Resumos · Biologia e GeologiaPT · Secundário

Evolução biológica

Estuda-se a explicação científica da diversidade e da mudança dos seres vivos ao longo do tempo. Contrapõem-se o fixismo e o evolucionismo, e as duas grandes teorias evolutivas: o Lamarckismo (uso e desuso; herança dos caracteres adquiridos) e o Darwinismo (seleção natural). Analisam-se os argumentos a favor da evolução e a teoria sintética (neodarwinismo), que integra a genética, culminando na especiação.

4 secções~12 min de leitura4 competênciasNível Padrão 2 · Aprofundamento 2

T·101010 / 16

Perfil de exame

Distinguir fixismo e evolucionismo e as teorias de Lamarck e de DarwinExplicar o mecanismo da seleção naturalInterpretar os argumentos a favor da evoluçãoCaracterizar o neodarwinismo e a especiação

Operadores:distingueexplicainterpretacompararelacionajustifica

nível básico

Reconhecer a seleção natural e os argumentos da evolução.

nível avançado

Comparar rigorosamente Lamarckismo e Darwinismo e explicar a especiação no quadro do neodarwinismo.

Profundidade

Texto

Conteúdo · 4 secções

Evolução biológica

Fixismo e Lamarckismo#

PadrãoAE-biologia-e-geologia-11-evolucao

Durante séculos dominou o «fixismo» — a ideia de que as espécies são imutáveis, criadas tal como são e sem parentesco entre si. À medida que se acumularam fósseis de seres desaparecidos e semelhanças entre espécies, o fixismo tornou-se insustentável e deu lugar ao «evolucionismo»: as espécies atuais descendem, com modificação, de espécies ancestrais, e transformam-se ao longo do tempo.

A primeira teoria evolutiva coerente foi a de «Jean-Baptiste Lamarck» (1809). Assenta em duas ideias. A «lei do uso e desuso»: os órgãos muito utilizados desenvolvem-se, os que não se usam atrofiam. E a «herança dos caracteres adquiridos»: as modificações que um ser adquire durante a vida seriam transmitidas aos descendentes (ver Fig. 1).

A explicação de Lamarck (girafa)

Fig. 1Fig. 1 — O raciocínio de Lamarck: a necessidade e o uso alongariam o pescoço, que seria herdado.

No exemplo clássico da girafa, Lamarck explicaria assim o pescoço longo: os ancestrais, ao esforçarem-se por alcançar folhas altas, iam «alongando» o pescoço pelo uso, e transmitiam esse pescoço mais comprido à descendência, geração após geração. A variação surgiria, portanto, «por necessidade» e seria «dirigida» e hereditária.

O Lamarckismo tem, porém, uma falha decisiva: os «caracteres adquiridos não são hereditários». As modificações do corpo durante a vida (musculatura, cicatrizes) não alteram a informação genética das células reprodutoras, pelo que não passam à descendência — como demonstraram experiências posteriores. A ideia de que a necessidade dirige a variação está, hoje, refutada.

Ainda assim, Lamarck teve o mérito histórico de ser o primeiro a propor uma explicação natural e mecanicista para a evolução, rompendo com o fixismo. É importante reconhecer o seu contributo, mas também saber por que a sua explicação foi ultrapassada.

Exemplo resolvido

A girafa segundo Lamarck

Explica como Lamarck justificaria o pescoço longo da girafa e por que a explicação está refutada.

Uso e desuso
Os ancestrais esticavam o pescoço para alcançar folhas altas, o que o iria alongando pelo uso.
Herança dos adquiridos
Esse pescoço alongado seria transmitido à descendência, tornando-se cada vez mais longo ao longo das gerações.
Refutação
Os caracteres adquiridos durante a vida não alteram os genes das células reprodutoras, pelo que não são hereditários.

Resultado: Para Lamarck, o uso alongava o pescoço e o caráter era herdado; a explicação está refutada porque os caracteres adquiridos não são hereditários.

