses podem tornar-se leis, que so usadas para sustentar teorias cientficas, assumindo assim o mais alto grau que uma hiptese pode alcanar.

VAMOS FAZERUnimontes 2009. No nosso cotidiano, acontecem, geralmente, coisas que servem para ilustrar determinados estudos tericos.A contextualizao um meio muito utilizado para enriquecermos nosso conhecimento. As figuras a seguir mostram elementos que exemplificam essa idia. Observe-as.

De acordo com as figuras e o assunto abordado, analise as alternativas a seguir e assinale a que REPRESENTA os passos correspondentes experimentao (parte prtica) evidenciada no desenvolvimento de uma pesquisa cientfica.

a) I, II e III.b) I e III, apenas.c) I e II, apenas.d) II e III, apenas.

Resposta: C. Os nmeros II e III mostram etapas referentes ao teste da hiptese de que o ar tem peso. O nmero I a etapa de criao da hiptese.

ATIVIDADES 01) Unimontes/adaptada. Analise a charge a seguir, que apresenta um dilogo entres dois animais.

Estabelecendo uma relao entre o dilogo apresentado e o mtodo cientfico, analise as alternativas e assinale a correspondente etapa de uma pesquisa que melhor justifica a apreenso de um dos animais e o pedido de calma do outro.

a) Levantamento de hipteseb) Conclusesc) Anlise de resultadosd) Experimentao

2- HIPTESES SOBRE AORIGEM DO UNIVERSO, DATERRAE DOSSERES VIVOSA Teoria do Big Bang utilizada para explicar o surgimento do nosso universo, em torno de 14 bilhes de anos atrs. Quanto ao planeta, acredita-se que a Terra se formou h 4,5 bilhes de anos e, durante cerca de um bilho de anos, sofreu processos importantes, como seu resfriamento, viabilizando o surgimento da vida.

Figura 1.3: As condies da Terra primitiva.

Estudiosos mais antigos acreditavam que os seres vivos surgiam espontaneamente da matria bruta a hiptese da gerao espontnea, tambm chamada de abiognese. Entretanto, por meio de diversos experimentos, executados por cientistas, como Redi, Spallanzani e Pasteur, foi possvel descartar essa hiptese, adotando a biognese, que afirma que os micro-organismos surgem a partir de outros pr-existentes.

Figura 1.4: O experimento de Redi demonstrou que moscas no surgiam da carne em decomposio.

Figura 1.5: O experimento de Spallanzani ajudou a mostrar que micro-organismos surgiam apenas de outros.

Figura 1.6: Pasteur comprovou a biognese com um experimento com caldo nutritivo fervido em garrafas de gargalo curvado.

Embora tenha respondido uma grande questo, a biognese no explica como se d o processo de surgimento de uma espcie a partir de outra. Assim, existem algumas explicaes para tal, sendo a origem por evoluo qumica a mais aceita pela categoria cientfica. Essa teoria prope que a vida surgiu a partir do arranjo entre molculas mais simples, aliadas a condies ambientais peculiares, formando molculas cada vez mais complexas, at o surgimento de estruturas dotadas de metabolismo e capazes de se autoduplicar, dando origem aos primeiros seres vivos. Oparin, Haldane, Miller e Fox so os precursores dessa hiptese.

Figura 1.7: As condies da Terra primitiva (atmosfera diferente, descargas eltricas, temperatura elevada e radiao UV) possibilitaram a formao de molculas mais complexas.

Figura 1.8: Coacervados observados em microscpio; o agrupamento de molculas proteicas nos oceanos primitivos teria dado origem ao primeiro ser vivo.

Figura 1.9: Em 1953, Stanley Miller elaborou um sistema fechado para simular as condies que supostamente existiram nos primrdios da vida na Terra. Um frasco contendo gua simulou o oceano primitivo, gua foi aquecida at comear a evaporar e transferida para um segundo frasco maior, que continha a "atmosfera" - uma mistura de gases. Fascas foram descarregadas na atmosfera sinttica para mimetizar relmpagos. Ao final, Miller conseguiu sintetizar vrias molculas orgnicas.

Acredita-se que esses primeiros indivduos eram procariticos, compartilhando diversas semelhanas com as arqueobactrias; e, h cerca de dois bilhes de anos, surgiu a clula eucaritica.Assim, a sequncia de fenmenos bioqumicos surgidos na Terra :

Figura 1.10: Provvel sequncia de surgimento da vida no planeta Terra. VAMOS FAZERENEM 2002. As reas numeradas no grfico mostram a composio em volume, aproximada, dos gases na atmosfera terrestre, desde a sua formao at os dias atuais.

Considerando apenas a composio atmosfrica, isolando outros fatores, pode-se afirmar que:I. no podem ser detectados fsseis de seres aerbicos anteriores a 2,9 bilhes de anos.II. as grandes florestas poderiam ter existido h aproximadamente 3,5 bilhes de anos.III. o ser humano poderia existir h aproximadamente 2,5 bilhes de anos.

correto o que se afirma em

a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e II, apenas.d) II e III, apenas.e) I, II e III.

Resposta: A. A alternativa nmero I est correta, pois no existia O2 antes da poca mencionada. As alternativas II e III esto erradas, visto que o surgimento de grandes florestas, e principalmente o surgimento do homem, ocorreram em perodos bem mais recentes na histria da vida na Terra.

