PONTOS DA EVOLUÇÃO BIOLOGICA: TEORIA E TRANSFORMAÇÕES DAS GERAÇÕES

PONTOS DA EVOLUÇÃO BIOLOGICA: TEORIA E TRANSFORMAÇÕES DAS GERAÇÕES

Por: José Carlos Alves da Costa

INTRODUÇÃO:

Sabemos que a evolução biológica caracteriza-se pelo processo em curso de transformação de espécies através de mudanças em gerações sucessivas, e que se reflete com isso, na mudança das frequências ocorridas na população. Geralmente, qualquer processo de mudança ao longo do tempo é chamado de evolução . No contexto das ciências da vida , a evolução é uma mudança no perfil genético de uma população de indivíduos, o que pode levar ao aparecimento de novas espécies . Desde a década de 1940 , quando surgiu a nova ciência da genética, a evolução foi definida mais especificamente como uma mudança na frequência dos alelos entre uma geração e a seguinte.Como a palavra evolução pode ser usada em muitos contextos diferentes, mesmo em círculos biológicos, é útil identificar corretamente alguns termos. A evolução, estritamente falando, é a mudança na frequência de ocorrências genéticas durante um período de tempo dentro de um grupo de genes. A teoria da evolução é o modelo científico que descreve a origem de todos os organismos vivos de um ancestral comum. Charles Darwin e Alfred Russel Wallace propuseram a seleção natural como um mecanismo de evolução. A maneira pela qual essa seleção natural atua é objeto de várias propostas, como gradualismo e equilíbrio pontuado, entre outras. Na linguagem coloquial, a palavra "evolução" é usada para designar o fato de que todas as espécies atuais compartilham um ancestral comum e para falar sobre teorias científicas sobre os mecanismos pelos quais esse fenômeno ocorre, como a teoria por Charles Darwin sobre seleção natural e teorias de Gregor Mendel sobre genética. Na síntese evolutiva moderna da evolução, significa uma mudança na frequência de um alelo dentro de um reservatório genético . Essa mudança pode ser causada por vários mecanismos diferentes: seleção natural ,deriva genética ou alterações na estrutura de uma população ( fluxo genético ). Essa teoria é a que é mais amplamente aceita, porque é a única teoria científica. O criacionismo e Lamarckism não são teorias científicas.

Palavras Chaves: Evolução; Teoria da Evolução; Linhagem Evolutiva.

Teoria Científica:

A síntese moderna, como sua formação darwiniana e genética mendeliana , é uma teoria científica. A evolução biológica é um fenômeno natural real, observável e empiricamente verificável. São as explicações conceituais ou modelagem dos mecanismos e processos envolvidos, que compõem a moderna teoria da evolução, chamada síntese moderna da evolução. Como qualquer teoria científica, o componente especulativo está sujeito à verificação e falsificação de hipóteses; Mas nas ciências biológicas atuais, a síntese moderna é a teoria mais robusta para explicar fenômenos evolutivos, como variação e especiação.

A síntese moderna da evolução é baseada em três aspectos fundamentais:

1 - A ancestralidade comum de todos os organismos de um único ancestral.

2 - A origem de novos personagens em uma linhagem evolutiva.

Os mecanismos pelos quais alguns caracteres persistem enquanto outros desaparecem.

Diz-se que um grupo de organismos tem ancestralidade comum quando possuem um ancestral comum. Na biologia , a teoria do ancestral comum universal propõe que todos os organismos na Terra descendem de um ancestral comum ou de um recurso genético comum (embora se suspeite que a vida possa ter surgido no máximo, cerca de 10 vezes no decorrer da vida). história, isso não elimina a possibilidade de que todas as formas de vida que conhecemos hoje descendem de um único ancestral comum; uma vez que isso depende principalmente das capacidades replicativas diferenciais desses primeiros organismos).

