Projeto de sustentabilidade: alguns exemplos já prontos

Taças feitas com garrafas de Skol Beats.

Vaso de flor feito com garrafa de Skol Beats.

Enfeite de mesa feito com garrafa de Skol Beats.

Projeto de sustentabilidade: andamento

Primeiramente recolhemos e juntamos garrafas e latas de Skol Beats.

Em seguida lavamos cada embalagem.

Deixamos secar durante alguns dias.

Depois veio a etapa de remoção da parte superior das latas e do corte nas garrafas.

Projeto de sustentabilidade

Tema - Reciclagem de Skol Beats;

O que é? - Nosso tema aborda a reutilização de Skol Beats, podendo ser de vidro ou de lata, para criação de recipiente que possam ser utilizadas como vasos de plantas, enfeites de mesas, entre outras finalidades.

Como Funciona? - Primeiramente pegaremos as embalagens de Skol Beats em qualquer lugar disponível, como por exemplo bares, lugares de festas, restaurante, etc. Em seguida, cortaremos as embalagens com tamanhos diversos, dependendo  da sua utilidade, para então transformarmos as mesmas em novos produtos, aplicando assim a reciclagem. Pensamos em levar nosso projeto para novos ares, como clínicas de reabilitação, asilos e etc, ensinando-os a como obter o novo produto.

As etapas da evolução humana

• Primatas: Os mais antigos viveram há cerca de 70 milhões de anos. Esses mamíferos de pequeno porte habitavam as árvores das florestas e alimentavam-se de olhas e insetos;
• Hominoides: São primatas que viveram entre aproximadamente 22 e 14 milhões de anos atrás. O procônsul, que tinha o tamanho de um pequeno gorila, habitava em árvores, mas também descia ao solo; era quadrúpede, isto é, locomovia-se sobre as quatro patas. Descendente do procônsul, o kenyapiteco às vezes endireitava o corpo e se locomovia sobre as patas traseiras;
• Hominídeos: Família que inclui o gênero australopiteco e também o gênero humano. O australopiteco afarense, que viveu há cerca de 3 milhões de anos, era um pouco mais alto que o chimpanzé. Já caminhava sobre os dois pés e usava longos braços se pendurar nas árvores. Mais alto e pesado, o australopiteco africano viveu entre 3 milhões e 1 milhão de anos. Andava ereto e usava as mãos para coletar frutos e atirar pedras para abater animais;
• Homo habilis: Primeiro hominídeo do gênero Homo. Viveu por volta de 2 milhões de anos a 1,4 milhões de anos atrás. Fabricava instrumentos simples de pedra, construía cabanas e, provável,ente, desenvolveu, uma linguagem rudimentar. Seus vestígios só foram encontrados na África;
• Homo erectus: Descente do Homo habilis, viveu entre 6 milhões de anos e 150 mil anos atrás. Saiu da África, alcançando a Europa, a Ásia e a Oceania. Fabricava instrumentos de pedra mais complexos e cobria o corpo com peles de animais. Vivia em grupos de vinte a trinta membros e utilizava uma linguagem mais sofisticada. Foi o descobridor do fogo;
• Homem de Neandertal: Provável descendente do Homo erectus, viveu há cerca de 200 mil a 30 mil anos. Habilidoso, criou muitas ferramentas e fabricava armas e abrigos com ossos de animais. Enterrava os mortos nas cavernas, com flores e objetos. Conviveu com os primeiros homens modernos e desapareceu por motivos até hoje desconhecidos;
• Homo sapiens: Descendente do Homo erectus, surgiu entre 100 mil e 50 mil anos atrás. Trata-se do homem moderno. Espalhou-se por toda a Terra, deixando variados instrumentos de pedra, osso e marfim. Desenvolveu a pintura e a escultura.
  

Aparecimento dos primeiros ancestrais

De acordo com diversas pesquisas cientificas, o aparecimento dos primeiros ancestrais do homem surgiu a cerca de 3,5 – 4 milhões de anos atrás. Os primeiros hominídeos pertenciam ao gênero Australopithecus e se diferenciavam dos demais primatas por conta de sua postura ereta, locomoção bípede e uma arcada mais próxima da atual espécie humana. Apesar de ser considerado o primeiro ancestral humano, não existe um estudo conclusivo sobre a escala evolutiva. 

Segundo alguns estudos, os sucessores do Australopithecus foram os Homo habilis (2,4 milhões de anos) e o Homo erectus, o qual haveria surgido há aproximadamente 1,8 milhões de anos atrás. A partir do processo evolutivo sofrido por esse último espécime, haveria surgido o chamado Homo sapiens, uma espécie da qual descenderia o Homo neanderthalensis. Este integrante do processo evolutivo humano teria vivido entre 230 e 30 mil anos atrás. 

De acordo com os estudos a seu respeito, o neanderthalensis produzia armas e utensílios com maior sofisticação e realizavam rituais funerários simples. Durante algum tempo, teria vivido juntamente como o Homo sapiens moderno. Este último corresponde a nossa espécie e teria surgido no planeta há cerca de 150 mil anos atrás. De acordo com os estudos sobre esse último estágio da escala evolutiva, o Homo sapiens moderno teve a incrível capacidade de se espalhar em outras regiões do mundo em um relativo curto espaço de tempo. Aproveitando das conquistas consolidadas por seus ancestrais, teve a capacidade de desenvolver a linguagem, dominar o fogo e construir instrumentos diversos.

