Conceitos Básicos de Evolução II

Seleção Natural, Deriva gênica e Co-evolução

Seleção Natural

• Existe variabilidade

• Reprodução diferenciada

• Hereditariedade

• Resultado final

Seleção Natural

• Variabilidade, reprodução diferencial, hereditariedade

• Um exemplo– Caramujos na costa dos EUA– Predação?– Transplante de caramujos

• Existe diferença inata– os do sul fogem mais rápido

Fitness ou Aptidão

• Proporcionalmente, quão bom um determinado genótipo é…– medido pela proporção de descendentes gerados

• Se besouros marrons consistentemente deixam mais descendentes– eles tem aptidão maior

• Aptidão de um genótipo depende de:– habilidade para sobreviver, encontrar parceiros e

produzir descendentes• por último, de passar os genes para a próxima geração

Aptidão

• Carregar milhões de ovos

• Cuidar dos filhotes• Penachos chamativos• Afetam adultos, mas

aumentam fitness

Adaptação

• Comuns em determinadas populações– fornece a melhora de alguma função– produzidas por seleção natural

• Mimetismo• toxinas de plantas• Ecolocação em Morcegos• E o que não é uma adaptação???

– estruturas vestigiais: olhos em peixes cavernícolas

Adaptação

• Nem tudo é adaptação!– É tentador buscar explicações adaptacionistas

• Porque o cachorro roda antes de deitar?

• Outras explicações:– Resultado da história: GGC e Glicina– Subproduto evolutivo: cor do sangue– Adaptação antiga: Cabaça e os Gomphoteres– Deriva Gênica…

Exaptações• “Adaptação é um caracter que foi produzido para

sua função atual por seleção natural.”• Podemos prever algumas coisas. No caso de penas:

– Hereditabilidade: penas são hereditárias?– Funcionalidade: penas funcionam para o vôo?– Adaptativo: aumenta a aptidão (Fitness)?

• Função atual e função na origem:– Penas surgiram quando vôo surgiu? Não!– Como saber? Filogenia!!!!!!!!

Interpretações errôneas

• Por produzir adaptações incríveis– Crê-se que seleção esteja constantemente

empurrando organismos para perfeccionismo• Na verdade, somos bons o suficiente pra

sobreviver!– doenças genéticas, rins, coluna vertebral…– nenhuma população ou organismo é “perfeitamente

adaptado”• Populações ou indivíduos:

– Não querem, precisam ou tentam evoluir

Sobrevivência do suficientemente Forte!

• Exemplo: Cheetah– Evolução poderia favorecer aquele que corresse

um pouco mais rápido

• Limitações:– Falta de variabilidade genética– Limitações históricas: arranjos de músculos e

ossos– trade-offs: custo benefício

Co-evolução

• ocorre quando existem relações ecológicas próximas– Presa/predador, competidores, mutualistas– Corridas armamentistas!

Corrida armamentista: Salamandras

• Quantidades exageradas de TTX: para matar 100 pessoas, ou 2000 mergulhões!

• Mas porque essa quantidade exagerada?

Corrida armamentista

Corrida armamentista

Corrida Armamentista

Corrida Armamentista

• Toxicidade da salamandra aumentou com a seleção das cobras…

• E resistência da cobra foi selecionada pelo veneno da salamandra…

• Mas como provar isso?

Mostrar que existe:• Variabilidade, Hereditariedade e reprodução

diferencial– para cobras e salamandras

Variabilidade Hereditariedade Sucesso reprodutivo diferente/ Seleção

Produção de TTX em salamandras

Varia (testado por ensaios

bioquímicos)

É hereditário:Dieta

manipulada

Observações em campo:

salamandra na boca do sapo!

Resitência em serpentes

Varia (testado por

comportamento)

cobras da mesma ninhada tem resistências

semelhantes!

Mas isso não prova que houve co-evolução…

• Para provar, é preciso estudar as relações de custo benefício (tradeoffs):

Pouco TTX-mais provável de ser comido-produz mais filhotes

TTX Demais-menos provável de ser comido-produz menos filhotes

Pouca resistência ao TTX-não come salamandras-rasteja mais rápido

Muita resistência ao TTX-come salamandras -rasteja mais devagar

Com isso podemos gerar predições

• Os caracteres devem equivaler-se– Salamandras devem ser venenosas o suficiente– e cobras resistentes o suficiente!

• porque produção e resistência e TTX tem um custo para ambas espécies

Variação geográfica na toxicidade

Microevolução

• Evolução em uma pequena escala– Pardais adaptaram ao clima dos EUA– Mosquitos evoluíram em resposta ao

aquecimento global– insetos tornaram-se resistentes aos inseticidas

• Evolução numa mesma população

Microevolução

• Mudança das frequências gênicas em uma população

• Mas o que é uma população?– grupo de indivíduos que potencialmente trocam

genes– no alto de uma montanha, numa lagoa, etc

Mecanismos

• Mutação, migração, Deriva gênica e seleção natural

Mecanismos – Deriva Gênica

Mecanismos – Seleção Natural

Exemplo: pardais nos EUA

Exemplo: aquecimento GlobalVerões mais longos…

Especiação

• O que é uma espécie?• “O grupo de indivíduos que intercruza ou

potencialmente intercruza na natureza.”– Biológico– Evolutivo, filogenético, Coesão, Ecológico…

• Conceito Geral de Linhagem – segmentos de linhagens evolutivas no nível das

populações…

Especiação

• Especiação é um evento divisor de linhagens– que produz duas ou mais

espécies

Eventos de especiação

uma linhagem

gera duas ou mais

Causas da especiação

• Isolamento geográfico– montanhas, rios, deriva continental– ou mesmo habitat desfavorável

Causas da especiação

• Redução do fluxo gênico– Grande distribuição geográfica– Chances reduzidas de cruzamento– pressões seletivas diferenciadas