BIOLOGIA II Prof.: Vinícius (Minguado) LISTA 4 - ESPECIAÇÃO ORIENTAÇÕES EXERCÍCIOS RESOLVIDOS Esta lista contém exercícios que abordam o processo de especiação, isto é, formação de novas espécies. Faça as questões com muito foco e muita atenção e treine a escrita da resposta nas questões discursivas. Bons estudos! =D 1. (UEL 2012) Com base no texto, nos mapas e nos conhecimentos sobre os processos de especiação e distribuição geográfica dos organismos, considere as afirmativas a seguir. RESUMO TEÓRICO PRINCIPAIS TIPOS ● Alopátrica: ocorre quando indivíduos estão isolados geograficamente. ● Simpátrica: ocorre quando duas populações divergem ocupando o mesmo local (sem isolamento geográfico). ESPECIAÇÃO Uma população de uma determinada espécie é dividida em duas pelo surgimento de uma barreira física (isolamento geográfico). Isso impede que as populações isoladas troquem genes entre si. Em ambas, ocorrem mutações que, submetidas à seleção natural, acabam por dar origem a subespécies ou raças. Com o passar do tempo, as diferenças entre as duas populações isoladas aumentam, resultando no isolamento reprodutivo. A partir de então, temos a formação de duas novas espécies (especiação alopátrica). I. Há semelhanças entre os fósseis da América do Sul, África, Antártida e Austrália, pois, em um passado remoto, todas essas regiões estavam unidas, formando um grande continente e impossibilitando o isolamento reprodutivo. II. O modelo clássico de especiação alopátrica propõe que duas novas espécies se formem em uma mesma região geográfica, de modo abrupto, em consequência de mutações cromossômicas ocorridas durante as divisões celulares. III. O isolamento geográfico entre populações de uma espécie ancestral pode ocorrer pelo aparecimento de um rio cortando uma planície, por um braço de mar que separa ilhas ou pelo deslocamento de um continente. IV. A presença de marsupiais na Austrália representa a dispersão desde a América do Sul, por meio da Antártida, no início da era Cenozoica, e o subsequente isolamento da Austrália permitiu sua diversificação sobre este país. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas II e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas. Resolução: I. Correta: A união desses continentes impossibilitou o isolamento geográfico de certas populações e, consequentemente, o isolamento reprodutivo. II. Incorreta: O modelo clássico de especiação alopátrica propõe que duas novas espécies se formem a partir da separação geográfica dos indivíduos de uma espécie ancestral em duas populações. III. Correta: Os eventos citados proporcionam o isolamento geográfico e, consequentemente, o isolamento reprodutivo entre populações de uma espécie ancestral. IV. Correta: O isolamento posterior da Austrália permitiu que a população dos ancestrais dos marsupiais australianos que chegaram a esse continente se diversificasse, a partir do isolamento reprodutivo. Alternativa E. (esquema representativo da especiação) CASD Vestibulare BIO II 1 2. (UERJ 2010) Na figura abaixo, está representada a atual distribuição geográfica de uma determinada família de plantas que têm a mesma origem evolutiva e estão presentes em todo o planeta há milhões de anos. Em estudos filogenéticos recentes, observou-se que as espécies sul-americanas diferem das africanas. Aponte o fenômeno geológico responsável pela separação dos continentes e explique como esse fenômeno acarretou as diferenças entre as espécies hoje encontradas na África e na América do Sul. Resolução: Uma das possibilidades: • movimentação de placas tectônicas • deriva continental O isolamento geográfico e reprodutivo promoveu a seleção de determinados indivíduos em cada nova área, que culminou em um processo de especiação. EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. (Fuvest 2007) A observação de faunas dos continentes do hemisférioSul revela profundas diferenças. Na América do Sul,existem preguiças, antas, capivaras, tamanduás eonças; na África, há leões, girafas, camelos, zebras ehipopótamos; na Austrália, cangurus, ornitorrincos eequidnas e, na Antártida, os pingüins. Entretanto, descobriram-se espécies fósseis idênticas nessas regiões. Assim, fósseis da gimnosperma Glossopteris foram encontrados ao longo das costas litorâneas da África, América do Sul, Austrália e Antártida, e ainda fósseis dos répteis Cynognathus e Lystrosaurus foram descobertos na América do Sul, África e Antártida. Para explicar esses fatos, formularam-se as seguintes hipóteses: I. A presença de fósseis idênticos, nos vários continentes, prova que todas as formas de vida foram criadas simultaneamente nas diversas regiões da Terra e se diferenciaram mais tarde. II. As faunas e floras atuais são resultado da seleção natural em ambientes diversos, isolados geograficamente. III.Os