Tabela de tempo geológico

A vida ao longo da história geológica

A terra se formou há aproximadamente 4,6 bilhões de anos. Tempo geológico é o intervalo de tempo, dificilmente imaginado pela mente humana e o mesmo pode ser dividido em 4 eras:

• Pré-Cambiana;
• Paleozoica;
• Mesozoica;
• Cenozoica.

Ao longo desse intervalo, a terra sofreu grandes mudanças, como a alteração na forma e distribuição dos continentes e mares. A deriva continental (movimentação dos continentes), provocou reflexos profundos na evolução e na distribuição do seres vivos. As eras eram divididas por períodos e cada era, era dividida em época.

Introdução a evolução da vida

As primeiras formas de vida devem ter surgido no planeta Terra por volta de 3,8 bilhões de anos atrás no período Arqueano da era Pré-cambriana.

O aparecimento da vida na Terra foi precedido por um período de evolução química, por meio no qual moléculas orgânicas simples se agregaram gradualmente para formar macro-moléculas complexas, e posteriormente a primeira vida a partir disto.

Vídeo aula sobre taxonomia

Anagênese e cladogênese

Anagênese é o processo pelo qual uma espécie sofre gradualmente sucessivas alterações em seu conjunto gênico. Esse processo explica a diversidade que ocorre dentro da história evolutiva de um única espécie. A explicação para tamanha diversidade é um processo evolutivo que ocorre em outro plano, a cladogênese, por meio da qual duas populações de umas mesma espécie, isoladas reprodutivamente, diferenciam-se uma da outra, gerencia duas ou mais espécie diferentes. Todos os processos anagenéticos quanto os processos cladogenéticos estão relacionados á formação de novas espécies. No entanto, quando os evolucionistas modernos falam em especiação, referem-se especificamente á formação de novas espécies por cladogênese. Há recentemente estudos que mostram que uma especie ancestral teria habitado o antigo supercontinente Pangea, do qual deveriam os continentes atuais.

Vídeo aula sobre especiação

Mecanismos pós-zigóticos

• Mortalidade zigótica – o óvulo é fertilizado, mas o zigoto morre;
• Inviabilidade do híbrido – forma-se o zigoto e desenvolve-se um híbrido. Entretanto, ele não sobrevive;
• Esterilidade do híbrido – forma-se um zigoto e desenvolve-se um híbrido. Entretanto, este é parcial ou completamente estéril ou, ainda, forma uma nova geração deficiente.

Mecanismos pré-zigóticos

• Isolamento temporal ou ambiental – quando o acasalamento entre duas espécies é impedido pelo fato de viverem em hábitats diferentes ou por apresentarem horários ou épocas de acasalamentos distintos;
• Isolamento etológico – parceiros em potencial encontram-se, mas diferenças comportamentais de cada espécie impedem o acasalamento;
• Isolamento mecânico – o macho e a fêmea de espécies distintas tentam copular, mas não há transferência de esperma;
• Mortalidade pós-gamética – a transferência de espermatozóides ocorre, mas estes não sobrevivem, inviabilizando a fertilização.

Mecanismos de isolamento reprodutivo

Permitem as duas ou mais espécies conviver no mesmo espaço geográfico sem que elas se reproduzam, já que a especiação culmina com a evolução de mecanismos biológicos que evitam o fluxo gênico.

Principais mecanismos de isolamento reprodutivo:

• Mecanismos pré-zigóticos – impedem o acasalamento entre macho e fêmea de espécies diferentes; 
• Mecanismos pós-zigóticos – pode haver cópula, mas os eventos subsequentes inviabilizam a descendência.

Especiação por poliploidia

Tipo de mutação cromossômica e que pode levar a formação de novas espécies. Ocorre de maneira quase "instantânea". Trata-se de um acaso de especiação no qual o híbrido de duas espécies diploides se torna tetraploide, ficando reprodutivamente isolado da forma parental.

A imagem mostra duas espécies de anêmonas, onde uma das espécies surgiu por poliploidia, ou seja, ocorreu a duplicação no número de cromossomos.

Especiação por hibridação

Novas espécies podem ser formadas quando ocorre fertilização entre espécies diferentes. Geralmente os descendentes são estéreis quando há hibridação, porém, em alguma ocasiões, podem ser férteis e ficar reprodutivamente isolados da geração parental da sua espécie.

Muitos estudiosos acreditam que diversas espécies de girassóis parecem ter surgidos desse modo, como mostram as imagens.

Mecanismos de especiação em plantas

Existem dois modos principais de especiação que ocorrem em plantas:

• Especiação por hibridação;
• Especiação por poliploidia.

Especiação simpátrica

Também ocorre entre populações que compartilham um espaço geográfico. Ou seja, formação de novas espécies a partir de duas populações que convivem em um mesmo espaço. Mantendo o isolamento reprodutivo por meio de barreiras biológicas, impedindo o fluxo gênico entre os dois grupos.

Fluxo Gênico: Também chamado de migração – é qualquer movimento de genes de uma população para a outra.

Um exemplo é a mosca Rhagolettis pomonella, que seus ancestrais depositavam seus ovos, há 250 anos atrás, apenas nos frutos de um espinheiro da região do tipo Crataegus sp. Porém, mais tarde, com a introdução da maça doméstica, pelos europeus, na mesma região, parte dessa população passou a depositar seus ovos nessa maçã, resultando no acasalamento apenas entre as moscas ali presentes em cada fruto.

Especiação parapátrica

Não há barreiras geográficas para o fluxo gênico, porém o cruzamento entre os indivíduos não ocorre de forma aleatória, por mais que a população ocupe de forma contínua um espaço geográfico. 