Evidências de um ancestral comum podem ser encontradas nas características compartilhadas entre todos os organismos vivos. No tempo de Darwin, apenas evidências de características compartilhadas podiam ser encontradas observando semelhanças na morfologia , como o fato de que todos os pássaros - mesmo aqueles que não voam - têm asas. Atualmente, a teoria da evolução encontrou evidências que a sustentam devido ao estudo do DNA por outro ramo da ciência, como a genética . Por exemplo, todos os seres vivos usam ácidos nucleicos como material genético e, adicionalmente, usam os mesmos vinte aminoácidos que os blocos de construção paraproteínas . Todos os organismos usam o mesmo código genético (com algumas derivações extremamente raras e menores) para traduzir sequências de ácidos nucleicos em proteínas. Como a seleção dessas características é arbitrária, sua universalidade é uma forte evidência em apoio à teoria de origem comum para todos os seres vivos.Além disso, a abiogênese - geração de vida a partir de matéria inerte - nunca foi observada, indicando que a origem da vida a partir de componentes não-vivos é extremamente rara ou ocorre apenas em condições muito diferentes das que possui. a Terra hoje. No entanto, o experimento de Miller-Urey em 1953 sugeriu que a abiogênese era possível nas condições primordiais.

Como a abiogênese é rara ou impossível nas condições atuais e o processo evolutivo é extremamente lento, a diversidade e a complexidade da vida moderna exigem que a Terra tenha bilhões de anos. Isso é compatível com evidências geológicas indicando que a Terra tem aproximadamente 4,6 bilhões de anos (Veja cronologia da evolução ). Informações sobre o desenvolvimento do início da vida incluem dados das áreas de geologia e ciência planetária . Essas ciências fornecem informações sobre a história da Terra e as mudanças produzidas nela pela existência da vida. Grandes quantidades de informações sobre os estágios iniciais da Terra foram destruídas devido a processos geológicos que ocorreram desde então.

Os fósseis são importantes para estimar quando várias linhagens desenvolvidas. Como a fossilização é incomum, pois geralmente requer que partes duras (como ossos) sejam depositadas e a morte ocorra perto de um local onde os sedimentos estão sendo depositados , o registro fóssil fornece apenas informações desagregadas e intermitentes sobre a evolução da vida. A evidência fóssil dessa vida é dispersa antes da evolução de organismos com partes duras do corpo, como conchas, ossos e dentes, mas existe na forma de microfósseis antigos e a fossilização de tocas antigas e alguns organismos do corpo macio.

No entanto, evidências fósseis de organismos pré-históricos foram encontradas em toda a Terra. A idade dos fósseis geralmente pode ser deduzida a partir do contexto geológico em que foram encontrados; e sua idade absoluta pode ser verificada com radiometria. Alguns fósseis lembram organismos atuais, enquanto outros são radicalmente diferentes. Fósseis foram usados para determinar quando uma linhagem se desenvolveu e podem ser usados para demonstrar continuidade entre duas linhagens diferentes através dos "fósseis de transição". A paleontologia investiga a evolução principalmente através da análise de fósseis.

A filogenia , estudando a ascendência de espécies revelou que as estruturas com organização interna semelhante pode executar funções divergentes. Membros vertebrados são um exemplo comum dessas "estruturas homólogas". Um órgão ou estrutura vestigial pode existir com propósitos limitados ou inexistentes em um organismo, mas com um objetivo claro em outro. As rodas de teste e apêndice vermiforme seres humanos são exemplos comuns (embora, em última instância Neste caso, é conhecido por possuir funções imuno-relacionada, embora este não é essencial). A comparação de sequências de genes revela que organismos filogeneticamente próximos possuem um maior grau de similaridade de sequências que organismos filogeneticamente distantes. Por exemplo, é observada aproximadamente 1,2% de divergência (com base em substituições) entre seqüências neutras de DNA humano e aquelas do parente vivo mais próximo da espécie Homo sapiens , ou seja, o chimpanzé ; enquanto o número é de 1,6% comparado aos do gorila e 6,6% para o babuíno . A comparação de seqüências é considerada uma medida tão robusta que geralmente é usada para corrigir erros na árvore filogenética, nos casos em que outros tipos de evidência são escassos.

