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Evolução e Coevolução: Processos e Padrões de Evolução

Por Ananda Antenor e Angela Fushita

Por Nação Sampa News em 03/03/2022 às 11:37:45

Ananda de Oliveira Gonçalves Antenor



Ananda de Oliveira Gonçalves Antenor: Graduada no Bacharelado em Ciência e Tecnologia (BC&T) (2016) e Engenharia Ambiental e Urbana (2018), pela Universidade Federal do ABC - UFABC e mestranda pelo programa de Ciência e Tecnologia Ambiental na mesma universidade (2020). Atualmente, cursando Ciências da Computação (Pós - BC&T) e iniciando o doutorado no programa em Evolução e Diversidade.




Angela Terumi Fushita: Bacharel e licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de São Carlos (2003), especialista em Geoprocessamento e mestrado em Ecologia e Recursos Naturais pela Universidade Federal de São Carlos (2006) e doutorado em Ecologia e Recursos Naturais pela Universidade Federal de São Carlos (2011). Atualmente é professora adjunta da Universidade Federal do ABC. Tem experiência na área de Ecologia, com ênfase em Ecologia da Paisagem e Áreas protegidas, atuando principalmente nos seguintes temas: ecologia da paisagem, planejamento ambiental e indicadores da paisagem.





Como um complemento ao tema de serviços ecossistêmicos, eu e a Dra. Angela, resolvemos fazer uma série em seis partes sobre alguns tópicos relacionados à evolução e coevolução, que consideramos ser interessante para aprofundar o conhecimento dos leitores do Portal Nação Sampa News sobre muitos temas que são discutidos em Meio Ambiente e Biologia.

Na primeira parte, trouxemos a temática de "Darwin e a Seleção Natural" baseada na jornada de Darwin para estudar os famosos tentilhões do arquipélago de Galápagos. Além disso, começamos a mostrar como a seleção natural atua nas populações e como ocorrendo variações ou diferenças nos indivíduos a população é afetada ao longo do tempo.

A seguir, vamos discutir com mais detalhes como os processos e padrões de evolução aprofundam essas diferenças nas populações ao longo do tempo. Os parágrafos abaixo foram trazidos do livro Biologia, do OpenStax [1].

A seleção natural só ocorre se houver variação, ou diferenças, entre os indivíduos de uma população. É importante ressaltar que essas diferenças devem ter alguma base genética; caso contrário, a seleção não levará à mudança na próxima geração. Isso é crítico porque a variação entre os indivíduos pode ser causada por razões não genéticas, como um indivíduo ser mais alto devido a uma melhor nutrição, em vez de genes diferentes.

A diversidade genética em uma população provém de dois mecanismos principais: mutação e reprodução sexuada. A mutação, uma mudança no DNA, é a fonte final de novos alelos ou nova variação genética em qualquer população. As alterações genéticas causadas pela mutação podem ter um de três resultados no fenótipo. Uma mutação afeta o fenótipo do organismo de uma forma que pode reduzir sua aptidão - probabilidade de sobrevivência ou menos descendência, ou produzir um fenótipo com um efeito benéfico na aptidão. E, ainda, muitas mutações também não terão efeito na adequação do fenótipo; essas são chamadas de mutações neutras. As mutações também podem ter uma ampla gama de tamanhos de efeito na aptidão do organismo que as expressa em seu fenótipo, de um efeito pequeno a um grande efeito. A reprodução sexual também leva à diversidade genética: quando dois pais se reproduzem, combinações únicas de alelos se reúnem para produzir os genótipos únicos e, portanto, os fenótipos em cada um dos descendentes.

Um traço hereditário que ajuda a sobrevivência e reprodução de um organismo em seu ambiente atual é chamado de adaptação. Os cientistas descrevem grupos de organismos que se adaptam a seu ambiente quando ocorre uma mudança na faixa de variação genética ao longo do tempo que aumenta ou mantém o "ajuste" da população ao seu ambiente. Os pés palmados dos ornitorrincos são uma adaptação para a natação. O pelo grosso dos leopardos das neves é uma adaptação para viver no frio. A velocidade das chitas é uma adaptação para capturar presas. O bico forte e curvo da arara-azul é uma adaptação para quebrar sementes.