ATIVIDADES 01) ENEM 2002. As reas numeradas no grfico mostram a composio em volume, aproximada, dos gases na atmosfera terrestre, desde a sua formao at os dias atuais.

No que se refere composio em volume da atmosfera terrestre h 2,5 bilhes de anos, pode-se afirmar que o volume de oxignio, em valores percentuais, era de, aproximadamente,

a) 95%.b) 77%.c) 45%.d) 21%.e) 5%.

02) ENEM 2002. Na soluo aquosa das substncias orgnicas prebiticas (antes da vida), a catlise produziu a sntese de molculas complexas de toda classe, inclusive protenas e cidos nuclicos. A natureza dos catalisadores primitivos que agiam antes no conhecida. quase certo que as argilas desempenharam papel importante: cadeias de aminocidos podem ser produzidas no tubo de ensaio mediante a presena de certos tipos de argila. (...)Mas o avano verdadeiramente criativo, que pode, na realidade, ter ocorrido apenas uma vez, ocorreu quando uma molcula de cido nuclico aprendeu a orientar a reunio de uma protena, que, por sua vez, ajudou a copiar o prprio cido nuclico. Em outros termos, um cido nuclico serviu como modelo para a reunio de uma enzima que poderia ento auxiliar na produo de mais cido nuclico. Com este desenvolvimento apareceu o primeiro mecanismo potente de realizao. A vida tinha comeado.

Adaptado de: LURIA, S.E. Vida: experincia inacabada. Belo Horizonte:Editora Itatiaia; So Paulo: EDUSP, 1979.

Considere o esquema abaixo:

O avano verdadeiramente criativo citado no texto deve ter ocorrido no perodo (em bilhes de anos) compreendido aproximadamente entre

a) 5,0 e 4,5. b) 4,5 e 3,5. c) 3,5 e 2,0.d) 2,0 e 1,5.e) 1,0 e 0,5.

03) ENEM 2000. O grfico abaixo representa a evoluo da quantidade de oxignio na atmosfera no curso dos tempos geolgicos. O nmero 100 sugere a quantidade atual de oxignio na atmosfera, e os demais valores indicam diferentes porcentagens dessa quantidade.

De acordo com o grfico correto afirmar que:

a) as primeiras formas de vida surgiram na ausncia de O2.b) a atmosfera primitiva apresentava 1% de teor de oxignio.c) aps o incio da fotossntese, o teor de oxignio na atmosfera mantm-se estvel.d) desde o Pr-cambriano, a atmosfera mantm os mesmos nveis de teor de oxignio.e) na escala evolutiva da vida, quando surgiram os anfbios, o teor de oxignio atmosfrico j se havia estabilizado.

04) ENEM 2005. Pesquisas recentes estimam o seguinte perfil da concentrao de oxignio (O2) atmosfrico ao longo da histria evolutiva da Terra:

No perodo Carbonfero entre aproximadamente 350 e 300 milhes de anos, houve uma ampla ocorrncia de animais gigantes, como por exemplo insetos voadores de 45 centmetros e anfbios de at 2 metros de comprimento. No entanto, grande parte da vida na Terra foi extinta h cerca de 250 milhes de anos, durante o perodo Permiano. Sabendo-se que o O2 um gs extremamente importante para os processos de obteno de energia em sistemas biolgicos, conclui-se que

a) a concentrao de nitrognio atmosfrico se manteve constante nos ltimos 400 milhes de anos, possibilitando o surgimento de animais gigantes.b) a produo de energia dos organismos fotossintticos causou a extino em massa no perodo Permiano por aumentar a concentrao de oxignio atmosfrico.c) o surgimento de animais gigantes pode ser explicado pelo aumento de concentrao de oxignio atmosfrico, o que possibilitou uma maior absoro de oxignio por esses animais.d) o aumento da concentrao de gs carbnico (CO2) atmosfrico no perodo Carbonfero causou mutaes que permitiram o aparecimento de animais gigantes.e) a reduo da concentrao de oxignio atmosfrico no perodo Permiano permitiu um aumento da biodiversidade terrestre por meio da induo de processos de obteno de energia.

05) ENEM 2012. Em certos locais, larvas de moscas, criadas em arroz cozido, so utilizadas como iscas para pesca. Alguns criadores, no entanto, acreditam que essas larvas surgem espontaneamente do arroz cozido, tal como preconizado pela teoria da gerao espontnea.Essa teoria comeou a ser refutada pelos cientistas ainda no sculo XVII, a partir dos estudos de Redi e Pasteur, que mostraram experimentalmente que

a) seres vivos podem ser criados em laboratrio.b) a vida se originou no planeta a partir de microrganismos.c) o ser vivo oriundo da reproduo de outro ser vivo pr-existente.d) seres vermiformes e microorganismos so evolutivamente aparentados.e) vermes e microrganismos so gerados pela matria existente nos cadveres e nos caldos nutritivos,respectivamente.3- EXPLICAESPR-DARWINISTASPARA A MODIFICAO DAS ESPCIESO Lamarckismo foi uma hiptese elaborada, em 1809, pelo naturalista francs Jean-Baptiste de Monet Chevalier Lamarck (1744 1829), para explicar a evoluo biolgica. Baseava-se em duas premissas: lei do uso e desuso e lei da transmisso hereditria das caractersticas adquiridas. Caractersticas corporais desenvolvidas pelo uso ou atrofiadas pelo desuso seriam transmitidas descendncia. O uso e desuso a constante utilizao de um rgo causaria ao indivduo necessidade de se adaptar ao meio ambiente.Lei da transmisso hereditria das caractersticas adquiridas as alteraes sofridas pelo indivduo durante sua vida seriam transmitidas por hereditariedade.