Essa imagem mostra um esquema sobre a especiação parapátrica, onde envolve uma população de besouros. Como mostra a figura, é mais fácil que ocorra o cruzamento entre indivíduos que estão mais próximos do que os da mesma população que estão mais longes. Assim, mais pra frente a deriva genética e a seleção pode levar ao isolamento das mesmas.

Especiação peripátrica

É um tipo de especiação alopátrica que está associado ao efeito do fundador. Nesse caso, o isolamento espacial ocorre pela migração de uns poucos indivíduos para fora da região normalmente ocupada pela espécie considerada e não pelo surgimento de uma barreira geográfica. Essa população fundadora permanece isolada da população original e pode evoluir de maneira independente.

Por exemplo, vamos supor que uma espécie de larva fosse deixada em uma ilha (população parental), onde na mesma ilha já estivesse uma outra espécie de larva (população fundadora), com características diferentes. Mutações, recombinações, deriva genética e seleção proporcionariam mudanças genéticas e provocariam o isolamento das duas populações, ou seja, as moscas não conseguiriam mais cruzar e gerar novas larvas por serem tão diferentes.

Especiação alopátrica

Formação de novas espécies devido ao isolamento geográfico ou espacial.

Isolamento Geográfico: Consiste na separação de uma população por uma barreira geográfica, formando assim subpopulações.

A barreira geográfica pode ser um rio, uma montanha ou um cânion, por exemplo, como mostra o esquema.

Mecanismos de especiação

Processos que levam à especiação: 

• Especiação alopátrica;
• Especiação peripátrica;
• Especiação parapátrica;
• Especiação simpátrica.

Especiação e os conceitos de espécie

Especiação é a formação de duas ou mais espécies a partir de uma espécie ancestral. Ocorre quando duas ou mais linhagens de uma espécie apresentam diferenças genéticas que se expressam de forma a impedir o cruzamento e o sucesso reprodutivo entre ela, ou quando alguma circunstância, como a distância geográfica entre os indivíduos de uma população, favorece essas consequências.

De acordo com o conceito, os indivíduos da mesma espécie são capazes de se cruzar e de gerar descendentes férteis, formando uma unidade ecológica e evolutiva, com características definidas.

Conceito filogenético de Espécie define espécie como o menor grupo de organismos que compartilham um ancestral comum e que pode ser distinguido de outros grupos.

Efeito do fundador

Quando uma população abita um novo ambiante, pode vir a ocorrer um tipo especifico de deriva genética, denominado o efeito do fundador. Isso ocorre somente se os indivíduos não construir uma amostra representativa do conjunto gênico da população original. Assim reproduzindo uma população com frequência genética diferente da original. 

Esse conceito foi proposto em 1942 pelo evolucionista alemão Ernst Mayr, em 1952, ele utilizou o efeito do fundador para explicar um fenômeno comum aos arquipélagos próximos ao continente. Já Charles Darwin havia chegado na conclusão das ilhas Galápagos, em relação aos fenótipos dos tentilhões, tão diferentes das populações continentais e característicos de cada ilha.

O efeito do fundador pode ser observado também na distribuição especial de doenças e de outras condições humanas. Aproximadamente 30% carregam em seu genótipo um alelo que, na forma homozigotia, causa nanismo e polidactilia. Por só se tratar de um gene autossômico recessivo, os casamento consanguíneos, comuns nesse tipo de sociedade, aumentam as chances de ocorrerem nascimento de pessoas com essas anomalias.

Efeito "gargalo de garrafa"

O efeito gargalo de garrafa ou bottleneck verifica-se quando a diversidade genética existente numa população sofre uma redução por efeito de amostragem aleatória através da acção da deriva genética (processos demográficos meramente estocásticos), resultando numa subpopulação com um nível de diversidade inferior ao inicial.
O fundo genético (gene pool) de uma população é composto pelos diversos alelos (versões de um gene) comportados pelo genoma dos diferentes indivíduos que a compõem. Normalmente, os diferentes indivíduos da população trocam genes entre si de forma não condicionada, sendo esse fluxo génico livre (fenómeno conhecido por panmixia ou cruzamento ao acaso). Quando um qualquer factor externo reduz drasticamente o fundo genético da população alterando esse fluxo génico (seja porque se constitui uma barreira geográfica a separar os indivíduos, seja porque alguns alelos desaparecem como consequência de morte ou emigração de indivíduos), o fundo genético inicial pode ser alterado a cada geração subsequente.
Uma catástrofe natural, uma epidemia, um incêndio ou a escassez de recursos alimentares, por exemplo, podem ser alguns factores externos cuja acção tem a capacidade de reduzir o efectivo populacional de forma drástica. Isto pode levar a que a totalidade dos indivíduos sobrevivente já não contenha em si a diversidade genética integral que caracterizava a população inicial. Desta forma, apenas alguns alelos da população inicial estarão representados na população filha. A principal consequência deste efeito é que a subpopulação assim constituída poderá estar menos apta a subsistir a novos factores de ameaça e a adversidades ambientais.

Deriva genética

A deriva genética pode ser entendida como uma mudança nas frequências gênicas de uma população que se dá totalmente ao acaso e a mesma pode aumentar ou diminuir a frequência de um alelo.

Embora a deriva genética atue em todos as populações, é bom observar que ela não resulta em adaptação,  pois as frequências dos alelos se alteram por puro acaso.

