COMO MATERIAL DE APOIO PARA O ESTUDO DIRIGIDO VIRTUAL SOBRE A EVOLUÇÃO HUMANA ESTAREI DISPONIBILIZANDO NO BLOG OS VÍDEOS USADOS EM SALA SOBRE A TEMÁTICA.
Mestrado em Genética (UFMG, 2011)
Graduação em Ciências Biológicas (PUC-Minas, 2008)
A genética de populações ou genética populacional é um campo matemático da biologia que estuda a composição genética das populações e as mudanças nesta composição que resultam da influência de vários fatores.
Os fatores que influenciam a diversidade genética dentro de um conjunto de genes incluem o tamanho da população, mutação, deriva genética, a seleção natural, a diversidade ambiental, a migração e os padrões de acasalamento não-aleatórios. Nesta área da genética também são estudos fenômenos como adaptação, especiação, subdivisão da população e estrutura da população.
A variação genética de uma população que se reproduz aleatoriamente resulta em uma distribuição de equilíbrio de genótipos após uma geração. Essa distribuição é chamada de equilíbrio de Hardy-Weinberg. O modelo de Hardy-Weinberg traz que a reprodução sexual mantém a variação genética constante geração após geração, no qual não há forças evolutivas em ação além das impostas pela própria reprodução. Assim, o modelo de Hardy-Weinberg prevê que a soma das frequências alélicas (p+q) seja igual a 1, e a soma das frequências genotípicas (p² + 2pq + q²) seja também 1, o que indica a viabilidade dos indivíduos que possuem os alelos em estudo.
Em populações naturais, no entanto, a composição genética do conjunto de genes de uma população pode mudar ao longo do tempo. A fonte principal de toda variação é a mutação, mas suas taxas são lentas e apenas a mutação em si não responde pelas mudanças rápidas na genética de uma população. Assim, em populações naturais, a frequência quantitativa dos genótipos pode ser mudada por recombinação, imigração de genes e eventos mutacionais.
A migração deve ser compreendida como qualquer introdução de genes de uma população para outra, fazendo com que a população resultante tenha uma frequência intermediária ao valor das populações original e imigrante.
A deriva genética ocorre como resultado de flutuações aleatórias na transferência de alelos de uma geração para a próxima, especialmente em pequenas populações formadas, por exemplo, como resultado de condições adversas ambientais (o efeito gargalo) ou a separação geográfica de um subconjunto da população (o efeito fundador).
A genética populacional vê a seleção natural como uma propensão ou probabilidade de sobrevivência e reprodução em um ambiente particular. Os efeitos de seleção natural sobre um determinado alelo podem ser direcionáveis. Um alelo pode conferir uma vantagem seletiva, e se expandir pelo conjunto de genes, ou ele pode significar uma desvantagem seletiva, e fazer a espécie desaparecer a partir dele.
Atualmente, a variação genética dentro das populações e espécies pode ser analisada ao nível das sequências de nucleotídeos em DNA (análise do genoma) e as sequências de aminoácidos das proteínas (de análise do proteoma). As diferenças genéticas entre as espécies podem ser usadas para inferir a história evolutiva, na base de que os parentes mais próximos terão conjuntos de genes que são mais similares.
Referências Bibliográficas: Griffiths, A. J. F., Wessler, S. R., Lewontin, R. C., Carroll, S. B. Introdução à genética. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2009.
Yotoko, K. Genética de populações. Universidade Federal de Viçosa. Disponível em: <ftp://www.ufv.br/DBG/Bio642/Bio240/Karla/apostilas/GEnetica%20de%20Populacoes%201.pdf>
RETIRADO DO SITE: http://www.infoescola.com/biologia/genetica-populacional/
Para melhor compreensão dos fatos se faz necessário determinar com clareza qual conceito
de espécie está sendo levado em conta. Neste caso está sendo considerada a definição
clássica, segundo o conceito biológico de Mayr (1942, 1963), que define espécie como uma
população de organismos naturais que se entrecruzam e estão isolados reprodutivamente
de grupos semelhantes por características biológicas ou biogeográficas. O principal critério
empregado nesse conceito é o isolamento reprodutivo pré e pós-zigótico. Entretanto, ele não
pode ser aplicado quando se está avaliando organismos fósseis, organismos exclusivamente
assexuados ou híbridos viáveis e férteis. Visando suprir essa deficiência também está sendo
levado em conta o conceito evolutivo definido por Wiley (1981). Nesse caso, espécie é
considerada uma única linhagem de população ancestral-descendente que mantém sua
identidade em relação a outras linhagens e que possui sua própria tendência evolutiva e
destino histórico.
RETIRADO DO LIVRO - http://www.scielo.br/pdf/hcsm/v20n4/0104-5970-hcsm-20-04-01671.pdf
O LINK PARA A O LIVRO COMPLETO :
De acordo com a teoria da evolução, a vida na terra começou com a evolução da célula, a partir da qual se desenvolveram os organismos mais simples. Estes deram origem aos organismos mais complexos. Todos os novos genes e novas informações surgiram por mutação e recombinação. As mutações ocorrem ao acaso. A maioria delas são deletérias e diminuirão a adaptação dos organismos ao meio ambiente. Novas combinações do material genético são formadas através da recombinação de genes que ocorre na meiose, durante a reprodução sexuada. A seleção natural elimina as mutações deletérias e preserva as combinações disponíveis que estão melhor adaptadas ao ambiente.
Pode-se então perceber que, segundo a teoria da evolução, a mutação e seleção natural constituem-se nos principais fatores evolutivos. Mas será que elas somente seriam capazes de, a partir de organismos unicelulares, originar toda a grande variedade de seres vivos que temos hoje?
MECANISMOS EVOLUTIVOS
Existem quatro explicações normalmente oferecidas para a variação observada dentro de uma espécie e entre espécies diferentes: influências ambientais, mutação, recombinação e seleção natural.
Influências ambientais
Respostas a diferentes fatores ambientais podem produzir diferenças entre indivíduos, mas isso não ocorre devido a novos genes, mas sim devido à expressão de genes que já estavam presentes. Por exemplo, os abetos Englemann existentes nas Montanhas Rochosas atingem 25 metros na altitude de 2700 metros, mas apresentam formas anãs grotescas na altitude de 3000 a 3300 metros. A variação ambiental não afeta a linhagem, isto é, se as sementes forem plantadas em outro ambiente, as plantas se desenvolverão de acordo com o novo ambiente, e não com o velho.
Mutação
A mutação pode ser definida como um evento que dá origem a alterações qualitativas ou quantitativas no material genético. Podem ser de dois tipos:
-Mutação gênica ou mutação de ponto
São alterações muito pequenas que não afetam os cromossomos de maneira visível, pois envolvem alterações num número reduzido de nucleotídeos da molécula de DNA. Podem ser substituições de bases ou adições ou deleções de nucleotídeos na molécula de DNA.
-Mutação cromossômica ou aberração cromossômica
São mutações que alteram de maneira visível ao microscópio, seja o número, seja a estrutura dos cromossomos.
