Conceitos Históricos da Evolução

Evolução

A teoria da evolução constituiu, desde os primeiros momentos de sua gênese, uma candente fonte de controvérsia, não somente no campo científico, como também na área ideológica e religiosa.

A teoria da evolução, também chamada evolucionismo, afirma que as espécies animais e vegetais existentes na Terra não são imutáveis, mas sofrem ao longo das gerações uma modificação gradual, que inclui a formação de raças e espécies novas.

História

Até o século XVIII, o mundo ocidental aceitava a doutrina do criacionismo, segundo a qual cada espécie, animal ou vegetal, tinha sido criada independentemente, por ato divino.

O pesquisador francês Jean-Baptiste Lamarck foi dos primeiros a negar esse postulado e a propor um mecanismo pelo qual a evolução se teria verificado. A partir da observação de que fatores ambientais podem modificar certas características dos indivíduos.

Assim, o mecanismo de formação de uma nova espécie seria, em linhas gerais, o seguinte: alguns indivíduos de uma espécie ancestral passavam a viver num ambiente diferente; o novo ambiente criava necessidades que antes não existiam, as quais o organismo satisfazia desenvolvendo novas características hereditárias; os portadores dessas características passavam a formar uma nova espécie, diferente da primeira.

Estudos posteriores demonstraram que apenas o primeiro postulado do lamarckismo estava correto; de fato, o ambiente provoca no indivíduo modificações adaptativas; mas os caracteres assim adquiridos não se transmitem à prole.

Darwin partiu da observação segundo a qual, dentro de uma espécie, os indivíduos diferem uns dos outros. Há, portanto, na luta pela existência, uma competição entre indivíduos de capacidades diversas. Os mais bem adaptados são os que deixam maior número de descendentes.

Se a prole herda os caracteres vantajosos, os indivíduos bem dotados vão predominando nas gerações sucessivas, enquanto os tipos inferiores se vão extinguindo. Assim, por efeito da seleção natural, a espécie aperfeiçoa-se gradualmente. Entretanto, o sentido em que age a seleção natural é determinado pelo ambiente, pois um caráter que é vantajoso em um ambiente pode ser inconveniente em outro.

O darwinismo estava fundamentalmente correto, mas teve de ser complementado e, em alguns aspectos, corrigido pelos evolucionistas do século XX para que se transformasse na sólida doutrina evolucionista de hoje. As idéias de Darwin e seus contemporâneos sobre a origem das diferenças individuais eram confusas ou erradas. Predominava o conceito lamarckista de que o ambiente faz surgir nos indivíduos novos caracteres adaptativos, que se tornam hereditários.

Um dos primeiros a abordar experimentalmente a questão foi o biólogo alemão August Weismann, ainda no século XIX. Tendo cortado, por várias gerações, os rabos de camundongos que usava como reprodutores, mostrou que nem por isso os descendentes passavam a nascer com rabos menores. Weismann estabeleceu também a distinção fundamental entre células germinais e células somáticas.

Nas espécies de reprodução sexuada, todas as células de um indivíduo provêm da célula inicial única que lhe deu origem. No entanto, durante o desenvolvimento diferenciam-se no corpo duas partes, com destinos biológicos diversos. As células reprodutivas (gametas) transmitem aos descendentes as características dos ancestrais. As células somáticas, que constituem o resto do corpo, não passam à prole: morrem com o indivíduo, o que explica por que as modificações produzidas nas células somáticas pelo ambiente não passam à prole.

Complementando as ideias de Weismann, em 1909 o geneticista dinamarquês Wilhelm Ludvig Johannsen demonstrou que a variabilidade dos indivíduos dentro de uma espécie é, em parte, produzida por diferenças nos genes que os indivíduos possuem e, em parte, por influência do meio. O fenótipo, ou aspecto do indivíduo, resulta da ação do genótipo, modificada por fatores ambientais. Só o genótipo, ou conjunto de genes, passa para a prole. Se o ambiente varia, o indivíduo passa a ter um fenótipo diferente, sem que o genótipo se altere. O caráter adquirido em resultado da adaptação individual não passa, portanto, à prole.

As variações hereditárias têm origem diferente. Baseando-se em estudos feitos com a planta denominada Oenothera lamarckiana, o botânico holandês Hugo de Vries elaborou em 1901 a teoria das mutações. De vez em quando, os genes sofrem modificações espontâneas, não relacionadas com a influência do ambiente, e passam a determinar novos caracteres hereditários. Essas mutações quase nunca são adaptativas; entretanto, pode acontecer, por acaso, que uma delas venha a ser útil a seu portador, em um determinado ambiente. Nesse caso, tal indivíduo leva vantagem na competição com os demais e tem maior probabilidade de deixar prole numerosa, a qual herdará o gene mutado. O novo caráter vai, aos poucos, predominando, podendo mesmo vir a substituir o antigo em uma população, dando início a uma variedade que pode, por um mecanismo semelhante, transformar-se numa espécie nova.

