Evolução. Universidade Federal do Paraná. Prof. Dr. Daniel Pacheco Bruschi. Departamento de Genética Setor Ciências Biológicas

Transcrição

1 Universidade Federal do Paraná Departamento de Genética Setor Ciências Biológicas Evolução / Prof. Dr. Daniel Pacheco Bruschi

2 Conceito Geral Defina a palavra EVOLUÇÃO em 3 palavras: Descendência com modificação

3 Teorias sobre a Origem das espécies Criacionismo origem única Transformismo Evolução?

4 Teorias sobre a Origem das espécies Criacionismo origem única Descendência com modificação

5 o centro da questão HOMOLOGIA Noção intuitiva comparar coisas Partir informalmente essas coisas em pedaços menores que chamamos de HOMÓLOGOS HOMOLOGIA (Morfologia idealista) Parâmetros em comum que nos levam a reconhecer EQUIVALÊNCIAS entre as partes Relações filogenéticas EVOLUÇÃO Equivalências entre o todo

6 Os princípios do raciocínio sobre Homologia Pierre Belon 1555

7 Os princípios do raciocínio sobre Homologia Essa analogia de formas [...] fortalece a suposição de que entre elas há uma real relação de consanguinidade devido à derivação de um progenitor comum; uma suposição à qual chega pela observação da aproximação gradual de uma classe de animais à outra (Kant, 1790) Raciocínio de homologia=evolução empírico

8 Transformismo (Lamarkismo) Principais contribuições: Espécies mudam ao longo do tempo e transformam-se em outras; Jean-Baptiste Lamarck Mecanismos 1. Tendência (força) inata para a perfeição; 2. Herança de caráter adiquirido (herança Lamarkiana)

9 Transformismo (Lamarkismo) Tendência (força) inata para a perfeição Herança de caráter adiquirido Novidade adquirida individualmente Tempo (em gerações)

10 Transformismo (Lamarkismo) Fragilidades da Teoria Charles Lyell Georges Cuvier Novidade adquirida individualmente Tempo (em gerações) Ambiente direciona a mudança Não previa extinção

11 A seleção natural como mecanismo principal de Evolução Alfred Russel Wallace Charles Darwin 1858 Linnean Society de Londres

12 Fontes teóricas de Darwin Thomas Malthus Fatores limitantes ao crescimento: CAPACIDADE DE CARGA A Terra, em escala geológica, era bem mais velha do que poucos milhares de (6,000) Charles Lyell

13 A palavra que nunca foi dita 1. Descendência com modificação. 2. Seleção Natural: Processo pelo qual organismos com variações favoráveis sobrevivem e produzem mais descendência do que os menos adaptados. EVOLUÇÃO Darwin só utilizou a palavra em The Expression of the emotions (1972)

14 Darwin não foi o primeiro! In 1846 the veteran geologist M. J. d Omalius d Halloy published in an excellent though short paper ( Bulletins de l Acad. Roy Bruxelles, tom. xiii. p. 581) his opinion that it is more probable that species have been produced by descent with modification than that they have been separately created: [noting that] the author first promulgated this opinion in (Darwin, 1910: p. Xvii - On the Origin)

15 Recepção das ideias de Darwin Visão RAMIFICADA Visão UNIDIMENSIONAL e PROGRESSISTA Homo Mamíferos Aves Anfíbios Peixes

16 Recepção das ideias de Darwin Seleção Natural Ausência de teoria de herança robusta Peso ao papel do ACASO (Processo aleatório) Caracteres adquiridos?? Como explicar as variações morfológicas discretas?

17 Recepção das ideias de Darwin Seleção Natural Ausência de teoria de herança robusta Redescoberta de Mendel Como explicar as variações morfológicas discretas? Padrões para grandes diferenças

18 Frequência Frequência Consolidando as ideias de Darwin Frequência Frequência Seleção Natural Corrente Mendelista Biometristas Forma principal da espécie ancestral Pequenas diferenças entre indivíduos Macromutação Evolução por grandes saltos Caráter R. A. Fischer Caráter

19 A Síntese Moderna: Neodarwinismo Fundamentação teórica baseada nas leis de hereditariedade A. R. Fisher J. B. S. Haldane S. Wrigh Ênfase nas populações; interesse na evolução da diversidade, especiação geográfica, taxas evolutivas variáveis. GENÉTICA DE POPULAÇÕES

20 Uma nova visão da Seleção natural... No início Descendência com modificação Resultados... O que defini uma espécie? Como organizar e interpretar as relações evolutivas?? Modelos/Padrões de especiação? Sistemática filogenética

21 Uma nova visão da Seleção natural baseadas em observações Recursos ambientais são limitados Alta fecundidade Tamanho populacional estável Inferência 1: Produção de mais indivíduos do que o ambiente pode suportar leva a luta pela existência entre indivíduos de uma população, assim somente uma parcela da descendência sobrevive a cada geração.

