BIOLOGIA – módulo 03

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EVOLUÇÃO O conceito mais comumente aplicado para evolução é o de mudança progressiva. Em termos biológicos, seria mais correto conceituar evolução apenas como mudança ou transformação dos seres vivos. Até meados do século XIX, os conceitos de evolução para os seres vivos não eram considerados pela maioria dos estudiosos, os quais defendiam o fixismo das espécies biológicas. Fixismo ou Criacionismo: O Fixismo defende que as espécies biológicas são fixas em número e imutáveis quanto a forma. A criação dos seres vivos foi feita por Deus desde os primórdios da criação do Universo. Quando questionados sobres resquícios fósseis encontrados de espécies já extintas, os argumentos da extinção eram sempre usando exemplos de catástrofes bíblicas. Os principais defensores do Criacionismo foram George Cuvier e K. von Linnè ou Lineu no século XVIII. Ambos tornaram-se famosos como anatomista de espécies principalmente animais. Lineu foi responsável pelo desenvolvimento das categorias hierárquicas e o sistema binomial da taxonomia biológica. Evolucionismo ou Transformismo: As primeiras considerações da evolução aplicada às espécies biológicas foram bastante acanhadas. O primeiro livro a tratar abertamente o tema foi produzido por um cientista francês chamado Jean Baptiste de Monet. 1. Jean Baptiste de Monet (1744-1829).

Jean Baptiste de Monet começou sua carreira como soldado da infantaria francesa. Um acidente de guerra o afastou dos campos de batalha levando-o, em seguida, a estudar História Natural aplicada à Botânica. Mais tarde foi convidado para cuidar dos jardins reais da França. Lá recebeu da rainha o título de Cavalheiro de Lamarck. Por este último nome ficou conhecido. Foi o responsável pela publicação de um livro em 1809 denominado de Filosofia Zoológica onde expõe suas principais idéias sobre os mecanismos naturais da evolução dos seres vivos baseados em duas leis: Lei do uso e desuso dos órgãos.

Segundo esta lei, durante a vida de um espécime, os órgãos mais utilizados tenderiam a desenvolver-se em detrimento dos não utilizados que tenderiam a atrofiar-se.

Lei da herança dos caracteres adquiridos.

As modificações estabelecidas durante a vida de um indivíduo, seriam passadas através das gerações seguintes para seus descendentes.

Alguns exemplos foram utilizados por Lamarck para representar a praticidade de suas leis:

Pescoço da Girafa – segundo Lamarck, o pescoço da girafa ancestral era o mesmo de um cão pastor. Porém, uma escassez de gramíneas causada por uma seca faria com que esses indivíduos procurassem se alimentar das folhas ainda verdes das árvores. A busca incessante por comida nos galhos tenderia a desenvolver a musculatura do pescoço dos indivíduos. Mais tarde, ao passar a característica adquirida aos seus descendentes, as gerações seguintes aumentariam seu pescoço progressivamente. Cegueira dos animais de cavernas – Por migrarem para ambientes desprovidos de luz, a pouca utilização da visão nesses ambientes, levariam esses órgãos a regredirem por desuso. Transmitindo as características para os seus descendentes, a tendência seria a perda posterior da visão, tornado-a vestigial. Exemplo no homem: Lamarck usava o exemplo dos halterofilistas que desenvolvem seus músculos durante a vida pelo uso excessivo dos exercícios. Todavia, um paraplégico que perde o movimento das pernas tem seus músculos atrofiados pelo desuso dos mesmos.

Embora Lamarck seja um cientista empírico, e suas idéias, se fossem testadas teria comprovada sua nulidade, seu maior mérito seria a idéia da necessidade de adaptação pelas quais os seres vivos passam para sobreviver no meio ambiente em que vivem. Atenção! Empirismo é a arte da observação. 2. Charles Robert Darwin (1809-1882).

Para compreender melhor a descoberta científica de Darwin, é necessário repassar um pouco de sua história e suas influências.

