TEORIAS DA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA PARA OS CANDIDATOS AOS TESTES DE ADMISSÃO EM ANGOLA 2017

INTRODUÇÃO

Até o século XVIII, havia a consolidação da idéia que todos os seres vivos presentes no planeta Terra foram produto de criação divina e que as espécies não passavam por nenhum processo de transformação. Essa teoria que afirma que as espécies são fixas e imutáveis recebe o nome de Fixismo.

A partir do século XVIII, uma nova idéia foi lançada, afirmando que as espécies se transformavam gradualmente ao longo do tempo e originavam novas espécies. Essa teoria que afirma que as espécies são mutáveis recebe o nome de transformismo e é a base da evolução. A teoria da evolução afirma que a linha evolutiva se desenvolve no sentido de tornar as espécies cada vez mais adaptadas ao ambiente em que vivem.

1- TEORIAS EVOLUCIONISTAS

À medida em que a idéia da evolução ganhava novos adeptos, surgiam teorias para explicar os mecanismos através dos quais ela ocorria. As principais teorias evolucionistas são:

1.1- Lamarquismo

O biólogo francês Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) foi o primeiro cientista a propor uma teoria sistemática para a evolução. Segundo Lamarck, as modificações ambientais desencadeariam em uma espécie a necessidade de se modificar de modo a promover a sua adaptação às novas condições ambientais. A adaptação pode ser definida como sendo o conjunto de características de uma espécie que contribuem para a sua sobrevivência e reprodução em determinado ambiente. O conceito de adaptação está intimamente relacionado ao tipo de ambiente que determinada espécie explora.

Para Lamarck, a evolução estaria baseada em duas leis fundamentais:

• LEI DO USO E DESUSO - órgãos muito usados iriam hipertrofiar, enquanto órgãos pouco usados iriam atrofiar. • LEI DA TRANSMISSÃO DOS CARACTERES ADQUIRIDOS - As características adquiridas pelo uso ou perdidas pelo desuso seriam transmitidas aos descendentes.

A teoria de Lamarck não é mais aceita atualmente por dois motivos: somente os órgãos de natureza muscular podem sofrer hipertrofia ou atrofia como resposta ao uso e desuso freqüentes e as características adquiridas pelo uso ou perdidas pelo desuso não podem ser transmitidas aos descendentes. Somente uma modificação nos gens presentes nos gametas poderá ser transmitida às gerações seguintes.

Segundo Lamarck, a girafa atual, com pescoço comprido, seria resultado do esforço de um ancestral da girafa que apresentava pescoço curto para alcançar as folhas no alto das árvores. O hábito de esticar o pescoço (lei do uso e desuso) teria levado ao aumento de tamanho dessa parte do corpo. Com isso, a característica adquirida foi sendo transmitida de geração em geração (lei da transmissão dos caracteres adquiridos) resultando nas girafas atuais, de pescoço comprido.

Apesar de não explicar corretamente o mecanismo evolutivo, o Lamarckismo foi de grande importância para a teoria da evolução por ter chamado a atenção para a adaptação como um processo necessário para osucesso evolutivo de uma espécie no ambiente em que vive.

1.2- Darwinismo

O naturalista inglês Charles Darwin (1809-1882) desenvolveu uma teoria evolutiva que é a base da teoria moderna da evolução. Segundo Darwin, os indivíduos mais bem adaptados ao meio ambiente apresentam maiores chances de sobrevivência, deixando maior número de descendentes. A própria natureza seleciona os indivíduos mais bem adaptados ao meio, enquanto os menos adaptados tendem a morrer e com o tempo levar à extinção da espécie. Essa teoria descrita acima é chamada seleção natural e é a base do Darwinismo.

Aos 22 anos, Darwin realizou uma viagem de cinco anos a bordo do navio inglês H.M.S. Beagle em direção à América do Sul e posteriormente Nova Zelândia e Austrália. Darwin percebeu uma grande variabilidade de espécies que apresentavam graus diferentes de adaptação ao meio. Percebeu, assim, que os indivíduoscom mais oportunidades de sobrevivência apresentavam características mais apropriadas para enfrentar ascondições ambientais.

Quando, em 1838, Darwin leu o ensaio de Thomas Malthus sobre populações, percebeu com mais clareza aidéia da seleção natural. Segundo Malthus, as populações humanas tendem a crescer em progressãogeométrica, enquanto a produção de alimentos tende a crescer em progressão aritmética. Isso geraria umacompetição e, a partir dela, a seleção natural dos mais aptos.

As principais idéias do Darwinismo são:

• Há inúmeras variações entre indivíduos de mesma espécie tanto na morfologia quanto na fisiologia.

• O número de indivíduos de uma espécie é mantido mais ou menos constante ao longo das gerações.

• Na luta pela vida, os indivíduos com variações favoráveis às condições do ambiente onde vivemapresentam maiores chances de sobrevivência, já que a seleção natural é atuante.

