Universidade Federal do ABC

Bacharelado em Cincia e Tecnologia

BC0304 Origem da vida e diversidade dos seres vivos

Turno: Noturno

Prof. Otto M. P. Oliveira (CCNH-UFABC)

Evoluo: Histrico

Evoluo: Histrico

Charles Darwin Alfred Wallace

Perguntas e Respostas

Por que os seres vivos se apresentam em tamanha diversidade de formas?

Por que os seres vivos mudam ao longo do tempo?

A Teoria da Evoluo busca A Teoria da Evoluo busca

responder essas questesresponder essas questes

Charles Darwin(1809-1882)

1809: nasce na Inglaterra

1831-1836: viagem pelo mundo a bordo do Beagle

1838: formula a teoria da seleo natural

1859: publica A Origem das Espcies

1871: publica The Descent of Man, andSelection in Relation to Sex (A Origem do

Homem e a Seleo Sexual) onde relaciona a

linhagem humana a ancestrais primatas

1882: morre aos 73 anos

Sugesto de Leitura: Stix. 2009. O legado vivo de Darwin. Scientific AmericanBrasil 81: 26-31.

Antes de Darwin: Fixistas

Acreditava-se que toda a variedade de seres vivos que habita a Terra correspondia queles

organismos criados por Deus (criacionistas)

Uma vez criadas, as espcies no se transformariam

As espcies no mudam

Sugesto de Leitura: Meyer & El-Hani. 2000. Evoluo. In: O que vida?Relume Dumar, Rio de Janeiro.

Questionando o Fixismo

Anatomia Comparada:

homologias; estruturas com

formas diferentes

so constitudas

pelos mesmos ossos

Questionando o Fixismo

Anatomia Comparada: rgos vestigiais; estruturas homlogas que perderam toda

ou parte de sua funo

original

asas de

pingins

olhos da

toupeira

Esqueleto de baleia:

c ossos da pata traseira vestigial

Questionando o Fixismo

Paleontologia: fsseis; registros de

organismos,

semelhantes aos

atuais, que habitaram

a Terra no passado

inseto no mbar

Explicando os fsseis:Georges Cuvier (1769-1832)

Paleontlogo francs

Catastrofismo:

As alteraes que ocorrem na Terra so conseqncias de

fenmenos sbitos causados por

acontecimentos catastrficos

Fsseis so testemunhos das catstrofes (Extines)

A mudana so eventos espordicos e devastadores

Questionando o Fixismo

Biogeografia: distribuio geogrfica

das espcies

as mais semelhantes ocorrem em localidades

geograficamente

prximas

animais separados por barreiras geogrficas so

mais diferentes do que

aqueles do mesmo lado

Explicando a Biogeografia: Georges-LouisLeclerc, Conde de Buffon (1707-1788)

Naturalista francs

Enciclopdia Histoire aturelle (36 volumes)

Terra muito mais antiga do que 6.000 anos

Props que os organismos podem mudar

Lei de Buffon: regies diferentes possuem plantas e animais distintos,

apesar do ambiente ser semelhante

Sua teorias influenciaram Lamarck e Darwin

Em Busca do Mecanismo Evolutivo

Os organismos mudam!

Mas como?

Propostas:

Lamarck (1744-1829): o primeiro a assumir que a evoluo ocorre

Chambers (1802-1871)

Darwin (1809-1882)

Wallace (1823-1913)

Lamarck (1744-1829)

Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, Chevalier de la Marck

Naturalista francs

Teoria da Evoluo proposta: a matria inanimada produz

continuamente, por gerao

espontnea, formas de vida

muito simples que progridem

em direo a uma maior

complexidade.

