Exercício: Evolução interativa (Marco Azevedo)
1 - Esta é uma população composta por pequenos
seres unicelulares. Estes seres vivem em um
banhado de água parada onde existe muita
matéria orgânica.
3 - Acontece que certa vez choveu muito e o
banhado, assim como todos os rios e lagoas da região,
encheram e transbordaram. Com isso, a água do
banhado acabou se misturando com a de um rio
próximo e alguns daqueles seres vivos, que até então
só existiam no banhado, foram parar no rio.
BANHADO
Os indivíduos dessa população são muito
parecidos uns com os outros, se originaram de um
mesmo ancestral e constituem uma mesma
espécie. Apesar disso, apresentam pequenas
diferenças entre si.
2 - São organismos aquáticos que se alimentam de
minúsculas partículas orgânicas existentes na água.
O banhado é, portanto, um ótimo ambiente para
sua alimentação. Eles ingerem estas partículas por
absorção direta, fazendo-as passar através de
aberturas da parede da membrana celular.
RIO
4 - Depois que as chuvas passaram e o nível da água
baixou, um grupo destes seres acabou ficando no rio,
isolado dos outros e sem poder voltar ao banhado.
Este grupo agora está com um problemão. Estão
agora num ambiente de correnteza onde existe pouco
acúmulo de matéria orgânica. Além disso, neste rio existem
outros seres, de outras espécies, que também estão
disputando a pouca matéria orgânica existente. E o que é
pior, alguns seres são bem maiores e se alimentam destes
seres menores. Além de brigar pela comida eles agora tem
que fugir dos predadores.
Eles não estão acostumados a isso e, se a situação
continuar assim, este grupo que acabou no rio pode ser
extinto.
Existem algumas chances de sobrevivência mas
para isso é preciso que a evolução atue sobre estes seres. É
preciso que algumas características que eles já
apresentem sejam aprimoradas ou transformadas de
modo que eles possam se adaptar a estas novas
condições.
O rumo desta história está agora em suas mãos, ou seja, o caminho pelo qual estes seres vão evoluir
dependerá das suas escolhas. Escolha uma das alternativas e siga os passos indicados em cada uma
delas. Ao final de cada etapa, ilustre a opção escolhida segundo sua interpretação
Alternativa 1. Alguns destes seres apresentavam um
pequeno prolongamento do corpo, algo assim como um flagelo.
Quando estavam no banhado, onde a água era parada eles
nunca usaram este flagelo para nada. Agora eles estão num
ambiente de água corrente. Os indivíduos que não tinham esse
flagelo tinham que ficar bem próximos das margens para não
serem levados pela correnteza mas aqueles que tinham o
flagelo descobriram que podiam movê-lo e assim, podiam
nadar e vencer a correnteza e se deslocar para outras partes do
rio, fugindo de predadores e procurando melhores áreas para
alimentação. Outra coisa é que quem tinha um flagelo maior
podia se deslocar melhor. Estes indivíduos tiveram mais
sucesso do que os outros e cada vez que se reproduziam davam
origem a outros seres também com flagelo. Dentro de muito
tempo os indivíduos sem flagelo se tornaram cada vez mais
raros até que não sobrou nenhum. A população agora é formada
somente por indivíduos com grandes flagelos adaptados à
natação. (Próximo passo: Alternativa 2 ou 2’)
Alternativa 1’. Estes seres tinham reprodução
assexuada, por divisão de um indivíduo em dois. As vezes
acontecia de, durante esta divisão, um indivíduo não conseguir
se separar totalmente e ficar com a sua membrana celular
grudada na de outro. Lá no banhado, quando isso acontecia,
acabava só atrapalhando. No rio, entretanto, quando dois ou
mais seres ficaram grudados, a correnteza não conseguiu leválos tão facilmente. Além disso, quando grudados uns nos
outros, formavam grandes colônias e alguns predadores não
conseguiam capturá-los pois as colônias eram muito grandes
para serem ingeridas. Esta característica (ficar grudado durante
a divisão) foi herdada pelas novas gerações pois era hereditária.
Os indivíduos que tinham capacidade de formar estas colônias
conseguiram maior sucesso na adaptação ao novo ambiente e,
por isso, sobreviveram. Aqueles que não apresentavam essa
característica acabaram desaparecendo. A população agora é
formada somente por indivíduos que vivem em grandes
colônias que se fixam nas pedras do rio. (Próximo passo:
Alternativa 5 ou 5’)
Alternativa 2. Estes seres unicelulares e agora
flagelados podiam se deslocar pelo rio a procura de alimento.
Porém, a competição ainda era grande e, como já dissemos,
existia pouca matéria orgânica neste ambiente. Estes seres eram
bem pequenos mas as vezes alguns indivíduos nasciam um
pouco maiores. Estes últimos, na falta do seu alimento principal
(matéria orgânica), começaram a predar outros seres
unicelulares menores que eles. Mas só os indivíduos maiores
tinham tamanho suficiente para englobar os outros pequenos
organismos. Quando eles começaram a utilizar este outro tipo
de alimento, que era mais nutritivo, passaram a crescer mais.
Esta característica também era passada de pais para filhos e a
população passou a ter indivíduos cada vez maiores, capazes de
englobar outros seres. Os indivíduos menores eram então cada
vez mais raros até que desapareceram. Estes seres que tiveram
origem naquele banhado eram agora seres flagelados, natantes,
de tamanho avantajado e especialistas em predar outros seres.