• Através da seleção natural, as espécies serão representadas por indivíduos cada vez mais bem adaptados.

Segundo Darwin, no passado, os ancestrais das girafas atuais apresentavam pescoços com tamanhosvariáveis. A competição pelo alimento disponível favoreceu os indivíduos de pescoço comprido, quealcançariam as folhas no alto das árvores. Assim, a seleção natural permitiu que os indivíduos de pescoçocomprido fossem selecionados em detrimento daqueles de pescoço curto, que foram morrendo até a extinção.

Fica fácil perceber que a ação do meio ambiente é diferente para Lamarck e Darwin. Segundo Lamarck, omeio é o causador das variações, já que características novas são adquiridas por imposição do meio.Segundo Darwin, o meio apenas seleciona as características adaptativas mais importantes.

Darwin não conseguiu explicar a origem das variações, já que somente a genética, surgida no século XX,contém subsídios para esclarecer as causas da variabilidade.

1.3- Neodarwinismo

Também denominado Teoria sintética da evolução, foi proposto no século XX por vários pesquisadores utilizando como base o Darwinismo, que foi acrescido dos conceitos modernos sobre variabilidade (mutação e recombinação gênica) e genética de populações.

O Neodarwinismo não corrige o Darwinismo e sim amplia suas idéias à medida em que explica as causas das variações nos seres vivos que não foram explicadas por Darwin.

As mutações e a recombinação gênica são as principais causas da variabilidade genética presente nos seres vivos. A seleção natural apenas direciona o processo evolutivo, mantendo as variações favoráveis ou adaptativas a determinado meio. Enquanto as mutações e a recombinação gênica aumentam a variabilidade genética, a seleção natural diminui, já que os indivíduos menos adaptados tendem a morrer e, com o tempo, permitir a extinção da espécie.

2- EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO

A teoria da evolução apresenta grande credibilidade pelo fato de estar apoiada nas seguintes evidências: fósseis, órgãos vestigiais, homologias e embriologia comparada.

2.1- Fósseis

Representa qualquer indício da presença de vida em tempos remotos na Terra. A Paleontologia (do grego: palaios = antigo; onto = ser) é a ciência que estuda os fósseis, sendo de extrema importância para o conhecimento de indícios de parentesco de seres extintos com as espécies atuais.

2.2- Órgãos Vestigiais

São aqueles que se apresentam atrofiados em determinados grupos mas desenvolvidos e funcionais em outros, revelando uma ancestralidade comum.

Na espécie humana, o apêndice vermiforme é um bom exemplo de órgão vestigial. Nos mamíferos herbívoros, o apêndice é muito desenvolvido e abriga microorganismos que promovem a digestão da celulose. Além do apêndice, o cóccix é considerado órgão vestigial, representando um vestígio de cauda presente em outros animais.

2.3- Homologias

A homologia representa a semelhança entre estruturas de diferentes organismos devida unicamente a uma mesma origem embrionária.

As estruturas homólogas apresentam a mesma origem embrionária, podendo exercer ou não a mesma função. O braço do homem e a pata do cavalo são estruturas homólogas, já que apresentam a mesma origem embrionária. Observe que, nesse caso, as funções das estruturas são diferentes. A asa da ave e a asa de morcego também são homólogas, só que apresentam a mesma função.

A presença de homologias em organismos diferentes sugere que eles se originaram de um grupo ancestral comum. Denominamos irradiação adaptativa a evolução em vários sentidos a partir de um ancestral comum.

As adaptações presentes nos indivíduos estão intimamente relacionadas ao ambiente em que vivem e as espécies originadas conservam vestígios de sua ancestralidade. Percebe-se, pois, que as homologias constituem indicadores de parentesco evolutivo.

A analogia representa a semelhança anatômica entre estruturas de diferentes organismos em função de adaptação ao desempenho de uma mesma função.

As estruturas análogas apresentam origem embrionária diferente, mas sempre exercem a mesma função. Ao contrário das estruturas homóIogas, não indicam ancestralidade comum. A asa de inseto e a asa de ave são estruturas análogas e, como podemos perceber, não refletem qualquer grau de parentesco. As estruturas análogas indicam a adaptação de indivíduos diferentes a uma mesma variável ecológica. Denominamos Convergência adaptativa ao processo de adaptação de diferentes organismos a uma mesma condição ecológica. A semelhança existente decorre do fato de os organismos ocuparem o mesmo ambiente.

2.4- Embriologia Comparada

O estudo dos embriões de espécies diferentes freqüentemente revela uma grande semelhança principalmente nos estágios iniciais do desenvolvimento. Entre os vertebrados, podemos perceber claramente esse fato sugerindo um parentesco evolutivo entre as espécies consideradas. No final do século XIX, o biólogo ERNST HAECKEL formulou a lei da recapitulação ou lei biogenética, afirmando que a “ontogênese recapitula a filogênese”, ou seja, durante o desenvolvimento embrionário (ontogênese), os organismos passam por fases que repetem os estágios adultos de seus antepassados (filogênese).