As aberrações cromossômicas podem ser:
1. Numéricas: envolvem alterações no número cromossômico. Estas podem ser subclassificadas em euploidias e aneuploidias.
Euploidias - um indivíduo ou célula diplóide normal tem dois genomas (2n). Euplóides são células ou organismos nos quais o número de genomas (n) ocorre em múltiplos inteiros (n, 3n, 4n, 5n, etc.).
Aneuploidias - neste tipo de modificação, o número de cromossomos do genoma fica alterado, formando complementos somáticos que são múltiplos irregulares do genoma característico da espécie. Assim, o indivíduo tem cromossomos a mais ou a menos em um dos pares, mas não em todos.
2. Estruturais: afetam a estrutura dos cromossomos, ou seja, o número ou o arranjo dos genes nos cromossomos. Podem ser subclassificadas em:
Deficiência ou deleção - é a perda de uma porção maior ou menor do cromossomo, resultando na falta de um ou mais genes.
Duplicação - é o produto da presença de uma porção extra de cromossomo, resultando na repetição de um ou mais genes.
Inversão - ocorre quando, num determinado segmento de cromossomo, houver duas fraturas, seguidas da subsequente soldadura do fragmento mediano, agora, porém, colocado em posição invertida.
Translocação - ocorre quando os fragmentos de um cromossomo são transferidos para outro cromossomo não homólogo.
O fenômeno da mutação é um componente da maior importância do modelo evolucionista. Este precisa pressupor algum mecanismo que produza o processo ascendente requerido em termos de complexidade, que caracteriza o modelo em sua dimensão mais ampla. E a mutação é supostamente este mecanismo.
Porém, alguns fatos experimentais sobre as mutações devem ser considerados:
1. As mutações são feitas ao acaso, e não dirigidas.
Não há forma alguma de controlar as mutações, para fazer com que elas produzam as características que possam ser necessárias. A seleção natural precisa simplesmente aproveitar-se do que der e vier.
2. As mutações são raras.
A freqüência estimada da maioria das mutações nos organismos superiores é de uma em dez mil a uma em um milhão por gene por geração.
3. A maioria das mutações é deletéria.
As aberrações cromossômicas geralmente têm efeitos bastante drásticos sobre os indivíduos que as possuem. Com relação às aberrações numéricas, as alterações fenotípicas produzidas pela adição ou subtração de um cromossoma (aneuploidia) são tão drásticas que tornam estes tipos de aberrações praticamente sem importância na evolução. Euploidias são muito raras em animais, mas em vegetais podem originar novas espécies. As aberrações cromossômicas estruturais também podem ter efeitos bastante graves. Pequenas deficiências podem comprometer substancialmente a viabilidade de seus portadores. Já as duplicações são mais comuns e menos prejudiciais que as deficiências. Segundo alguns autores, as duplicações fornecem um meio de introduzir novos genes numa população. Estes novos genes poderiam sofrer mutação sem causar grandes danos ao organismo, pois as enzimas indispensáveis estão sendo sintetizadas pelo gene não alterado.
A maioria das milhares de mutações gênicas estudadas é deletéria e recessiva. É altamente improvável que uma mutação possa ser construtiva. Mudanças casuais em qualquer sistema complexo integrado provavelmente perturbarão o sistema. Por exemplo, mutações nos genes das moscas das frutas podem causar perda ou redução das asas, mudanças na cor dos olhos e outras. O fato de que as mutações são normalmente neutras ou deletérias contradiz o ponto de vista de que as mutações constituem um mecanismo para o avanço de uma espécie.
Apesar de que a maioria das mutações torna os organismos menos eficientes, sendo assim desvantajosas, existe a possibilidade de desenvolver novas características desejáveis através da indução de mutações, principalmente em plantas. Por exemplo, já foram obtidos mutantes de cevada que apresentam aumento na produção, resistência a doenças causadas por fungos, caule mais rijo, aumento no conteúdo de proteínas e sementes sem casca.
Algumas mutações são neutras, ou seja, não diminuem a sobrevivência das espécies.
Para que uma espécie se torne mais complexa, é necessário mais que uma simples mutação em um gene: são requeridos novos genes. Mas adicionar simplesmente um novo gene pode não funcionar. Genes não trabalham isolados. Ao contrário, o conjunto de genes de um organismo trabalha junto para produzir o organismo. Um novo gene precisa interagir apropriadamente com todos os outros genes para que o organismo sobreviva. Além disso, vários novos genes seriam necessários para produzir uma nova estrutura e um organismo mais complexo. Cada novo gene requereria um gene regulador. Além disso, cada novo gene teria que operar em um determinado momento no desenvolvimento para que a nova estrutura se desenvolvesse corretamente. Não parece razoável esperar que mesmo um novo gene apareça por acaso, quanto mais diversos genes altamente coordenados trabalhando juntos para produzir uma nova estrutura.
Recombinação
Recombinação é a mistura de genes que ocorre durante a meiose, para formação dos gametas. Essa recombinação é responsável pela singularidade de cada indivíduo de uma mesma espécie. A probabilidade de que dois indivíduos da mesma irmandade sejam iguais é praticamente zero.
Seleção natural
Segundo a teoria da evolução, a mudança começa com o material genético fornecido por mutações casuais e recombinação. A seleção natural é o processo chave que age sobre a casualidade da mutação e seleciona as características apropriadas para melhorar a adaptação dos organismos. A maioria das mutações é deletéria, mas a seleção natural é efetiva em eliminar as mutações mais destrutivas e preservar as benéficas. Consequentemente o efeito resultante é para cima, melhorando a adaptação ao ambiente, e consequentemente levando à produção de novos genes, novas adaptações e mesmo novos sistemas de órgãos.
Um exemplo de seleção que ocorre em condições naturais é o do melanismo industrial. Um dos exemplos clássicos envolvendo mudanças causadas por seleção natural é o que se refere ao aumento de formas melânicas em populações de mariposas. Na mariposa Biston betularia, até a primeira metade do século XIX, a única forma conhecida era branco acinzentada, salpicada de pontos pretos. Exemplares escuros eram encontrados muito raramente. Em Manchester, Inglaterra, a primeira referência de um exemplar escuro data de 1848. Entretanto, em 1895, aproximadamente 98% dos exemplares coletados eram escuros. O que aconteceu para ocasionar essa mudança? Com a industrialização crescente de várias regiões inglesas, a fuligem produzida pelas fábricas enegreceu lentamente muros e troncos de árvores. Num ambiente sem fuligem, as mariposas claras confundem-se melhor com os troncos das árvores, que são cobertos por liquens. Ao contrário, as de cor escura são enxergadas pelos pássaros, predadas mais facilmente e têm menores chances de transmitirem seus genes a seus descendentes. Quando, porém, o ambiente fica enegrecido pela fuligem, a situação se inverte: as mariposas escuras se escondem melhor dos predadores, sobrevivem e se reproduzem com maior freqüência do que as claras. A cor escura, neste caso, acaba por predominar na população. Hoje já se sabe que a cor da mariposa é hereditária e depende de um par de genes, sendo a variedade escura condicionada por um gene dominante.