Princípio de Hardy-Weinberg

A questão de quais são os fatores que determinam a frequência dos alelos em uma população foi elucidada em 1908, quando o matemático inglês Godfrey Harold Hardy e o médico alemão Wilhelm Weinberg, de maneira independente, demonstraram matematicamente que, se não houver qualquer fator evolutivo atuando sobre uma população, as frequências dos seus alelos e de seus genótipos permanecerão constantes de geração para geração. Tal postulado ficou conhecido como teorema ou princípio de Hardy-Weinberg e é válido somente para uma população em que a evolução esteja "suspensa", ou seja, uma população hipotética.

Esse tipo de modelo nulo, como o de Hardy-Weinber, ou, na Física, o princípio da inércia, ao esclarecer as situações em que não ocorrem mudanças, ajuda a entender que fatores determinam as mudanças, quando elas ocorrem.

A população ideal encontra-se em equilíbrio gênico e genótipo apenas se atender às seguintes condições:

• A população deve ser muito grande ou de forma efetiva ter um número virtualmente infinito de indivíduos;
• Os cruzamentos devem ocorrer totalmente ao acaso, condição que recebe o nome de pan-mixia;
• Não deve haver seleção. Isso implica que os indivíduos devem ter as mesmas chances de sobrevivência e de reprodução;
• Não deve haver migrações, ou seja, não deve haver indivíduos entrando ou saindo da população, nem devem ocorrer mutações.

Variações e frequências gênicas

A genética de populações dedica-se ao estudo da evolução com base no estudo das mudanças da composição gênica de uma população aí longo das gerações.

Imagine uma população hipotética de peixes na qual a cor é uma característica hereditária, determinada por um par de alelos. O alelo V condiciona a cor azul, e o alelo v, na forma homozigota, determina a cor amarela.

Em certo momento, verifica-se que a porcentagem do alelo V naquela população é de 40%, e a porcentagem do alelo v é de 60%. Passadas algumas gerações, uma nova avaliação mostra que a porcentagem do alelo V caiu para 30%, e a do alelo v subiu para 70%. Essa alteração na frequência dos alelos indica que a população de peixes sofreu uma mudança evolutiva.

Mudanças genéticas que ocorrem dentro das populações, como nesse exemplo, são chamadas de microevolução.

Uma população de pinguins pode ser entendida como uma população mendeliana, na qual os indivíduos se reproduzem sexuadamente e compartilham um conjunto gênico comum.

• População mendeliana. Consideramos uma população como unidade evolutiva quando seus indivíduos compartilham um conjunto gênico que pode ser transmitido às gerações seguintes, por meio de reprodução sexuada. Vista por esse prisma, essa população é chamada de mendeliana. Assim, uma população mendeliana pode ser definida como um conjunto de indivíduos que se reproduzem sexuadamente e que compartilham um conjunto gênico comum, geralmente legado a seus descendentes. A composição genética de uma população mendeliana é avaliada a partir da frequência de seus genes.

A amplificação das variações

Mesmo abordando o fato de que todos os ovos alelos sejam produzidos por mutações, as variações nas populações naturais se devem a processos que recombinam os genes dos conjuntos parentais, criando uma enorme variedade de novos genótipos. Nós organismo com reprodução sexuada, os principais processo de recombinação do conjunto genético são a permutação (ou crossing-over) e a segregação independente dos cromossomos homólogos; ambos ocorrem durante a meiose, a divisão celular que origina os gametas . 

A permutação é ocorrida na primeira divisão da meiose e consiste na troca de trechos dos cromossomos homólogos parentais. Já a segregação independente ocorre na segunda divisão meiótica a movimento de cromossomos para os polos da célula e, posteriormente para as células filhas, esses dois processos tem genes de combinações diferentes em relação a conjuntos parentais e assim produzem novos genótipos.  E a seleção natural pode atuar dos novos fenótipos. Há outra forma de ampliação da variabilidade onde populações de organismos tem reprodução sexuada é o acasalamento com indivíduos de populações vizinhas possuindo assim seu genótipo genes anteriormente inexistentes na população original, com características diferentes (fluxo gênico).

Nos organismos eucariotos de reprodução assexuada, há variações presentes devido as mutações em geral, são as únicas fontes de variações fenotípica nas populações nesse caso, se a mutação é benéfica, forma-se uma nova linhagem. Sabendo que com a constante variação ela pode ser maléfica, a linhagem da especie é extinta.

A origem das variações

As variações entre os indivíduos de uma população são fundamentais para que ocorra a evolução. 

As características fenotípicas de um indivíduo não resultam apenas da ação dos genes. Entren outros fatores, elas resultam da interação do genótipo com o ambiente é também de eventos ocorridos durante o desenvolvimento do embrião, que variam de indivíduo para indivíduo. No entanto, do ponto de vista da genética de populações são analisadas especialmente as variações na molécula de DNA, que resultam de recombinação, reprodução sexuada e mutações.

A maior parte das variações genéticas de uma população surge por mutação nas sequências de nucleotídeos que afetam uma ou mais características do organismo. Elas ocorrem espontaneamente durante a replicação do DNA. Existem também variações genéticas decorrentes de mutações cromossômicas que alteram o número ou a estrutura dos cromossomos, mas elas são menos frequentes porque, em geral, esse tipo de mutação afeta a viabilidade do organismo. Na natureza, as mutações pontuais, em sequências de nucleotídeos, ocorrem ao acaso, e não de acordo com as necessidades do organismo, e podem ser benéficas, maléficas ou neutras em relação à sobrevivência e capacidade de reprodução deste.

Nos seres multicelulares apenas as mutações no material genético das células germinativas podem ter algum significado evolutivo, pois apenas essas mutações são hereditárias.