Figuras 1.11-12-13: O processo de mudana ao longo do tempo de acordo com Lamarck.

Atualmente sabemos que Lamarck estava errado. Apesar de ter utilizado bases equivocadas para criar sua hiptese, Lamarck teve o mrito de, em uma poca com forte presso criacionista, propor uma explicao alternativa, baseada em evidncias naturais.

VAMOS FAZERENEM 2010. Alguns anfbios e rpteis so adaptados vida subterrnea. Nessa situao, apresentam algumas caractersticas corporais como, por exemplo, ausncia de patas, corpo anelado que facilita o deslocamento no subsolo e, em alguns casos, ausncia de olhos.Suponha que um bilogo tentasse explicar a origem das adaptaes mencionadas no texto utilizando conceitos da teoria evolutiva de Lamarck. Ao adotar esse ponto de vista, ele diria que

a) as caractersticas citadas no texto foram originadas pela seleo natural.b) a ausncia de olhos teria sido causada pela falta de uso dos mesmos, segundo a lei do uso e desuso.c) o corpo anelado uma caracterstica fortemente adaptativa, mas seria transmitida apenas primeira gerao de descendentes.d) as patas teriam sido perdidas pela falta de uso e, em seguida, essa caracterstica foi incorporada ao patrimnio gentico e ento transmitida aos descendentes.e) as caractersticas citadas no texto foram adquiridas por meio de mutaes e depois, ao longo do tempo, foram selecionadas por serem mais adaptadas ao ambiente em que os organismos se encontram.

Resposta: B. A Teoria Lamarckista afirma que as diferentes caractersticas dos seres vivos surgiram pela Lei do uso-desuso, que diz que caractersticas podem tornar-se mais ou menos desenvolvidas dependendo do uso. Sabemos atualmente que a evoluo no ocorre assim, mas a questo queria a viso lamarckista da evoluo, e no a viso atual.4- ATEORIA EVOLUTIVADECHARLES DARWINO evolucionismo foi firmado pelos estudos de Charles Darwin que considerava como fator mais importante no processo evolutivo a seleo natural. Observou que grupos de animais de uma mesma espcie que vivia em regies diferentes apresentavam caractersticas ligeiramente distintas. Notou ainda que, entre espcies extintas e as atuais, embora muito diferentes umas das outras, existiam traos comuns. Tais fatos levaram-no a supor que os seres vivos no so imutveis (como pregava o Criacionismo), mas que se transformam ao longo da histria. Na base de sua teoria evolucionista, Darwin colocou a luta pela vida, segundo a qual em cada espcie animal existe uma permanente concorrncia entre os indivduos. Somente os mais aptos conseguem sobreviver e a prpria natureza procede a essa seleo. Darwin postulou que:

Numa mesma espcie, os indivduos no so exatamente todos iguais entre si. Existem os mais adaptados s condies ambientais e os menos adaptados. As populaes crescem em progresso geomtrica, enquanto as reservas alimentares para elas, crescem em progresso aritmtica. Devido desproporo entre crescimento e quantidade de alimento disponvel, os indivduos empenham-se numa luta pela vida. Ao final desta luta, seriam naturalmente selecionados os mais fortes ou mais aptos, disso decorrendo a Seleo Natural.

Figuras 1.14-15-16: O processo de mudana ao longo do tempo de acordo com Charles Darwin.

VAMOS FAZERENEM 2009. Os anfbios so animais que apresentam dependncia de um ambiente mido ou aqutico. Nos anfbios, a pele de fundamental importncia para a maioria das atividades vitais, apresenta glndulas de muco para conservar-se mida, favorecendo as trocas gasosas e, tambm, pode apresentar glndulas de veneno contra microrganismos e predadores. Segundo a Teoria Evolutiva de Darwin, essas caractersticas dos anfbios representam a

a) lei do uso e desuso.b) atrofia do pulmo devido ao uso contnuo da pele.c) transmisso de caracteres adquiridos aos descendentes.d) futura extino desses organismos, pois esto mal adaptados.e) seleo de adaptaes em funo do meio ambiente em que vivem.

Resposta: E. A Teoria Evolutiva de Darwin determina que os indivduos de uma mesma espcie no so idnticos entre si. Essas diferenas podem ser selecionadas positivamente ou negativamente pelo ambiente, aumentando ou diminuindo o tempo de sobrevivncia e taxa de reproduo dos indivduos, num processo chamado seleo natural.

ATIVIDADES01) Com base na leitura da tirinha, foram feitas as seguintes afirmaes:

I. A tirinha ironiza uma das divergncias entre as ideias criacionista e evolucionista.II. De acordo com a teoria darwinista, a evoluo das espcies um processo lento e gradual.III. No criacionismo, as espcies so obras de uma divindade.

Est correto o contido em:

a) II, apenas. b) I e II, apenas. c) I e III, apenas,d) II e III, apenas,e) I, II e III.