continentes, há milhões de anos, eram unidos, separando-se posteriormente. Está correto o que se afirma em a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 2 2. (PUC-MG) Num contexto de isolamento geográfico, as raças podem originar espécies (especiação) distintas ou, após a eliminação da barreira geográfica, confluir para formar populações com maior variabilidade. Populações e espécies também estão sujeitas à extinção. Ao longo da evolução, as taxas de especiação e extinção têm variado principalmente em função de alterações no meio ambiente. Mas, nos últimos tempos, devido à ação humana, as extinções têm superado em muito as taxas de surgimento de novas espécies. A esse respeito, assinale a afirmação incorreta. a) Na especiação natural, um mesmo gene alelo pode ter diferentes valores adaptativos em diferentes ambientes. b) A fragmentação de um ecossistema pode favorecer a oscilação gênica contribuindo para a extinção de determinadas espécies. c) A seleção natural aumenta a variabilidade genética de uma determinada população isolada de outras populações. d) Espécies muito diferentes podem convergir para se tornar mais semelhantes devido à seleção de características adaptativas em um determina o ambiente. 3. (FGV) Embora os cangurus sejam originários da Austrália, no início dos anos 80, o biólogo norteamericano James Lazell chamou a atenção para a ica espécie de cangurus existente na ilha de Oahu, no Havaí. A espécie é composta por uma população de várias centenas de animais, todos eles descendentes de um único casal australiano que havia sido levado para um zoológico havaiano, e do qual fugiram em 1916. Sessenta gerações depois, os descendentes deste casal compunham uma nova espécie, exclusiva da ilha Oahu. Os cangurus havaianos diferem dos australianos em cor, tamanho, e são capazes de se alimentar de plantas que seriam tóxicas às espécies australianas. Sobre a origem desta nova espécie de cangurus, é mais provável que: a) após a fuga, um dos filhos do casal apresentou uma mutação que lhe alterou a cor, tamanho e hábitos alimentares. Esse animal deu origem à espécie havaiana, que difere das espécies australianas devido a esta mutação adaptativa. b) após a fuga, o casal adquiriu adaptações que lhe permitiram explorar o novo ambiente, adaptações essas transmitidas aos seus descendentes. c) os animais atuais não difiram geneticamente do casal que fugiu do zoológico. As diferenças em cor, tamanho e alimentação não seriam determinadas geneticamente, mas devidas à ação do ambiente. d) o isolamento geográfico e diferentes pressões seletivas permitiram que a população do Havaí divergisse em características anatômicas e fisiológicas de seus ancestrais australianos. e) ambientes e pressões seletivas semelhantes na Austrália e no Havaí permitiram que uma população de mamíferos havaianos desenvolvesse características anatômicas e fisiológicas análogas às dos cangurus australianos, processo este conhecido por convergência adaptativa. Frente II CASD Vestibulares 4. (UFRGS) Leia as seguintes afirmações sobre a especiação geográfica. b) No caso de as duas populações voltarem a entrar em contato, pelo desaparecimento da barreira geográfica, o que indicaria que houve especiação? I - Para que ocorra a formação de uma nova espécie, é necessário o isolamento reprodutivo, seguido pelo isolamento geográfico. II - As populações geograficamente isoladas sofrem alterações nos seus conjuntos gênicos, o que pode conduzir à formação de uma nova espécie. III - A barreira que leva ao isolamento geográfico pode ser física ou etológica. ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ Em zoologia, Etologia é a disciplina que estuda o comportamento animal. 7. (Unicamp 2010) As figuras abaixo mostram o isolamento, por um longo período de tempo, de duas populações de uma mesma espécie de planta em consequência do aumento do nível do mar por derretimento de uma geleira. Quais são corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 5. (PUC-SP) Uma barreira geográfica separou a população A em dois grupos designados por A1 e A2. Com o decorrer do tempo A1 e A2 foram se diferenciando e deram origem, respectivamente, a duas populações designadas por B1 e B2. Indivíduos de B1 e B2 foram levados para laboratório e, cruzados, produziram todos os descendentes estéreis e com sérios problemas genéticos. Com relação à descrição acima, foram aventadas as seguintes hipóteses: I. A1 e A2 podem ter passado por estágios em que deram origem a sub-espécies; II. B1 e B2 podem ser duas espécies distintas; III. As proteínas produzidas por indivíduos das populações A1 e A2 devem apresentar maior semelhança entre si do que as produzidas por B1 e B2. Pode-se considerar a) apenas I e II viáveis. b) apenas I e III viáveis. c) apenas II e III viáveis. d) I, II e III viáveis. e) apenas uma delas viável. a) Qual é o tipo de especiação representado nas figuras? Explique. 