Esquema de mutação em um dor nucleotídios de um segmento de DNA.

Homologia e analogia

A homologia designa a semelhança de origem entre dois órgãos pertencentes a dois seres vivos de espécies diferentes, enquanto a analogia refere-se à semelhança de função executada por órgãos pertencentes a seres vivos de espécies diferentes. Dois órgãos homólogos poderão ser análogos, caso executem a mesma função.

Note que os casos de homologia revelam a atação do processo de irradiação adaptativa e denotam um parentesco entre os seres comparados. Já os casos de analogia pura, não acompanhados de homologia, revelam a ocorrência de convergência adaptativa e não envolvem parentesco próximo entre os seres. Assim, as nadadeiras anteriores de um tubarão são análogas às de uma baleia e ambas são consequência de uma evolução convergente.

Convergência adaptativa

A observação de um tubarão e um golfinho evidência muitas semelhanças morfológicas, embora os dois animais pertençam a grupos distintos. O tubarão é peixe cartilaginoso, respira por brânquias, e suas nadadeiras são membranas carnosas. O golfinho é mamífero, respira por pulmões, e suas nadadeiras escondem ossos semelhantes aos dos nossos membros superiores. Portanto, a semelhança morfológica existente entre os dois não revela parentesco evolutivo. Foi a atuação de um mesmo meio, o aquático, que selecionou nas duas espécies a forma corporal ideal (hidrodinâmica) ajustada à natação. Esse fenômeno é conhecido como convergência adaptativa ou evolução convergente.

Irradiação adaptativa

Há muitos indícios de que a evolução dos grandes grupos de seres vivos foi possível a partir de um grupo ancestral cujos componentes, por meio do processo de especiação, possibilitaram o surgimento de espécies relacionadas.

Assim, a partir de uma espécie inicial, pequenos grupos passaram a conquistar novos ambientes, sofrendo processos de adaptação que lhes possibilitaram a sobrevivência nesses meios. Desse modo, teriam surgido novas espécies que apresentavam muitas características semelhantes com espécies relacionadas e com a ancestral. Esse fenômeno evolutivo é conhecido como irradiação adaptativa.

Para que a irradiação possa ocorrer, é preciso, em primeiro lugar, que os organismos já possuam em seu equipamento genético as condições necessárias para a ocupação do novo meio. Este, por sua vez, constitui-se um segundo fator importante, já que a seleção natural adaptará a composição do grupo ao meio de vida.

No processo de irradiação, sempre há um parentesco próximo entre as espécies consideradas.

Seleção natural e adaptação

Durante o processo é evolução, a seleção natural atua sobre a variabilidade existente nas populações, favorecendo os indivíduos que, em relação ao restante da popular, apresentam características hereditárias mais vantajosas num ambiente. Esses indivíduos têm mais chances de sobreviver e de se reproduzir com sucesso, deixando um número maior de descendentes ao longo das gerações. Isso significa que são selecionados os organismos mais adaptados ao contexto ecológico em que vivem.

Exemplos clássicos de adaptação são a coloração de aviso, a camuflagem e o mimetismo.

Exemplo de mimetismo.

Coruja camuflada.

Rã com coloração de aviso.

• Coloração de aviso: funciona como uma advertência ao predador, um sinal de que ele deve evitar aquele animal, que pode ser venenoso ou ter sabor muito desagradável. Dessa maneira, os predadores aprendem, por experiência, a evitar presas que exibam coloração de aviso;
• Camuflagem: adaptação pela qual o animal apresenta uma coloração ou forma que o confunda com o seu ambiente. Presas camufladas podem passar despercebidas por seus predadores. Estes também podem se confundir com o meio, não sendo notados por suas presas, o que facilita sua aproximação;
• Mimetismo: adaptação pela qual uma espécie se assemelha a outra. Em exemplo bem conhecido é o da borboleta vice-rei, se sabor agradável aos pássaros, que apresenta coloração semelhante à da borboleta-monarca, sujo o corpo contém substâncias tóxicas. As aves que aprendem a evitar a borboleta-monarca evitam também a vice-rei. Esse tipo de mimetismo é conhecido como mimetismo batesiano, em homenagem ao naturalista inglês Henry W. Bates, que descreveu o fenômeno no século XIX, ao observar borboletas em florestas brasileira. Outro tipo de mimetismo é o mimetismo mulleriano, que foi proposto pelo naturalista alemão Fritz Müller (1822-1887), que viveu no Brasil e manteve correspondência com Darwin. Ele descreveu o mimetismo pelo qual um grupo de espécies de sabor desagradável apresenta um padrão de coloração semelhante. Dessa forma, o predador que reconhece esse padrão passa a evitar diversas espécies.

Bioquímica comparada

A bioquímica comparada mostra que o grau de semelhança entre indivíduos da mesma espécia está relacionado com o grau de parentesco.
A análise bioquímica de proteínas e ácidos nucleicos também tem sido amplamente utilizada para estimar o grau de parentesco entre espécies diferentes e tem confirmado o resultado de estudos de outras áreas da biologia.

Um dos métodos, moleculares que ajudam a estimar quando ocorreram divergências evolutivas é o do relógio molecular (técnica de evolução molecular para relacionar o tempo de divergência entre duas espécies com o número de diferenças moleculares, medidas entre as sequências de DNA ou Proteínas).

Embriologia comparada

A análise comparativa do desenvolvimento embrionário de animais fornece outro tipo de evidência de evolução.