Por outro lado, há outra fonte de evidência para descendência comum, daquilo que tem sido chamado de relés de genes . Os pseudogenes são regiões de ADN homólogo com respeito a um gene de um organismo relacionado, mas são não altivo e aparecem a ser sujeito a um processo contínuo de degeneração.

Como os processos metabólicos não deixam fósseis, pesquisas sobre a evolução dos processos celulares básicos são realizadas através de comparações entre os organismos atuais. Numerosas linhagens divergiram em diferentes estágios de desenvolvimento, portanto torna-se teoricamente possível determinar em que ponto certos processos metabólicos apareceram comparando características dos descendentes de um ancestral comum.

A origem da vida não tem nada a ver com a teoria da evolução. Não se sabe muito sobre os estágios iniciais do desenvolvimento da vida. No entanto, todos os organismos existentes compartilham certas características, incluindo estrutura celular e código genético (para cientistas que consideram vírus como seres vivos, embora não tenham estrutura celular, eles evoluíram a partir de organismos que eles possuíam, provavelmente se comportando originalmente como transposons ). A maioria dos cientistas interpreta essas semelhanças como evidência de que todos os organismos existentes compartilham um ancestral comum, que já havia desenvolvido processos celulares.mais fundamental, mas não há acordo na comunidade científica sobre a relação dos três domínios da vida ( Archaea , Bacteria , Eukaryota ) ou sobre a origem da vida. As tentativas feitas para tentar revelar a história mais antiga da vida geralmente se concentram no comportamento de macromoléculas, particularmente RNA , e no comportamento de sistemas complexos.

Embora as origens da vida ainda sejam desconhecidas para nós, outros marcos na história evolutiva da vida são bem conhecidos. O surgimento da fotossíntese oxigênio (cerca de 3 bilhões de anos atrás) e o surgimento subsequente de uma atmosfera rica em oxigênio e não redutora podem ser rastreados através de depósitos laminares de ferro e faixas vermelhas subsequentes resultantes de óxidos de ferro. Esse era um pré-requisito necessário para o desenvolvimento da respiração celular aeróbica, que se acredita ter surgido aproximadamente 2000 milhões de anos atrás. Nos últimos bilhões de anos, organismos multicelulares simples, plantas e animais, começaram a aparecer nos oceanos. Logo após o surgimento dos primeiros animais, a explosão cambriana (um breve período de diversificação animal inigualável e notável, documentada nos fósseis encontrados nos sedimentos de Burgess Shale, viu a criação da maioria dos bauplanos , ou tipo de plano, de animais modernos, cerca de 500 milhões de anos atrás, plantas e fungos colonizaram a terra e foram rapidamente seguidos por artrópodes e outros animais, levando ao desenvolvimento de ecossistemas terrestres com os quais estamos familiarizados.

O Surgimento de novos personagens

Na época de Darwin, os cientistas discordaram sobre como as características são herdadas. Atualmente, a origem das características mais herdadas pode ser atribuída a entidades persistentes chamadas genes , codificadas em moléculas lineares chamadas DNA . O DNA varia entre membros da mesma espécie e também sofre alterações ou mutações. Existem também formas de variação herdada que não são baseadas no DNA. O processo que produz essas variações deixa intacta a informação genética e muitas vezes é reversível. Esse processo é chamado de herança epigenética e pode incluir fenômenos como a metilação do DNA, herança estrutural . Ainda está investigando se esses mecanismos permitem a produção de variações benéficas específicas em resposta a sinais ambientais. Se for esse o caso, alguns exemplos de evolução podem ocorrer fora da estrutura tipicamente darwiniana, o que evitaria qualquer conexão entre sinais ambientais e a produção de variações hereditárias.