As observações da seleção natural, ao invés de mostrarem que ela é capaz de produzir mudança genética ilimitada, revelam os seus limites potenciais para mudança. No caso das mariposas descrito anteriormente houve apenas uma alteração na freqüência do gene para cor.
Outra observação da seleção natural mostra o seu potencial limitado para mudanças. Os famosos tentilhões de Darwin, localizados nas Ilhas Galápagos, são classificados em treze espécies colocadas em dois gêneros, e são sempre usados como exemplo de seleção natural e irradiação adaptativa. Estes tentilhões, em lugar de apresentar fortes argumentos a favor de um mecanismo para grandes mudanças, são uma ilustração de mudança limitada. Apesar de os tentilhões serem diferentes entre si com relação aos seu bicos e plumagens, eles são muito semelhantes internamente, e realmente não são muito diferentes um do outro. As várias espécies de tentilhões foram capazes de se estabelecer graças à sua habilidade de encontrar e preencher um nicho ecológico vazio.
O criacionismo sugere que a mutação e seleção natural não são capazes de produzir um aumento na complexidade originando novos genes e órgãos. Elas só são capazes de mudar os animais dentro das restrições de seu potencial genético original. A seleção natural age também como um freio, para eliminar muitos dos indivíduos que foram enfraquecidos pelas mutações e assim diminuir as forças destrutivas que se originam da mutação.
Essa interpretação da seleção natural feita pelo criacionismo não é realmente uma idéia nova ou radical, e não vai contra os dados disponíveis. Muitos cientistas não criacionistas se questionam se a seleção natural pode realmente fazer algumas das coisas que a teoria da evolução afirma que ela faz. Eles não sugerem que os animais foram criados, mas que o processo tradicional da mutação de ponto e seleção natural não é o processo que gera mudança evolutiva significativa. O criacionismo reconhece que a seleção natural é uma força significativa, mas sugere que ela não é capaz de gerar novas estruturas significativas, e que não há outro mecanismo evolutivo que possa fazer isso.
Mesmo que a mutação ou a recombinação realmente pudessem produzir algo verdadeiramente novo, para que sobre isso a seleção natural agisse, essa novidade quase certamente seria rapidamente eliminada. Uma nova característica estrutural ou orgânica que conferisse uma vantagem verdadeira na luta pela existência - por exemplo, uma asa para um animal anteriormente terrestre, ou um olho para um animal até então sem olhos - seria inútil ou até mesmo prejudicial, enquanto não estivesse plenamente desenvolvido. Não haveria razão para que a seleção natural favorecesse uma asa incipiente ou um olho incipiente ou qualquer outra característica incipiente. Indivíduos com órgãos incipientes sem utilidade estariam em desvantagem, e poderiam ser eliminados pela seleção natural. Não obstante, de alguma forma, se o modelo evolucionista é válido, as asas "evoluíram" em quatro ocasiões diferentes ( em insetos, répteis voadores, aves e morcegos) e olhos "evoluíram" independentemente pelo menos três vezes. Salisbury comentou este fato notável como se segue: "A minha última dúvida refere-se à chamada evolução paralela... Até algo tão complexo como o olho apareceu várias vezes, por exemplo, nas lulas, nos invertebrados e nos artrópodes. Já é suficientemente difícil prestar esclarecimento acerca da origem de tais coisa uma vez, mas o pensamento de produzi-los várias vezes, de acordo com a teoria da evolução, faz com que a minha cabeça gire." Além disso, um órgão não precisa apenas estar completo: ele precisa trabalhar em harmonia com outros órgãos. Que vantagem haveria se um olho pudesse ver um inimigo se aproximando mas se não houvesse conexões nervosas para produzir uma resposta?
CONCLUSÃO
Mutação e seleção natural são fatores que podem gerar diversidade em populações naturais, levando provavelmente, aliadas a outros fatores, à formação de novas raças e espécies, ou seja, mudança genética limitada. Mutação e seleção natural podem modificar informações, mas elas não podem criar novas informações. Portanto, estes fatores nunca poderiam levar a um aumento de complexidade, indispensável para a teoria da evolução. E não existe nenhum mecanismo genético plausível que possa levar a este aumento de complexidade.
RETIRADO DO SITE - http://origins.swau.edu/papers/evol/marcia3/defaultp.html
“A crença de que as espécies eram produtos imutáveis era quase inevitável enquanto se considerou ser de curta duração a história do mundo [...] A principal causa de nossa relutância a admitir que uma espécie originou espécies claras e distintas é que sempre somos lentos para admitir grandes mudanças as quais não vemos as etapas”. (Charles Darwin, A origem das espécies)
O primeiro Darwin a estudar a evolução não foi Charles, mas sim Erasmus, seu avô. Ele achava que as espécies se adaptavam ao meio, por uma espécie de esforço consciente. A teoria dos caracteres adquiridos. Mas foi seu contemporâneo Jean-Baptiste Lamarck que ficou mais famoso defendendo uma teoria semelhante, a do “Uso e Desuso”. Segundo ele os órgãos se aperfeiçoavam com o uso e se enfraqueciam com a falta de uso. Mudanças que são preservadas e transmitidas a prole. O exemplo mais típico seria do pescoço da girafa, que cresceria a medida que ela o estica para alcançar as folhas mais altas das árvores. Confira na figura abaixo.
A teoria de Lamarck era uma espécie de Darwinismo ao contrário, com os organismos controlando seu próprio desenvolvimento. Suas idéias eram bastante intuitivas e mais cativantes por se adaptarem mais facilmente ao senso comum. Suas teorias sofriam de um problema de seleção das observações e sua abordagem de carência de comprovação científica. Comprovação essa que ele se recusou a apresentar (e nem conseguiria). Claro, se amarrarmos o braço de um bebe junto ao seu corpo, e o mantivermos assim por 30 anos, os músculos não iram se desenvolver, e com o tempo vão atrofiar perdendo a capacidade de se desenvolver. Esse adulto terá os braços com tamanhos desiguais. Mas ao contrário do que Lamarck previa, os filhos desse homem não nascerão com braços pequenos. Assim como as cicatrizes que adquirimos durante nossa vida não são transmitidas a nossos filhos.
O homem e seu antropocentrismo. Mesmo quando as evidências de um planeta que era mais velho do que a bíblia descreverá se acumulavam, ainda era difícil aceitar que a o homem já teria sido “menos que um homem”.
A Teoria de Darwin
Charles Darwin (1809-1882), naturalista inglês, desenvolveu uma teoria evolutiva que é a base da moderna teoria sintética: a teoria da seleção natural. Segundo Darwin, os organismos mais bem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência do que os menos adaptados, deixando um número maior de descendentes. Os organismos mais bem adaptados são, portanto, selecionados para aquele ambiente.
Os princípios básicos das idéias de Darwin podem ser resumidos no seguinte modo:
Os indivíduos de uma mesma espécie apresentam variações em todos os caracteres, não sendo portanto idênticos entre si.
Todo organismo tem grande capacidade de reprodução, produzindo muitos descendentes. Entretanto, apenas alguns dos descendentes chegam à idade adulta.
O número de indivíduos de uma espécie é mantido mais ou menos constante ao longo das gerações.
