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Mesmo na Teoria Sintética da Evolução, o conceito de adaptação ... abióticos o clima, a salinidade, a temperatura, a pressão, o tipo de solo, a.
Tipologia: Provas
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Meta da aula
Pré-requisito
Adaptação e adaptacionismo
Evolução | Adaptação e adaptacionismo
INTRODUÇÃO A palavra adaptação pode possuir muitas conotações diferentes, tanto no senso comum quanto em Ciência. Por exemplo, diz-se que pessoas estão bem adaptadas a algum local ou situação quando elas estão confortáveis ou desenvolvem laços sociais. Nesse caso, adaptação é quase um sinônimo de bem-estar, satisfação ou, mesmo, felicidade. Em disciplinas como Fisiologia, por exemplo, a palavra pode ser usada como sinônimo de ajustamento fenotípico de um organismo individual ao seu ambiente, ou seja, um processo que seria mais bem definido como aclimatação fisiológica. Mais ainda, a percepção de que os organismos parecem estar adequados (adaptados) aos seus ambientes é antiga. Podemos citar, pelo menos, duas outras escolas de pensamento que trabalharam com a interpretação deste fenômeno: o Lamarckismo e a Teologia Natural. Já nos detivemos sobre o Lamarckismo quando estudamos o Histórico do Estudo da Evolução (Aula 3). A Teologia Natural, por outro lado, era um conjunto de idéias, muito popular entre os séculos XVIII e XIX, que tentava explicar os fenômenos naturais como obras de um criador e, ao mesmo tempo, demonstrar a existência de um criador pela observação da Natureza. O argumento principal era que os fenômenos naturais, entre eles as adaptações, só poderiam ser entendidos como produto de uma intenção, como realização de um projeto, resultado de um desenho. Isso é o que chamamos visão teleológica, que era a perspectiva da Teologia Natural. Em todos esses casos descritos, a adaptação é muito diferente daquilo que entendemos, hoje, desse fenômeno. Nesta aula, estaremos estudando a adaptação de um ponto de vista darwinista, que é a perspectiva da moderna teoria evolutiva.
Mesmo na Teoria Sintética da Evolução, o conceito de adaptação não tem apenas uma definição, mas três. Podemos defini-la como: a) Um traço, um caráter. Algo possuído por um organismo ou uma população. Uma característica que, devido ao aumento que confere ao valor adaptativo, foi moldada pela seleção natural agindo sobre a variação gênica. b) O processo pelo qual, pela ação da seleção natural, uma população sofre mudanças na sua composição gênica ao longo do tempo. Bem entendido que tais mudanças dizem respeito a alterações nas proporções das variantes genéticas preexistentes, e não a indução de mudanças no material genético.
Evolução | Adaptação e adaptacionismo
tal, são limitadas pela variação gênica presente nas populações. A seleção natural não inventa ou determina a variação necessária para dada circunstância, ela simplesmente aproveita o material disponível. Dessa forma, a noção de que a adaptação é a manifestação de uma intenção, a realização de um desenho consciente, não se sustenta. É por isso que alguns evolucionistas, de brincadeira, se referem à seleção natural como uma força “quebra-galho”, em contraposição à noção de desenho da antiga Teologia Natural. Na Aula 2 (Evidências da Evolução), nós já discutimos sobre esse assunto. Lembra da quarta evidência da evolução? Ela dizia respeito às restrições com as quais o processo evolutivo opera. Além dos limites determinados pela variação gênica disponível, existem também limites históricos. A adaptação (na definição “b”) é um processo histórico e, como tal, tem o seu destino determinado pela seqüência dos eventos anteriores. Assim, é possível, estando neste momento, reconstruir o passado de uma dada linhagem, mas é muito difícil, se não impossível, determinar seu futuro. Lembra da nossa Aula 13 (Seleção Natural 1)? Ali, discutindo as superfícies adaptativas de Wright, vimos que a seleção natural pode levar as populações a picos adaptativos muito baixos. Isto se deve ao fato de que, por uma questão histórica, a população se encontrava mais próxima de um pico adaptativo baixo, e, por seleção natural, as populações são sempre conduzidas aos picos adaptativos mais próximos. Note, ainda, que a seleção natural, à medida que retira os genótipos menos adaptados da população, proporciona um aumento do seu valor adaptativo médio em direção ao valor máximo, que é 1 (Aula 13: Seleção Natural 1). Embora o valor adaptativo médio seja uma descrição do valor médio relativo do valor adaptativo dos indivíduos na população, isso não representa o estado de ser adaptado da população. O estado de ser adaptado de uma população é muito difícil de ser verificado e, geralmente, envolve medidas de abundância, taxa de crescimento e permanência de longo prazo das populações. Antes de continuarmos, resolva a atividade a seguir.