02) ENEM 2009. Os ratos Peromyscus polionotus encontram-se distribudos em ampla regio na Amrica do Norte. A pelagem de ratos dessa espcie varia do marrom claro ate o escuro, sendo que os ratos de uma mesma populao tem colorao muito semelhante. Em geral, a colorao da pelagem tambm muito parecida a cor do solo da regio em que se encontram, que tambm apresenta a mesma variao de cor, distribuda ao longo de um gradiente sul-norte. Na figura, encontram-se representadas sete diferentes populaes de P. polionotus. Cada populao representada pela pelagem do rato, por uma amostra de solo e por sua posio geogrfica no mapa.

O mecanismo evolutivo envolvido na associao entre cores de pelagem e de substrato

a) a alimentao, pois pigmentos de terra so absorvidos e alteram a cor da pelagem dos roedores.b) o fluxo gnico entre as diferentes populaes, que mantm constante a grande diversidade interpopulacional.c) a seleo natural, que, nesse caso, poderia ser entendida como a sobrevivncia diferenciada de indivduos com caractersticas distintas.d) a mutao gentica, que, em certos ambientes, como os de solo mais escuro, tem maior ocorrncia e capacidade de alterar significativamente a corda pelagem dos animais.e) a herana de caracteres adquiridos, capacidade de organismos se adaptarem a diferentes ambientes e transmitirem suas caractersticas genticas aos descendentes.

03) A viagem do jovem Charles Darwin a bordo do navio britnico HMS Beagle, durante os anos 1831 a 1836, um dos episdios mais conhecidos e romanceados em toda a histria da cincia.Darwin embarcou no Beagle como naturalista, visitou o arquiplago de Galpagos, na regio leste do oceano Pacfico, e ali topou com tartarugas gigantes e tentilhes. Havia vrias espcies dessa ave, e elas distinguiam-se pelo formato variado do bico, sugerindo que cada qual era apropriado a uma dieta especfica. E as tartarugas, de uma ilha para outra, tambm exibiam carapaas com formas diferentes.

QUAMMEN, David. As pistas de Darwin. National Geographic Brasil, n. 107, 2009.Extrado do site: . Acesso em: 1. abr. 2011.

As pistas encontradas em Galpagos por Darwin e os estudos de Alfred Wallace levaram formulao da moderna teoria evolutiva. Essa teoria est baseada principalmente na premissa de que:

a) existe uma luta pela sobrevivncia entre os indivduos devido limitao de recursos, como espao e alimento.b) os fatores para duas ou mais caractersticas segregam-se no hbrido distribuindo-se independentemente para os gametas.c) a maior frequncia de uso de uma parte do corpo faz com que o organismo se adapte e sobreviva em determinado ambiente.d) as caractersticas dos descendentes so determinadas por fatores herdados dos pais e das mes na mesma proporo.e) as caractersticas adquiridas pelos pais ao longo de sua histria de vida so herdadas por seus descendentes.

04) ENEM 2005. As cobras esto entre os animais peonhentos que mais causam acidentes no Brasil, principalmente na rea rural.As cascavis (Crotalus), apesar de extremamente venenosas, so cobras que, em relao a outras espcies, causam poucos acidentes a humanos. Isso se deve ao rudo de seu chocalho, que faz com que suas vtimas percebam sua presena e as evitem.Esses animais s atacam os seres humanos para sua defesa e se alimentam de pequenos roedores e aves.Apesar disso, elas tm sido caadas continuamente, por serem facilmente detectadas.Ultimamente os cientistas observaram que essas cobras tm ficado mais silenciosas, o que passa a ser um problema, pois, se as pessoas no as percebem, aumentam os riscos de acidentes.

A explicao darwinista para o fato de a cascavel estar ficando mais silenciosa que

a) a necessidade de no ser descoberta e morta mudou seu comportamento.b) as alteraes no seu cdigo gentico surgiram para aperfeio-la.c) as mutaes sucessivas foram acontecendo para que ela pudesse adaptar-se.d) as variedades mais silenciosas foram selecionadas positivamente.e) as variedades sofreram mutaes para se adaptarem presena de seres humanos.5- TEORIA SINTTICA DA EVOLUONas dcadas de 1930 e 1940, os conhecimentos acerca da Gentica foram unidos s ideias evolucionistas de Darwin numa sntese que teve como resultado uma teoria mais abrangente e mais embasada e, por isso, mais aceita para explicar as leis que regem o processo evolutivo de seres vivos. Essa teoria ficou conhecida como teoria moderna da evoluo, ou teoria sinttica ou, ainda, Neodarwinismo.Basicamente, essa teoria faz referncia a duas principais concluses: a evoluo pode ser elucidada pelas mutaes e pela recombinao gnica, norteadas pelo processo de seleo natural; os fenmenos evolutivos fundamentam-se nos mecanismos genticos.De tal modo, na teoria moderna da evoluo, as explicaes genticas so incorporadas ao conceito de seleo natural como justificativa para diversidade das caractersticas dos componentes de uma populao. Quando Darwin lanou sua teoria evolucionista, cujo ponto fundamental a seleo natural, os princpios genticos ainda no eram bem definidos, portanto, ele no contava com um esclarecimento slido para a origem da diversidade, o que fez com que teoria fosse sujeita a questionamentos para os quais o naturalista no tinha respostas.Tal teoria leva em considerao trs principais fatores evolutivos, que so a seleo natural, a mutao gnica e a recombinao gnica. As mutaes gnicas consistem em alteraes no material gentico, que pode ser na estrutura da molcula de DNA ou no nmero ou estrutura dos cromossomos. J a recombinao ocorre durante a reproduo sexuada e pode ser definida como uma mistura de genes, proveniente da fecundao, do crossing-over ou de uma distribuio aleatria de material gentico durante a formao dos gametas. Tanto a mutao quanto a recombinao so mecanismos responsveis pela variabilidade gentica, ou seja, a diferena gentica entre indivduos, oriundas do surgimento de novos alelos e novas combinaes de genes. A seleo natural, por sua vez, atua sobre os indivduos, permitindo a sobrevivncia dos seres mais adaptveis e a transmisso de caractersticas genticas favorveis s prximas geraes .A evoluo tem suas bases fortemente corroboradas pelo estudo comparativo dos organismos, sejam fsseis ou atuais. 5.1- RGOS VESTIGIAISrgos vestigiais so aqueles que se encontram com tamanho reduzido em alguns organismos e com tamanho maior em outros. Indicam parentesco evolutivo.Um exemplo bem conhecido de rgo vestigial no ser humano o apndice vermiforme, estrutura pequena que parte do ceco, localizado no ponto onde o intestino delgado liga-se ao grosso.Em alguns mamferos herbvoros, como o coelho, o ceco uma estrutura bem desenvolvida, na qual o alimento parcialmente digerido armazenado e a celulose, abundante nos vegetais ingeridos, degradada pela ao de bactrias especializadas. Neste caso, o ceco apresenta extremidade final mais estreita, denominada apndice. Nos humanos, o ceco e o apndice so reduzidos e no possuem a referida funo.