Assim, há grande "luta" pela vida entre os descendentes, pois apesar de nascerem muitos indivíduos poucos atingem a maturalidade, o que mantém constante o número de indivíduos na espécie.
Na "luta" pela vida, organismos com variações favoráveis ás condições do ambiente onde vivem têm maiores chances de sobreviver, quando comparados aos organismos com variações menos favoráveis.
Os organismos com essas variações vantajosas têm maiores chances de deixar descendentes. Como há transmissão de caracteres de pais para filhos, estes apresentam essas variações vantajosas.
Assim, ao longo das gerações, a atuação da seleção natural sobre os indivíduos mantém ou melhora o grau de adaptação destes ao meio.
A Teoria sintética da evolução
A Teoria sintética da evolução ou Neodarwinismo foi formulada por vários pesquisadores durante anos de estudos, tomando como essência as noções de Darwin sobre a seleção natural e incorporando noções atuais de genética. A mais importante contribuição individual da Genética, extraída dos trabalhos de Mendel, substituiu o conceito antigo de herança através da mistura de sangue pelo conceito de herança através de partículas: os genes. A teoria sintética considera, conforme Darwin já havia feito, a população como unidade evolutiva. A população pode ser definida como grupamento de indivíduos de uma mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.
Para melhor compreender esta definição, é importante conhecer o conceito biológico de espécie:agrupamento de populações naturais, real ou potencialmente intercruzantes e reprodutivamente isolados de outros grupos de organismos. Quando, nesta definição, se diz potencialmente intercruzantes, significa que uma espécie pode ter populações que não cruzem naturalmente por estarem geograficamente separadas. Entretanto, colocadas artificialmente em contato, haverá cruzamento entre os indivíduos, com descendentes férteis. Por isso, são potencialmente intercruzantes. A definição biológica de espécie só é valida para organismos com reprodução sexuada, já que, já que, no caso dos organismos com reprodução assexuada, as semelhanças entre características morfológicas é que definem os agrupamentos em espécies.
Observando as diferentes populações de indivíduos com reprodução sexuada, pode-se notar que não existe um indivíduo igual ao outro. Exceções a essa regra poderiam ser os gêmeos univitelínicos, mas mesmo eles não são absolutamente idênticos, apesar de o patrimônio genético inicial ser o mesmo. Isso porque podem ocorrer alterações somáticas devidas á ação do meio. A enorme diversidade de fenótipos em uma população é indicadora da variabilidade genética dessa população, podendo-se notar que esta é geralmente muito ampla.
A compreensão da variabilidade genética e fenotípica dos indivíduos de uma população é fundamental para o estudo dos fenômenos evolutivos, uma vez que a evolução é, na realidade, a transformação estatística de populações ao longo do tempo, ou ainda, alterações na frequência dos genes dessa população. Os fatores que determinam alterações na frequência dos genes são denominados fatores evolutivos. Cada população apresenta um conjunto gênico, que sujeito a fatores evolutivos , pode ser alterado. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim, quanto maior é a variabilidade genética.
Os fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos duas categorias:
Fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população: mutação gênica, mutação cromossômica, recombinação;
Fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida: seleção natural, migração e oscilação genética.
A integração desses fatores associada ao isolamento geográfico pode levar, ao longo do tempo, ao desenvolvimento de mecanismos de isolamento reprodutivo, quando, então, surgem novas espécies. Nos capítulos seguintes, esses tópicos serão abordados com maiores detalhes.
INFORMAÇÃO RETIRADA DO SITE : http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Seresvivos/Ciencias/bioselecaonatural2.php
AGORA PARA FIXAR O CONTEÚDO APRESENTO UM LINK DO PROJETO MEDICINA COM UMA LISTA FÁCIL DE EXERCÍCIOS SOBRE EVOLUÇÃO.
UM DOS OBJETIVOS E LANÇARMOS CONTEÚDOS É PROMOVER NO ESTUDANTE A CAPACIDADE DE COMPREENDER E DISCUTIR SOBRE ESTAS TEMÁTICAS.
ASSIM, ASSISTAM AO VÍDEO E DESTAQUEM EM SEUS CADERNOS OS SEGUINTES PONTOS.
DIFERENCIAÇÃO DE ESPÉCIES
SITUAÇÃO LAMARCKISTA
EVOLUÇÃO EM TEMPO REAL
QUEM É MAIS EVOLUÍDO?
Cada planta e animal se caracteriza por um conjunto de cromossomos, representado uma vez em células haplóides (por exemplo, gametas e esporos) e duas vezes em células diplóides.
Cada espécie tem um número específico de cromossomos. Mas, às vezes ocorrem irregularidades na divisão nuclear, ou podem acontecer "acidentes" (como os de radiação) durante a interfase de modo que se podem formar células ou organismos inteiros com genomas aberrantes. Tais aberrações cromossômicas podem incluir genomas inteiros, cromossomos isolados inteiros, ou só partes de cromossomos. As aberrações cromossômicas podem ser numéricas ou estruturais e envolver um ou mais autossomos, cromossomos sexuais ou ambos. As aberrações cromossômicas numéricas incluem os casos em que há aumento ou diminuição do número do cariótipo normal da espécie humana, enquanto as aberrações cromossômicas estruturais incluem os casos em que um ou mais cromossomos apresentam alterações de sua estrutura.Assim, os citologistas reconhecem:
(1)Alterações no Número de Cromossomos (Heteroploidia)
(2)Alterações na Estrutura dos Cromossomos.
A heteroploidia pode atingir conjuntos inteiros de cromossomos (euploidia) ou perda ou adição de cromossomos inteiros isolados (aneuploidia). Todas essas alterações têm um importante efeito sobre o desenvolvimento, pois ao alterar a estrutura nuclear normal podem produzir alterações fenotípicas.
Alterações no número de cromossomos
As variações numéricas são de dois tipos: as euploidias, que originam células com número de cromossomos múltiplo do número haplóide, e as aneuploidias, que originam células onde há falta ou excesso de algum(ns) cromossomo(s). Assim, euploidias são alterações de todo genoma; quanto a esse aspecto os indivíduos podem ser haplóides (n), diplóides (2n), triplóides (3n), tetraplóides (4n), enfim, poliplóides (quando há vários genomas em excesso). Euploidias são raras em animais, mas bastante comuns e importantes mecanismos evolutivos nas plantas. Na espécie humana, a ocorrência das euploidias é incompatível com o desenvolvimento do embrião, determinando a ocorrência do aborto. Células poliplóides cujo número de cromossomos alcança 16n são encontradas na medula óssea, no fígado e nos rins normais, além de ocorrerem em células de tumores sólidos e leucemia.
Origem das Aneuploidias
As aneuploidias podem se originar de anomalias ocorridas na meiose (isto é, serem pré-zigóticas) ou nas mitoses do zigoto (pós-zigóticas).
Quando a não-segregação é pré-zigótica, ela pode ter ocorrido na espermatogênese ou na ovulogênese. Na origem de indivíduos com dois cromossomos X e um Y, a contribuição feminina é maior do que a masculina; por outro lado, 77% dos casos onde há apenas um X tem origem em erros ocorridos na espermatogênese. Nas aneuploidias autossômicas, a influência da idade materna leva a supor que a participação feminina é maior do que a masculina. As aneuploidias produzidas por erros na mitose do zigoto ou na segmentação dos blastômeros são menos frequentes.