Darwin não sabia a fonte das variações nos organismos individuais, mas observou que elas pareciam ocorrer aleatoriamente. Em trabalhos posteriores, a maioria dessas variações foi atribuída à mutação. A mutação é uma alteração permanente e transmissível no material genético (geralmente DNA ou RNA ) de uma célula , que pode ser produzida por erros de cópia no material genético durante a divisão celular e pela exposição a radiação , produtos químicos ou vírus , ou pode ocorrer deliberadamente sob controle celular durante processos como meiose ou hipermutação. Nos organismos multicelulares, as mutações podem ser divididas em mutações da linha germinativa, que são transmitidas a filhotes e mutações somáticas , que (quando acidentais) geralmente levam a malformações ou morte celular e podem causar câncer .

Por que as mutações são importantes? Mutações introduzem novas variações genéticas, sem as quais não haveria evolução. As mutações neutras não afetam as chances de sobrevivência de organismos e seu ambiente natural e pode se acumular ao longo do tempo, o que pode produzir o que é conhecido como equilíbrio pontuado , que é uma interpretação moderna da teoria clássica da evolução.

A maioria dos biólogos acredita que a adaptação ocorre pelo acúmulo de muitas pequenas mutações sem efeitos visíveis. No entanto, a macromutação é um processo alternativo de adaptação, onde ocorre uma única grande mutação. Sobrevivência diferenciada de recursos. Ao mesmo tempo em que a mutação pode criar novos alelos , outros fatores influenciam a frequência dos alelos existentes. Esses fatores fazem com que algumas características se tornem frequentes, enquanto outras diminuem ou são completamente perdidas. Existem três processos conhecidos que influenciam a persistência de uma característica, ou mais precisamente, a frequência de um alelo:

* Deriva genética

* Fluxo genético

* Seleção natural

A seleção natural é baseada em taxas diferenciadas de sobrevivência e reprodução como resultado do meio ambiente. Mortalidade diferenciada é a taxa de sobrevivência de indivíduos até a idade da reprodução. Quando sobrevivem, ainda são selecionados por fertilidade diferenciada - ou seja, sua contribuição genética total para a nova geração.

A seleção natural pode ser dividida em duas categorias:

*A selecção ecológico ocorre quando os organismos que sobrevivem e se reproduzem aumentar a frequência dos seus genes em património genético comum daqueles que não sobrevivem.

*A seleção sexual ocorre quando organismos mais atraentes para o sexo oposto por causa de suas características reproduzem mais e aumentar a freqüência de seu tipo no património genético comum.

A seleção natural trabalha com mutações de diferentes maneiras:

A seleção purificadora ou fundo elimina mutações deletérias em uma população.

*A seleção positiva aumenta a frequência de mutações benéficas.

*A seleção do balanceamento mantém as variações dentro de uma população por meio de mecanismos como:

*A predominância ou vantagem heterozigótica , onde o heterozigoto é melhor adaptado do que qualquer uma das formas homozigóticas (cujo exemplo mais famoso é a anemia falciforme ou anemia falciforme que confere resistência à malária em humanos )

*A seleção dependente da freqüência , onde variantes raras têm uma maior taxa de adaptação. O papel central da seleção natural na teoria da evolução deu origem a uma forte conexão entre esse campo e o estudo da ecologia .

Mutações que não são afetadas pela seleção natural são chamadas mutações neutras . Sua frequência na população é ditada completamente pela deriva genética e fluxo genético. Entende-se que a sequência de DNA de um organismo, na ausência de seleção, sofre um acúmulo estável de mutações neutras. O provável efeito de mutação é a proposta de que um gene que não esteja em seleção seja destruído por mutações acumuladas. Este é um aspecto da chamada degradação genômica .

*A seleção de organismos por suas características desejáveis, quando causada pelo homem, por exemplo para a agricultura, é chamada seleção artificial .

*A evolução baldwiniana refere-se à maneira pela qual os seres humanos, capazes de aprender, podem mudar seu ambiente ou o ambiente de outras espécies, resultando em novas forças de seleção.