Figura 1.18: Exemplos de rgos vestigiais. 1. Msculos auriculares (desenvolvidos nos ces, por exemplo); 2. Prega semilunar interna do olho (vestgio da membrana nictitante de anfbios e rpteis); 3. Canino e terceiro molar (desenvolvidos nos carnvoros); 4. Cccix (vestgio de cauda); 5. Glndulas mamrias e plos peitorais (em homens); 6. Apndice vermiforme (bastante desenvolvido em alguns animais herbvoros mutualsticos); 7. Msculos segmentares abdominais.

5.2 - EMBRIOLOGIA COMPARADAO estudo comparado da embriologia de diversos vertebrados mostra a grande semelhana de padro de desenvolvimento inicial. medida que o embrio se desenvolve, surgem caractersticas individualizantes e as semelhanas diminuem. Essa semelhana tambm foi verificada no desenvolvimento embrionrio de todos os animais metazorios. Nesse caso, entretanto, quanto mais diferentes so os organismos, menor o perodo embrionrio comum entre eles.

Figura 1.19: Comparao entre os embries de diversas espcies

5.3 PALEONTOLOGIA considerado fssil qualquer indcio da presena de organismos que viveram em pocas remotas da Terra.As partes duras do corpo so as mais freqentemente fossilizadas, mas existem casos, como os dos insetos e aracndeos encontrados em mbar, em que as partes moles tambm foram preservadas. O mbar corresponde a uma resina endurecida. Esta resina era eliminada pelos pinheiros de pocas remotas da Terra.Impresses deixadas por organismos, como pegadas de animais extintos, impresses de folhas, de penas de aves, tambm so consideradas fsseis.

Figura 1.20: 1- fssil de peixe; 2- fssil de concha de molusco; 3- fssil de inseto.

Os fsseis so importantes testemunhos da evoluo, pois nos possibilitam conhecer organismos que viveram em outros perodos geolgicos, sob condies ambientais muitas vezes distintas das atuais, mostrando que os seres vivos podem mudar ao longo do tempo. Os fsseis tambm podem trazer informaes sobre os provveis parentescos evolutivos entre os seres que vivem atualmente no nosso planeta.

5.4 - EVIDNCIAS MOLECULARESComparando-se as seqncias de nucleotdeos do DNA ou do RNA ou mesmo a de aminocidos das protenas de diferentes espcies, pode-se estimar o grau de parentesco evolutivo entre elas. Quanto maior for a semelhana, mais prximas evolutivamente esto as espcies.Apenas como exemplo, analise a tabela a seguir:

Relaes evolutivas com base na anlise dos aminocidos da molcula de hemoglobina

EspcieNmero de aminocidos diferentes em uma das cadeias polipeptdicas da molcula de hemoglobina, com 146 aminocidos, comparada com a hemoglobina humana

Ser humano0

Gorila1

Gibo2

Macaco Rhesus8

Rato27

Sapo67

Essa tabela mostra que os seres humanos so evolutivamente mais prximos dos gorilas, depois aproximam-se do gibo e a seguir do macaco Rhesus. Com outros organismos da tabela esto mais distantemente relacionados.

5.5 - ANATOMIA COMPARADA a comparao entre rgos de diversas espcies. Esse tipo de comparao importante, pois pode evidenciar ancestralidade em comum entre as espcies analisadas. Atravs da anatomia comparada, podemos classificar os rgos em homlogos e anlogos.

Figura 1.21: Analogias e homologias.

rgos homlogos: possuem uma mesma origem embriolgica de estruturas nos diferentes organismos, sendo que essas estruturas podem ter ou no a mesma funo. As estruturas homlogas sugerem ancestralidade comum.Na evoluo dos mamferos notamos que houve a ocupao de vrios ambientes, o que chamamos de divergncia adaptativa (ou irradiao adaptativa). Fica evidente a participao dos rgos homlogos nesse mecanismo de Evoluo.

