Surgimento de Novas Espécies

A origem das espécies

Mecanismos de especiação são aqueles que determinam a formação de espécies novas. O mecanismo de especiação mais conhecido é o da especiação geográfica.

Este mecanismo pode de ser simplificadamente explicado, tomando-se como exemplo uma população com conjunto gênico grande, que vive em determinada área geográfica em um dado momento.

Suponhamos que o ambiente onde essa população ocorre sofra alterações bruscas, tais como modificações climáticas ou eventos geológicos (terremotos, formações de montanhas etc.).

Essas alterações podem determinar o surgimento de faixas de território em que a existência dos indivíduos da população torna-se impossível.

Quando essas faixas desfavoráveis separam áreas que ainda reúnem condições favoráveis à sobrevivência dos indivíduos que formavam a população inicial elas são denominadas barreiras ecológicas ou barreiras geográficas.

As barreiras ecológicas impedem a troca de genes entre os indivíduos das populações por elas separadas, fazendo com que variabilidades genéticas novas surgidas em uma população, não sejam transmitidas para outra. Além disso, as condições do ambiente, nas áreas separadas pela barreira, dificilmente são exatamente as mesmas, o que determina diferente pressões seletivas.

Então as populações assim separadas vão acumulando ao longo do tempo, podendo chegar a desenvolver mecanismos de isolamento reprodutivo. Quando isto ocorre, considera-se que essas populações pertencem a espécies distintas.

As espécies são portanto, como já vimos, populações de indivíduos potencialmente intercruzantes e reprodutivamente isolados de outras populações.

Representação esquemática de especiação geográfica

Os mecanismos de isolamento reprodutivo

O desenvolvimento de mecanismos que determinam o isolamento reprodutivo é fundamental para a origem das espécies.

Populações reprodutivamente isoladas de outras passarão a Ter história evolutiva própria e independente de outras populações. Não havendo troca de genes com populações de outras espécies, todos os fatores evolutivos que atuam sobre populações de uma espécie terão uma resposta própria. Dessa forma, o isolamento reprodutivo explica não a penas a origem das espécies, nas também a enorme diversidade do mundo biológico.

É importante esclarecer que os mecanismos de isolamento reprodutivo não se referem apenas á esterilidade, pois isolamento reprodutivo não é sinônimo de esterilidade.

Duas espécies podem estar reprodutivamente isoladas devido a fatores etológicos ou ecológicos que impendem o fluxo gênico, e não devido á esterilidade.

Um exemplo pode ser dado por duas espécies de patos de água doce, Anas platyrhinchos e Anas acuta, as quais, apesar de nidificarem lado a lado, não trocam genes, pois respondem a estímulos sensoriais diferentes.

A cópulas entre machos e fêmeas de uma espécie é desencadeada por certos estímulos sensoriais que não têm efeito sobre machos e fêmeas da outra espécie.

Com isso, é muito raro haver cópula entre indivíduos das duas espécies.No entanto, se essas duas espécies forem criadas em cativeiro, elas poderão se reproduzir, originando descendentes férteis.Neste caso, não é a esterilidade o fator de isolamento reprodutivo e sim o fator etológico (compartamental).

Os mecanismos de isoloamento reprodutivo podem ser classificados do seguinte modo:

Os mecanismos pré-copulatórios: impedem a cópula.

Isolamento estacional: diferenças nas épocas reprodutivas.
Isolamento de hábitat ou ecológico: ocupação diferencial de hábitats.
Isolamento etológico: o termo etológico refere-se a padrões de comportamento.

Para os animais, este é o principal mecanismo pré-copulatório.

Neste grupo estão incluídos os mecanismos de isolamento devidos à incompatibilidade de comportamento baseado na produção e recepção de estímulos que levam machos e fêmeas à cópula.

Esses estímulos são específicos para cada espécie. Dois exemplos desse tipo de incompatibilidade comportamental levando ao isolamento reprodutivo são os sinais luminosos, emitidos por vaga-lumes machos, que apresentam variação dependendo da espécie. Eses sinais variam na freqüência, na duração da emisão e na cor (desde braco, azulado, esverdeado, amarelo, laranja até vermelho).

A fêmea só responde ao sinal emitido pelo macho de sua própria espécie.

O outro exemplo é o canto das aves: as fêmeas são atraídas para o território dos machos de sua espécie em função do canto, que é específico.