Darwin nasceu na Inglaterra em 1809, coincidentemente no mesmo ano da publicação do livro de Lamarck. Chegou a estudar dois anos no curso de Geologia, vindo em seguida a abandoná-lo para concluir seu curso posterior em História Natural. Em 1831, com apenas 22 anos, embarcou numa viagem de volta ao mundo a bordo do navio oceanográfico da marinha inglesa o H. M. S. Beagle. Em sua viagem no Beagle ele criou e aperfeiçoou a maior parte de suas idéias.

Durante sua viagem Darwin levou para ler nas horas vagas um livro de seu amigo pessoal Charles Lyell intitulado de Princípios de Geologia. Nele, Lyell comenta sobre as profundas mudanças climáticas e físicas ocorridas no planeta como nas montanhas, rios, costas e todos os outros aspectos da Terra.

A trajetória da viagem de Darwin inclui um reabastecimento no porto de Salvador, e uma parada de visitação no Rio de Janeiro. Seguiu-se após, para a Argentina, circundando a América do Sul, subindo pelas costas do Chile, chegando até o Equador. Daí, a viagem segue em direção ao Pacífico aportando em seguida num arquipélago equatoriano de nome Galápagos.

O arquipélago das Galápagos situa-se a aproximadamente 1000km da costa do Equador e é formado por 16 ilhas maiores e mais de 40 ilhotas. Todas são de origem vulcânica com mais de 4 milhões de anos e guardam uma distância razoável entre as principais ilhas.

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No arquipélago, Darwin impressiona-se com a flora e fauna autóctone. Habitam as ilhas uma espécie de iguana marinha, um jabuti gigante (aproximadamente 100kg) e diversas espécies de aves; todavia espécies de anfíbios e mamíferos estão ausentes. Dentre as espécies descritas, ele destaca um grupo de pássaros conhecidos como tentilhões ou fringilídeos. Esses eram similares com espécimes encontrados amplamente no continente americano de onde provavelmente vieram. Porém, cada grupo de cada ilha do arquipélago apresentava a forma do bico e plumagem ligeiramente diferentes entre si. A forma do bico parecia estar ligada à disponibilidade de alimento em cada uma das ilhas. O quadro abaixo trata-se da descrição feita, mais tarde, de treze espécies de tentilhões encontradas nas ilhas.

Após a passagem pelas Galápagos, o Beagle segue em direção ao Pacífico passando pela Nova Zelândia, Austrália, África e Brasil, retornando à Inglaterra no ano de 1837. De volta após cinco longos anos de viagem, Darwin procura atualizar-se com novos acontecimentos. Um livro do economista Thomas R. Malthus intitulado Ensaio sobre o Princípio da População chamava a atenção de todos sobre problemas futuros pelos quais a espécie humana, inevitavelmente passaria. Segundo Malthus, as fontes disponíveis de alimento para nossa raça estavam crescendo em proporções aritméticas enquanto o crescimento dos indivíduos ocorria em proporções geométricas. Isto levaria as grandes civilizações a uma guerra por alimento, uma luta contra a fome. Darwin foi grandemente influenciado por esta idéia. Alguns anos mais tarde, Darwin reuniria fatos de sua viagem e compreensões sobre a evolução das espécies vivas publicando seu livro que revolucionaria as idéias sobre a existência da vida no nosso planeta. O texto abaixo conta um pouco dos anos seguintes à grande viagem, escrito pelo próprio Darwin.

“Durante minha viagem no Beagle, impressionaram-me profundamente os grandes animais fósseis cobertos por armaduras semelhantes às dos tatus atuais que descobri na formação Pampeana [na Argentina]; em segundo lugar, o modo como espécies animais semelhantes se substituem umas às outras à medida que se procede para o sul ao longo do continente; e, em terceiro lugar, o aspecto sulamericano da maior parte das espécies do arquipélago de Galápagos, e especialmente o modo como diferem elas ligeiramente em cada ilha do arquipélago, apesar de nenhuma das ilhas parecer muito antiga no sentido geológico.