Figura 1.22: Divergncia adaptativa em mamferos

rgos Anlogos : semelhana entre estruturas de diferentes organismos, devida unicamente adaptao a uma mesma funo, ou seja, desempenham funo parecida, mas no possuem mesma origem embrionria. So considerados resultado da evoluo convergente.

Figura 1.23: Convergncia adaptativa em animais aquticos.

A convergncia adaptativa corresponde adaptao de diferentes organismos a um mesmo ambiente. Por exemplo, as nadadeiras de um tubaro e de uma baleia so adaptadas ao ambiente aqutico. Da a importncia dos rgos anlogos.

Figura 1.24: Outro exemplo de convergncia adaptativa em animais aquticos.5.6 - ESPECIAOOs mecanismos de especiao so aqueles que determinam a formao de espcies novas. Dentre eles, o mais conhecido o da especiao geogrfica (especiao aloptrica).Esse mecanismo pode ser simplificadamente explicado, tomando-se como exemplo uma populao com conjunto gnico grande, que vive em determinada rea geogrfica em um dado momento.Suponhamos que o ambiente onde essa populao ocorre sofra alteraes climticas ou eventos geolgicos (terremotos, formaes de montanhas etc.), formando-se as denominadas barreiras ecolgicas ou barreiras geogrficas.As barreiras ecolgicas impedem a troca de genes entre os indivduos das populaes por elas separadas, fazendo com que variabilidades genticas novas, surgidas em uma das populaes, no sejam transmitidas para a outra. Alm disso, as condies do ambiente, nas reas separadas pela barreira, dificilmente so exatamente as mesmas, o que determina diferentes presses seletivas. Ento, as populaes assim separadas vo acumulando diferenas ao longo do tempo, podendo chegar a desenvolver mecanismos de isolamento reprodutivo. Quando isso acontece, considera-se que essas populaes pertencem a espcies distintas.Se a barreira ecolgica deixar de existir, as populaes que estavam separadas entraro novamente em contato. Dependendo do grau de diferenciao atingido durante o perodo de separao, as seguintes alternativas podem resultar desse novo contato:a) As diferenas desenvolvidas atingiram tal ponto que no h cruzamento entre os indivduos das populaes, devido ao desenvolvimento de mecanismos de isolamento reprodutivo: cada uma das populaes considerada uma espcie distinta.b) As diferenas desenvolvidas no foram suficientes para impedir o isolamento reprodutivo entre os indivduos das populaes. Neste caso, essas populaes no so consideradas espcies diferentes.

As espcies so, portanto, populaes de indivduos potencialmente intercruzantes e reprodutivamente isolados de outras populaes.As subespcies so partes de uma mesma populao, separadas entre si por zonas de intergradao de genes. As espcies que apresentam subespcies so denominadas espcies politpicas.

Figura 1.25: Isolamento geogrfico e a produo de novas espcies.

Em alguns casos, podemos evidenciar o surgimento de especiao sem a ocorrncia de isolamento geografico, a especiao simptrica. A seleo disruptiva pode ser responsvel por esse tipo de especiao.

VAMOS FAZERA imagem do macaco evoluindo para o homem muito comum. Suas diversas verses brincam inclusive com o futuro da espcie humana. No entanto, qual o significado do termo evoluo apresentado nessa imagem? A evoluo biolgica uma forma de explicar a diversidade de seres vivos que conhecemos. Seguindo as ideias evolutivas, essa figura apresenta alguns equvocos. Um deles que o macaco se transformou em ser humano. A transformao uma das ideias bsicas da teoria evolutiva, mas no dessa forma. A ideia de que o macaco vai melhorando at chegar ao ser humano, segundo a teoria evolutiva, tambm equivocada. [...]

Com base na srie de observaes e concluses de Darwin e nos conhecimentos sobre o tema, indique a alternativa correta.

a) Os indivduos de uma populao possuem as mesmas caractersticas, o que influencia sua capacidade de explorar com sucesso os recursos naturais e de deixar descendentes. b) O neodarwinismo, ou teoria sinttica da evoluo, reinterpretou a teoria da evoluo de Darwin que, alm da gentica e dos conhecimentos em hereditariedade, incluiu fatores fundamentais da evoluo, da mutao e recombinao gnicas. c) Segundo a teoria de Lamarck, a caracterstica do pescoo longo das girafas era resultante da seleo natural. d) As concluses expostas no livro A origem das espcies levaram ao aprimoramento dos estudos de Lamarck, que embasavam a teoria da gerao espontnea dos organismos. e) A lei do uso e desuso e a lei da transmisso dos caracteres adquiridos foram estabelecidas por Darwin.

Resposta: B. Os indivduos de uma mesma populao possuem diferenas, invalidando a alternativa A. As alternativas C, D e E, fazem confuso entre as Teorias de Lamarck e Darwin, e ainda com a Abiognese, que nada tem a ver com a evoluo. A alternativa B acerta ao definir o neodarwinismo como um aprimoramento da Teoria Darwinista, acrescentando conhecimentos genticos.

ATIVIDADES 01) A lactose um carboidrato dissacardeo encontrado somente no leite dos mamferos. Sua digesto feita pela enzima intestinal lactase, cuja produo determinada pelo gene LCT. Na maioria absoluta dos mamferos, inclusive nos primatas, o gene LCT s tem atividade em filhotes na fase da lactao. Aps o perodo de amamentao, ele inativado. Em alguns humanos, entretanto, uma mutao manteve a atividade do gene LCT nos adultos, possibilitando a digesto da lactose. Essa mutao surgiu por volta de nove mil anos atrs, somente entre habitantes do norte da Europa. Pessoas sem a mutao apresentam graus variveis e intolerncia alimentar lactose, que acarreta distrbios digestivos.