Isolamento mecânico: diferenças nos órgãos reprodutores, impedindo a cópula.
Mecanismos pós-copulatórios: Mesmo que a cópula ocorra, estes mecanismos impedem ou reduzem seu sucesso.
Mortalidade gamética: fenômenos fisiológicos que impedem a sobrevivência de gametas masculinos de uma espécie no sistema reprodutor feminino de outra espécie.
Mortalidade do zigoto: se ocorrer a fecundação entre gametas de espécies diferentes, o zogoto poderá ser pouco viável, morrendo devido ao desenvolvimento embrionário irregular.
Inviabilidade do híbrido: indivíduos resultantes do cruzamento entre indivíduos de duas espécies são chamados híbridos interespecíficos. Embora possam ser férteis, são inviáveis devido à menor eficiência para a reprodução.
Esterilidade do híbrido: a esterilidade do híbrido pode ocorrer devido à presença de gônadas anormais ou a problemas de meiose anômala.

O isolamento reprodutivo total entre duas espécies deve-se, em geral, a vários fatores, dentre os quais um pode ser mais efetivo do que os outros.

O PROCESSO DE ESPECIAÇÃO

O material genético de uma população, interagindo com o meio e submetido às forças da mutação, seleção natural, deriva genética e migração, pode levar ao aparecimento de divergência dentro dessa população.

Diferenças substanciais podem ocorrer entre dois grupos de uma dada população, a ponto de se poder identificá-los como entidades distintas.

Essas diferenças freqüentemente estão associadas à existência de regiões ecologicamente distintas, fato que leva esses grupos a se adaptarem de maneira peculiar.

Caracteres de alto valor adaptativo em uma região podem se comportar de maneira diferente em outras. As constituições genéticas de dois ou mais setores de uma população são passíveis de diversificação, por estarem submetidos a pressões seletivas distintas. Se do cruzamento entre membros de dois grupos resultar descendência fértil, admite-se que esses dois grupos constituam raças.

As raças são definidas como populações da mesma espécie, que diferem nas freqüências relativas de genes ou de formas cromossômicas.

Se os mecanismos de isolamento tornarem-se cada vez mais eficientes e o fluxo gênico (intercâmbio gênico através da reprodução) entre as raças for cada vez menor, elas tenderão a divergir até o ponto em que a reprodução entre elas se torne impossível. Quando isto ocorrer, o processo de diversificação tornar-se-á irreversível, não haverá mais troca de genes entre os dois grupos e estes poderão, agora, ser considerados duas espécies distintas (Figura abaixo).

Este processo de especiação descrito por Stebbins pode ser perfeitamente aceito pelos criacionistas.

O tempo requerido para a formação de uma nova espécie por este processo seria, segundo alguns evolucionistas, em média um milhão de anos. Porém, vários outros cientistas admitem que este processo possa ser muito mais rápido, sendo possível em centenas ou milhares de anos (ver exemplos acima).

Segundo Gibson, o dilúvio e as condições originadas após o seu término teriam fornecido condições muito favoráveis para uma rápida especiação. A maioria dos organismos foi destruída por esta catástrofe, deixando pequenas populações de sobreviventes. Os vertebrados terrestres foram preservados na arca em pequenos números. Após eles serem liberados da arca, eles teriam encontrado recursos quase ilimitados disponíveis, tornando possíveis rápidos aumentos no tamanho das populações, juntamente com níveis reduzidos de competição.

Haveria um grande número de nichos ecológicos desocupados, aos quais os organismos poderiam se adaptar. As condições ambientais da terra estariam instáveis, e processos geológicos como os vulcões, terremotos, e mudanças no nível do mar afetariam o clima, criariam e removeriam barreiras para a dispersão e produziriam muitas catástrofes localizadas que tenderiam a isolar populações de espécies em dispersão.

Aquelas espécies que foram preservadas fora da arca também estariam sujeitas a condições favoráveis para especiação. Organismos aquáticos poderiam ser transportados por correntes, possivelmente resultando na dispersão de pequenos grupos de sobreviventes para muitos lugares isolados com diferentes condições ambientais. O mesmo poderia acontecer com grupos terrestre tais como insetos, vermes e outros invertebrados. Plantas e sementes poderiam também ser levadas pelas águas e dispersas por correntes.

Estas condições provavelmente resultariam em especiação rápida em muitos grupos de organismos.

1º estágio: Uma única população em um ambiente homogêneo.
2º estágio: Diferenciação do ambiente e migração para novos ambientes produzem diferenciação.
3o estágio: Modificações posteriores e migrações conduzem ao isolamento geográfico de algumas raças e subespécies.
4o estágio: Algumas dessas subespécies isoladas se diferenciam no tocante a modificações gênicas e cromossômicas que controlam mecanismos de isolamento
5o estágio: Modificações no ambiente permitem que populações geograficamente isoladas coexistam novamente na mesma região. Elas agora permanecem distintas por causa das barreiras de isolamento reprodutivo que as separam e podem ser reconhecidas como espécies distintas.