6. (Fuvest) Devido ao aparecimento de uma barreira geográfica, duas populações de uma mesma espécie ficaram isoladas por milhares de anos, tornando-se morfologicamente distintas. a) Explique sucintamente como as duas populações podem ter-se tornado morfologicamente distintas no decorrer do tempo. ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ CASD Vestibulares ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ b) Se o nível do mar voltar a baixar e as duas populações mostradas em B recolonizarem a área de sobreposição (Figura C), como poderia ser evidenciado que realmente houve especiação? Explique. ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ Frente II 3 8. (Unicamp) “A biodiversidade brasileira, no que diz respeito a aranhas, pode ser ainda maior do que suspeitavam os cientistas. É o que apontam as últimas descobertas de uma equipe de pesquisadores brasileiros. Entre janeiro e julho de 2005, o grupo identificou nove espécies novas de aranha, a maioria da região amazônica. Os pesquisadores também compararam geneticamente a espécie Ericaella florezi com outras do mesmo gênero e sugeriram que a especiação pode ter se iniciado com o aparecimento da Cordilheira dos Andes, há cerca de 12 milhões de anos”. (Adaptado de "Brasileiros acham nove espécies de aranha em 2005", Folha de S. Paulo, 22/08/2005). a) Por que o surgimento da Cordilheira dos Andes teria iniciado o processo de especiação? ________________________________ b) Que processos posteriores devem ter ocorrido para que essas aranhas se tornassem espécies distintas? ________________________________ 9. (Fuvest) Em conseqüência do aparecimento de uma barreira geográfica, duas populações de uma mesma espécie ficaram isoladas por milhares de anos, tornando-se morfologicamente distintas uma da outra. a) Como se explica o fato de as duas populações terem se tornado morfologicamente distintas no decorrer do tempo? ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ b) Cite as duas situações que podem ocorrer, no caso de as populações voltarem a entrar em contato pelo desaparecimento da barreira geográfica. Em que situação se considera que houve especiação? ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ ________________________________ 4 RESOLUÇÕES E GABARITOS 1. [D] A hipótese I é falsa, pois nem todas as formas de vida surgiram simultaneamente, apresentando cada uma sua origem diferenciada ao longo da história biológica e geológica da Terra. A evolução espacial de cada continente levou à definição de diferentes formas de vida na Terra. A hipótese II é possível porque a fauna e a flora atuais são o resultado da seleção natural em ambientes diversos, isolados geograficamente. A hipótese III é possível porque, há milhões de anos, os continentes eram unidos (Pangéia) e foram, posteriormente, separados. 2. [C] 3. [D] O exemplo do enunciado está de acordo com a teoria sintética da evolução. Com o passar do tempo, uma população geograficamente isolada de outras da mesma espécie pode acumular variações genéticas exclusivas até isolar-se reprodutivamente, ou seja, originar uma nova espécie. 4. [B] I – INCORRETO. Primeiramente deve ocorrer o isolamento geográfico e depois o isolamento reprodutivo. II – CORRETO. III – INCORRETO. Isolamento geográfico é a separação física de subpopulações de uma espécie. 5. [D] 6. a) As diferenças morfológicas observadas nas populações isoladas geograficamente devem-se à seleção natural diferencial atuando sobre as variações produzidas por mutações e recombinações gênicas. b) A formação de novas espécies é determinada pelo isolamento reprodutivo, fenômeno que interrompe o fluxo gênico entre as populações. 7. a) Especiação alopátrica porque as populações evoluíram em ambientes isolados geogra fica mente. b) Ocorrendo isolamento reprodutivo entre duas populações, teremos duas novas espécies. Em caso contrário, têm-se variedades de uma mesma espécie. 8. a) Isolamento geográfico. b) Diversificação genotípica, provocando isolamento reprodutivo. 9. a) Duas populações geograficamente isoladas passam a ser submetidas a pressões seletivas ambientais distintas, que irão selecionar indivíduos com características morfológicas diferentes. Além disso, essas populações estarão sujeitas a variações gênicas (mutações e recombinações) diversas. Logo, com o decorrer do tempo, as duas populações irão tornar-se morfologicamente distintas. b) Se as duas populações voltarem a se encontrar, seus indivíduos poderão cruzar produzindo descendentes férteis, poderão não cruzar ou não produzir descendentes férteis. Nos dois últimos casos, pode-se dizer que houve um isolamento reprodutivo, levando à especiação. Frente II CASD Vestibulares