Era evidente que fatos como esses, bem como muitos outros, só podiam ser explicados supondo-se que as espécies se modificam gradualmente; e este assunto me obcecou. Era, porém, igualmente evidente que nem a ação das condições ambientes nem a vontade dos organismos (especialmente no caso das plantas) podiam explicar os inúmeros casos em que organismos de todos os tipos se encontram perfeitamente adaptados aos seus hábitos de vida por exemplo, as adaptações de um pica-pau ou de uma perereca para treparem nas árvores, ou as de uma semente que se propaga por meio de ganchos ou plumas. Tais adaptações sempre me impressionaram muito e parecia-me quase inútil tentar demonstrar, por provas indiretas, que as espécies se modificaram, antes que essas adaptações pudessem ser explicadas.

Depois da minha volta à Inglaterra, pareceu-me que, talvez, fosse possível lançar-se alguma luz sobre o assunto seguindo o exemplo de Lyell, quanto à geologia, isto é, colhendo todos os fatos de qualquer modo relacionados com a variação dos animais e das plantas, tanto no estado doméstico como na natureza. Abri meu primeiro caderno de notas em julho de 1837. (...) Logo percebi que a seleção era a pedra fundamental do sucesso que o homem tem obtido na obtenção de raças úteis de animais e plantas. Mas o modo pelo qual a seleção podia aplicar-se a organismos que vivem no estado natural permaneceu, por certo tempo, um mistério para mim.

Em outubro de 1838, isto é, quinze meses depois de iniciada minha pesquisa sistemática, aconteceu-me ler, por diversão, o livro de Malthus sobre População, e, estando bem preparado, por continuadas observações, para apreciar a importância da luta pela existência que ocorre por toda parte, imediatamente ocorreu-me que, sob tais circunstâncias, as variações favoráveis tenderiam a ser preservadas e as desfavoráveis destruídas. Disto resultaria a formação de novas espécies. Assim, portanto, tinha eu, finalmente, obtido uma teoria em que trabalhar; mas, ansioso por evitar idéias preconcebidas, resolvi não escrever por algum tempo nem mesmo o mais breve resumo dela. Em junho de 1842 permiti-me, pela primeira vez, a satisfação de escrever a lápis, em 35 páginas, um sumário muito breve da minha teoria; e durante o verão de 1844 ampliei-lo num trabalho de 230 páginas, que passei a limpo e ainda possuo.

(...) No começo de 1856, Lyell aconselhou-me a escrever meus pontos de vista por inteiro e comecei imediatamente a fazê-lo, numa escala três ou quatro vezes maior do que a que adotei depois, no meu livro sobre A origem das espécies; e, assim mesmo, tratava-se apenas de um resumo do material que eu havia coletado; chequei, assim, à metade do trabalho. Mas meus planos ruíram quando, no começo do verão de 1858, o Sr. Wallace, então no arquipélago malaio, remeteu-me um ensaio sobre A tendência das variedades de se afastarem indefinidamente do tipo original, esse ensaio continha uma teoria exatamente igual à minha. O Sr. Wallace exprimia o desejo de que eu mandasse seu trabalho para Lyell ler, caso o achasse bom. Lyell e Hooker me solicitaram que publicasse um resumo do meu manuscrito e uma carta a Asa Gray datada de 5 de setembro de 1857, juntamente com o ensaio de Wallace. As circunstâncias que me fizeram concordar com essa proposta estão explicadas no Journal of the Proceedings of the Linnean Society, 1858, página 45. De início eu não estava querendo concordar, pensando que o Sr. Wallace

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poderia achar tal atitude injustificável, pois, na ocasião, eu não sabia quanto era ele nobre e generoso. O extrato do meu manuscrito e a carta a Asa Gray não tinham sido feitos com intenção de publicar e estavam mal escritos. Mas o ensaio do Sr. Wallace estava admiravelmente redigido e muito claro. Não obstante, nossa produção conjunta despertou muito pouca atenção. A única notícia publicada a respeito, que me lembre, foi a do Prof. Haughton, de Dublin, cujo veredicto era que todas as novidades do trabalho estavam erradas e o que estava certo era velho. Isso mostra a necessidade de que qualquer idéia nova seja explicada detalhadamente para que chame a atenção do público.