No início do desenvolvimento embrionário dos cordados, podemos observar a formação de estruturas anatomicamente semelhantes. Pode-se verificar que as fendas branquiais, por exemplo, ocorrem em todos os grupos, sejam eles aquáticos ou não. Nos peixes, essas fendas darão origem às brânquias funcionais; nos vertebrados terrestres, entretanto, as fendas originam estruturas da cabeça e do pescoço.

Outro exemplo é a notocorda, estrutura de sustentação que aparece nas primeiras fases do desenvolvimento embrionário de todos os cordados e desaparece na fase adulta da maioria dos animais desse grupo.

Essas e outras estruturas constituem mais um indicativo de que os cordados compartilham um mesmo ancestral evolutivo, que teriam transmitido esses caracteres a todas as demais espécies do grupo.

Embriologia comparada de oito cordados.

Órgãos vestigiais

Órgãos vestigiais são estruturas que, em determinados grupos de organismos, perderam sua função original mas são homólogas a órgãos funcionais em outros grupos indicando uma origem evolutiva comum.

Um exemplo é o do pequeno músculo encontrado na base dos pêlos dos mamíferos. Nós seres humanos ele é o responsável pelo arrepio. Em outros animais auxilia na defesa e na manutenção da temperatura do corpo. Nós humanos há tão poucos pelos que esses músculos, embora provoquem o arrepio, já não têm as funções originais.

Vale lembrar que durante muito tempo se pensou que o apêndice vermiforme localizado no intestino grosso dos seres humanos fosse um órgão vestigial, reduzido e sem função. Mas pesquisas mostraram que ele mantém funcionalidade relacionada à digestão, como em outros mamíferos.

Órgãos análogos e convergência evolutiva

Análogos são órgãos e estruturas que desempenham as mesmas funções e, muitas vezes, aparência externa semelhante, embora a origem embrionária possa ser diferente.

Por exemplo, a asa de um inseto e a de uma ave, embora tenham ambas a função de voo, possuem origens embrionárias muito diferentes.
A existência de órgãos análogos é evidência de que a seleção natural, por caminhos muito diferentes, pode levar ao surgimento de um mesmo tipo de solução adaptativa; ou seja, de que houve convergência evolutiva.

Órgãos homólogos e divergência evolutiva

A anatomia comparada releva que muitas espécies animais distintas possuem estruturas ou órgãos anatomicamente diferentes, que podem ou não desempenhar a mesma função, mas cuja origem embrionária é comum. Esses órgãos ou estruturas são chamados de homólogos.

Por exemplo, os membro dianteiros de aves, de morcegos, de mamíferos marinhos - como os golfinhos -, do ser humano e do cavalo possuem a mesma origem embrionária é um mesmo plano estrutural, o que fica evidente quando se analisa a correspondência entre os ossos que formam essa estruturas. No entanto, apesar de terem a mesma origem, suas funções são bem diferentes: nas aves e nos morcegos, as asas estão adaptadas ao vôo; nos golfinhos, os membros dianteiros estão adaptados à natação; nos cavalos, à locomoção, e no ser humano, às inúmeras atividades que fazemos com os braços.

A presença de órgãos homólogos em diferentes espécies constitui evidência de que essas espécies evoluíram a partir de um ancestral comum, ou seja, de que houve divergência evolutiva, também chamada de radiação adaptativa.

Darwin estudou a divergência evolutiva nos tentilhões de Galápagos, que apresentam grande variedade de formatos de bicos, adaptados a diferentes dietas. Estudos posteriores mostraram que diferentes espécies se originaram de uma espécie ancestral comum que se alimentava de sementes.

Representação de quatro estruturas homólogas. A correspondência entre os ossos dos animais está representada com a mesma cor.

Representação de exemplo de divergência evolutiva. Um espécia ancestral do continente sul-americano originou as várias espécies que vivem nas ilhas do arquipélago de Galápagos.

Processos de fossilização

Existem diversos processos de fossilização. Alguns preservam apenas as partes duras do organismo, como ossos, dentes, escamas, etc. Esse é o caso da permineralização, ou petrificação, que ocorre pela deposição e preenchimento dos poros e canalículos de ossos ou troncos de árvores por minerais como o carbonato de cálcio.

O processo de substituição consiste, como o nome diz, na substituição do material orgânico que forma uma parte dura (uma carapaça, por exemplo) por um mineral transportado pela água que se infiltra. 

Apesar de incomum, partes moles de um organismo, como pele, músculos do vísceras, também podem ser fossilizadas. Insetos e outros artrópodes, por exemplo, foram encontrados, às vezes inteiros, dentro de um tipo de resina vegetal chamada âmbar. Organismos completos foram preservados no gelo, como os notáveis mamutes e rinocerontes do Alasca e da Sibéria, com cerca de 45 mil anos.
Vestígios são evidências deixadas por seres vivos, mas não são parte de seu corpo. Além de fezes e pegadas, também são vestígios as impressões deixadas quando a parte orgânica de um ser vivo, como uma folha, é decomposta e não fossiliza, mas deixa marcas nas rochas.
Outro exemplo comum é o das conchas: os sedimentos do ambiente preenchem os espaços ao redor da concha e com o passar do tempo, os sedimentos transformam-se em rocha, formando um molde dela. A concha pode ser dissolvida pela água, deixando um espaço vazio que, ao ser preenchido por outro mineral, dá origem ao seu contramolde.

Fósseis

Fósseis são restos ou vestígios de seres vivos de épocas remotas que ficaram preservados em rochas. Podem ser ossos, dentes, conchas ou até impressões, pegadas ou pistas deixadas por seres vivos.

