Uma breve história do pensamento evolutivo

2000 anos de evolução da evolução

Prof. Dr. Francisco Prosdócimi

A teoria da evolução

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

• A era Darwiniana(1840-1900)

• A era pós-darwiniana(Século XX)

• História da ciência e das idéias científicas

A estrutura das revoluções científicas

• Thomas Kuhn, 1922–1996• Historiador e filósofo da ciência

• Desenvolvimentos graduaistemperados por revoluções

• Paradigmas e a ciência normal

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

A era pré-darwiniana

Prof. Dr. Francisco Prosdócimi

Tudo sempre começa com os gregos...

• Sócrates → Platão → Aristóteles• Primeiro biólogo cujo trabalho

sobreviveu até hoje• Pensamento finalista, 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)

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 quarto1.24 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

• Joseph Campbell: o problemas das religiões institucionalizadas é que elas confundem o símbolo com a mensagem (idéia)

• 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 Galeno (129-200 DC) sobre anatomia humana e estuda também animais (anatomia comparada)

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

• Robert Hooke: microscópio e célula

• Visão materialista Teologia naturalRené Descartes, filósofo francês.

(31 Março 1596 – 11 Fevereiro 1650)O discurso do método. Cogito, ergo sum.

Teologia Natural

• Precocemente descrita por Santo Agostinho e posteriormente melhor elaborada por John Ray e William Paley (1743-1805)

• Diz-se que “ajudou” 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

• 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 vivendo no passado

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

Georges Cuvier

• 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)

1769–1832

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

• Buffon (1707-1788)• Foi o grande naturalista francês do século XVIII• 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)

• 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 mudançaAmbiente em mudança

Altera as necessidades dos organismosAltera as necessidades dos organismos

Organismos mudam de comportamentoOrganismos mudam de comportamento

Usam uns órgãos mais do que outroUsam uns órgãos mais do que outro

Alteração das características dos organismosAlteração das características dos organismos

Mudança passa para a descendênciaMudança passa para a descendência

Lamarck: Primeiro modelo de evoluçãoLamarck: Primeiro modelo de evolução

Tempo

Lamarck: Primeiro modelo de evoluçãoLamarck: Primeiro modelo de evolução

Lamarck: Primeiro modelo de evoluçãoLamarck: 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

A grande cadeia dos

seres• Scala naturae

• 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?

Lamarckismo foi ultrapassado?• A grande cadeia dos seres ainda é pensada por

“leigos”?

• Tribalistas: “Um dia já fui chimpanzéagora eu ando com o péDois homens e uma mulherArnaldo, Carlinhos e Zé”

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

A era Darwinianada Origem das espécies até o fim do século XIX

(1859-1900)

Prof. Dr. Francisco Prosdócimi

Universidade de Edimburgo - Escócia

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

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

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:

Não chegou a concluir o curo de medicina

“O momento de maior orgulho em minha vida”

Profa. Aline Braga

Na época de Darwin... Na época de Darwin... 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?

Profa. Aline Braga

A trajetória do pensamento evolutivoA trajetória do pensamento evolutivoJames Hutton (1726 – 1797)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

Profa. Aline Braga

Pensamento coerente com o paradigma newtoniano

Rochas sedimentares - FósseisRochas sedimentares - Fósseis

Profa. Aline Braga

À época de Darwin... À época de Darwin...

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

(1822)

Gideon e Mary Ann Mantel, Iguanodon

Antediluvianos (anteriores ao Dilúvio)

Profa. Aline Braga

A viagem do BeagleA 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)

Profa. Aline Braga

A viagem do Beagle- Ilhas GalápagosA viagem do Beagle- Ilhas Galápagos“Nada poderia ser menos convidativo do que esse primeiro relance”

Profa. Aline Braga

A viagem do Beagle- Ilhas GalápagosA 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”

Profa. Aline Braga

A volta para casa – outubro de 1836A volta para casa – outubro de 1836Árduo 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

Profa. Aline Braga

Nasce uma teoria...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.

Profa. Aline Braga

http://myhome.iolfree.ie/~lightbulb/Images/Darwin%27s-Finches.gif

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 acreditassemnele

• 1858 – recebe uma carta de um jovem naturalista relatando sobre a seleção natural

• 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 07/01/1960Adição de “pelo criador” na frase de fechamento do livro

Terceira edição 1861 Adição de conteúdo e correçõesQuarta edição 1866 Adição de conteúdo e correções

Quinta edição 10/02/1869Adição 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 Darwin1. 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”

http://www.ffrf.org/fttoday/2006/dec/images/addis-darwin-cartoon.jpg

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 EspécieTempo e espaçoNovos conceitos:

migraçãoisolamento 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 quanto 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

• 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 docaracteres adquiridos

• Teoria do germoplasma- divide germe e soma

• 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

• Contemporâneo de Darwin, jamaisse 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

Gregor Mendel (1822-1884)

http://mac122.icu.ac.jp/gen-ed/mendel.html

As descobertas de Mendel1. 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-)

Prof. Dr. Francisco Prosdócimi

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 daherança

• Genética de drosófila• Mostrou que pequenas

mutações poderiamgerar modificações perenes em populações

• Retorno a Darwin

Genética de populações

• Fisher, Wright e Haldane• Haldane: uma teoria mate-

mática para a seleção naturale artificial

• Wright: endocruzamentos,sistemas reprodutivos e deriva genética

• Fisher: ligação gênica, fre-quências gênicas

RonaldFisher1890 –1962

JBS Haldane1892 –1964

Sewall Wright1889 –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 biologiamolecular (1953-~1970)

• A universalidade docódigo 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? • nota de roda-pé?

• 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)• Egoísta mesmo?

• 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

http://www.macroevolution.narod.ru/gene/gene30.htm

Resumo

• Evolução das idéias sobre evolução• Entender como e porquê ocorreram

mudanças• Lamarck e Mendel, derrotados pelo contexto

da descobertaLamarck: escondido sob a autoridade de BuffonMendel: 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 criticados 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 BlackmoreDarwinismo como modelo genérico de entidades que se auto-replicam e se modificam com o tempo

• Genômica comparativa (projeto de pós-doutorado do professor)

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

Viva a evolução!

• 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, ...