Em setembro de 1858 comecei a trabalhar, seguindo o conselho de Lyell e Hooker, num volume sobre a transmutação das espécies, mas fui freqüentemente interrompido por minha saúde precária. [...] Resumi o manuscrito, que começara em muito maior escala em 1856, e completei o volume na mesma escala reduzida. Isso me custou treze meses e dez dias de trabalho árduo. Foi publicado com o título de A origem das espécies, em novembro de 1859. Embora consideravelmente aumentado e corrigido nas edições posteriores, manteve-se substancialmente o mesmo livro. Ele é, sem dúvida, o principal trabalho de minha vida.”

DARWIN, C. Autobiography of Charles Darwin. Londres: Watts & Co., 1929.

O livro: “Sobre a Origem da Vida por meio da Seleção Natural”

1. Darwin inicia seu livro preparando e alertando o leitor sobre a necessidade de adaptação das espécies ao ambiente em que vivem. Este termo já tinha sido mencionado claramente no livro de Lamarck. Ele chama atenção sobre as mudanças sofridas pelo nosso planeta relatadas no livro de Lyell; como as espécies sobreviveriam se fossem imutáveis. Veja alguns exemplos no texto abaixo:

“Cada tipo de planta e de animal tem um tipo de ambiente ao qual está geralmente restrito. Os organismos não são espalhados na face da Terra de uma forma casual. Há boas razões para não encontrarmos figueiras crescendo no deserto, nem ursos polares perambulando pelas áreas de matas da Amazônia. Todos os organismos são adaptados para viverem em certos tipos de ambientes. Cada planta e animal tem estruturas relacionadas com seu modo particular de vida, o que é outra forma de dizer que estrutura é um reflexo da função.

Um pequeno animal do deserto, o rato-canguru, não tem necessidade de beber nenhuma água. Como ele consegue sobreviver nestas condições é uma longa história, mas seu corpo é estruturalmente adaptado a este tipo de vida. De um ponto de vista evolutivo, não dizemos que o rato-canguru tenha estas estruturas porque vive no deserto; dizemos, ao contrário, que ele é capaz de viver no deserto porque tem estas estruturas. O mesmo poderia ser dito da relação estrutura-ambiente das figueiras, dos ursos polares ou de qualquer outro organismo.”

BUFFALOE, N. D. Diversidade de plantas e animais. São Paulo: Edgard Blücher LTDA. Edusp, 1974. p. 16.

2. No capítulo seguinte Darwin destaca as variações entre os indivíduos da mesma espécie. Este exemplo pode ser facilmente visto até mesmo entre humanos ou numa ninhada de cãezinhos recém-nascidos. Um outro aspecto que pode ser destacado ainda nesta parte seria a capacidade ou potencial de reprodução que apresentam as espécies vivas. Uma Ascaris fêmea, um verme parasito, é capaz de produzir até 200000 ovos por dia.

3. Os variantes menos ajustados não sobrevivem na luta pela existência, como se referiu Darwin. Baseado no livro de Malthus, as idéias de luta poderiam ser ampliadas para outras necessidades de sobrevivência que não pelo alimento. Machos lutam por fêmeas, outras espécies lutam por espaço, e assim por diante.

4. Traços favoráveis de sobrevivência (por exemplo, uma constituição geral forte) podem garantir a vitória na luta pela sobrevivência possibilitando um espécime portador atingir a idade reprodutiva, passando essas características aos seus descendentes por herança. Esta escolha da natureza pelo espécime melhor adaptado, Darwin denominou de Seleção Natural.