As aneuploidias devem-se à não separação (ou não-segregação) de um (ou mais) cromossomo(s) para as células-filhas durante a meiose ou durante as mitoses do zigoto A não-segregação na mitose decorre do não-rompimento do centrômero no início da anáfase ou da perda de algum cromossomo por não ter ele se ligado ao fuso.
A não-segregação na meiose é devida à falhas na separação dos cromossomos ou das cromátides, que se separam ao acaso para um pólo ou outro. Na meiose a não-segregação tanto pode ocorrer na primeira divisão como na segunda. No primeiro caso, o gameta com o cromossomo em excesso, em lugar de ter apenas um dos cromossomos de um dado par, ou seja, terá um cromossomo paterno e um materno. No segundo, o gameta com o cromossomo em excesso terá dois cromossomos paternos ou dois maternos, por exemplo.
Quando em consequência desses processos de não-segregação falta um cromossomo de um dado par, isto é, quando o número de cromossomos da célula é 2n - 1, diz-se, que a célula apresenta monossomia para este cromossomo. Se faltam os dois elementos do mesmo par 2n - 2, tem-se nulisomia. Se, pelo contrário, houver aumento do número de cromossomos de um determinado par, a célula será polissômica para o cromossomo em questão; ela será trissômica, tetrassômica, pentassômica etc., conforme tiver 1, 2 ou 3 cromossomos a mais, sendo, nesses casos, o seu número cromossômico designado por (2n + 1), (2n + 2), (2n + 3) etc.
Aneuploidias dos cromossomos sexuais
Síndrome de Klinefelter
São indivíduos do sexo masculino que apresentam cromatina sexual e cariótipo geralmente 47 XXY. Eles constituem um dentre 700 a 800 recém-nascidos do sexo masculino, tratando-se, portanto; de uma das condições intersexuais mais comuns. Outros cariótipos menos comuns são 48 XXYY; 48 XXXY; 49 XXXYY e 49 XXXXY que, respectivamente, exibem 1, 2. e 3 corpúsculos de Barr.
Embora possam ter ereção e ejaculação. são estéreis, pois seus testículos são pequenos e não produzem espermatozóides devido à atro fia dos canais seminíferos. Outras características muitas vezes presentes são: estatura elevada corpo eunucóide, pênis pequeno, pouca pilosidade no púbis e ginecomastia (crescimento das mamas).
Além dessas alterações do sexo fenotípico os pacientes com Síndrome de Klinefelter apresentam uma evidente diminuição do nível Intelectual, sendo esta tanto mais profunda quanto maior for o grau da polissomia.
Ao contrario do que ocorre na Síndrome de Turner, os pacientes Klinefelter apresentam problemas no desenvolvimento da personalidade, que é imatura e dependente, provavelmente em decorrência de sua inteligência verbal diminuída.
Até 1960 a prova definitiva para o diagnóstico era fornecida pelo exame histológico dos testículos que, mesmo após a puberdade, revela ausência de células germinativas nos canais seminíferos; raros são os casos de Klinefelter férteis que, evidentemente, apresentam alguns espermatozóides normais. Atualmente a Identificação dos Klinefelter é assegurada pelo cariótipo e pela pesquisa da cromatina sexual.
Sindrome do triplo X ou Super fêmea
Mulheres com cariótipo 47 XXX ocorrem numa freqüência relativamente alta: 1 caso em 700 nascimentos aproximadamente. Elas apresentam fenótipo normal, são férteis, mas muitas possuem um leve retardamento mental. Apresentam corpúsculo de Barr.
Os casos de mulheres 48 XXXX e 49 XXXXX são raros e se caracterizam por graus crescentes de retardamento mental.
Sindrome do duplo Y ou Super macho
Indivíduos com cariótipo 47,XYY ocorrem com a freqüência de 1 caso por 1.000 nascimentos masculinos. Embora sejam, na maioria, homens normais, os primeiros estudos sugeriam que entre eles ocorria uma freqüência extremamente alta de pacientes retardados mentalmente e com antecedentes criminais; tais estudos revelaram que cerca de 2% dos pacientes Internados em instituições penais e hospícios tinha este cariótipo, o que mostrava serem os indivíduos XYY internados 20 vezes mais numerosos (em lugar de 1 por mil, 2% corresponde a 20 por mil) do que na população livre.
No entanto, os mesmos dados revelaram que 96% dos indivíduos XYY são normais. Deste modo, tornam-se necessárias pesquisas mais amplas antes de se relacionar essa constituição cromossômica particular com determinados traços anormais de comportamento; é especialmente importante evitar uma interpretação Ingênua relacionada com um “cromossomo do crime”.
Uma característica física bem evidente dos XYY é a estatura elevada, pois eles geralmente têm mais de 180 cm, ou seja. são 15cm mais altos do que a média dos indivíduos masculinos cromossomicamente normais.
Podemos sugerir que genes localizados no cromossomo Y elevam a estatura e predispõem seus portadores para comportamentos inesperados; de fato, o perfil psicológico do indivíduo XYY inclui imaturidade no desenvolvimento emocional e menor inteligência verbal, fatos que podem dificultar seu relacionamento interpessoal. Um fato digno de nota é que os pacientes institucionalizados, tanto XY como XYY, exibem uma taxa de testosterona aumentada, o que pode ser um fator contribuinte para a inclinação anti-social e aumento de agressividade.
Síndrome de Turner (XO)
É uma monossomia na qual os indivíduos afetados exibem sexo feminino mas geralmente não possuem cromatina sexual. O exame de seu cariótipo revela comumente 45 cromossomos, sendo que do par dos cromossomos sexuais há apenas um X; dizemos que esses indivíduos são XO (xis-zero), sendo seu cariótipo representado por 45 X. Muitas dessas concepções terminam em aborto; é provável que 97% desses conceitos sejam eliminados chegando a termo apenas 3%, de modo que essa monossomia constitui uma das causas mais comuns de morte Intra-uterina. Por isso é uma anomalia cromossômica rara, atingindo apenas 1 entre 3000 mulheres normais.
Trata-se, fundamentalmente, de mulheres com disgenesia gonadal, isto é, cujos ovários são atrofiados e desprovidos de folículos; portanto, essas mulheres não procriam, exceto em poucos casos relatados de Turner férteis, em cujos ovários certamente há alguns folículos.
Devido à deficiência de estrógenos elas não desenvolvem as características sexuais secundárias ao atingir a puberdade, sendo, portanto, identificadas facilmente pela falta desses caracteres; assim, por exemplo, elas não menstruam (isto é, têm amenorréia primária). Quando adultas apresentam geralmente baixa estatura, não mais que 150 cm; infantilismo genital – clitóris pequeno, grandes lábios despigmentados, escassez de pêlos pubianos; pelve andróide, isto é, masculinizada; pele frouxa devido à escassez de tecidos subcutâneos, o que lhe dá aparência senil; unhas estreitas; tórax largo e em forma de barril; alterações cardíacas e ósseas. No recém-nascido frequentemente há edemas nas mãos e nos pés, o que leva a suspeitar da anomalia.