Espcies mudam com o passar do tempo originando novas espcies

Quando o ambiente muda, organismos devem mudar seu comportamento para sobreviver

Uso e desuso alteram a morfologia

Alteraes so transmitidas s geraes seguintes (herana dos caracteres adquiridos)

A adaptao dos organismos ao seu meio leva ao aumento de complexidade

Origem por gerao espontnea (aceita at sc. XIX)

Teoria da Evoluo: Lamarck

http://www.sparknotes.com/biology/evolution/lamarck/section2.rhtml

Exemplos do Uso e Desuso:

Girafas esticando seus pescoos

para alcanar as folhas mais altas das

rvores, foram e gradualmente

alongam seus pescoos. A prole

destas girafas tero um pescoo mais

alongado do que seus pais

O ferreiro, com seu trabalho,

fortalece os msculos de seus braos.

Seus filhos tero um

desenvolvimento muscular

semelhante quando adultos

Teoria da Evoluo: Lamarck

Robert Chambers(1802-1871)

Jornalista escocs

Publicou Vestiges of the Natural History of Creation (Vestgios da Criao) (1844)

Teoria da Evoluo proposta: as alteraes no desenvolvimento eram as causas das

transformaes evolutivas. Uma gestao mais

longa produziria uma prole mais diferente dos

pais, porque o embrio passaria por mais etapas

no desenvolvimento. Gestaes muito longas

gerariam espcies novas

Influncias de Darwin:Charles Lyell (1797-1875)

Gelogo escocs

Protagonista do Uniformitarismo:

Precursor: James Hutton (1726-1797), gelogo escocs

Assume que os processos naturais que ocorreram no passado so os

mesmos observados no presente

o presente a chave do passado

Influncias de Darwin:Thomas Malthus (1766-1834)

Economista ingls

Obra "An Essay on the Principle of

Population" (1798)

Axioma: Os recursos crescem em escala

aritmtica e a populao em escala

geomtrica (exponencial)

Conseqncia: Catstrofe (epidemias,

fome e guerras)

Crise: luta pela sobrevivncia humana

Soluo: controle da natalidade

Influenciou Darwin e Wallace

Charles Darwin(1809-1882)

1809: nasce na Inglaterra

1831-1836: viagem pelo mundo a bordo do Beagle

1838: formula a teoria da seleo natural

1859: publica A Origem das Espcies

1871: publica The Descent of Man, andSelection in Relation to Sex (A Origem do

Homem e a Seleo Sexual) onde relaciona a

linhagem humana a ancestrais primatas

1882: morre aos 73 anos

A viagem de Darwin (1831A viagem de Darwin (1831--1836)1836)

Variao geogrfica de organismos: espcies podiam mudar?

HMS BeagleDarwin:

observador

cientfico

(no

remunerado)

do Beagle

Viagem do Beagle (1831-1836)

Observou que os tentilhes de Galpagos eram muito diferentes de uma ilha para outra

Reuniu evidncias da evoluo e props mecanismos para explic-la.

O postulado: todas as espcies de tentilhes no arquiplago se derivam da mesma espcie original.

A observao: apesar de sua semelhana forte, cada espcie de tentilho tem uma forma altamente

caracterstica do bico.

Os fatores evolutivos: isolamento geogrfico, ambiente ecolgico, competio

Os tentilhes de Darwin

Alfred Russel Wallace (1823-1913)

http://www.wku.edu/~smithch/index1.ht

m

Tudo sobre

Wallace em

Naturalista britnico

Viajou pelo Rio Amazonas e

arquiplago Malaio (Indonsia)

Props independentemente a

teoria de seleo natural

Precursor da Biogeografia

Trocou correspondncias com

Darwin sobre suas teorias

Apresentou seu trabalho

simultaneamente com Darwin

Linnean Society of London, em 1

de julho de 1858

Hoje considerado co-autor da

teoria da seleo natural

http://darwin-

online.org.uk/

A Origem das Espcies (1859)

