Um pouco de História

Fixismo

• Predominante durante vários milênios
• Ideia de que as espécies eram fixas ao longo do tempo
• Não havia alterações
• Vinculada ao criacionismo

1a Edição de Philosophie Zoologique, de Jean-Baptiste Lamarck

Lamarck rompe com o fixsmo

• Diferente do pensamento hegemônico da época, Lamarck propõe que as espécies mudam ao longo do tempo
• Ele foi o primeiro a desenvolver um material que descrevesse como seria esse processo e o apresentou à comunidade científica (1809)

As espécies mudam ao longo do tempo.

Lamarckismo

Ortogênese de Lamarck

• Ideia central do texto de Lamarck;
• Ortogênese: hipótese evolutiva de que os organismos possuem uma tendencia inata de evoluir progressivamente para organismos mais complexos, motivada por alguma "força motriz";
• Visão teleológica da biologia;
• Lamarck intitula essa ideia de "Tendencia Progressiva Inerente"

Força complexificante

Phyla

Vertebrados

Moluscos

Insetos

Vermes

Água-vivas

Infusórios

Forca adaptativa

Gêneros e especies

Lamarckismo

• No texto de Lamarck, duas leis se sobressaem e pautam a discussão sobre evolução. São elas:
• Lei do uso e desuso: "O desenvolvimento de órgãos, e de sua habilidade, são constatemente um resultado do uso destes órgãos."
• Lei da herança das características adquiridas: "Tudo que foi adquirido, traçado, ou alterado, na fisiologia de indivíduos, durante sua vida, é conservado através da gênese, reprodução, e transmitido a novos indivíduos que são relacionados aqueles que passaram por essas mudanças."

As Leis de Lamarck

Lei do uso e desuso

O exemplo utilizado por Lamarck é a girafa

Ancestral de pescoço curto

Continua esticando o pescoço para alcançar folhas mais altas

E esticando

E esticando ate o pescoço se tornar mais longo

Lamarckismo

• A lei do uso e desuso determina como as características são adquiridas.
• A lei da herança fala como tais características seriam passadas pelas gerações.
• Assim, a girafa que teve o pescoço alongado durante a vida teria uma descendência com o pescoço um pouco mais longo.

Lamarckismo

Lei da herança das características adquiridas

• Quanto a forca complexificante: hoje sabemos que a evolução não ocorre em um gradiente de complexidade, mas é guiada pelo meio através da seleção natural;
  • Isso ficará mais nítido nas próximas aulas
• Quanto à forca adaptativa:
•  → Lei do uso e desuso: de fato, temos mecanismos para adaptação de indivíduos, mas não da forma descrita por Lamarck.
• → Lei da herança das características adquiridas: ainda que certas adaptações ocorram, essas características não são transmitidas entre as gerações. Lembram dos conceitos de fenótipo e genótipo?

Lamarckismo

Erros de Lamarck

Darwin e a Origem das Especies

• Em 1831, Charles Darwin partiu a bordo do HMS Beagle com o objetivo de mapear a costa da America do Sul;
• Em uma das paradas, nas ilhas Galápagos, um arquipélago na costa do Equador, observou que os tentilhões de diferentes ilhas possuíam diferentes bicos. É dito que esse achado motivou seus trabalhos em "A Origem das Especies";

A Origem das Especies

O "Beagle" e as ilhas Galápagos

A Origem das Especies

• Darwin propôs a "descendência com modificações";
• Todas as espécies evoluem e tem possuem um ancestral comum;
• A "Arvore da Vida" de Darwin mostra como uma espécie pode se diferenciar em duas com o passar do tempo e como esse processo pode se repetir, produzindo um conjunto de espécies correlacionadas;

• O meio e suas variações agem como forca seletora, a partir de um processo chamado de seleção natural;
• Essa ideia se contrapõe à de Lamarck:
  • os indivíduos selecionados não são necessariamente mais complexos, mas sim mais adaptados para aquele meio.Não é teleológico
  • Não é pelo uso e desuso: a variabilidade já existe
• Quando ocorre uma mudança no meio, os organismos adaptados para aquela mudança sobrevivem, enquanto os que não se adequam morrem;

Seleção Natural

• Existem características herdáveis (que são passadas de uma geração para outra);
• A prole varia quanto as suas características herdáveis (existe um certo grau de variação que pode ocorrer dentro de uma mesma espécie, como cor, forma, tamanho...)
• Nem toda prole sobrevive até a reprodução (as características daqueles que conseguem se reproduzir prevalecem sobre as dos que não conseguem)

Seleção Natural

A Seleção Natural se baseia nas seguintes observações:

Aplicações das Ideias de Darwin

Exemplos Seleção Natural

Reprodução: Khan Academy

Os Tentilhões de Darwin

Os tentilhões das diferentes ilhas possuem formatos de bicos diferentes. Isso acontece porque o alimento disponível em cada ilha seria diferente, selecionando o formato de bico mais apropriado para cada ilha.