É o processo de formação de novas espécies a partir de uma população ancestral. Para entendimento desse processo, imaginemos que dois grupos de indivíduos de uma mesma população estabeleçam-se, por migração, em regiões diferentes, perdendo o contato com a população original. Com isso, formam-se duas populações diferentes que chamaremos de A e B, já que, embora pertençam à mesma espécie, ocupam ambientes diferentes.

Uma vez que os ambientes ocupados pelas duas populações são diferentes, podemos supor que ao longo do tempo ocorram mutações diferenciais e que a seleção natural se processe de maneira a ajustar cada população ao ambiente em que vive. Assim, as populações serão submetidas a pressões de seleção diferentes fixando, em cada grupo, genes favoráveis ou adaptativos em função do ambiente em que vivem. Com o passar do tempo, opool gênico (conjunto de gens) vai se modificandoe estabelecendo certas divergências genéticas entreas espécies A e B, que passam a formar raçasou subespécies.

Nesse estágio, se indivíduos da raça A forem colocados em contato com indivíduos da raça B, ainda serão capazes de realizar cruzamento e originar descendentes férteis, o que reforça a idéia de que os indivíduos das raças A e B pertencem à mesma espécie.

Se o isolamento geográfico entre as raças A e B persistir, as divergências genéticas tornam-se cada vez maiores até ocorrer uma incompatibilidade reprodutiva entre as raças. Nesse caso, estabelece- se o isolamento reprodutivo, formando espécies diferentes.

Ocorrido o isolamento reprodutivo, mesmo que as populações voltem a ser simpátricas (que vivem na mesma região) não mais ocorrerá troca de gens entre elas. Enquanto populações simpátricas vivemna mesma região, as populações alopátricasvivem em regiões diferentes.

4- GENÉTICA DE POPULAÇÕES

É o estudo matemático da freqüência dos gens e genótipos presentes em uma população e dos fatores evolutivos que modificam essas freqüências.

4.1- O Teorema de Hardy-Weimberg

Em 1908, os cientistas Hardy e Weimberg formularam o seguinte teorema: a freqüência de gens em uma população permanece constante de geração em geração, desde que não ocorra nenhum fator evolutivo. Este teorema, conhecido como equilíbrio de Hardy-Weimberg, é válido nas seguintes condições:

• população deve abrigar grande número de indivíduos. • população deve ser panmítica, isto é, os cruzamentos ocorrem ao acaso. • população deve estar isenta de fatores evolutivos tais como mutações, seleção natural, migrações e oscilação genética, já que tais fatores promovem alteração no pool gênico (conjunto de gens).

Considera-se que uma população está em equilíbrio quando o pool gênico permanece inalterado ao longo das gerações. Se houver modificação do pool gênico, a população encontra-se em processo de evolução.

Assim, o equilíbrio de Hardy-Weimberg pode ser expresso da seguinte maneira: “Nas populações panmíticas em equilíbrio, que exibem um elevado número de indivíduos e onde não existem fatores evolutivos capazes de alterar significativamente o pool gênico dessas populações, as freqüências gênicas e genotípicas permanecem inalteradas ao longo das gerações.”

4.2- Freqüência Gênica e Freqüência Genotípica

FREQÜÊNCIA GÊNICA

É a freqüência de cada gen formador de um par de alelos. Pode ser calculada com a seguinte fórmula:

p + q = 1 onde:

p = freqüência do alelo dominante (A) q = freqüência do alelo recessivo (a)

FREQÜÊNCIA GENOTÍPICA

É a freqüência dos genótipos. Pode ser calculada com a seguinte fórmula:

p2 + 2pq + q2 = 1 onde:

p2 = freqüência do genótipo homozigoto dominante (AA). 2pq = freqüência do genótipo heterozigoto (Aa). q2 = freqüência do genótipo homozigoto recessivo (aa).

4.3- Fatores que alteram o Pool Gênico das Populações

Na natureza, é praticamente impossível a ocorrência de todas as condições necessárias à ocorrência do equilíbrio de Hardy-Weimberg.

Existem fatores que modificam o pool gênico das populações alterando o equipamento genético das mesmas ao longo do tempo. Esses fatores são:

• Mutações - Aumentam a variabilidade dos gens nas populações. • Seleção natural - Diminui a variabilidade dos gens nas populações. • Migrações - A entrada e a saída de indivíduos de determinada população podem modificar as constituições gênica e genotípica dessa população. • Oscilação genética - Compreende o processo em que ocorrem cruzamentos mais freqüentes entre indivíduos portadores de determinado genótipo, porém ao acaso. Esses eventos casuais podem modificar as freqüências gênicas em populações pequenas.

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