(Próximo passo: Alternativa 3)
Alternativa 2’. Como a competição por comida ainda
era grande, os seres unicelulares e flagelados, que podiam
nadar pelas águas do rio, tinham ainda problemas com a
alimentação. Nesta época, grandes mamíferos vinham ao rio
para beber água. Acidentalmente alguns destes seres eram
ingeridos junto com a água. O interior do aparelho digestivo
destes grandes animais era muito ácido e acabava matando os
seres unicelulares. Mas alguns destes seres haviam nascido com
a capacidade de tolerar ambientes muito ácidos e sobreviviam
dentro do estômago dos mamíferos. Eles se aderiam às paredes
do estômago e desfrutavam de todo o alimento que caía lá.
Além disso eles ajudavam na digestão dos mamíferos. Esta
adaptação tornou-se uma vantagem que a população inteira
passou a apresentar. Agora os seres unicelulares que tiveram
origem no banhado tinham dois estágios: um estágio aquático
de vida livre e outro como organismos simbiontes
(mutualismo) dentro do trato digestivo de mamíferos.
(Próximo passo: Alternativa 4)
Alternativa 3. Em um indivíduo desta população de
seres unicelulares ocorreu uma mutação genética que fez com
que ele, ao se reproduzir, sofresse um processo de
incontroláveis divisões celulares. Este indivíduo possuía um
número maior de células (era pluricelular) ao contrário dos
demais que continuaram unicelulares. Esta característica deu ao
indivíduo muito mais vantagens pois além de ele se tornar
maior, agora ele, ao invés de ingerir o alimento inteiro
englobando-o para dentro da célula, podia introduzir o alimento
dentro de cavidades formadas em um espaço entre as diversas
células que formavam o seu corpo, onde a digestão era muito
mais eficiente. Essa característica foi herdada pelas novas
gerações até que passou a existir na população inteira e o
resultado disso é que depois de muito tempo, estes organismos
evoluíram para animais com tamanho bem maior, que podiam
ingerir animais do tamanho de insetos e que tinham uma
cavidade interna própria para digestão (uma espécie de
estômago) que possuía uma abertura específica para ingestão
de alimentos (como uma boca).
Alternativa 4. Dentro do estômago dos grandes
mamíferos, os seres unicelulares ficavam aderidos à parede do
estômago. Os indivíduos que ficavam grandes demais tinham
mais dificuldades para se prenderem e muitos eram arrastados
junto com a comida para o intestino e depois eram eliminados
com as fezes. Desta forma, os indivíduos menores
prevaleceram sobre os maiores. O flagelo que antes era
utilizado na natação, não tinha mais função. Nem por isso ele
era perdido. Acontece que alguns indivíduos começaram a
nascer com uma espécie de espinho, como resultado de uma
grande ingestão de cálcio (presente na dieta dos mamíferos).
Estes espinhos acabavam ajudando o animal a se fixar na
parede do estômago e o resultado disso é que a característica
foi herdada pelas gerações seguintes e estes seres, depois de
muito tempo, evoluíram para formas parasitas e de tamanho
reduzido, possuindo muitos ganchos com os quais se fixam nas
paredes do intestino dos mamíferos se alimentando diretamente
do sangue deles.
Alternativa 5. A excreção destes seres se dava pela
liberação dos dejetos na forma de gás. Este gás era expulso da
célula através de pequenas bolsas de gordura que se
desprendiam da membrana celular. Quando estes seres se
agruparam em grandes colônias, muitas bolsas de gás eram
liberadas ao mesmo tempo pelos diversos membros da colônia.
Desta forma, uma bolsa se unia a outra e formavam uma grande
bolsa de gás flutuante que ficava acima da colônia. E o mais
interessante é que os seres ficavam grudados nesta bolsa e desta
forma, a colônia que era fixa, se tornou uma colônia que podia
flutuar nas águas do rio. Isto representou uma vantagem para
estes seres pois a flutuação permitiu que a colônia explorasse
outras partes do rio. Depois de muito tempo todas as colônias
desta espécie passaram a apresentar esta característica.
(Próximo passo: Alternativa 6)
Alternativa 5’. A colônia tinha uma abertura central
onde a água (contendo alimento) entrava. Algumas colônias
começaram a apresentar duas aberturas. Com isso, formava-se
um fluxo de água que entrava por uma abertura e saía pela
outra. Isto resultou num eficiente sistema de filtragem o que
tornou as colônias muito mais adaptadas à alimentação e a
excreção. As colônias com duas aberturas obtiveram mais
sucesso do que as outras e essa característica foi transmitida
para as gerações seguintes até todas as colônias da espécie
passaram a apresentá-la. (Próximo passo: Alternativa 7)
Alternativa 6. A formação de uma bolsa flutuante
resolveu o problema da locomoção destes seres. Muito tempo
depois disto, as colônias, que tinham uma forma esférica,
começaram a apresentar prolongamentos formados por longas
faixas de células, umas presas as outras. Estes prolongamentos
se tornaram uma vantagem pois funcionavam como tentáculos
que ajudavam a carregar alimento para o interior da colônia,
tornando a alimentação muito mais eficiente.
Alternativa 7. Estas colônias, que agora tinham uma
abertura para entrada e outra para saída de água, eram colônias
sésseis, que se fixavam em pedras. Uma época, porém, o rio
passou a ser habitado por uma espécie de caranguejo. Algumas
colônias, então, ao invés de se fixarem nas pedras, passaram,
acidentalmente, a ficar aderidas na carapaça deste caranguejo.
Isto também representou uma vantagem adaptativa para a
colônia pois ela pôde agora explorar outros ambientes do rio, se
locomovendo nas costas do caranguejo.
Questões:
a) Com base no caminho evolutivo escolhido por você, comente sobre os fatores, condições ou pressões
que levaram o ser unicelular, apresentado no início, até sua forma final.
b) Que adaptações surgidas ao longo do caminho evolutivo escolhido que você considera importantes?
Que vantagens elas trazem?