A deriva genética descreve as alterações na frequência do aleloque não origina as pressões da seleção, mas deve-se a eventos não relacionados à herança. Isso é especialmente importante em populações pequenas, onde as chances de flutuação de uma geração para a próxima são grandes. Essas flutuações na frequência alélica entre gerações sucessivas podem resultar no desaparecimento de alguns alelos de uma população. Duas populações separadas que começam com a mesma frequência de alelo podem derivar por flutuação aleatória em duas populações divergentes com um conjunto diferente de alelos (por exemplo, alelos presentes em uma população e desaparecidos na outra). Alguns eventos raros e raros, como uma explosão vulcânica, o impacto de um meteorito, etc.normal .

Muitos aspectos da deriva genética dependem do tamanho da população (geralmente abreviado como N). Em populações pequenas , a deriva genética pode produzir grandes mudanças na frequência dos alelos de uma geração para a próxima, enquanto em grandes populações as mudanças na frequência do alelo geralmente são muito pequenas. A importância relativa da seleção natural e da deriva genética na determinação do destino das novas mutações também depende do tamanho da população e da pressão para a seleção: Quando N × s (tamanho da população multiplicado pela pressão por a seleção) é pequena, predomina a deriva genética. Assim, a seleção natural é mais eficienteem grandes populações ou em outras palavras, a deriva genética é mais poderosa em pequenas populações. Por fim, o tempo que leva para um alelo olhar para uma população por desvio genético (ou seja, o tempo que leva para todos os indivíduos da população possuírem esse alelo) depende do tamanho da população: quanto menor a população, menos tempo leva a fixação do alelo.

Fluxo genético

O fluxo genético é o único mecanismo através do qual as populações se tornam geneticamente homogêneas enquanto formam um grande patrimônio genético comum. As migrações de uma população para áreas ocupadas por uma segunda população podem produzir fluxo genético. O fluxo genético opera quando não há obstáculos culturais ou geográficos.

Microevolução e macroevolução

Microevolução é um termo usado para se referir a mudanças de frequência de genes em pequena escala em uma população ao longo de várias gerações. Essas alterações podem ocorrer devido a um certo número de processos: mutação, fluxo gênico, desvio de genes e seleção natural. Os genética de populações é o ramo da biologia que fornece a estrutura matemática para o estudo dos processos de microevolução. Por exemplo As raças de cores na população mundial

Alterações em larga escala que ocorrem por longos períodos de tempo são comumente chamadas de macroevolução (por exemplo, anfíbios que evoluíram de um grupo de peixes ósseos). Este termo refere-se às mudanças que resultam em organismos substancialmente diferentes e, geralmente, são usadas para eventos que resultam em especiação , a evolução de uma nova espécie. Os biólogos geralmente não fazem uma separação absoluta entre macroevolução e microevolução por várias razões, incluindo o fato de que não há uma definição universal do que constitui uma "mudança macroevolutiva" Fenômenos de mutação em certas espécies (as mutações não são necessariamente mutações pontuais, mas podemos estar nos referindo a deleções , inserções e outras mutações cromossômicas ), resultando em espécies inteiramente novas, que foram observadas tanto em condições de laboratório quanto na natureza.

A relação entre microevolução e macroevolução pode ser resumida da seguinte forma: macroevolução é o resultado a longo prazo de microevoluções sucessivas que, com o tempo, resultam em duas populações de organismos tão diferentes, que se pode dizer que ocorreram. Um processo de especiação. Do ponto de vista biológico, não há diferença real entre macro e microevolução. Os dois termos foram criados pelos criacionistas para as diferenças entre a evolução visível e testável na forma experimental e a macroevolução extrapolada e não verificável experimentalmente.