As primeiras observações realizadas com indivíduos severamente afetados associavam a síndrome de Turner algum grau de deficiência mental. Posteriormente ficou evidente que estas pacientes têm um desenvolvimento cognitivo alterado apenas qualitativamente, pois elas possuem uma inteligência verbal superior à das mulheres normais, compensando, assim, as suas deficiências quanto à percepção forma-espaço. Disto resulta que o nível intelectual global das Turner é igual ou, mesmo, levemente superior ao da população feminina normal.
Por outro lado, não exibem desvios de personalidade, o que significa, inclusive, que sua identificação psicossexual não é afetada. Em decorrência da disgenesia ovariana, a única fonte de estrógenos para essas pessoas são as supra-renais; como a taxa desses hormônios é baixa, as pacientes devem receber aplicações de estrógenos para estimular o desenvolvimento dos caracteres sexuais secundários e o aparecimento da menstruação. Usualmente esse tratamento tem início aos 16 anos para evitar que os estrógenos aplicados retardem ainda mais o crescimento.
Hermafroditismo
O hermafroditismo é uma anomalia sexual ainda pouco conhecida, configurando um distúrbio morfológico e fisiológico das gônadas sexuais de um indivíduo, que simultaneamente manifesta estrutura tecidual testicular e ovariana.
Por análise do cariótipo é sabido que não se trata de uma síndrome genética (mono ou trissomia halossômica), relacionada aos cromossomos sexuais X ou Y. No entanto, pode estar associado a uma ocorrência de dispermia, havendo fecundação normal (espermatozóide e ovócito de segunda ordem - óvulo) e outra fecundação paralela anômola (espermatozóide e um glóbulo polar – óvulo não diferenciado, em tese, inativo).
A tendência do hermafroditismo é o aparente aspecto externo da genitália masculina, quando coexistentes testículo e ovário. Nas demais situações, com duas ovotetis e gônada, a genitália possui aspecto feminino.
Naturalmente, os indivíduos portadores dessa anomalia somente revelam o hermafroditismo durante a puberdade, desencadeando transtornos psicossociais quando descoberto.
Dependendo do tipo anatômico aparente, o período de amadurecimento corpóreo, pode devido a estímulos hormonais, iniciar: o processo menstrual, bem como a ginecomastia (crescimento das mamas) em indivíduos criados como se fossem homens; e falha menstrual, crescimento do clitóris e surgimento de pêlos nos indivíduos criados como se fossem mulheres.
RETIRADO DO SITE : http://www.sobiologia.com.br/conteudos/Genetica/genesnaoalelos6.php
Evolução é o substantivo feminino que indica a ação ou efeito de evoluir. Uma evolução remete para o aperfeiçoamento, crescimento ou desenvolvimento de uma ideia, sistema, costume ou indivíduo.
Etimologicamente, este termo tem origem no latim evolutio, que significa o desdobramento de alguma coisa (antigamente os pergaminhos).
O sentido de evolução como processo biológico de transformação só surgiu no século XIX. Neste caso, a evolução consiste em um conjunto de modificações lentas em direção a um determinado sentido, que remete para um desenvolvimento gradual e progressivo.
No contexto filosófico, a evolução representa uma alteração progressiva de um ser ou de um sistema em direção a um estado final. A hipótese teleológica indica que a evolução pressupõe um estado inicial e final, onde existe a noção de superação.
Na política, a evolução remete para um melhoramento gradual de parâmetros sociais, econômicos e políticos de uma população. É diferente da revolução, porque as mudanças são alcançadas sem violência, através de reformas.
A palavra evolução também pode significar o movimento regular e ajustado de aviões, tropas, aves, navios, etc.
Teoria da Evolução
Conhecida como darwinismo ou evolucionismo, a teoria da evolução se opõe ao Criacionismo e indica que a multiplicidade de organismos existentes atualmente é fruto da modificação lenta e progressiva de algumas espécies. Esta teoria surgiu no século XIX, sendo uma co-autoria entre Charles Darwin e Alfred Wallace. No entanto, antes disso Lamarck já tinha se oposto à teoria de um universo fixo e indicado que os seres vivos atuais eram a evolução de seres mais primitivos.
Filósofos gregos foram os primeiros a ponderar o conceito de evolução e mais tarde Maupartuis, Buffon e Lineu foram os primeiros a mencionar que algumas espécies poderiam evoluir para espécies diferentes.
No âmbito da biologia, a teoria da evolução defende que as espécies se desenvolveram através de mutações lentas ou rápidas, de um estádio rudimentar até apresentarem as suas características atuais. O exemplo mais polêmico e debatido da teoria da evolução é a evolução humana, que indica que o ser humano atual (homo sapiens) é resultado da evolução de espécies mais antigas como o homo habilis ou o homo erectus.
Lamarckismo é uma teoria evolucionista proposta por Jean-Baptiste Lamarck. Segundo ele, a evolução das espécies depende de dois fatores fundamentais. São eles:
Lei do uso e desuso dos órgãos ou 1ª Lei de Lamarck
Segundo esta lei, os organismos desenvolvem seus órgãos segundo suas necessidades e outros se atrofiam decorrentes do desuso. Lamarck procurava explicar características no organismo que podem sofrer adaptações por impulsos internos a fim de estabelecer uma relação harmoniosa com o meio ambiente.
Dessa forma, um órgão passa por transformações sucessivas para atender às necessidades do meio externo.
Lei da herança dos caracteres adquiridos ou 2ª Lei de Lamarck
Segundo esta lei, as alterações sofridas no organismo, ao longo da vida de um determinado ser, eram transmitidas aos seus descendentes por herança hereditária. Sabemos que somente por modificações nos genes é que se recebe uma herança de um antecessor, pois o DNA passa o gene para o RNA e este transfere para a proteína.
Quando o gene é transferido para a proteína não há possibilidade de modificar as informações do RNA e do DNA, portanto não existem condições para que tais alterações sejam hereditárias.
Darwinismo é um termo prático que se refere aos estudos desenvolvidos por Darwin e sua implicação nos estudos do meio ambiente, do processo evolutivo dos seres vivos e da própria organização da vida no planeta.
Darwin, através dos estudos realizados por Malthus, sabia que o potencial de crescimento das populações é muito maior do que o potencial do meio ambiente em gerar recursos para manter e alimentar os indivíduos, assim concluiu que haveria uma competição entre os mesmos, sendo que aqueles que apresentam variações que favoreçam sua sobrevivência serão os que conseguirão deixar maior número de descendentes.
Assim, ao analisar as taxas de reprodução e de mortalidade em diversas populações e ao comprovar esses dados experimentalmente, haveria indivíduos que por serem diferentes sobreviveriam e se reproduziriam com maior sucesso, passando assim suas características. Após vários anos, em ocorrência desse favorecimento, associado a essa característica apresentada, encontraríamos um maior número de indivíduos descendentes desse indivíduo mais apto.
Os indivíduos que apresentassem características menos favoráveis encontrariam dificuldade para competir, reproduzir e sobreviver. Dessa forma, através da seleção natural, os indivíduos com características desfavoráveis tenderiam a quase desaparecer com o passar dos tempos.