22 Uma nova visão da Seleção natural Variação entre indivíduos Inferência 2: A luta pela vida não é fortuita mas depende, em parte, da constituição hereditária de cada indivíduo. (...) É provável que os indivíduos que herdaram características melhores adaptadas ao ambiente deixem indivíduos mais adaptados em maior descendência que menos. Hereditariedade de algumas dessas variações Inferência 3: Esta habilidade desigual de indivíduos para sobreviver e reproduzir conduzirá a uma mudança gradual em uma população, com características favoráveis que se acumulam através das gerações.

23 Homologia para Darwin Homologia Hierarquizada Resultado de EVOLUÇÃO É PORQUE EXISTE EVOLUÇÃO QUE SE OBSERVAM HOMOLOGIAS Evidência central

24 Evidências Evolutivas HOMOLOGIAS Membros de tetrápodes modernos

25 EVO-DEVO: uma nova forma de ver HOMOLOGIAS profundas Nadadeira lobada

26 EVO-DEVO: uma nova forma de ver HOMOLOGIAS profundas

27 EVO-DEVO: uma nova forma de ver HOMOLOGIAS profundas Paleontologia molecular Na histo ria da vida, quais foram as mudanc as gene ticas responsa veis pelas inovac o es morfolo gicas-chave - De onde surgiram os membros de vertebrados terrestres? - Como ocorreu o desenvolvimento de flores nas plantas? Premissa: As modificac o es morfolo gicas que acontecem com o tempo, em virtude de mutac o es, selec a o e deriva, agem sobre os genes que controlam o desenvolvimento embriona rio.

28 EVO-DEVO: uma nova forma de ver HOMOLOGIAS profundas Crista ectodérmica apical

29 Evidências de evolução: Homologias moleculares - Funcionamento do Código Genético; - Fluxo da informação genética dentro da célula; - Utilização do ATP; 104 Aa Similaridades na estrutura e química providenciam preenchem lacunas na evidências de que todos os seres vivos evoluíram de um ancestral comum

30 Organização do cromossomo ao longo da árvore evolutiva Alto nível de conservação nucleotídica em genes de histonas

31 Evidências de evolução: homologias hierarquizadas Topologia consensu Característica funcionalmente sem relação indicam um mesmo caminho hierarquizado Árvores de genes refletem mesma história evolutiva

32 Homologia versus Similaridade Homologia é diferente de similaridade pela ausência de uma origem comum...

33 Evidências Evolutivas Estruturas vestigiais (Apteryx mantelli) Kiwi marrom Estrutura rudimentar de uma parte do corpo que apresenta importante função em outra espécie relacionada

34 Evidências Evolutivas Estruturas vestigiais Fêmur vestigial em cobras (boas e pitons) ancestral com quatro pernas Estrutura rudimentar de uma parte do corpo que apresenta importante função em outra espécie relacionada

35 Evidências de evolução: Espécies em anel Salamandra Ensantina Diferenças INTRAespecíficas podem ser grnades o suficiente para gerarem diferenças INTERespecíficas. Ancestralidade comum em pequena escala gradualmente adquirida

36 Evidências de evolução: registros fósseis O caso das diatomáceas fotossintéticas

37 Evidências de ancestralidade comum Milhões de espécies conectadas historicamente e ecologicamente

38 Evidências de Evolução: uma introdução a ideia de árvores

39 Evidências de Evolução: uma introdução a ideia de árvores

40 Toda filogenia é uma INFERÊNCIA

41 Micro- e Macroevolução

42 Discutindo conceitos Por que a característica C não pode ser considerada uma homologia entre as linhagens 1 e 2?

43 Visão geral das evidências de EVOLUÇÃO Observação direta em pequena escala Derruba a crença da Fixidez Provenientes de homologia Provenientes de registros fósseis Fortalece a descendência com modificação

44 Evolução convergente vers. divergente 1. Quais são as duas hipóteses de origem? Evidência do todo x evidência de partes

45 Discussão

46 Discussão

47 Discussão

48 Nothing in Biology makes sense except in the light of Evolution. Theodosius Dobzhansky, 1973