Fig. 1 – Diagrama mostrando a seqüência de acontecimentos que leva à diferenciação de raças,
subespécies e espécies, tendo como ponto de partida um grupo homogêneo de populações (segundo Stebbins, 1974).

Diagrama mostrando a seqüência de acontecimentos que leva à
diferenciação de raças, subespécies e espécies, tendo como ponto de partida um
grupo homogêneo de populações (segundo Stebbins, 1974)

Conclusão

Mudança nas espécies através dos tempos são irrefutáveis. Porém, essas mudanças são limitadas. A possibilidade de mudanças nas espécies não deveria surpreender os criacionistas. A má compreensão do termo “segundo sua espécie” no livro de Gênesis levou alguns a pensarem que os animais não podem mudar de maneira significativa.

Porém uma leitura cuidadosa mostra que o texto está afirmando que Deus criou muitos tipos de organismos em um dia de criação. O termo não diz nada sobre se eles podem ou não mudar. Ao contrário, o livro de Gênesis claramente afirma que mudanças iriam acontecer (Gênesis 3: 14, 18).

Parece então lógico aceitar o conceito de que Deus criou os “tipos” básicos de organismos, originando a grande variedade de vida ao nosso redor, mas ocorreram mudanças morfológicas limitadas e formação de novas espécies e talvez gêneros. Estas mudanças podem ter acontecido em tempos relativamente curtos, após a criação.

EVOLUÇAO: O SENTIDO DA BIOLOGIA

1 – A natureza instiga nossa curiosidade

A Biologia busca explicar os fatos entre os seres, uma série de explicações sobre o funcionamento das características dos seres vivos. Os seres vivos são eficazes em elaborar meios para sua sobrevivência como, por exemplo, as aranhas canibalisticas que devoram os machos. Outro exemplo é como surgiu às penas das aves que função desempenha? Ou será que são características dos ancestrais.

Para compreender todos esses fenômenos é importante compreender todo o processo histórico o qual está inserido. No universo biológico é preciso entender as etapas da evolução, e o que leva um ser vivo a passar por adaptações e mudanças, ou seja, compreender todo processo que explique os fenômenos ou comportamento.

2 A mudança é a regra

Na visão fixista os seres vivos se organizam numa cadeia desde os tempos primitivos até hoje. A ordem atribuída a eles seria simplesmente reflexos da obra de Deus, o criador de todas as coisas.

Para o fixista o homem não veio do macaco, cada ser vivo representa uma forma isolada sem qualquer ligação com outro ser com características próprias e com organismos planejados para exercer funções próprias.

Na visão evolucionista defendia a mudança no mundo natural. A teoria da evolução biológica propõe que os seres vivos não são imutáveis. O conjunto dos seres vivos presentes na terra se alteram ao longo do tempo.

Buffon, citado por Diogo Meyer e Charbel Nino El-Hani diz que as espécies transformam de modo limitado e que na medida em que mudasse de região, a influência do ambiente levaria mudança na forma original, resultando assim novas variedades de espécies sendo que o ambiente influencia nas mudanças das espécies.

A teoria de Buffon, é baseada na geração espontânea onde seria capaz de dar origem a diversas formas vivas que originam de um conjunto de seres vivos sob a influência do ambiente, multiplica-se a diversidade de formas vivas. Lamarck, citado nesta obra, defendia a idéia de que o ambiente desempenha papel central na explicação do processo evolutivo.

O ambiente forçaria os seres vivos a modificar os hábitos devido à necessidade de sobrevivência onde resultaria em uma alteração dos padrões de uso e desuso dos órgãos, de modo que a estrutura orgânica poderia ser desenvolvida ou atrofiada.

As idéias de Buffon e Lamarck são diferentes. Buffon destaca a transformação como resultada do efeito do ambiente sobre algumas formas por geração espontânea.

Lamarck destaca uma tendência inerente a vida de aumento de complexidade a qual origina forma complexa apartir de formas primitivas que sugiram por geração espontânea.

Na visão de mundo que pode ser entendida que o homem veio do macaco, houve um momento da história da vida na terra onde todas as espécies originaram de uma única espécie.

Baseado nas idéias de Darwin há uma grande semelhança entre os seres vivos, como por exemplo, as asas do morcego que são formadas por uma membrana de pele esticada entre os ossos correspondentes aos nossos dedos da mão.

Hoje, é possível somar as idéias de Darwin às descobertas da Biologia Molecular e da bioquímica, onde há uma grande importância quando se trata de código genético.