A teoria da seleo naturalA teoria da seleo natural

1. Os organismos tm uma fertilidade to

grande que o nmero de indivduos numa

populao tende a aumentar de maneira

exponencial, caso todos os indivduos

consigam reproduzir-se com sucesso

2. As populaes normalmente apresentam

um tamanho estvel, flutuando dentro de

um certo limite

3. O aumento da disponibilidade dos

recursos naturais no acompanha o

crescimento populacional

4. As populaes de organismos

apresentam variabilidade

5. Parte dessa variao pode ser

transmitida aos descendentes

6. Parte da variao nas populaes ocorre

em caracteres que afetam as chances de

sobrevivncia e reproduo dos organismos

Teoria da Seleo naturalTeoria da Seleo natural

http://www.ateus.net/artigos/ciencias/a_evolucao_biologica.php

Darwin explorou a variao e a

adaptao de populaes em

sua criao de pombos

(seleo artificial)http://darwinspigeons.com/

Lamarck xDarwin / Wallace

LAMARCK DARWIN / WALLACEUso e Desuso Variao

Transmisso de

caracteres adquiridosHerana

Aumento da

complexidade

Sobrevivncia

diferencial

Evoluo linearEvoluo na forma

de rvore

Sem extino Com extino

Inovaes da Teoria de Darwin

A evoluo no um processo linear, mas um processo de divergncia a partir de ancestrais

comuns (grupo monofiltico)

A teoria da seleo natural (co-autoria de

Wallace): processo que causa as mudanas

evolutivas

Influncia na Sistemtica

Thomas Huxley e Ernst Haeckel revelaram por meio de estudo anatmico comparativo que

seres humanos e macacos vivos tinham

ancestralidade comum

Huxley (1825-1895) Haeckel (1834-1919)

Influncia na Geologia

Alfred Wegener (1912) e Frank Taylor

(1910)

Deriva continental: os continentes se

originaram de um super-continente,

Pangea, que se separaram; e a coliso

dos continentes podem elevar montanhas

Antes deles, a Terra era considerada

esttica e os continentes e fundos

ocenicos essencialmente fixosWegener

Leitura: Almeida. 2008. O dia em que o olhar sobre o mundo mudou.

Apesar da mudana de paradigma, j que os debates passaram a aceitar a existncia da evoluo, restavam pontos inexplicados:

1.Compreenso dos mecanismos de

hereditariedade e origem da variao

2.Registro fssil indicava que novas formas de

animais surgiam subitamente e nem sempre era

possvel encontrar as formas intermedirias

Problemas com na teoria da seleo natural: Pontos no explicados

Em 1900, redescobriu-se os trabalhos de Mendel, onde a teoria da

hereditariedade explicada (aceita

em 1920):

1. Lei da segregao: na formao dos

gametas, os pares de fatores se segregam

(herana particulada)

2. Duas caractersticas no so herdadas

juntas, se separando de forma

independente

3. Lei da distribuio independente: as

diferenas de uma caracterstica so

herdadas independentemente das

diferenas em outras caractersticas

Compreendendo os mecanismos de hereditariedade e origem da variao

Gregor Mendel (1822-1884)

Teoria sinttica da evoluo moderna (neodarwinismo): 1936 a 1947

Reconciliou a Teoria da Evoluo com as descobertas da Gentica Mendeliana

Contribuies da Gentica, Paleontologia e Sistemtica.

Desenvolvimento de teorias genticas que permitiam a

anlise da seleo natural, bem como outros

mecanismos de alterao das freqncias gnicas nas

populaes (Endocruzamento; Fluxo Gnico; Deriva

Gentica).