Se o gene que sofreu mutação determina um caráter inconveniente, será eliminado por seleção natural; mas se, por acaso, a mutação é benéfica, a frequência do gene correspondente aumentará nas gerações sucessivas.

Outra fonte de variação hereditária, ao lado das mutações, é a recombinação entre os genes.

Mecanismo da evolução

Preliminares - Caracteres novos e hereditários podem surgir por mutação de um único gene, ou por mutações cromossômicas, que resultam de vários acidentes que os cromossomos sofrem, como perda ou duplicação de um pequeno fragmento, inversão na posição de um pedaço, ou translocação de um fragmento de um cromossomo para outro. Qualquer dessas anomalias pode provocar uma alteração nos caracteres aparentes dos organismos. Cada tipo de mutação ocorre com uma determinada frequência.

As mutações que produzem modificações extremamente pequenas, muito difíceis de serem percebidas, são, porém, as mais importantes para a evolução das espécies, pois têm maior probabilidade de dotarem seus portadores com alguma vantagem. Como as espécies já estão, em geral, muito bem adaptadas ao meio em que vivem, qualquer modificação radical será quase fatalmente prejudicial.

Uma alteração do ambiente faz com que certos tipos dentro de uma espécie passem a ser mais eficientes do que outros e acabem por predominar. Se todos os indivíduos de uma espécie fossem geneticamente idênticos, a seleção natural não poderia agir; mas as mutações estão sempre produzindo novas variações dentro das populações e, assim, promovem a variabilidade necessária para que a seleção natural possa influir na composição das populações, de acordo com as modificações do ambiente.

Entretanto, nem todos os genes nocivos vêm a ser eliminados pela seleção natural: os genes recessivos são mantidos, em certa frequência, nos heterozigotos, que são fenotipicamente normais e podem transmitir o gene à metade de seus descendentes. Como os genes recessivos inconvenientes são muitos, embora cada qual exista na população em baixa frequência, em média, cada pessoa é heterozigota para alguns genes recessivos prejudiciais.

Se o ambiente em que vive uma espécie fosse constante ao longo das gerações, tal espécie iria adaptando-se cada vez melhor a seu ambiente, pela substituição das combinações gênicas menos favoráveis por outras mais adequadas. Assim, a espécie evoluiria como um todo, sem se fragmentar em raças e espécies novas. O mais comum, entretanto, é que a espécie viva em diferentes micro-habitats, criados por alteração das condições do meio em partes da zona ocupada, ou que a espécie se difunda por regiões novas. Em ambos os casos, a seleção natural passa a atuar em sentidos divergentes nos diferentes habitats, de modo que as populações que neles vivem tendem a diversificar-se em raças distintas.

Outro fator importante na modificação genética das raças é a migração. Modificações na configuração geográfica podem dar oportunidade a importantes movimentos migratórios de plantas e animais.

Quando a densidade da população em uma área atinge um nível alto, a sobrevivência fica difícil, os indivíduos são impelidos para fora da zona e a distribuição geográfica da espécie é ampliada. As regiões contíguas são ocupadas, a menos que existam barreiras intransponíveis. O novo ambiente conquistado pode ser diferente, de modo que a seleção natural segue nele novos rumos e, se a comunicação com a população inicial for difícil, a espécie pode dividir-se em duas.

Isolamento geográfico – populações de alguma espécie relativamente isoladas, que podem evoluir independentemente, até virem a formar espécies distintas.

Isolamento reprodutivo - mesmo que as duas raças vivessem lado a lado, não poderiam trocar genes, pois os híbridos são inviáveis. A distribuição da espécie pela enorme área que ocupa determinou um isolamento geográfico entre as populações mais distantes; ao mesmo tempo, tais populações encontraram ambientes diferentes, que fizeram com que seu patrimônio hereditário evoluísse em direções diversas, sob a influência das mutações e da seleção natural. Nas populações mais extremas, essa diferenciação atingiu um ponto tal que a produção de híbridos viáveis tornou-se impossível. Surgiu, então, em consequência do isolamento geográfico, um isolamento reprodutivo total entre elas.

Origem das raças - As mutações, as recombinações gênicas, a seleção natural, as diferenças de ambiente, os movimentos migratórios e o isolamento, tanto geográfico como reprodutivo, concorrem para alterar a frequência dos genes nas populações e são, assim, os principais fatores da evolução.

Duas raças geograficamente isoladas evoluem independentemente e se diversificam cada vez mais, até que as diferenças nos órgãos reprodutores, ou nos instintos sexuais, ou no número de cromossomos, sejam grandes a ponto de tornar o cruzamento entre elas impossível ou, quando possível, produtor de prole estéril. Com isso, as duas raças transformam-se em espécies distintas, isto é, populações incapazes de trocar genes. Daí por diante, mesmo que as barreiras venham a desaparecer e as espécies passem a compartilhar o mesmo território, não haverá entre elas cruzamentos viáveis. As duas espécies formarão, para sempre, unidades biológicas estanques, de destinos evolutivos diferentes.