Em qualquer população encontraremos indivíduos diferentes, seja internamente, seja externamente. Essas variações podem ocorrer através, por exemplo, de mutações ao acaso, aleatórias, e que, quando da reprodução desse indivíduo, essas informações são transmitidas aos descendentes.
Entretanto, uma vez que os recursos do ambiente são limitados e não podem suportar o crescimento infinito de uma população, a ideia da competição entre indivíduos de uma mesma espécie explicaria por que alguns sobrevivem e porque outros morrem. Assim, quem se alimenta e vive mais tem, consequentemente, maiores chances de se acasalar e deixar mais descendentes.
O Darwinismo é um mecanismo que provoca contínuas mudanças em populações de seres vivos e podemos decompor esse mecanismo em cinco referenciais:
1. Variação - os indivíduos não são totalmente semelhantes, mesmo que tenham o mesmo parentesco. Essa variabilidade contribui para o processo evolutivo ao apresentar em diferentes indivíduos características diversas. 2. Herança - a forma como se dá a passagem das características foi um fator que intrigava Darwin, mas ele não conseguiu resposta conclusiva sobre o assunto. A resposta veio com a Genética. 3. Seleção - a competição pelos recursos ambientais seria um fator determinante para a evolução de uma espécie. 4. Tempo - a seleção natural não se processa em curtos intervalos de tempo. Temos também que o ambiente está em constante modificação, ocasionando mudanças contínuas. 5. Adaptação - seria a característica que favorece a sobrevivência dos indivíduos em um determinado ambiente. Os indivíduos apresentam adaptações diferentes ao mesmo ambiente, mas pela seleção natural, somente aquele que for mais apto conseguirá sobreviver.
Darwin também estudou animais que são criados em cativeiro. Observou que quando fornecemos a esses as condições ideais para sua sobrevivência, todos os indivíduos têm as mesmas chances de sobreviver, alcançando rapidamente um número elevado de indivíduos. Nesse caso a seleção natural não ocorre, pois “neutralizamos” sua ação.
Darwin observou, em relação à influência do homem no processo de criação de animais, que ao realizar a escolha de características que atendam à sua necessidade, também realiza um tipo de seleção, que ele chamou de Seleção Artificial. Dessa forma temos as diferenças apresentadas entre o porco selvagem e o porco doméstico, por exemplo.
Fabrício Alves Ferreira Graduado em Biologia Equipe Brasil Escola
Os organismos do Reino Plantae são multicelulares, com células eucarióticas. São autossuficientes, ou seja, produzem o próprio alimento através da fotossíntese, sendo assim chamados de autótrofos. Todas as células vegetais possuem celulose em sua parede celular, vacúolos e cloroplastos em seu interior.
Os vegetais foram os primeiros colonizadores do planeta Terra. Graças à sua autossuficiência alimentar, eles conseguiram conquistar o ambiente. É através das plantas que a vida no planeta se mantém.
Os vegetais são classificados quanto à presença ou ausência de flores. As plantas que não possuem flores e cuja estrutura reprodutora é pouco visível são chamadas de criptógamas; e as plantas que possuem flores e cuja estrutura reprodutora é bem visível, denominamos fanerógamas.
As plantas, quanto à presença ou ausência de vasos condutores, são classificadas em plantas avasculares e vasculares.
As plantas avasculares são destituídas de vasos condutores da seiva. Os filos que apresentam vegetais avasculares são:
• Filo Bryophyta (musgos);
• Filo Hepatophyta (hepáticas);
• Filo Anthocerophyta (antóceros).
As plantas vasculares, também chamadas de traqueófitas, possuem vasos condutores de seiva. Dentre os vegetais vasculares há os que possuem sementes e os que não possuem sementes.
Os filos que possuem vegetais vasculares, que não possuem sementes, são:
• Filo Pterophyta (samambaias e avencas);
• Filo Lycophyta (licopódios e selaginelas);
• Filo Sphenophyta (cavalinha);
• Filo Psilotophyta (psilotáceas).
Os filos vegetais que apresentam plantas vasculares com sementes são as Gimnospermas e as Angiospermas.
1. Gimnospermas: vegetais que não apresentam flores, criptógamas e nem frutos.
• Filo Coniferophyta (pinheiros e ciprestes);
• Filo Cycadophyta (cicas);
• Filo Gnetophyta (gnetáceas);
• Filo Ginkgophyta (gincobilobas).
2. Angiospermas: vegetais que apresentam flores e frutos.
• Filo Magnoliophyta ou Anthophyta (árvores, capins, etc.).
A Vida na Terra terá surgido á cerca de 3400 M.a., como o parecem demonstrar os fósseis de procariontes encontrados na África do Sul. As células eucarióticas terão surgido há cerca de 2000 a 1400 M.a., seguidas dos organismos multicelulares há cerca de 700 M.a. Neste espaço de tempo os fósseis são abundantes, indicando um processo evolutivo rápido.
Até ao século XIX considerava-se que todos os seres vivos existentes se apresentavam como sempre tinham sido. Toda a Vida era obra de uma entidade toda poderosa, fato que servia para mascarar a não existência de conhecimentos suficientes para se criar uma explicação racional.
Esta teoria, o Criacionismo, no entanto, já no tempo da Grécia antiga não era satisfatória. De modo a contornar a necessidade de intervenção divina na criação das espécies, surgem várias teorias alternativas, baseadas na observação de fenômenos naturais, tanto quanto os conhecimentos da época o permitiam.
Aristóteles elaborou uma dessas teorias, cuja aceitação se manteve durante séculos, com a ajuda da Igreja Católica, que a adotou. Esta teoria considerava que a Vida era o resultado da ação de um princípio ativosobre a matéria inanimada, a qual se tornava, então, animada. Deste modo, não haveria intervenção sobrenatural no surgimento dos organismos vivos, apenas um fenômeno natural, a geração espontânea.
Estas idéias perduraram até á era moderna, pois VanHelmont (1577 – 1644) ainda considerava que os “cheiros dos pântanos geravam rãs e que a roupa suja gerava ratos, adultos e completamente formados”. Também era considerado correto pelos naturalistas que os intestinos produzissem espontaneamente vermes e que a carne putrefata gerasse moscas. Todas estas teorias consideravam possível o surgimento de Vida a partir de matéria inanimada, fosse qual fosse o agente catalisador dessa transformação, daí o estarem englobadas na designação geral de Abiogênese.
No século XVII FranciscoRedi, naturalista e poeta, pôs-se contrário as idéias de Aristóteles, negando a existência do princípio ativo e defendendo que todos os organismos vivos surgiam a partir de inseminação por ovos e nunca por geração espontânea.
Para demonstrar a veracidade de sua teoria, Redi realizou uma experiência que se tornou célebre pelo fato de ser a primeira, registrada, a utilizar um controle em suas experiências. Colocou carne em 8 frascos. Selou 4 deles e deixou os restantes 4 abertos, em contato com o ar.
Em poucos dias verificou que os frascos abertos estavam cheios de moscas e de outros vermes, enquanto que os frascos selados se encontravam livres de contaminação.