Erros frequentes

Considerar o Lamarckismo totalmente errado e sem mérito — foi a primeira teoria evolutiva coerente.
Apresentar a variação como dirigida «pela necessidade» e depois atribuí-la a Darwin — essa ideia é de Lamarck.

Revisão ativa

Explica como Lamarck justificaria o pescoço longo da girafa e indica por que essa explicação está hoje refutada.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Darwinismo — seleção natural#

AprofundamentoAE-biologia-e-geologia-11-evolucao

Em 1859, «Charles Darwin» (com contributo independente de «Alfred Russel Wallace») propôs a «seleção natural» como mecanismo da evolução. O raciocínio parte de factos observáveis: numa população existe «variabilidade» (os indivíduos diferem entre si); nascem «mais descendentes» do que os que o meio pode sustentar (sobreprodução); e os recursos são limitados, gerando «luta pela existência» (ver Fig. 3).

A seleção natural (girafa)

Fig. 3Fig. 3 — Seleção natural: o ambiente favorece as variantes preexistentes mais aptas.

Perante essa competição, os indivíduos com «variações vantajosas» para aquele ambiente têm maior probabilidade de sobreviver e de se reproduzir — é a «sobrevivência do mais apto». Como parte dessas variações é hereditária, os descendentes herdam as características vantajosas, que assim se «acumulam» na população ao longo das gerações. O ambiente «seleciona», mas «não cria» a variação.

No exemplo da girafa, a explicação darwinista é diferente da de Lamarck: já «existia variabilidade» no comprimento do pescoço (ao acaso); em ambiente de folhas altas, os indivíduos de pescoço mais longo alimentavam-se melhor, sobreviviam e deixavam mais descendentes; ao longo de muitas gerações, o pescoço longo tornou-se predominante. A variação «preexiste» e é «não dirigida»; o meio limita-se a favorecer as variantes mais aptas.

É esta a diferença essencial entre as duas teorias, e o erro mais penalizado no Exame (ver Fig. 2): em «Lamarck», a variação surge por necessidade, é dirigida e o carácter adquirido é herdado; em «Darwin», a variação preexiste ao acaso e o ambiente seleciona-a. Nunca se deve atribuir a Darwin o «uso e desuso» nem a «herança dos caracteres adquiridos».

Lamarckismo vs Darwinismo

Fig. 2Fig. 2 — As diferenças essenciais entre Lamarckismo e Darwinismo.

A Darwin faltava explicar «como» surgia e se transmitia a variação — não conhecia a genética. Essa lacuna só seria preenchida no século XX, com a integração da genética mendeliana (o neodarwinismo). Ainda assim, a seleção natural continua a ser o mecanismo central da evolução.

Exemplo resolvido

A girafa segundo Darwin

Explica, segundo o Darwinismo, como o pescoço longo se tornou predominante nas girafas, contrastando com Lamarck.

Variabilidade preexistente
Na população havia girafas com pescoços de comprimentos diferentes, por variação ao acaso.
Seleção pelo ambiente
Onde o alimento estava em altura, as de pescoço mais longo alimentavam-se melhor, sobreviviam e reproduziam-se mais.
Acumulação e contraste
Ao longo das gerações, o pescoço longo (hereditário) tornou-se predominante. Ao contrário de Lamarck, a variação não foi criada pela necessidade, apenas selecionada.

Resultado: A variabilidade preexistia ao acaso e o ambiente selecionou as girafas de pescoço mais longo; nem o uso alongou o pescoço nem foi herdado um caráter adquirido.

Erros frequentes

Atribuir a Darwin o «uso e desuso» ou a «herança dos caracteres adquiridos» — são ideias de Lamarck.
Dizer que o ambiente «cria» as variações vantajosas — o ambiente seleciona variações que já existem ao acaso.