Se, entretanto, o isolamento geográfico entre duas raças é precário e desaparece depois de algum tempo, o cruzamento entre elas tende a obliterar a diferenciação racial e elas se fundem em uma mesma espécie, monotípica, porém muito variável. É o que está acontecendo com a espécie humana, cujas raças se diferenciaram enquanto as barreiras naturais eram muito difíceis de vencer e quase chegaram ao ponto de formar espécies distintas; mas os meios de transporte, introduzidos pela civilização, aperfeiçoaram-se antes que se estabelecessem mecanismos de isolamento reprodutivo que tornassem o processo irreversível. Os cruzamentos inter-raciais tornaram-se frequentes e a humanidade está-se amalgamando numa espécie cada vez mais homogênea, mas com grandes variações.

Populações que se intercruzam amplamente apresentam pequenas diferenças genéticas, mas as populações isoladas por longo tempo desenvolvem diferenças consideráveis. Em teoria, raças são populações de uma mesma espécie que diferem quanto à frequência de genes, mesmo que essas diferenças sejam pequenas. A divisão da humanidade em determinado número de raças é arbitrária; o importante é reconhecer que a espécie humana, como as demais, está dividida em alguns grupos raciais maiores que, por sua vez, se subdividem em raças menos distintas, e a subdivisão continua até se chegar a populações que quase não apresentam diferenças.

As subespécies representam o último estádio evolutivo na diferenciação das raças, antes do estabelecimento dos mecanismos de isolamento reprodutivo. São, portanto, distinguíveis por apresentarem certas características em frequência bem diferentes. Não se cruzam, por estarem separadas, mas são capazes de produzir híbridos férteis, se colocadas juntas.

Isolamento Reprodutivo

A especiação se completa com o surgimento de isolamento reprodutivo, que impede indivíduos de espécies diferentes de trocar genes por cruzamento. Diversos mecanismos podem impedir essa troca de isolamento reprodutivo. Estes podem atuar antes da formação do zigoto, sendo por isso chamados de processos pré-zigoticos, ou depois de o zigoto ter-se formado, sendo chamados de processos pós-zigoticos.

Processos Pré-Zigoticos de Isolamento Reprodutivo: são processos que impedem a fecundação.

 Isolamento de Hábitat: os membros de duas espécies não se cruzam pelo fato de viverem em hábitats diferentes. Um exemplo ocorre entre leões e tigres, que podem se cruzar em cativeiro, produzindo descendentes, em alguns casos férteis. Isso não ocorre na natureza porque essas duas espécies vivem em habitats diferentes: os leões vivem nas savanas e os tigres, nas florestas.

 Isolamento sazonal ou estacional: cada espécie se adaptou a se reproduzir em uma determinada fase do ano. Por exemplo, duas espécies de aves que habitam uma mesma região podem não se cruzar por apresentarem a reprodução em diferentes épocas do ano.

 Isolamento comportamental ou etológico: os indivíduos não se cruzam, porque a “dança” da corte de cada um deles é diferente. Com isso, as fêmeas de uma espécie não reconhecem os sinais de sedução dos machos de outra espécie.

 Isolamento mecânico: Os órgãos sexuais dos machos e das fêmeas de espécies diferentes não são compatíveis. Em vegetais, o tubo polínico pode não germinar no órgão feminino de uma flor de outra espécie.

Processos Pós-zigóticos de Isolamento Reprodutivo: são processos relacionados ao que ocorre ao zigoto híbrido e o indivíduo que pode vir a ser formado a partir dele.

 Mortalidade do Zigoto: se ocorrer fecundação entre gametas de espécies diferentes, o zigoto poderá ser pouco viável, morrendo devido ao desenvolvimento embrionário irregular.

 Inviabilidade do Híbrido: indivíduos resultantes do cruzamento entre seres de espécies diferentes são chamados híbridos interespecíficos. Embora possam a ser férteis, são inviáveis por sua inferioridade adaptativa ou menor eficiência para a reprodução.

 Esterilidade do Híbrido: a esterilidade do híbrido pode ocorrer pela presença de gônadas anormais ou problemas decorrentes de meiose anômala. É o caso da mula e do burro, híbridos estéreis resultantes do cruzamento entre o jumento e a égua ou entre a jumenta e o cavalo.

 Deterioração dos descendentes: os filhos nascem e são saudáveis. Mas, com o passar das gerações, tornam-se mais fracos e estéreis. Assim, o isolamento reprodutivo total entre duas espécies deve-se, em geral, a vários fatores, dentre os quais um pode ser mais efetivo do que o outro.

Conceitos Evolutivos

• Estruturas análogas: Apresentam a mesma função, porém, possuem origem embrionária diferente.
• Estruturas homólogas: Apresentam funções diferentes, porém, possuem origem embrionária em comum.
• Convergência adaptativa: São indivíduos que apresentam características em comum pelo fato de viverem no mesmo ambiente, porém, são distantes evolutivamente.
• Irradiação adaptativa: São indivíduos próximos evolutivamente, porém, pelo fato de explorarem habitats diferentes, apresentam características muito distintas.