Você pode treinar usando os pontos principais do livro de Darwin para explicar as modificações já citadas. Por exemplo, o pescoço da girafa. Segundo a teoria darwiniana, existiam variações entre os membros da espécie da girafa que habitavam regiões africanas no passado. Alguns com pescoço mais longo, outros com pescoços mais curtos. Ao escassear as gramíneas no solo em uma seca duradoura, o único alimento ainda disponível seria a copa das árvores. Variações dentro da espécie com pescoço mais longo seriam capazes de sobreviverem em detrimento dos outros com pescoço mais curto, tenderiam a desaparecer, não atingindo idade fértil e, por conseguinte, não transmitindo sua característica. Milhares de gerações mais tarde, mantidas as mudanças no meio, a tendência seria atingir uma estatura de pescoço do tamanho das folhas mais altas da copa das árvores do habitat da girafa. ESPECIAÇÃO:

Num outro capítulo de seu livro, Darwin cita alguns dos possíveis passos para surgimento de espécies novas na natureza.

Segundo ele, grupos de indivíduos de uma mesma população, se mantidos isolados geograficamente, sofrendo pressões seletivas diferentes em seus ambientes. A partir de certo tempo poderiam sofrer mudanças a ponto de, se novamente reunidos, não mais exibirem capacidade reprodutiva. Estas divergências poderiam existir pelos diferentes comportamentos de corte, ou ainda, por não compatibilidade entre os órgãos copuladores. Veja a figura abaixo:

Novos termos têm complementado os trabalhos desenvolvidos por Darwin no século XIX. Alguns erros cometidos por ele na época, já podem ser corrigidos com os novos conhecimentos sobre ácidos nucléicos, meiose, cromossomos, genética, mutação etc. Essas modificações e ajustes têm sido chamadas de Teoria Neodarwiniana, Sincretismo ou Teoria Sintética da Evolução.

Usando conhecimentos de Genética propostos inicialmente por Mendel, conhecimentos de mutações descobertos por Hugo de Vries, meiose, recombinação gênica, deriva genética, oscilação gênica desenvolvidas no século XX por Teodozius Dobzanski, Futuyama, Ernst Mayr, entre outros, foi possível estabelecer uma melhor compreensão da seleção natural.

A mutação ainda é o único processo responsável por originar variações entre indivíduos de uma mesma espécie, algo que Darwin não soube explicar. A reprodução sexuada sozinha, apenas cria variabilidade genética em termos de recombinação gênica. Isso será discutido em sala com o assunto genética das populações.

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Os valores atribuídos por Malthus para a espécie humana estavam errados, pois ele não contava com a evolução tecnológica na produção de alimentos desenvolvida pelo homem. Origem de novas espécies: A especiação tem sido ligada a dois processos: à anagênese) e à cladogênese (especiação filética e por diversificação). Na anagênese, uma população sofre mudanças progressivas devidas às modificações do meio, resultando em outra, diferente da original. A evolução dos homens a partir dos seus ancestrais tem sido atribuída ao processo de anagênese. Na cladogênese ocorrem diversificações a partir de uma ou mais espécies formando várias outras adaptadas a habitats e a diferentes regiões por irradiação adaptativa. A diversidade de mamíferos existentes parecem ter vindo de um único ancestral que conviveu com os grandes dinossauros.

Outro fenômeno de modificação e especiação é a convergência adaptativa. Espécies habitantes de diferentes espaços passam a conviver em ambientes similares, sofrendo as mesmas pressões seletivas, adquirem traços semelhantes entre si. Os golfinhos são mamíferos derivados de organismos terrestres. Em aproximadamente 50 milhões de anos de evolução, apresenta corpo fusiforme e nadadeiras pares desenvolvidas como os peixes. PROVAS DA EVOLUÇÃO: As principais provas da evolução são as paleontológicas, as anatômicas, as embriológicas e as moleculares. Paleontológicas: Estas provas baseiam-se nos fósseis já encontrados, cujas análises e datações remontam o passado de espécies já extintas ou ainda vivas. Os fósseis são evidências materiais e lógicas das transformações sofridas pelos organismos vivos. Anatômicas: Podem ser úteis nas comparações entre órgãos homólogos, análogos e vestigiais. Os órgãos homólogos apresentam mesma origem embrionária, mas possuem diferentes funções. Vejamos o exemplo da figura a seguir.