A preservação de um fóssil depende da ocorrência de uma série de eventos. Se o animal morrer em leitos de água, a correnteza carga sedimentos que podem cobri-lo, dificultando o ataque de outros organismo que poderiam destruí-lo, favorecendo, assim, sua preservação. A erupção de um vulcão pode levar à fossilização ao soterrar com cinzas os animais e vegetais que viviam nas proximidades. Os rios, ao correr por novos leitos, podem expor camadas contendo fósseis. Igualmente, a atividade erosiva e modeladora do vento, chuva e gelo favorece a exposição dos fósseis incluídos em rochas.

A maioria dos fósseis encontrados pelo paleontologistas não são restos de animais ou vegetais em si, mas "moldes" deixados nas rochas pela decomposição do ser vivo. O molde é preenchido por minerais dissolvidos em água. O mesmo pode ocorrer com pegadas e marcas deixadas por animais nos locais por onde andaram, as quais foram cobertas de lama, que posteriormente endureceu. O gelo também funciona como excelente material de preservação.

Fóssil de um dinossauro terrestre.

Fóssil de um dinossauro marinho.

Fóssil de um peixe.

Evidências da evolução

O esclarecimento do mecanismo de atuação da evolução biológica comente foi concretamente conseguido a partir dos trabalhos de dois cientistas, o francês Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) e o inglês Charles Darwin (1809-1882). A discussão evolucionista, no entando, levanta grande polêmica. Por esse motivo, é preciso descrever, inicialmente, as principais evidências da evolução utilizadas pelos evolucionistas em defesa de sua tese. Dentre as mais utilizadas destacam-se:

• Os fósseis;
• A semelhança embriológica e anatômica existente entre os componentes de alguns grupos animais (notadamente os vertebrados);
• A existência de estruturas vestigiais;
• As evidências bioquímicas relacionadas a determinadas moléculas comuns a muitos seres vivos.

Vídeo aula sobre Darwinismo e Neodarwinismo

Vídeo aula sobre Lamarckismo

Os três tipos de seleção

A seleção natural é o processo que resulta na adaptação de uma população ao meio de vida. O mecanismo de atuação da seleção natural, proposto por Darwin e Wallace, permite compreender como ocorre a evolução da espécies. A maioria das características (fenótipos) sobre as quais a seleção natural atua é determinada por muitos pares de genes localizados em diferentes locos gênicos. Nesse sentido, a distribuição dos diferentes fenótipos (que são, claro, determinados pelos genótipos) presentes em uma população pode ser colocada em um gráfico em que a curva tem o formato de sino (curva de Gauss).

A seleção natural é um processo dinâmico. Modificando-se as características do meio, altera-se a seleção. Assim, na dependência de ocorrerem variações nas características do ambiente, três tipos de seleção poder ser descritos, cada qual exercendo determinado afeito em uma população. Os tipos são: seleção direcional, seleção estabilizadora e seleção disruptiva.

• Na seleção direcional, há o favorecimento de determinado fenótipo extremo em detrimento dos outros fenótipos, que são eliminados. É o que ocorre, por exemplo, na resistência de insetos ao de empregarem inseticidas de modo indiscriminado no seu controle é, também, na resistência de bactérias aos antibióticos inadequadamente utilizados no tratamento de infecções. Nesses casos, o fenótipo extremo é o constituído pela variedade que oferece maior resistência às drogas aplicadas.
• Na seleção estabilizadora, o favorecimento ocorre nos fenótipos (e, como consequência, nos genótipos) intermediários, com eliminação dos fenótipos extremos. Um belo exemplo é o da mosca Eurosta solidaginis, cuja fêmea deposita ovos em determinada planta. Os ovos desenvolvem-se em larvas que provocam a formação de tumores (determinado galhas) na planta hospedeira. Larvas que provocam a formação de galhas pequenas servem de alimento a determinada vespa, enquanto larvas que se desenvolvem em galhas maiores servem de alimento a aves. Nesse caso, as larvas que se desenvolvem em galhas de tamanho intermediários são favorecidas. Quer dizer, as vespas atuam como agentes de seleção de um fenótipo extremo (larvas pequenas, em galhas pequenas), enquanto as aves são os agentes de seleção do outro fenótipo extremo (larvas grandes, em galhas grandes).
• Na seleção disruptiva, ao contrário, são favorecidos os fenótipos extremos, com diminuição progressiva dos intermediários. É o que ocorre com caramujos da espécie Cepea nemoralis, cujos indivíduos possuem conchas de dois tipos: marrom escuro e marrom com faixas amarelas. Em matas fechadas, pássaros alimentam-se preferencialmente de caramujos dotados de manchas amarelas nas conchas, mais visíveis, enquanto em locais abertos a preferência é pelos caramujos dotados de conchas marrons, que se destacam na vegetação rala. Então, em matas fechadas são favorecidos os caramujos dotados de conchas marrons, enquanto em locais de vegetação aberta os favorecidos são os de conchas listadas.

Cronologia da Ideia de Evolução Biológica

• 384 - 322 a.C. - Aristóteles;
• 1753 - Lineu: sistema de classificação biológica;
• 1795 - Hutton: teoria do gradualismo;
• 1798 - Malthus: Ensaio sobre Princípios da População;
• 1800 - Cuvier: catastrofismo;
• 1809 - Lamarck: teoria da evolução;
• 1830 - Lyell: princípios de Geologia;
• 1831 - Viagem do navio Beagle (até 1836);
• 1844 - Darwin: ensaio sobre a origem das espécies;
• 1858- Wallace: envia carta a Darwin com sua hipótese;
• 1859 -  Darwin: publicação da obra A Origem das Espécies;
• 1865 - Mendel: princípios da Genética;
• 1900 - Redescoberta dos trabalhos de Mendel;
• 1911 - Morgan: teoria cromossômica da herança;
• 1940 - Teoria Sintética da Evolução (Neodarwinismo);
• 1951 - Watson, Crick e outros: descoberta do DNA.