A figura mostra as porcentagens de populao intolerante lactose no mundo. Com base nas informaes fornecidas e nos seus conhecimentos sobre metabolismo celular e mecanismos de evoluo, voc pode afirmar que:

a) a intolerncia lactose rara entre asiticos e latinos.b) todas as clulas somticas de um lactente apresentam o gene LCT ativo.c) a mutao do gene LCT pode ter sido selecionada, em algumas populaes, pelo uso do leite na alimentao de adultos.d) o gene LCT encontrado em todas as espcies animais, manifestando-se somente nos mamferos.e) todos os europeus adultos apresentam tolerncia lactose e podem consumir leite.

02) Concurso PETROBRS. Considere o esquema abaixo sobre a variabilidade gentica de uma populao de guepardos na frica, em trs momentos.

A variedade de letras representa a variedade de genes. As etapas I, II e III, respectivamente, so explicadas pelas situaes que se iniciam por

a) baixa variabilidade gentica; evento ambiental causador de efeito gargalo de garrafa; expanso da populao, porm, com grande variabilidade genticab) grande populao e variabilidade gentica; evento ambiental causador de efeito gargalo de garrafa; expanso da populao, porm, com reduzida variabilidade genticac) grande populao e variabilidade gentica; evento ambiental causador de especiao simptrica; expanso da populao, porm, com reduzida variabilidade genticad) baixa variabilidade gentica; evento de entrada de indivduos de outra populao; expanso da populao, porm, com baixa variabilidade genticae) variabilidade gentica mediana; evento ambiental causador de efeito fundador; expanso da populao, porm, com grande variabilidade gentica

03) EPCAR. Os esquemas abaixo representam cladogramas de espcies de mamferos. No esquema 1, o cladograma foi construdo tomando como base o registro fssil e, no esquema 2, utilizou-se a semelhana bioqumica entre os grupos.

A partir da anlise comparativa dos esquemas acima, INCORRETO afirmar que

a) de acordo com o esquema 2, os grupos do homem, chimpanz e gorila divergiram mais recentemente no tempo evolutivo.b) em ambos, os gibes so os parentes mais distantes do homem, pois o ancestral comum desses dois grupos o mais antigo.c) a comparao bioqumica entre os grupos pode fornecer informaes mais precisas para construo de relaes de parentesco entre eles, pois o registro fssil , muitas vezes, escasso e descontnuo.d) tanto no esquema 1 como no esquema 2, apenas o grupo dos chimpanzs o mais aparentado ao ser humano.6- SELEO ARTIFICIAL E SEU IMPACTO SOBRE AMBIENTES NATURAIS E SOBRE POPULAES HUMANASA gentica a base do entendimento da produo de um ser vivo; a cincia que estuda a hereditariedade. Ela sempre fez parte da vida das pessoas, mesmo das que jamais ouviram falar dela. Quem nunca ouviu: _Fulano puxou o nariz do pai., _Beltrano tem os olhos do av.. Isso gentica em sua definio mais pura, a herana de caractersticas.Os povos antigos usavam-na em seu melhoramento gentico, que pode tambm ser definido como seleo artificial. Imagine como deve ter sido difcil para esses povos ter a ideia de que, ao produzir sementes boas, o ideal no seria com-las, mas sim plant-las para produzir mais delas. contra-intuitivo. O crebro funciona de maneira bvia: Comida boa? Coma! Comida ruim? Jogue fora!Mesmo contra a intuio, os antigos perceberam que se comessem as sementes ruins e plantassem as boas, no futuro teriam maior nmero de plantas que produziriam sementes boas. Os dados estavam lanados. Era s uma questo de tempo para que modificssemos a paisagem natural ao criar espcies novas. Um exemplo incrvel o da criao do milho a partir da domesticao do teosinte, feita pelos ndios americanos nos ltimos 10 mil anos.

Figura 1.26: 1- Teosinte, 2- hbrido entre os dois e 3 - milho; a espiga aumentou de tamanho por melhoramento gentico (seleo artificial).

Uma vantagem da seleo artificial poder produzir seres diferentes dos encontrados na natureza, com caractersticas de valor comercial maior, como por exemplo, maior produtividade e resistncia ambiental.

Figura 1.27: Outro exemplo de seleo artificial. A criao de diversas variedades de plantas a partir da mostarda silvestre.

Outro tipo de seleo artificial (apesar de, por vrios autores, ser considerada natural) com muito impacto sobre as populaes humanas a criao de linhagens bacterianas resistentes a antibiticos.Antibiticos so substncias, desenvolvidas a partir de fungos, bactrias ou elementos sintticos (produzidos em laboratrios farmacuticos). A finalidade do antibitico combater microorganismos (unicelulares ou pluricelulares), causadores de infeces no organismo.O uso indiscriminado, principalmente sem orientao e acompanhamento mdico, pode ser prejudicial sade. Alm disso, favorece o desenvolvimento de microorganismos resistentes a determinados antibiticos, atravs de mutaes espontneas e seleo, ou por recombinao aps transferncia de genes.

Figura 1.28: Aumento na proporo de linhagens de N. gonorrhoaea resistentes penicilina.