Revisão ativa

Explica, segundo o Darwinismo, como o pescoço longo se tornou predominante na população de girafas, contrastando com a explicação de Lamarck.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Argumentos a favor da evolução#

PadrãoAE-biologia-e-geologia-11-evolucao

A evolução é hoje sustentada por «argumentos» (provas) de várias áreas, que convergem para a mesma conclusão (ver Fig. 4). Os argumentos «paleontológicos» baseiam-se nos «fósseis»: mostram que existiram seres diferentes dos atuais e revelam «formas de transição» entre grupos (por exemplo, o Archaeopteryx, com características de réptil e de ave), documentando a mudança ao longo do tempo.

Argumentos a favor da evolução

Fig. 4Fig. 4 — Os argumentos a favor da evolução convergem para a mesma conclusão.

Os argumentos «anatómicos» comparam a estrutura dos seres. Os «órgãos homólogos» têm a «mesma origem» embrionária e estrutural mas «funções diferentes» (como o membro anterior dos vertebrados — braço humano, asa de morcego, barbatana de baleia): revelam um «ancestral comum» e resultam de «evolução divergente». Os «órgãos análogos» têm «origem diferente» mas «função semelhante» (como a asa da ave e a do inseto): resultam de «evolução convergente» e não indicam parentesco próximo (ver Fig. 5). Há ainda os «órgãos vestigiais» (como o apêndice), sem função aparente, restos de estruturas ancestrais.

Órgãos homólogos vs análogos

Fig. 5Fig. 5 — Homólogos (evolução divergente) e análogos (evolução convergente).

Os argumentos «embriológicos» assinalam semelhanças no desenvolvimento embrionário de espécies diferentes (por exemplo, os embriões de vertebrados são muito parecidos nas fases iniciais), sugerindo origem comum. Os argumentos «citológicos» apontam a organização celular partilhada por todos os seres.

Os argumentos «bioquímicos/moleculares» são dos mais fortes: a «universalidade» do código genético e do DNA/RNA em todos os seres vivos, e o grau de semelhança de proteínas e sequências de DNA entre espécies, que é tanto maior quanto mais próximo o parentesco — permitindo, inclusive, construir árvores filogenéticas. Os argumentos «biogeográficos» explicam a distribuição das espécies pela sua história evolutiva e pela separação dos continentes (por exemplo, as espécies próprias de ilhas).

A força da teoria da evolução está justamente nesta «convergência de provas independentes»: paleontologia, anatomia, embriologia, bioquímica e biogeografia apontam todas para a descendência com modificação a partir de ancestrais comuns.

Exemplo resolvido

Homólogos ou análogos?

Classifica: (a) o braço humano e a asa do morcego; (b) a asa da ave e a asa do inseto. Justifica e indica o tipo de evolução.

Caso (a)
Braço e asa de morcego têm a mesma origem e estrutura óssea (mesmo plano), mas funções diferentes — são homólogos.
Caso (b)
A asa da ave e a do inseto têm origens e estruturas muito diferentes, mas a mesma função (voar) — são análogos.
Tipo de evolução
(a) evolução divergente (a partir de ancestral comum); (b) evolução convergente (adaptação semelhante em linhagens distintas).

Resultado: (a) homólogos — evolução divergente; (b) análogos — evolução convergente.

Erros frequentes

Trocar homólogos e análogos: homólogos = mesma origem/funções diferentes (divergente); análogos = origem diferente/função igual (convergente).
Considerar os órgãos análogos prova de parentesco próximo — resultam de convergência, não de ancestral comum recente.

Revisão ativa

Classifica como homólogos ou análogos: (a) o braço humano e a asa do morcego; (b) a asa da ave e a asa do inseto. Justifica e indica o tipo de evolução.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Neodarwinismo e especiação#

AprofundamentoAE-biologia-e-geologia-11-evolucao

O «neodarwinismo» (ou «teoria sintética da evolução») integra a seleção natural de Darwin com a «genética», preenchendo a lacuna que Darwin deixara. A sua ideia central é que a «unidade de evolução» não é o indivíduo, mas a «população» — mais precisamente, o seu «fundo genético» (pool génico), o conjunto de todos os alelos dos seus indivíduos. Evoluir é alterar as «frequências dos alelos» da população ao longo das gerações (ver Fig. 6).