A Mariposa Negra

Por consequência do processo de industrialização da cidade de Londres durante a Revolução Industrial, as emissões de carbono escureceram as arvores, permitindo que as mariposas negras se camuflassem melhor e fossem selecionadas.

Os Elefantes sem Presas

Curiosidade:

Lamarck vs. Darwin

Para Darwin

• Seleção Natural
• Organismos mais adaptados prevalecem

Para Lamarck

• "Tendencia Progressiva Inerente"
•  Organismos mais complexos prevalecem

Lamarck vs. Darwin

Diferenças principais

Lamarck vs. Darwin

Curiosidade!

Erasmus Darwin, avô paterno de Charles Darwin, também foi um cientista importante em seu tempo.

Seu trabalho foi utilizado por Lamarck na elaboração de sua "Filosofia Zoológica".

Darwin não explica

Hereditariedade

• A primeira grande questão que surge dos trabalhos de Darwin é: como as características são passadas entre as gerações?
• O único problema era: Darwin não sabia explicar como o processo funcionava.

• Contudo, Gregor Mendel já desenvolvia trabalhos acerca do tópico, os quais não alcançaram relevância acadêmica a época.
• Mendel conhecia os trabalhos de Darwin e ate tentou contacta-lo pois acreditava que suas descobertas seriam complementares (e estava certo!).
• Porém, Darwin disse "sem tempo, irmão"
• A biologia permaneceu sem respostas por algumas décadas ainda
• As ideias de Darwin e Mendel pareciam bem opostas...

Hereditariedade

Variabilidade

Origem da Vida

🤔 Eaí, comé que fica?

A Grande Síntese

"O declínio do Darwinismo, agora chamado de 'eclipse' do Darwinismo, começou no fim dos anos 1800 (...)

• Como disse um observador, a seleção natural era responsável pela sobrevivência, mas não pelo surgimento do mais apto"

"[Morgan] iniciou sua carreira numa época curiosa da história da ciência, por volta de 1900, momento de eclosão de uma guerra civil pouco civilizada entre a genética de Mendel e a seleção natural de Darwin. As coisas ficaram tão feias que a maioria dos biólogos achou que uma das teorias deveria ser exterminada"

- O Polegar do Violinista

Genética

Evolução

🤝🤝🤝

• Grande Síntese da Biologia
• Também conhecida como:
  • Neodarwinismo
  • Teoria Sintética da Evolução

Hereditariedade

Neodarwinismo

Com os estudos realizados sobre o assunto, passamos a melhor entender mecanismos relacionados a hereditariedade e as causas de mudanças no material genético (mutações e recombinações), as quais produziriam diferentes fenótipos.

Variabilidade

Adaptação

Seleção Natural

• No começo do século XX, estudos começaram a tentar entender os trabalhos de Mendel, dando início à genética
• Percebeu-se que os genes estão localizados nos cromossomos
• Um cromossomo abriga vários genes
• Para um gene existem alelos
• Mutações acontecem ao acaso e podem modificar o fenótipo

• Além disso, descobriu-se o crossing-over
  • Cromossomos homólogos trocando alguns pedaços na meiose
  • Isso aumenta a variabilidade
  • E, como consequência, torna os genes "unidades evolutivas"

• A partir dos conhecimentos sobre a hereditariedade e a variabilidade, tornou-se possível estudar como os genes se comportam em uma escala maior
• É a Genética de Populações
• Essa área tornou-se fundamental para apoiar o neodarwinismo

Variabilidade

Adaptação

Seleção Natural

Recombinação Gênica

Mutações

• As mutações ocorrem ao acaso. Não acontecem com algum propósito
• Elas simplesmente acontecem
• Se for benéfica naquele contexto, a frequência do alelo aumentará na população

Variabilidade nas Espécies

De onde vem essa variabilidade?

A variabilidade dos organismos pode vir de dois fatores principais:

Reprodução sexuada e variabilidade

A reprodução sexuada produz variabilidade devido a:

• ​Meiose gamética: como as células germinativas,os gametas, são formadas por meiose, temos a aplicação da Lei da Segregação Independente de Mendel, aumentando a quantidade de resultados diferentes para a gametogênese e, portanto, a variabilidade.
• Fenômeno de Crossing Over: a ocorrência desse fenômeno intensifica a variabilidade promovida pela meiose gamética.

Afinal, o que é evoluir?

• Darwin não usou a palavra "evolução"

• Com a grande síntese, evoluir vira um conceito bem definido
• Significa mudança na frequência alélica
• Se mudou, evoluiu

• Não precisa ter ficado "melhor". Basta ter mudado!

• Quando uma população está em equilíbrio de Hardy-weinberg, ela não está evoluindo

Mecanismos da Evolução

Tudo aquilo que vai causar alterações na frequência alélica