A EVOLUO DA ESPCIE HUMANAA evoluo dos homindeos teve incio na Africa. O Australopithecus foi o primeiro homindeo e surgiu h cerca de 3,8 milhes de anos. Ele tinha baixa estatura e crnio de pequeno volume (cerca de 450 a 500 cm3). Vrias espcies fsseis de Australopithecus foram encontradas, e acredita-se que a mais antiga seja a do Australopithecus afarensis, tambm conhecida por Lucy.A partir dos Australopithecus devem ter surgido os primeiros homindeos pertencentes ao gnero Homo. A primeira espcie dentro desse gnero surgiu h cerca de 1,8 milhes de anos e recebeu o nome de Homo habilis. H indcios de que viveram na frica e que tinham habilidade de transformar pedras em objetos para uso. Nessa espcie, o volume craniano j era maior.

Figura 1.29: Reconstruo e fsseis de homindeos.

A partir do Homo habilis deve ter surgido, na frica, a espcie Homo erectus h cerca de 1,5 milhes de anos. Essa espcie deve ter se expandido para a Europa e a sia Java e China), onde foram encontrados os fsseis mais recentes, indicando que viveram at cerca de 200 mil anos atrs. Eram mais altos que o Homo habilis, o crnio era maior e tinham postura ereta; construam objetos mais aperfeioados e instrumentos para caar; faziam roupas, o que lhes permitiu viver em locais mais frios; comearam a usar o fogo e a viver em cavernas ou em locais abrigados. Acredita-se que dessa espcie derivou-se a nossa: Homo sapiens.Duas subespcies teriam surgido: Homo sapiens neanderthalensis (homens de Neanderthal), extinta h cerca de 34 a 40 mil anos, e o Homo sapiens sapiens, que se expandiu muito, principalmente aps o desaparecimento da subespcie H. s. neanderthalensis.Homo sapiens sapiens, a subespcie qual pertencemos, expandiu-se para o mundo todo desde cerca de 60 a 40 mil anos atrs. Os primeiros fsseis dessa espcie foram encontrados em Cro-Magnon, na Frana, e so chamados homens de Cro-Magnon.

Figura 1.30: Provvel rvore evolutiva humana.

VAMOS FAZERENEM 2004. O que tm em comum Noel Rosa, Castro Alves, Franz Kafka, lvares de Azevedo, Jos de Alencar e Frdric Chopin?

Todos eles morreram de tuberculose, doena que ao longo dos sculos fez mais de 100 milhes de vtimas.Aparentemente controlada durante algumas dcadas, a tuberculose voltou a matar. O principal obstculo para seu controle o aumento do nmero de linhagens de bactrias resistentes aos antibiticos usados para combat-la. Esse aumento do nmero de linhagens resistentes se deve aa) modificaes no metabolismo das bactrias, para neutralizar o efeito dos antibiticos e incorpor-los sua nutrio.b) mutaes selecionadas pelos antibiticos, que eliminam as bactrias sensveis a eles, mas permitem que as resistentes se multipliquem.c) mutaes causadas pelos antibiticos, para que as bactrias se adaptem e transmitam essa adaptao a seus descendentes.d) modificaes fisiolgicas nas bactrias, para torn-las cada vez mais fortes e mais agressivas no desenvolvimento da doena.e) modificaes na sensibilidade das bactrias, ocorridas depois de passarem um longo tempo sem contato com antibiticos.

Resposta: B. A seleo de linhagens bacterianas com caractersticas que possibilitavam resistncia ao antibitico ocorreu pelo uso indiscriminado do remdio. O antibitico acabou por eliminar as bactrias que no possuiam resistncia, e as resistentes proliferaram. O descobridor do primeiro antibitico, Alexander Flemming, j previa a seleo de resistncia com o uso exagerado da penicilina.

ATIVIDADES 01) ENEM 2001. Os progressos da medicina condicionaram a sobrevivncia de nmero cada vez maior de indivduos com constituies genticas que s permitem o bem-estar quando seus efeitos so devidamente controlados atravs de drogas ou procedimentos teraputicos.So exemplos os diabticos e os hemoflicos, que s sobrevivem e levam vida relativamente normal ao receberem suplementao de insulina ou do fator VIII da coagulao sangunea.

SALZANO, M. Francisco. Cincia Hoje: SBPC: 21(125), 1996.

Essas afirmaes apontam para aspectos importantes que podem ser relacionados evoluo humana.Pode-se afirmar que, nos termos do texto,

a) os avanos da medicina minimizam os efeitos da seleo natural sobre as populaes.b) os usos da insulina e do fator VIII da coagulao sangunea funcionam como agentes modificadores do genoma humano.c) as drogas medicamentosas impedem a transferncia do material gentico defeituoso ao longo das geraes.d) os procedimentos teraputicos normalizam o gentipo dos hemoflicos e diabticos.e) as intervenes realizadas pela medicina interrompem a evoluo biolgica do ser humano.

Figura 1.31: A rvore da vida, montada de acordo com a Teoria Sinttica da Evoluo.

" da guerra da natureza, da fome e da morte, que o mais elevado objetivo que somos capazes de conceber (...) advm. H grandeza nesta viso de vida que enquanto este planeta foi gerado de acordo com a lei da gravidade a partir de um universo muito simples, infinitas formas belas, maravilhosas, evoluram e continuam evoluindo".Charles Darwin, naturalista, no ltimo pargrafo de seu A origem das espcies.IMPVIDO PR-VESTIBULAR2