Esta experiência parecia negar, inequivocamente a abiogênese de organismos macroscópicos, tendo sido aceito pelos naturalistas da época.
No entanto, a descoberta do microscópio veio levantar a questão novamente. A teoria da abiogênese foi parcialmente reabilitada, pois parecia a única capaz de explicar o desenvolvimento de microrganismos visíveis apenas ao microscópio.
Esta situação manteve-se até ao final do século XVIII, quando o assunto foi novamente debatido por dois famosos cientistas da época, Needham e Spallanzani.
Needham utilizou várias infusões, que colocou em frascos. Esses frascos foram aquecidos e deixados ao ar durante alguns dias. Observou que as infusões rapidamente eram invadidas por uma multitude de microrganismos. Interpretou estes resultados pela geração espontânea de microrganismos, por ação do princípio ativo de Aristóteles.
Spallanzani usou nas suas experiências 16 frascos. Ferveu durante uma hora diversas infusões e colocou-as em frascos. Dos 16 frascos, 4 foram selados, 4 fortemente rolhados, 4 tapados com algodão e 4 deixados abertos ao ar. Verificou que a proliferação de microrganismos era proporcional ao contato com o ar. Interpretou estes resultados com o fato de o ar conter ovos desses organismos, logo toda a Vida proviria de outra, preexistente.
No entanto, Needham não aceitou estes resultados, alegando que a excessiva fervura teria destruído o principio ativo presente nas infusões.
A polêmica manteve-se até 1862, quando o francês Louis Pasteur, pôs definitivamente termo à idéia de geração espontânea com uma série de experiências conservadas para a posteridade pelos museus franceses. Pasteur colocou diversas infusões em balões de vidro, em contato com o ar. Alongou os pescoços dos balões á chama, de modo a que fizessem várias curvas. Ferveu os líquidos até que o vapor saísse livremente das extremidades estreitas dos balões. Verificou que, após o arrefecimento dos líquidos, estes permaneciam inalterados, tanto em odor como em sabor. No entanto, não se apresentavam contaminados por microrganismos.
Para eliminar o argumento de Needham, quebrou alguns pescoços de balões, verificando que imediatamente os líquidos ficavam infestados de organismos. Concluiu, assim, que todos os microrganismos se formavam a partir de qualquer tipo de partícula sólida, transportada pelo ar. Nos balões intactos, a entrada lenta do ar pelos pescoços estreitos e encurvados provocava a deposição dessas partículas, impedindo a contaminação das infusões.
Ficou definitivamente provado que, nas condições atuais, a Vida surge sempre de outra Vida, preexistente.
No final do século XIX vários cientistas alemães, nomeadamente Liebig, Richter e Helmholtz, tentaram explicar o aparecimento da Vida na Terra com a hipótese de que esta tivesse sido trazida de outro ponto do Universo sob a forma de esporos resistentes, nos meteoritos – teoria Cosmozóica. A presença de matéria orgânica em meteoritos encontrados na Terra tem sido usada como argumento a favor desta teoria, o que não invalida a possibilidade de contaminação terrestre, após a queda do meteorito.
Atualmente já foi comprovada a existência de moléculas orgânicas no espaço, como o formaldeído, álcool etílico e alguns aminoácidos. No entanto, estas moléculas parecem formar-se espontaneamente, sem intervenção biológica.
O físico sueco Arrhenius propôs uma teoria semelhante, segundo a qual a Vida se teria originado em esporos impelidos por energia luminosa, vindos numa “onda” do espaço exterior. Chamou a esta teoria Panspermia (sementes por todo o lado). Atualmente estas idéias caíram em descrédito, pois é difícil aceitar que qualquer esporo resista á radiação do espaço, ao aquecimento da entrada na atmosfera, etc.
Apesar disso, na década de 80 deste século, Crick (um dos descobridores da estrutura do DNA) e Orgel sugeriram uma teoria de Panspermia dirigida, em que o agente inicial da Vida na Terra passaria a ser colônias de microrganismos, transportadas numa nave espacial não tripulada, lançada por uma qualquer civilização muito avançada. A Vida na Terra teria surgido a partir da multiplicação desses organismos no oceano primitivo.
Apesar de toda a boa vontade envolvida, nenhuma destas teorias avança verdadeiramente no esclarecimento do problema pois apenas desloca a questão para outro local, não respondendo à questão fundamental: Como surgiu a vida?
No entanto, um avanço fundamental ocorreu com o as teorias de Pasteur e de Darwin, permitindo abordar o problema sob uma perspectiva diferente.
Dados obtidos a partir de diversos campos da ciência permitiram em 1936 que o russo Alexander Oparin formula-se uma teoria revolucionária, que tentava explicar a origem da Vida na Terra, sem recorrer a fenômenos sobrenaturais ou extraterrestres. Sua hipótese se resume nos seguintes fatos:
Na atmosfera primitiva do nosso planeta, existiriam metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Sob altas temperaturas, em presença de centelhas elétricas e raios ultravioletas, tais gases teriam se combinado, originando aminoácidos, que ficavam flutuando na atmosfera. Com a saturação de umidade da atmosfera, começaram a ocorrer as chuvas. Os aminoácidos eram arrastados para o solo.Submetidos a aquecimento prolongado, os aminoácidos combinavam-se uns com os outros, formando proteínas.
As chuvas lavavam as rochas e conduziam as proteínas para os mares. Surgia uma "sopa de proteínas" nas águas mornas dos mares primitivos. As proteínas dissolvidas em água formavam colóides. Os colóides se interpenetravam e originavam os coacervados. Os coacervados englobavam moléculas de nucleoproteínas. Depois, organizavam-se em gotículas delimitadas por membrana lipoprotéica. Surgiam as primeiras células. Essas células pioneiras eram muito simples e ainda não dispunham de um equipamento enzimático capaz de realizar a fotossíntese. Eram, portanto, heterótrofas. Só mais tarde, surgiram as células autótrofas, mais evoluídas. E isso permitiu o aparecimento dos seres de respiração aeróbia.
Atualmente, se discute a composição química da atmosfera primitiva do nosso planeta, preferindo alguns admitir que, em vez de metano, amônia, hidrogênio e vapor de água, existissem monóxido de carbono, dióxido de carbono, nitrogênio molecular e vapor de água.
Oparin não teve condições de provar sua hipótese. Mas, em 1953, Stanley Miller, na Universidade de Chicago, realizou em laboratório uma experiência. Colocou num balão de vidro: metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. Submeteu-os a aquecimento prolongado. Uma centelha elétrica de alta tensão cortava continuamente o ambiente onde estavam contidos os gases. Ao fim de certo tempo, Miller comprovou o aparecimento de moléculas de aminoácido no interior do balão, que se acumulavam no tubo em U.
Pouco tempo depois, em 1957, Sidney Fox submeteu uma mistura de aminoácidos secos a aquecimento prolongado e demonstrou que eles reagiam entre si, formando cadeias peptídicas, com o aparecimento de moléculas protéicas pequenas.
As experiências de Miller e Fox comprovaram a veracidade da hipótese de Oparin.