Grande parte do trabalho feito por Darwin traz evidencias que a evolução ocorre por meio de um processo de descendência com modificações.

Um exemplo são os órgãos vestigiais que são estruturas aparentemente desprovidas de função nas semelhanças de órgãos funcionais em outros organismos. Como vestígios de apêndices encontrados nas cobras.

È notável que as espécies mais semelhantes ocorrem em localidade mais próximas geograficamente. Isso significa que há uma variação geográfica, o que acontece é que as espécies que originam de uma mesma região, é natural que seja de parentesco mais próximo.

Há varias teorias que são intercaladas a diferentes aspectos do processo evolutivo como: A teoria da evolução ocorre segundo Darwin é que os seres vivos tem um grau de parentesco entre se; outra teoria a de que os seres vivos partilham ancestrais comum, onde todas as espécies surgem de espécies existentes.

A teoria: a variação dentro da espécie origina diferenças ente espécies, para Darwin esse processo explica não só a origem de diferenças entre populações, mas também as diferenças entre espécies; outra teoria: a evolução é gradual, onde as grandes mudanças evolutivas ocorrem com uma sucessão de mudanças menores que acumulariam gradativamente; e a ultima teoria é da seleção natural é o mecanismo subjacente à mudança evolutiva, há competição na natureza, como são produzidos indivíduos do que o numero que pode ser mantido pelos recursos disponíveis, o resultado é a sobrevivência de apenas uma parte, com freqüência uma parte mínima de indivíduos por geração.

3 – A seleção natural

Segundo Darwin e seus seguidores, a transformação das espécies é por meio de um processo de descendência com modificação Ele atribuía à herança de características adquiridas um papel em suas teorias apesar de enfatizar a seleção natural como um mecanismo principal de mudança evolutiva.

Os neolamarkistas defendiam uma teoria evolutiva centrada na idéia de herança de caracteres adquirida, as modificações sofridas por um organismo ao longo de sua vida podiam ser herdadas pelos seus descendentes.

Outra teoria antedarwinista de mudança evolutiva ocorrida e com determinadas metas o que era essa tendência de seguir um rumo preestabelecido, e não a seleção natural que explicava a transformação evolutiva.

O mutuacionismo uma alternativa à seleção natural e mais influente, nasceu do sucesso da genética experimental que o inicio do século XX, havia demonstrado a ocorrência de mutações, súbitas alterações herdáveis em seres vivos.

A seleção natural ocupa um papel fundamental na biologia evolutiva. Ela procura explicar às adaptações dos organismos as características do seu meio.

A seleção natural explica sobre as diversas características dos seres vivos.

Há várias evidências de que ocorre a seleção natural, pois, não é preciso vê-la para saber que acontece. A teoria científica é capaz de explicar as adaptações e a diversidade dos seres vivos como, por exemplo, o átomo, mas não é preciso vê-lo.

A evolução não ocorre em curto prazo para todas as espécies, como por exemplo, as bactérias levam muitos anos para evoluírem.

Existem casos de seleção natural que tem origem de casos de uma ação feita pelo homem. Como é o caso das bactérias resistentes ao uso de antibióticos.

O surgimento de populações de bactérias resistentes a antibióticos é um processo movido pela seleção natural, onde os agentes seletivos são os antibióticos.

Ao longo de muitas gerações uma espécie pode ser transformada em sua aparência, ou seu comportamento ou em sua constituição genética.

Esse processo pode resultar no surgimento de novas espécies se a diferença entre a espécie ancestral e suas descendentes, aumentar o suficiente.

Para realmente entender a Biologia é fundamental assimilar esse pensamento moderno de evolução.

Há mudanças nas espécies que ocorre por acaso, como é o caso da cor dos pelos de animais, irá predominar aquela de predominância maior, mesmo que a outra apresentar alguma vantagem.

O acaso pode ter um papel evolutivo importante nas investigações sobre a variação genética. Na década de 1960 descobriu-se que maior parte da variação genética.

As mudanças ocorridas nas espécies por acaso é chamada de deriva genética.

A evolução por seleção natural é um processo que relaciona com as condições ambientais que estabelece os desafios os quais os organismos responderão continuamente mudando, em parte pelas atividades próprias dos organismos. A evolução humana também é um exemplo de como a evolução ocorre nas características.A postura bípede surgiu em nossa linhagem há milhões de anos, sendo provável que a seleção natural tenha favorecido.

Por tanto, pode-se afirmar que a seleção natural pode ocorrer de varias maneiras, mas para isso é preciso examinar-la numa perspectiva história, situando no tempo e no surgimento que ela passou a desempenhar uma função específica.