A sntese moderna da seleo naturalA sntese moderna da seleo natural

Obras independentes de sntese: Fisher (1930), Haldane(1932) e Wright (1931)

Mostraram que a seleo natural poderia operar com os tipos de variaes observveis nas populaes naturais e

com as leis da herana mendeliana

Ronald Fisher

(1890-1962)

John Haldane

(1892-1964)

Sewall Wright

(1889-1988)

TheodosiusTheodosius DobzhanskyDobzhansky (1900(1900--1975)1975)

http://evolution.berkeley.edu/evosite/history/m

odsynth2.shtm

l

Genetics and the Origin of the Species (1937) um dos livros

mais influentes da sntese moderna

Estudou gentica de populaes e evoluo usando Drosophila

Julian Julian HuxleyHuxley (1887(1887--1975)1975)

Um dos principais

pesquisadores envolvidos na

sntese evolutiva na metade do

sculo 20

Evolution: the Modern

Synthesis (1942): introduziu os

conceitos tericos de Fischer,

Haldane e Wright, aplicando-os

a grandes questes evolutivas

Considerava que a seleo

natural era o agente primrio da

evoluo

Ernst Mayr (1904-2005)

Systematics and the Origin of

Species (1942): trabalho clssico

Discute o conceito de espcie e o

processo de especiao

Expandiu a Sntese Moderna

influenciando a Sistemtica

Criou a filosofia moderna da

biologia

Sugesto de Leitura: Mayr. 2008. Isto Biologia: A Cincia do Mundo Vivo. Companhia das Letras, Rio de Janeiro.

Expandiu a Sntese Moderna

influenciando a Paleontologia

Tempo and Mode in Evolution

(1944)

registro fssil pode ser explicado

pelos mecanismos de gentica de

populaes discutidos por Fischer,

Haldane e Wright

Especialista em mamferos extintos e

suas migraes intercontinentais

George Simpson (1902-1984)

Modelo da dupla fita de DNA

(Watson & Crick, 1953)

esclareceu a natureza da

variao gentica e das

mutaes

Desenvolvimento da

Gentica

Depois da Teoria Sinttica da Evoluo (1936 a 1947)...

Sugesto de Leitura: Watson & Crick. 1953. Molecular structureof nucleic acids. Nature 171: 737-738.

Avanos na

Teoria da Evoluo

Gentica + Evoluo

Gentica molecular: desenvolvimento tecnolgico do seqenciamento de nucleotdeos

gerou mais informaes sobre espcies e a

relao entre elas (identificao de espcies e

construo de rvores filogenticas)

Gentica de populaes: estudo da origem das

variaes e do mecanismo de seleo natural

Sistemtica + Evoluo: Classificao Filogentica

Atualmente, um sistema de classificao natural aquele

que reflete algo sobre a histria evolutiva dos

organismos (as relaes de parentesco entre os txons)

Evoluo + Desenvolvimento + Gentica = Evo-Devo

Evo-Devo: Biologia Evolutiva do Desenvolvimento

Compara os processos de desenvolvimento de diferentes animais e plantas com o objetivo de

determinar as relaes ancestrais entre

organismos e como os processos de

desenvolvimento evoluem

Informaes sobre expresso gnica so usadas, sendo o desenvolvimento das tcnicas de

Gentica essenciais nestes estudos

H variao dentro da espcie

A variao tem base gentica (mutaes

ao acaso)

Indivduos mais adaptados possivelmente deixam mais descendentes

Hoje sabemos que:

Populaes mudam com o tempo,

podendo surgir novas espcies

Resumindo...

Darwin/Wallace: evoluo existe e o mecanismo explicado pela seleo natural

Mendel e Gentica Moderna: parte das caractersticas transmitida de uma gerao

(ancestral) para a outra (descendentes) atravs

dos genes (seqncias de nucleotdeos).

Evo-Devo: a forma como os genes so regulados (expresso gnica) transmitida pelas

geraes

Onde estudar ...Onde estudar ...Onde estudar ...Onde estudar ...

Meyer & El-Hani. 2000. Evoluo. In: O que vida? Relume

Dumar, Rio de Janeiro.

Stix. 2009. O legado vivo de Darwin. Scientific American

Brasil 81: 26-31.

Mayr. O impacto de Darwin no pensamento moderno.

Scientific American Especial Histria da Evoluo.

Darwin. 2004. A origem das espcies. Ediouro, Rio de

Janeiro.

Ridley. 2006.. Evoluo. Artimed, Porto Alegre.