A anatomia do membro anterior de mamíferos como o homem, a baleia, o morcego e as aves, parece estar diversificada de acordo com a função que desempenha no ambiente ou hábitos. Os órgãos considerados análogos apresentam origem embrionária diferentes, porém desempenham a mesma função. Por tanto, não podem considerar indivíduos descendentes ou aparentados. Um exemplo seria comparar as asas dos insetos com as das aves. Os órgãos vestigiais representam estruturas atrofiadas ainda presentes em alguns organismos atuais com pouca ou nenhuma função aparente. Homens, por exemplo, possuem o apêndice cecal, músculos nas narinas e orelhas, mamas nos machos, dente siso etc. Embrionárias: Essas provas não deixam de ser anatômicas também; apenas visualizam modificações e semelhanças comparadas entre embriões de diferentes grupos ou espécies. Veja as semelhanças apresentadas entre embriões de diferentes grupos de vertebrados.

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Moleculares: Com os avanços apresentados pela descoberta molecular no século XX, ficou mais fácil efetuar comparações entre moléculas como o DNA e alguns tipos de proteínas. Essas novas descobertas têm corroborado com as antigas relações de parentesco cogitadas entre os organismos.

A análise do citocromo c da cadeia respiratória de diversos organismos tem prestado grandes descobertas do grau de proximidade entre espécies distintas. Por ser uma proteína bastante primitiva surgida entre os organismos de respiração aeróbica, esta substância é ideal para os estudos.

Usando, recentemente, o exame do DNA de dois grupos aparentados podemos notar o grau de proximidade entre homens e chimpanzés. Ao afirmar esta hipótese em 1872, Darwin foi ridicularizado pelos então críticos de época. Leia a reportagem abaixo:

“Deus criou o homem à Sua imagem e semelhança. Depois, logo após aconselhá-lo a crescer e a multiplicar (conselho que a humanidade acatou ao pé da letra), Ele recomendou: “Dominai sobre os peixes do mar, sobre as aves do céu e sobre todos os animais que se arrastam na terra”. Está lá, no Gênesis. O homem é o ápice da criação, o ser supremo entre os vivos. Os outros bichos, todos, existem só para o nosso desfrute. Essa idéia de superioridade humana está impressa no Velho Testamento e, portanto, na mentalidade da civilização ocidental. Somos únicos, singulares, especiais. Os outros são os outros. Não admira que a pesquisa publicada em maio na prestigiada revista americana Proceedings of the National Academy of Sciences por um grande time de cientistas tenha irritado tanta gente. Para encurtar a história, os cientistas estão afirmando que os chimpanzés pertencem ao gênero humano. Que tal essa?

Os pesquisadores analisaram genes de chimpanzés e de humanos. A conclusão é que os códigos genéticos são quase idênticos. Já se sabia que 95% a 99% dos genes deles são iguais aos nossos. Só que a nova pesquisa mostrou que a semelhança é de 99,4%. Animais com só 0,6% de diferença não podem ficar em galhos separados da classificação das espécies. As duas espécies de chimpanzés, portanto - chimpanzés comuns e bonobos - devem sair do gênero Pan e pular para o galho do gênero Homo, onde o homem sentava sozinho, admirando com ar superior o resto da criação. .........................................................................................

(...) Em 1859, veio o inglês Charles Darwin demonstrar que as espécies evoluem umas das outras e que, portanto, somos apenas uma entre elas. (...) Os seguidores de Darwin foram demolindo uma a uma todas as supostas provas da singularidade humana. Só faltava essa: agora não temos mais nem um gênero próprio. Se Deus foi mesmo responsável por toda a criação, ele tinha um senso de ironia maior do que se supunha.

BURGIERMAN, D. R. Chimpanzés são humanos. Superinteressante. São Paulo, n. 190, ano 17, p. 24. mensal, jul. 2003. (ISSN 0104-1789)

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