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A U L A 6 Seleção Natural e adaptação A teoria da seleção natural ! Provavelmente uma das mais importantes ideiasna história da humanidade ! Explicação para o surgimento das adaptações dos organismos e para origem de toda diversidade ! Explicação materialista para o “design” aparente dos organismos sem o uso de nenhuma explicação sobrenatural Adaptação ! Característica que aumenta as chances de sobrevivência e reprodução de um organismo, em relação à condição alternativa dessa mesma característica Seleção natural ! Única força evolutiva que gera a evolução de uma adaptação ! Adaptação é uma característica que evoluiu por seleção natural A diversidade dos seres vivos sempre chamou a atenção do seres humanos. Características que evidenciam o quão os organismos estão adaptados ao meio ambiente são particularmente atrativas. J. Ray (1627-1705) W. Paley (1743-1805) Histórico ! Essas características são genericamente conhecidas como adaptações e são estudadas desde a Antiga Grécia. ! As adaptações eram tidas como evidência da ação divina na forma dos organismos. ! Até o século XIX a Teologia Natural era uma �ciência� bastante popular. John Ray e William Paley foram principais divulgadores dessas ideias. J-B. Lamarck (1744-1829) Histórico ! Em 1809 Lamarck ofereceu a primeira explicação não sobrenatural para o surgimento das adaptações. Entretanto, sua teoria mostrou-se incorreta posteriormente. ! Lamarck postulou que características adquiridas ao longo da vida eram herdáveis. Isso explicava a mudança dos organismos ao longo do tempo. C. R. Darwin (1809-1882) Histórico ! Em 1859 Darwin estabelece que as adaptações podem ser explicadas por ação da seleção natural sobre a variação encontrada naturalmente nas espécies. ! A publicação de sua teoria inaugura a Biologia Evolutiva. Até hoje, ela é considerada a melhor explicação para as adaptações. SELEÇÃO NATURAL ADAPTAÇÃO O Paradigma Darwiniano Afinal, o que é adaptação? Previamente foi dito que as figuras mostradas no início da aula eram chamadas �genericamente� de adaptações... Ad ap ta çã o Adaptação não pode ser facilmente definida. A palavra �adaptação� se refere igualmente ao processo adaptativo e à característica resultante deste processo (produto). ADAPTAÇÃO Processo Mudanças em certas características ao longo das gerações que possibilitam a resolução de problemas impostos pelo ambiente. Produto Características resultantes do processo adaptativo. Uma definição que inclui processo e produto foi dada pelo filósofo da biologia Elliot Sober: Elliot Sober �Uma característica é uma adaptação se e somente se ela for produto de seleção natural para a característica em questão� Alguns exemplos de adaptação... Camuflagem Ad ap ta çã o O organismo se confunde com o seu hábitat. Coloração aposemática Ad ap ta çã o É o inverso da camuflagem. O organismo se destaca no seu hábitat. Mimetismo batesiano Ad ap ta çã o Ocorre quando uma espécie se assemelha a outra para escapar da predação. O fator responsável pelo sucesso da espécie modelo está ausente na espécie que a copia. vespa (venenosa) mariposa (não venenosa) Mimetismo mulleriano Ad ap ta çã o Ocorre quando uma espécie se assemelha a outra para escapar da predação. Ambas as espécies possuem o fator responsável pelo sucesso evolutivo. vespa (venenosa) abelha (venenosa) Características ligadas ao sexo Ad ap ta çã o Diversos animais apresentam intenso dimorfismo sexual. pavão (fêmea) pavão (macho) Sociedades de insetos Ad ap ta çã o A evolução de sociedades ocorreu independentemente em diferentes linhagens de insetos. Sociedades são caracterizadas pela divisão de tarefas entre indivíduos e, freqüentemente, variação morfológica. Sistemas genéticos Ad ap ta çã o A maioria das populações apresenta razão sexual de 1 (1 macho : 1 fêmea). Coevolução Ad ap ta çã o Duas linhagens co-evoluem quando ocorrem pressões evolutivas mútuas entre elas. insetos - plantas parasitismo Ad ap ta çã o Entretanto... Adaptações podem não ser facilmente reconhecidas. Ad ap ta çã o O reconhecimento das adaptações implica funcionalidade atual e conhecimento da história da estrutura analisada. Megaloceros giganteus (alce irlandês) Isso é uma adaptação? Ad ap ta çã o R: �Ah, com certeza!� Ad ap ta çã o Gould demonstrou que o tamanho da galhada do alce irlandês é simplesmente resultado de relações alométricas (hipermorfose). Ad ap ta çã o R. C. Lewontin S. J. Gould Gould e Lewontin chamaram o uso abusivo da palavra adaptação (adaptacionismo) de paradigma panglossiano. �Tudo deve ter uma função�. Os autores usaram a famosa analogia com os tímpanos de San Marco. Ad ap ta çã o Tímpanos de San Marco tímpano Dr. Plangloss ! Personagem do livro Candide de Voltaire ! �Nós vivemos no melhor de todos os mundos� ! Tudo tem um propósito ! Otimismo absoluto Ad ap ta çã o O Mito da Perfeição dos Seres Vivos... Mito da perfeição Então, como estudar adaptação? A forma mais segura de se reconhecer adaptações é através do método comparativo. 6 5 4 3 1 2 6 5 4 3 1 2 x0 x0 O A B C D E O A B C D E oceano oceano oceano oceano lago lago oceano oceano oceano oceano lago lago x1 x1 x1 x1 placentários - marsupiais ciclídeos Evolução convergente é um exemplo clássico de adaptação. Seleção Natural ! Seleção Natural não é sinônimo de Evolução ! Existem outras forças evolutivas ! Definição: Qualquer diferença consistente na fitness entre classes fenotipicamente diferentes das entidades biológicas ! fitness: sucesso reprodutivo médio per capta associado a um determinando fenótipo Exemplos de seleção ! Seleção para uma característica correlacionada A seleção explica os mimetismos Se le çã o Espécie 1 Espécie 2 Espécie 1 Espécie 2 Mutação Espécie 1 Espécie 2 Espécie 1 Espécie 2 Se le çã o Espécie 1 Espécie 2 A probabilidade de um predador inexperiente pegar um indivíduo da espécie 1 é muito alta. Portanto, ele não aprenderá a associar a cor ao perigo (seleção dependente de frequência) - f( ) sobe , seu w diminui. A seleção explica a evolução das características ligadas ao sexo Se le çã o Características sexuais podem evoluir mesmo se a sobrevivência individual for ameaçada. Basta que o sucesso reprodutivo gerado pela característica seja alto (seleção sexual). Seleção sexual Se le çã o f( ) assim como f( ) , pois machos produzem fêmeas . fêmeas machos A seleção explica a evolução dos sistemas genéticos Se le çã o Uma das grandes contribuições ao darwinismo clássico foi a idéia de que a seleção pode ocorrer em outros níveis além do indivíduo. Um dos exemplos mais conhecidos é a teoria de Fisher para a razão sexual de 1, um exemplo de seleção gênica. R. A. Fisher (1890-1962) Se le çã o fêmeas machos fêmeas machos fêmeas machos 1:1 Mutação Seleção gênica A seleção explica a evolução das sociedades de insetos Se le çã o William Hamilton propôs que algumas características podem evoluir ao custo individual se elas beneficiam parentes (seleção de parentesco). W. D. Hamilton
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