História do neodarwinismo
Darwin não sabia explicar como as variações
podiam ser transmitidas aos descendentes,
nem como elas apareciam (ignorava as
mutações).
Entre 1780 e 1785 – August Weismann –
cortou o rabo de camundongos por várias
gerações seguidas e nem por isso os
descendentes nasceram com rabos
menores. Estabeleceu, assim, pela primeira
vez a diferença entre células somáticas e
germinativas.
História do neodarwinismo
Thomas Morgan, a partir de 1909,
introduziu a expressão alteração
genética.
A mutação passou a ser a matériaprima para a seleção natural, com isso
comprovou o equívoco de De Vries:
são justamente as pequenas variações,
associadas à lenta ação da seleção
natural, que podem explicar a
transformação das espécies.
História do neodarwinismo
A teoria sintética da evolução nasceu e
se desenvolveu entre 1937 e 1947, a
partir de contribuições de cientistas de
vários países.
Essa teoria analisa: a mutação; a
seleção natural; a migração seguida de
isolamento geográfico e reprodutivo; a
deriva genética (mudança ao acaso na
frequência dos genes).
Mutação
Gene: setor da molécula do DNA que possui
uma informação para cada característica do
organismo.
Informação codificada – certa sequência de
bases nitrogenadas no gene.
A partir dessa sequência é possível construir
uma proteína específica, caracterizada por
uma sequência de aminoácidos.
Alterando a sequência de bases, altera-se a
sequência de aminoácidos da proteína, isso
poderá alterar suas propriedades.
Mutação: mudança na sequência de bases
do DNA e pode provocar o aparecimento de
uma nova característica no organismo.
Anemia falciforme
Nessa doença, a troca de uma base
nitrogenada (adenina) acarreta a troca de um
aminoácido (troca de ácido glutâmico por
valina) em cada uma das quatro cadeias de
aminoácidos que formam a hemoglobina.
Devido a essa pequena mudança, as
moléculas de hemoglobina se agrupam
formando fibras.
As fibras alteram a forma da hemácia –
aspecto de meia-lua ou foice.
Esses glóbulos podem se agrupar e bloquear
vasos sanguíneos ↓ a oxigenação dos
tecidos e provocando até a morte.
Mutações gênicas
A mutação pode ser provocada por um
defeito no próprio mecanismo de
duplicação do DNA ou por fatores
ambientais: raios U.V., radiatividade,
certos vírus e a ação de certos
produtos químicos (benzimidazol,
ácido nitroso, hidrazina, gás mostarda,
metanol e outros).
A anemia falciforme é um caso de
mutação gênica.
Mutações cromossomiais
Alterações numéricas: euploidia, a
neuploidia e poliploidia.
Euploidia: quando há redução ou
aumento em toda a coleção de
cromossomos, formando células n
(haploidia ou monoploidia), 3n (triploidia
– endosperma das sementes das
angiospermas), 4n (tetraploidia).
Mutações cromossomiais
Aneuploidia: quando apenas o número de
um certo tipo de cromossomo foi alterado
para mais ou para menos, nesse caso pode
haver uma trissomia (três cromossomos de
um determinado tipo – ex. síndrome de
Down, trissomia do cronossomo 21;
sindrome de Klinefelter, trissomia dos
cromossomos sexuais XXY), monossomia
(um cromossomo apenas – ex. síndrome de
Turner X0) e nulissomia (falta de um par de
homólogos).
Mutações cromossomiais
Poliploidia: mais
comum nos vegetais,
as plantas poliplóides
podem ter tamanho
maior: maçã, café,
morango, trigo, batata
etc.
Causada por radiações
ou substâncias
químicas que atingem o
fuso acromático
encarregados de puxar
os cromossomos para
os pólos na divisão
celular.
Alterações estruturais
Alteração na sequência dos genes nos
cromossomos.
São causadas por radiações, vírus ou
produtos químicos que quebram
pedaços de cromossomos. O pedaço
quebrado pode se perder, unir-se a
outro cromossomo, etc.
Alterações
estruturais
A mutação e a evolução
Quando ocorrem nas
células somáticas, as
mutações não causam
nenhum efeito evolutivo,
porque não são
transmitidas aos
descendentes.
As que ocorrem nas
células germinativas,
podem ser passadas
para gerações seguintes
e, assim, gerar novas
características.
Mutações
São raras – ex. albinismo 1/40 000 gametas;
hemofilia 3/100 000. Como explicar então
tamanha biodiversidade?
As mutações apresentadas são
desvantajosas, têm efeito prejudicial, como
poderiam contribuir para adaptar melhor os
organismos ao ambiente?
Se uma mutação for favorável ela será
selecionada positivamente, com isso, o
número de indivíduos com a mutação
aumentará com o tempo.
Variedade genética e reprodução
sexuada
Reprodução assexuada – mitose – filhos iguais aos pais – as
mutações são ocasionais.
Reprodução sexuada – meiose – grande variedade de gametas
que por fecundação, originam filhos geneticamente diferentes
– variedade genética.
A variedade genética é o combustível da evolução. Sem
variedade, não pode haver seleção natural nem evolução.
Seleção natural
A seleção natural é determinada pelos
fatores ecológicos do ambiente.
O caso das mariposas de Manchester:
Mudança ocorrida com as mariposas
da espécie Biston betularia, de
Manchester, na Inglaterra, durante a
revolução industrial.
Mariposas de Manchester
1850 – antes da industrialização:
População de mariposas de asas
brancas, com alguns mutantes de asas
negras.
Os pássaros atacavam principalmente
as mutantes, pois as brancas se
camuflavam nos troncos cobertos por
liquens brancos.