Especiação e extinção

A especiação é o aparecimento de uma ou mais espécies a partir de um pré-existente. Existem vários mecanismos pelos quais isso pode ocorrer. A especiação alopátrica começa quando uma subpopulação de uma espécie é geograficamente separados, por exemplo por fragmentação habitat ou migração . A especiação ocorre quando novas espécies surgem na mesma região geográfica. A especiação peripatric proposto por Ernst Mayr , é um tipo de especiação entre as extremidades da especiação alopátrico e simpátrico. A especiação periférica é um suporte fundamental da teoria do equilíbrio pontuado . O Especiação parapátrica em que as espécies ocupam áreas biograficas circundantes, mas há um baixo fluxo genético. Extinção é o desaparecimento de espécies (por exemplo, de seu pool genético). O momento de extinção é geralmente considerado como a morte do último indivíduo pertencente a uma espécie. A extinção não é um processo incomum medido no tempo geológico - as espécies são criadas por especiação e desaparecem por extinção.

Conclusão

Em linhas gerais, antes do início dos estudos sérios da geologia como ciência, no início do século XIX , as religiões ocidentais quase unanimemente descartaram ou condenaram qualquer proposta que implique que a vida seja o resultado de um processo evolutivo, assim como quase qualquer outro cientista. . No entanto, quando as evidências geológicas começaram a se acumular em todo o mundo, um grupo de cientistas começou a questionar se uma interpretação literal da criação relatada na Bíblia judaico-cristã poderia ser conciliada com suas descobertas (e suas implicações). Alguns geólogos religiosos, como Dean William Auckland na Inglaterra, Edward Hitchcock na América do Norte e Hugo Millarna Escócia, eles continuaram a justificar as evidências em termos de um dilúvio universal , mas depois que Charles Darwin publicou sua Origem das espécies em 1859 , a opinião científica começou a se afastar rapidamente da interpretação literal da Bíblia. Esse debate inicial sobre a validade literal da Bíblia não foi realizado a portas fechadas e desestabilizou a opinião educacional dos dois continentes. Eventualmente, ele instigou uma contra-reforma que assumiu a forma de um renascimento religioso nos dois continentes entre 1857 e 1860 . Alguns grupos, principalmente nos Estados Unidos, interpretam nas Escrituras que um ser supremo criou diretamente seres humanos e outros animais como espécies separadas. Essa visão é comumente chamada criacionismo e ainda é defendida por alguns grupos religiosos, particularmente entre os protestantes americanos. Isso levou a um conflito difícil entre a criação e a evolução na educação pública, embora pareça ser um fenômeno local (embora deva-se notar que, por exemplo, mesmo em 2005 ; na Itália, houve uma tentativa de suspender o ensino da teoria da evolução).

Em resposta à aceitação científica da teoria da evolução, muitos religiosos têm visões científicas e religiosas unificadas, formal ou informalmente. Alguns religiosos adotaram uma abordagem desde a evolução teísta , onde Deus fornece uma centelha divina que inicia o processo de evolução e (ou) onde Deus guiou o curso da evolução.

Por exemplo, a Igreja Católica Romana , começando em 1950 com a encíclica Humanis generis do Papa Pio XII , assumiu uma posição neutra em relação à evolução. "A Igreja não proíbe que ... discussões e investigações, realizadas por homens com experiência em ambos os campos, ocorram com respeito à doutrina da evolução, desde que busque a origem do corpo humano como proveniente de matéria viva pré-existente" [2] . Discursando na Pontifícia Academia das Ciências , em 22 de outubro de 1996, o papa João Paulo II atualizou a posição da Igreja, reconhecendo que a evolução é "mais do que apenas uma hipótese"

Em países ou regiões em que a maioria da população mantém fortes crenças religiosas, o criacionismo tem um apelo muito maior do que em países onde a maioria das pessoas tem crenças seculares . Desde a década de 1920 até o presente nos Estados Unidos, houve vários ataques religiosos ao ensino da teoria da evolução, particularmente por evangelistas. Alguns criacionistas, como o Dr. Kent Hovind , acreditam que a evolução é a base do nazismo , comunismo , marxismo , elogios à Mãe Terra e racismo ; e que " dinossauroseles estavam no Jardim do Éden , sempre viveram com o homem, na Arca de Noé e que alguns podem estar vivos hoje em algumas partes do mundo ”

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