4 – Debates atuais na biologia evolutiva

A biologia evolutiva é construída em torno das idéias de que todos os seres vivos são aparentados uns aos outros, em decorrência do processo de descendência com modificação, bem como da idéia de que a seleção natural nos oferece um mecanismo poderoso para compreender como ocorre esse processo de mudança.

A teoria evolutiva oferece respostas sobre o mundo vivo. Ela pode ser vista como uma ferramenta que ajuda a dar sentido ao mundo natural.

A biologia evolutiva pode ser considerada como um alvo de investigação científica, pois muitas questões sobre o parentesco entre os seres vivos e os mecanismos que levam às mudanças constituem desafios para tal ciência.

A teoria evolutiva neodarwinista enfrenta atualmente três desafios que podem ser sintetizados através dos seguintes questionamentos:

1- Considerando que as formas de vida na terra abrangem vários níveis de organização, desde moléculas até ecossistemas, passando por células, tecidos, organismos, populações, etc. Em qual desses níveis a seleção atua?
2 – A seleção natural é capaz de cumprir um papel positivo na evolução, ou seja, ela é capaz de explicar não somente a eliminação do menos adaptado, mas também o surgimento do mais adaptado?
3 – Aceitamos que a seleção natural explica as pequenas alterações evolutivas, mas ela também é capaz de explicar as grandes mudanças na árvore da vida?

Stephen Jay Gould entende que as respostas a essas três perguntas constituem o núcleo central da teoria darwiniana da evolução, juntamente com o mecanismo da seleção natural.

As perguntas que foram referidas dizem respeito aos três princípios presentes na formulação contemporânea do darwinismo chamados por Gould de: agência, eficácia e alcance.

Como resposta em relação à seleção natural Darwin defende que ela atua sobre organismos individuais, explicando dessa forma a pergunta a respeito do princípio da agência.

Ele insistia que a seleção natural atua sobre organismos que competem uns com os outros. Admitiu que as situações em que um organismo fazia algo que fazia ser deletério para si mesmo, sobretudo quando esse comportamento beneficiava outro indivíduo da mesma população, representavam um grande desafio à sua teoria.

De acordo com o cientista vero Wynne-Edwards (1962), a resposta para a questão da agência é bastante diferente daquela proposta por Darwin, pois em vez de somente sobre o organismo individual, a seleção natural também estaria atuando sobre grupos de organismos. Tal explicação foi bastante popular na primeira metade da década de 60, por seu apelo intuitivo que se baseia em um mecanismo conhecido como ?seleção de grupo?.

Apesar das muitas críticas relacionadas à seleção de grupo ainda deixavam sem reposta uma questão fundamental que seria de que forma a seleção natural explicaria a existência do altruísmo?

As idéias desenvolvidas inicialmente por William Hamilton (1936-2000) contribuíram de modo fundamental para explicar a evolução do altruísmo.

Ele propôs que o indivíduo altruísta está aumentando indiretamente as chances de seus genes serem freqüentes na próxima geração, na medida em que auxilia na sobrevivência de seus parentes, que compartilham com ele uma maior proporção dos genes do que os demais membros da população.

Tal mecanismo ficou conhecido como seleção por parentesco.

Paul Sherman ao observar a experiência com uma espécie norte-americana de esquilos percebeu que esses esquilos tendem a emitir os gritos de alarme muito mais freqüentemente quando há parentes próximos na vizinhança.

Nesse caso a probabilidade de o indivíduo beneficiado partilhar genes com o altruísta é aumentada.

Esse raciocínio desloca o algo da seleção natural: não seriam os indivíduos que estariam sendo selecionados, mas seus genes.

Deste modo encontraram-se mais uma vez uma resposta diferente daquela que foi dada por Darwin ao problema da agência.

A seleção de grupo que esteve em descrédito desde meados da década de 60, voltou a merecer atenção.

Isto devido à percepção de que o mesmo tipo de problema indicado por Wiliam surge em casos nos quais é bem mais difícil negar a existência de altruísmo.

Organismos multicelulares são grupos de células que cooperam umas com as outras. E as células carregam dentro de si grupos de genes.

As teorias darwinistas do século XIX a XX mostra o desenvolvimento de diversas linhas de pesquisas sobre o pensamento evolutivo com abragncia em diversas áreas desde o comportamento das aves até a análise dos fósseis, a caracterização genética das diferentes espécies e genética do desenvolvimento, para assim compreender a importância da seleção natural como um mecanismo evolutivo.

Fonte: www.biologia-ar.hpg.ig.com.br/origins.swau.edu/www.geocities.com