Industrialização
Fuligem das chaminés – morte dos liquens –
troncos escuros.
Mariposas pretas camufladas, mariposas
brancas visíveis e passaram a ser caçadas
pelos pássaros.
A população de mariposas pretas aumentou
e a de brancas diminuiu.
A forma escura de mariposas é chamada
melânica e o aumento da forma escura,
melanismo industrial.
Controle da poluição
Nas últimas décadas, a redução da poluição permitiu
que os liquens crescessem novamente nas árvores
e as mariposas brancas tornaram-se mais
numerosas que as mariposas negras. O resultado foi
previsível, de acordo com o princípio da seleção
natural.
A resistência das bactérias aos
antibióticos
Uma única bactéria pode produzir num
dia cerca de 17 milhões de
descendentes.
Algumas dessas bactérias
apresentarão mutações em seus
genes; eventualmente, aparece um
mutante capaz de, por exemplo,
fabricar uma enzima que pode destruir
a penicilina ou outro antibiótico.
Este mutante pode aparecer mesmo que o
antibiótico não esteja presente: a mutação
não foi provocada pelo antibiótico.
Sem antibiótico no meio em que esse
mutante se encontra, sua característica não
lhe traz nenhuma vantagem – o tempo e a
energia gastos para fabricar a enzima
diminuem sua velocidade de reprodução.
Esse indivíduo é menos adaptado e não
aumenta de número na população,
perdendo-se por seleção natural.
Se a população de bactérias for tratada
com antibióticos por um período
prolongado, as bactérias sensíveis vão
morrendo, enquanto as mutantes
sobrevivem.
Assim, o antibiótico usado muito
repetidamente, pode selecionar as
formas resistentes originando
populações insensíveis à droga.
As formas resistentes podem passar
seus genes de resistência para uma
bactéria não-resistente por conjugação.
Testando a seleção natural em
bactérias
Os neodarwinistas sustentam que a
mutação por resistência pode aparecer
mesmo sem o antibiótico ou o inseticida, e
que tais substâncias apenas selecionam os
mutantes.
Joshua Lederberg cultivou bactérias num
recipiente que continha substâncias
nutritivas.
Surgiram então diversas colônias de
bactérias.
Com o auxílio de um carimbo de veludo,
Lederberg transferiu alguns representantes
de cada colônia para um meio que continha
antibiótico.
Experiência de Lederberg
Certo tempo depois, observou que apenas
uma colônia, chamada colônia B, conseguiu
sobreviver.
Lederberg repetiu a experiência, transferindo
agora duas colônias do meio sem antibiótico
para um meio com antibiótico: a colônia B –
que deu origem à colônia resistente – e outra
chamada colônia A – que serviu de grupo
controle.
Novamente, apenas a colônia B conseguiu
sobreviver nesse meio, demonstrando ser
resistente ao antibiótico.
Repetindo a experiência, verificou que as
bactérias resistentes eram sempre da mesma
colônia, que já existiam antes da presença
do antibiótico.
A seleção feita pelo homem
Desde o aparecimento da agricultura e da
domesticação de animais o homem vem,
deliberadamente, selecionando as
variedades de animais e plantas com as
características que lhe interessam.
Como resultado, temos hoje variedades de
cereais com grãos maiores e mais nutritivos,
vacas que produzem mais leite, cães mais
dóceis, organismos com características
diferentes de seus ancestrais.
Exemplo de seleção natural na
espécie humana
Em certas regiões da África é comum a anemia
falciforme.
Indivíduos homozigotos para esse gene apresentam
anemia e problemas circulatórios que podem ser
fatais.
Indivíduos heterozigotos são praticamente normais
ou têm a doença de forma mais branda. São
resistentes à malária.
Por que são resistentes à malária? Porque o
plasmódio consome o oxigênio da hemácia
infectada, facilitando a aglutinação e a formação de
hemácias em forma de meia-lua, que são destruídas
no baço antes que o parasita complete seu ciclo.
Assim, os indivíduos heterozigotos levam vantagens
sobre as pessoas normais.
Anemia falciforme e malária
Polimorfismo
As populações têm armazenada uma grande
variedade genética, com muitos alelos
(genes que atuam no mesmo tipo de
característica) diferentes.
Na espécie humana – 100 000 genes – ocorre
aproximadamente 6,7% de heterozigose – um
indivíduo pode ser heterozigoto para cerca
de 6 700 genes, isso lhe permitiria produzir
102017 gametas diferentes!!! Isso é
evolução?!
Essa imensa variedade genética produz uma
grande variedade fenotípica dentro das
populações.
Polimorfismo: ocorrência de vários fenótipos
diferentes devido a alelos diferentes numa
população.
Exemplos de Polimorfismo
Grupos sangüíneos na espécie humana.
Algumas gerações de insetos.
Variedade de formas das conchas de
moluscos.
Formas das asas de besouros.
Uma das causas do polimorfismo é a
superioridade do heterozigoto, que faz com
que os diversos alelos de um gene sejam
preservados, como visto no caso da anemia
falciforme.
Seleção sexual
Em certas espécies, os machos lutam entre si para
conseguir fêmeas. Só os que ganham a luta
conseguem reproduzir- se. Nesse caso, são
favorecidas características como força física,
chifres, garras etc.
Em outras espécies, as fêmeas escolhem os machos
mais atraentes. No caso do pavão, a fêmea escolhe
o macho com a cauda mais vistosa.
Esse processo pelo qual certas características se
espalham, devido à maior facilidade para conseguir
parceiros para a reprodução – é chamado seleção
sexual.
OBSERVE A BIODIVERSIDADE
Para que tantas formas e beleza?
Pela Sua palavra foram criados
os céus e a terra...