segunda-feira, 8 de julho de 2013

Seleção natural explica as adaptações dos organismos!

Por Felipe Veiga

Painel Evolução - Parque da Ciência.
A evolução é um tema central da Biologia – uma ideia única que esclarece tudo o que sabemos sobre organismos vivos. A vida tem se desenvolvido na terra por bilhões de anos, resultando em uma vasta diversidade de organismos extintos e existentes. Junto com a diversidade, podemos encontrar muitas características compartilhadas. Por exemplo: o sapo, o crocodilo, o cavalo, o avestruz e o ser humano parecem muito diferentes, mas seus esqueletos são similares. A explicação cientifica - tanto para essa uniformidade quanto para a diversidade - e para a adequação de organismos a seus ambientes, é a evolução: a ideia de que organismos vivos presentes na Terra são descendentes modificados de um ancestral comum. Em outras palavras, podemos explicar traços compartilhados por dois organismos com a premissa de que descendem de um ancestral comum, e justificar as diferenças pelo fato de que modificações herdáveis ocorreram ao longo do tempo.

Quando falamos em Biologia, podemos listar uma série de temas, mas que não são absolutos. Entretanto, há um consenso entre biólogos sobre o tema central da Biologia: é a evolução. Para citar um dos fundadores da teoria evolutiva moderna, Theodosius Dobzhansky, “Nada faz sentido em biologia, exceto sob a luz da evolução”. Além de abranger uma hierarquia de escalas de tamanho desde moléculas até a biosfera, a Biologia se estende através da grande diversidade de espécies que vive ou já viveu na Terra.

Theodosius Dobzhansky - Busto do Parque da Ciência.

A vida, mesmo tão diversa, apresenta também notável uniformidade. As semelhanças entre esqueletos de vertebrados mencionadas anteriormente não são mais intrigantes do que as semelhanças moleculares e celulares dos seres vivos. A linguagem genética universal do DNA é a mesma em organismos completamente diferentes, tais como bactérias e animais. Como podemos explicar a dupla natureza da uniformidade e diversidade da vida? O processo de evolução elucida tanto as semelhanças como as diferenças no mundo da vida e introduz outra dimensão da Biologia: o período histórico. A história da vida, documentada por fósseis e outras evidências, é a saga do planeta Terra em bilhões de anos de modificação, habitado por um leque cada vez maior de formas de vida. Essa visão evolutiva da vida surgiu em novembro de 1859, quando Charles Robert Darwin publicou um de seus livros mais importantes. Intitulado "A origem das espécies por meio da seleção natural", o livro de Darwin tornou-se imediatamente um sucesso de vendas e logo transformou o “darwinismo” em sinônimo do conceito de evolução. A origem das espécies articula dois pontos principais:
Charles Darwin - Busto do Parque da Ciência.

Primeiro, Darwin apresenta evidências para apoiar a opinião de que as espécies contemporâneas surgiram a partir de uma sucessão de ancestrais. Darwin chamou essa história evolutiva das espécies de “descendência com modificação”. Essa foi uma expressão significativa, pois resumia a dualidade da vida: uniformidade versus diversidade – uniformidade no parentesco das espécies que descenderam de ancestrais comuns; diversidade nas modificações que evoluíram quando espécies se ramificaram a partir dos ancestrais comuns. O segundo ponto principal de Darwin foi propor um mecanismo para a descendência com modificação. Ele chamou esse mecanismo de seleção natural. Darwin sintetizou sua teoria de seleção natural a partir de observações que por si só não eram novas nem tampouco profundas. Outros pesquisadores tinham as peças do quebra-cabeças, mas foi Darwin quem descobriu como elas se encaixavam.

Ele iniciou com as seguintes observações obtidas da natureza: indivíduos de uma população variam em suas características, muitas das quais parecem ser herdáveis. Além disso, uma população consegue produzir um número maior de descendentes comparado ao número que consegue sobreviver e produzir sua própria descendência. Com mais indivíduos que o ambiente pode sustentar, a competição passa a ser inevitável. Por fim, as espécies geralmente se ajustam ao ambiente em que vivem. Darwin partiu dessas observações e fez inferências para chegar a teoria da evolução. Ele argumentou que indivíduos com características herdadas  e que são mais adaptadas ao ambiente local estão mais propensos a sobreviver e a se reproduzir, do que indivíduos menos adaptados. Ao longo de muitas gerações, uma proporção cada vez maior de indivíduos na população terá características vantajosas. A evolução ocorre na medida em que o sucesso reprodutivo desigual dos indivíduos adapta a população ao ambiente. Darwin chamou esse mecanismo de adaptação evolutiva de “seleção natural”, já que o ambiente “seleciona” para a propagação de certas características. 

Analisando a arquitetura da asa de um morcego, vemos que esses membros, embora adaptados para o voo, têm, na verdade, os mesmo ossos, juntas e vasos sanguíneos encontrados em outros membros tão diferentes quanto o braço de um humano, a pata dianteira do cavalo e a nadadeira da baleia. De fato, todos os membros anteriores de mamíferos são variações anatômicas de uma arquitetura comum. Esses exemplos de parentesco conectam a singularidade da diversidade da vida ao conceito darwiniano de descendência com modificação. Nessa visão, a uniformidade da anatomia do membro de mamífero reflete a herança daquela estrutura oriunda de um ancestral comum – o mamífero “protótipo” do qual todos os outros mamíferos descendem. A diversidade dos membros anteriores dos mamíferos resulta da modificação pela seleção natural, agindo durante milhões de gerações em diferentes contextos ambientais. Fósseis e outras evidências corroboram a uniformidade anatômica e sustentam essa visão de descendência dos mamíferos a partir de um ancestral comum. Darwin propôs que devido os efeitos cumulativos da seleção natural, atuando ao longo de amplos períodos de tempo, uma espécie ancestral poderia originar duas ou mais espécies descendentes. Isso poderia ocorrer, por exemplo, se uma população se fragmentasse em subpopulações isoladas em diferentes ambientes. Nessas arenas separadas pela seleção natural, uma espécie poderia gradualmente irradiar-se em múltiplas espécies à medida em que as populações geograficamente isoladas se adaptavam, ao longo de muitas gerações, aos diferentes conjuntos de  fatores ambientais. 

Anatomia comparada - Homologias. Parque da Ciência.
Espécies como os famosos tentilhões de Galápagos de Darwin, compartilham um ancestral comum em um ponto de ramificação relativamente recente da árvore da vida. Entretanto, por canta de um ancestral que viveu há um período muito maior, os tentilhões têm parentesco com pardais, gaviões, pinguins e todas as outras aves. Assim, aves, mamíferos e todos os outros vertebrados compartilham um ancestral comum ainda mais antigo. Rastreie a vida até seus primórdios e sobrarão apenas fósseis dos procariotos primitivos, que habitavam a Terra há 3,5 bilhões de anos. Podemos reconhecer seus vestígios em nossas próprias células – no código genético universal, por exemplo. Toda a forma de vida está conectada numa longa história evolutiva. Mas uma ideia errônea e comum sobre a evolução é acreditar que os indivíduos evoluem. É verdade que a seleção natural atua nos indivíduos: cada combinação de características de um organismo afeta a sua sobrevivência e seu sucesso reprodutivo em comparação a outros indivíduos. Mas o impacto evolutivo da seleção natural só é aparente nas mudanças provocadas em uma população de organismos ao longo do tempo. 

REFERÊNCIAS:

CAMPBELL, N. Biologia. 8 ed. Porto Alegre, Artmed, 2010. 


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