Neodarwinismo — fontes de variação e fatores de evolução

Fig. 6Fig. 6 — Neodarwinismo: a variabilidade (mutação + recombinação) e os fatores de evolução alteram o fundo genético.

A «variabilidade genética», matéria-prima da evolução, tem duas origens: a «mutação» (alteração ao acaso da informação genética, a fonte primária de novos alelos) e a «recombinação genética» (crossing-over, distribuição independente e fecundação, que criam novas combinações). Sobre esta variabilidade atuam os «fatores de evolução».

Os principais fatores que alteram as frequências alélicas são: a «seleção natural» (favorece os alelos vantajosos); a «deriva genética» (variação aleatória das frequências, importante em populações pequenas, onde o acaso pode fixar ou eliminar alelos); a «migração» (fluxo de genes entre populações, que as aproxima geneticamente); e a própria «mutação». Só a seleção natural é «orientada» (adaptativa); a deriva é aleatória.

Quando o fluxo de genes entre populações é interrompido, elas divergem e pode surgir uma «nova espécie» — é a «especiação», que requer «isolamento reprodutivo» (as populações deixam de se cruzar e de ter descendência fértil). Na «especiação alopátrica», o isolamento inicial é «geográfico» (uma barreira separa as populações, que evoluem separadamente); na «especiação simpátrica», surge sem separação geográfica (por outros mecanismos de isolamento reprodutivo) (ver Fig. 7).

Especiação alopátrica vs simpátrica

Fig. 7Fig. 7 — Dois modos de especiação, conforme o isolamento inicial.

O neodarwinismo é o quadro atual da biologia evolutiva. Compreender que a evolução opera sobre «populações» (e não indivíduos), distinguir as fontes de variabilidade dos fatores de evolução, e caracterizar a especiação, são objetivos frequentemente avaliados de forma integrada.

Exemplo resolvido

Especiação por barreira geográfica

Uma população fica dividida por um novo rio; ao fim de muito tempo, os dois grupos já não se cruzam nem geram descendência fértil. Classifica a especiação e explica o papel do isolamento reprodutivo.

Identificar o isolamento inicial
A separação começou por uma barreira geográfica (o rio) — trata-se de especiação alopátrica.
Divergência
Sem fluxo de genes, cada população acumula mutações e sofre seleção e deriva próprias, divergindo geneticamente.
Papel do isolamento reprodutivo
Quando as diferenças impedem o cruzamento com descendência fértil, o isolamento reprodutivo está completo — são duas espécies distintas.

Resultado: É especiação alopátrica: a barreira geográfica isolou as populações, que divergiram até ao isolamento reprodutivo, definindo novas espécies.

Erros frequentes

Considerar o indivíduo (e não a população) a unidade de evolução — a evolução altera o fundo genético da população.
Confundir a deriva genética (aleatória) com a seleção natural (orientada/adaptativa).

Revisão ativa

Uma barreira geográfica separa uma população em duas, que evoluem até deixarem de se cruzar. Classifica o tipo de especiação e explica o papel do isolamento reprodutivo.

Evocação ativa

Recorda os pontos-chave — depois revela.

Fontes: Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano (Direção-Geral da Educação (DGE))

Referências e fontes

Fontes

Direção-Geral da Educação (DGE)

Aprendizagens Essenciais de Biologia e Geologia — 11.º ano

Evolução biológica

4 secções~12 min de leitura4 competênciasNível Padrão 2 · Aprofundamento 2

Evolução biológica

Pontos-chave

A girafa segundo Lamarck

Pontos-chave

A girafa segundo Darwin

Pontos-chave

Homólogos ou análogos?

Pontos-chave

Especiação por barreira geográfica

Fontes

Evolução biológica

Pontos-chave

A girafa segundo Lamarck

Pontos-chave

A girafa segundo Darwin

Pontos-chave

Homólogos ou análogos?

Pontos-chave

Especiação por barreira geográfica

Fontes