Se uma característica é ou não favorável depende das condições ambientais da época. As mesmas características nem sempre são selecionadas porque as condições ambientais podem mudar. Por exemplo, considere uma espécie de planta que cresceu em um clima úmido e não precisava conservar água. Folhas grandes foram selecionadas porque permitiam que a planta obtivesse mais energia do sol. As folhas grandes requerem mais água para se manter do que as folhas pequenas, e o ambiente úmido oferece condições favoráveis para sustentar as folhas grandes. Depois de milhares de anos, o clima mudou e a área não tinha mais excesso de água. A direção da seleção natural mudou de modo que as plantas com folhas pequenas foram selecionadas porque essas populações foram capazes de conservar água para sobreviver às novas condições ambientais.

A evolução das espécies resultou em uma enorme variação na forma e na função. Às vezes, a evolução dá origem a grupos de organismos que se tornam tremendamente diferentes uns dos outros. Quando duas espécies evoluem em direções diversas a partir de um ponto comum, isso é chamado de evolução divergente. Essa evolução divergente pode ser vista nas formas dos órgãos reprodutivos das plantas com flores que compartilham as mesmas estruturas anatômicas básicas; no entanto, eles podem parecer muito diferentes como resultado da seleção em diferentes características do meio físico e da adaptação a diferentes tipos de polinizadores (Figura 1).


Photo showing a Dense Blazing Star (Liatrus spicata) and a Purple Coneflower (Echinacea purpurea).


Figura 1 - As plantas com flores evoluíram de um ancestral comum. Observe que a (a) "estrela em chamas densa" (Liatrus spicata) e a (b) "flor de cone" roxa (Echinacea purpurea) variam na aparência, embora ambas compartilhem uma morfologia básica semelhante. (crédito a: modificação da obra de Drew Avery; crédito b: modificação da obra de Cory Zanker). Fonte: OpenStax.


Em outros casos, fenótipos semelhantes evoluem independentemente em espécies que muitos poderiam acreditar estarem próximas em árvores filogenéticas. Por exemplo, o voo evoluiu tanto em morcegos quanto em insetos, e ambos têm estruturas que chamamos de asas, que são adaptações ao voo. No entanto, as asas de morcegos e insetos evoluíram a partir de estruturas originais muito diferentes. Esse fenômeno é chamado de evolução convergente, em que características semelhantes evoluem independentemente em espécies que não compartilham um ancestral comum. As duas espécies desempenham a mesma função, voando, mas o faziam separadamente.

Essas mudanças físicas ocorrem ao longo de enormes intervalos de tempo e ajudam a explicar como a evolução ocorre. A seleção natural atua em organismos individuais, que por sua vez podem moldar uma espécie inteira. Embora a seleção natural possa funcionar em uma única geração em um indivíduo, pode levar milhares ou até milhões de anos para que o genótipo de uma espécie inteira evolua. Foi durante esses longos períodos de tempo que a vida na Terra mudou e continua mudando.

Nesta segunda parte, começamos a compreender como os diferentes processos e padrões de evolução atuam no indivíduo e como isso afeta as populações e como a seleção natural em um momento pode ter uma direção de diferenciação e em outro momento por condicionantes ambientais mudar a sua direção e afetar as populações de forma totalmente distinta. Na parte três desta série, vamos discutir com mais detalhes as evidências da evolução.

Referências bibliográficas:

[1] O texto sobre Evolução foi traduzido da Unidade 4, capítulo 18.1 "Compreendendo a evolução" do livro Biologia, do OpenStax que é uma organização sem fins lucrativos com sede na Rice University. Eles possuem uma biblioteca com 20 livros universitários sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional (CC BY). Para acessar o capítulo em inglês: https://openstax.org/books/biology/pages/18-1-understanding-evolution


Fonte: Ananda Antenor e Angela Fushita

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