O que Darwin não sabia: Neodarwinismo

O trabalho de Darwin despertou muita atenção, mas também suscitou críticas. A principal era a relativa à origem da variabilidade existente entre os organismo de uma espécie. Darwin não tinha recursos para entender por que os seres vivos apresentavam diferenças individuais. Não chegou sequer a ter conhecimento dos trabalhos que Mendel Realizava, cruzando plantas de ervilha.

O problema só foi resolvido a partir do início do século XX quando, na década de 1920, consolidou-se a teoria cromossômica da herança e iniciou-se o estudo dos genes. Só então ficou fácil entender que mutações e recombinação gênica são as duas importantes fontes de variabilidade entre indivíduos de uma mesma espécie. Assim, as ideias fundamentais de Darwin serviram de base para o neodarwinismo. Também chamado Teoria Sintética da Evolução (a partir da década de 40), o neodarwinismo é a consequência da aplicação, pelos modernos evolucionistas, de conhecimentos provenientes da Paleontologia, Taxonomia, Biogeografia e Genética de Populações ao darwinismo.

Gregor Mendel, o pai da genética.

A evolução por seleção natural

Embora trabalhando independentemente, Darwin e Wallace chegaram a ideias muito semelhantes, que fundamentam a teoria da evolução das espécies por meio da seleção natural.

Resumindo, as ideias básicas da evolução são as descritas a seguir:

• Todas as espécies têm a capacidade de se reproduzir. O tamanho de uma população aumenta rapidamente quando as condições permitem que todos os indivíduos se reproduzam com sucesso;
• A despeito da enorme capacidade reprodutiva dos organismos, as populações naturais normalmente apresentam um número relativamente estável de indivíduos;
• A disponibilidade de recursos naturais necessários à sobrevivência - alimentos, locais de procriação, etc. - é limitada, isto é, não acompanha o crescimento populacional;
• Na natureza ocorre uma luta pela sobrevivência, pois a quantidade de recursos naturais é insuficiente para manter todos os indivíduos que nascem. Nessa luta, parte dos indivíduos morre, por isso, o tamanho das populações permanece estável;
• Os indivíduos de uma população não são todos idênticos, eles diferem uns dos outros em relação a diversas características. Isto é o mesmo que dizer que as populações apresentam variabilidade e que os organismos de uma população apresentam variações;
• Parte das características que diferenciam os indivíduos de uma população é transmitida aos descendentes. Isto é, parte da variabilidade das populações é hereditária;
• Parte da variação hereditária ocorre em características que afetam as chances de sobrevivência e de reprodução dos indivíduos.

  

  Esquema da mudança evolutiva: na concepção de Lamarck (A), ela ocorre no indivíduo; na teoria proposta por Darwin e Wallace (B), ela ocorre na população.

A publicação do ensaio de Darwin

Em 1844, Darwin escreveu um ensaio sobre a origem das espécies e a seleção natural. Enviou o trabalho ao amigo e geólogo a Charles Lyell que, embora não convencido da ocorrência da evolução biológica, aconselhou Darwin a publicar o ensaio, antes que alguém o fizesse. Em 1858, Darwin recebeu uma carta de Alfred Russel Wallce, um jovem naturalista que coletava espécimes animais na Malásia. Um manuscrito acompanhava a carta, no qual Wallace desenvolvia uma "teoria" da seleção natural, essencialmente idêntica à de Darwin! Wallace pedia a opinião de Darwin, solicitando que enviasse o manuscrito a Lyell para o julgamento e possível publicação. Lyell, no entanto, apresentou o manuscrito de Wallace, justamente com o ensaio de Darwin, em uma reunião da Sociedade Lineana de Londres, em 1.° de julho de 1858. Mais que rapidamente, então, Darwin concluiu seu livro, A Origem das Espécies, e o publicou no ano seguinte.

Wallace e a origem das espécies

Alfred Russel Wallace, naturalista britânico (1823-1913).

Alfred Russel Wallace - coautor da teoria da evolução por seleção natural - nasceu em 1823, no País de Gales. Desde jovem se interessou por história natural. Por volta de 1843 começou a ensinar em um colégio em Leicester, onde se tornou amigo de Henry Walter Bates, que também viria a se tornar um importante evolucionista.

Em 1847, Wallace e Bates empreenderam uma viagem exploratória à bacia Amazônica. Nessa ocasião, Wallace fez muitas colatas e observações de vital importância para a sua concepção sobre as origens das espécies e para os estudos de biogeografia, ciência da qual é considerado um dos precursores. No caminho de volta para a Inglaterra, o navio de Wallace incendiou-se e afundou, pondo a perder grande parte do material coletado.

Dois anos depois, Wallace continuou com suas expedições de coleta, dessa vez no arquipélago malaio. Durante oito anos de exploração científica e coletas de material, Wallace desenvolveu sua concepções sobre a evolução e suas causas. Em 1855 escreveu seu primeiro ensaio sobre evolução, no qual esboçou a ideia da origem comum. Mas foi no artigo "Sobre a tendência das variedades a afastarem-se indefinidamente do tipo original", de 1858, que Wallace desenvolveu o mecanismo evolutivo, no caso, a seleção natural.