AULA
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MÓDULO 1 ATIVIDADE 1
Marque um X para aquilo que melhor caracteriza adaptação em cada um dos contextos dados.
Escola Clássica
Senso comum
( ) Aclimatação ( ) Desenho, projeto, intenção ( ) Seleção dos variantes preexistentes ( ) Capacidade de o indivíduo se adequar a diferentes situações ( ) Tendência interna de o indivíduo acompanhar as mudanças do meio
Fisiologia
( ) Aclimatação ( ) Desenho, projeto, intenção ( ) Seleção dos variantes preexistentes ( ) Capacidade de o indivíduo se adequar a diferentes situações ( ) Tendência interna de o indivíduo acompanhar as mudanças do meio
Lamarckismo
( ) Aclimatação ( ) Desenho, projeto, intenção ( ) Seleção dos variantes preexistentes ( ) Capacidade de o indivíduo se adequar a diferentes situações ( ) Tendência interna de o indivíduo acompanhar as mudanças do meio
Teologia Natural
( ) Aclimatação ( ) Desenho, projeto, intenção ( ) Seleção dos variantes preexistentes ( ) Capacidade de o indivíduo se adequar a diferentes situações ( ) Tendência interna de o indivíduo acompanhar as mudanças do meio
Teoria Sintética da Evolução
( ) Aclimatação ( ) Desenho, projeto, intenção ( ) Seleção dos variantes preexistentes ( ) Capacidade de o indivíduo se adequar a diferentes situações ( ) Tendência interna de o indivíduo acompanhar as mudanças do meio
AULA
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MÓDULO 1 Uma vez alerta, pense bem: se falar em adaptação é falar em seleção natural e variação gênica, então, nessa história, o ambiente é, também, um dado muito importante, não é verdade?! Vamos nos debruçar um pouco sobre esta questão.
Quando falamos em ambiente, o que nos vem à cabeça, imediatamente, é a noção de ambiente ecológico externo (ver a disciplina Elementos de Ecologia e Conservação). O ambiente ecológico é composto tanto de fatores abióticos quanto bióticos. Estão incluídos entre os fatores abióticos o clima, a salinidade, a temperatura, a pressão, o tipo de solo, a disponibilidade de água e muitas outras características físicas e químicas que determinam os limites de sobrevivência e bem-estar dos organismos. Os fatores bióticos incluem as relações entre diferentes espécies (presa/ predador, competição, mutualismo, parasitismo, agentes patogênicos etc.) e entre indivíduos dentro da mesma espécie (densidade, proporção sexual etc.) que, do mesmo modo, influem na chance de os indivíduos sobreviverem e se reproduzirem. Existem outros fatores, contudo, que não são aqueles relacionados ao ambiente ecológico externo. Por exemplo, as relações internas entre os caminhos bioquímicos e do desenvolvimento, as relações internas entre os órgãos etc. Todos esses fatores influenciam o modo como características novas se expressarão no organismo, uma vez que é importante que a parte (nova) se integre de maneira harmônica com o todo preexistente. Essa relação entre as partes e o todo nos permite afirmar, sem exagero, que para um determinado gene todos os outros genes funcionam como ambiente. Vejamos um exemplo com uma espécie de Drosophila. A viabilidade de alguns mutantes de Drosophila funebris depende tanto do ambiente ecológico externo quanto do ambiente genético. A viabilidade dos mutantes do tipo eversae é inferior à do tipo selvagem em temperatura baixa (15o^ C) e alta (30o^ C), mas, em uma temperatura intermediária (25 o^ C), a sobrevivência desses indivíduos é superior. Quando tomados vários mutantes ( SINGED , eversae , abnormes e MINIATURE ), a viabilidade dos indivíduos varia em função da combinação estabelecida. Por exemplo, o mutante singed , quando tomado isoladamente, tem a mesma viabilidade que a sua combinação com abnormes ; entretanto,
O mutante singed apresenta cerdas curtas e/ou encaracoladas. Miniature apresenta asas muito pequenas e cutícula escura.
Evolução | Adaptação e adaptacionismo
singed combinado com eversae tem viabilidade maior, enquanto combinado com miniature tem viabilidade menor. Como você pode perceber, o destino de uma variante genética depende da sua relação com o ambiente. Mas aquilo que estamos chamando ambiente envolve um número de variáveis muito maior do que apenas o ambiente ecológico externo dos organismos. A formação de combinações genéticas novas, a partir de velhos genes, é uma fonte importante de variação genética nas populações. E, mais uma vez, é importante lembrar: a variação gênica é o material da evolução! Se você acrescentar a isso a seleção natural, estará no caminho (definição “b” na Figura 18.1 ) da adaptação (definição “a” na mesma figura).
Quando falamos em adaptação, estamos acostumados a pensar numa dicotomia entre seres vivos e ambiente. No entanto, é chegada a hora de pensar um pouco mais do que estamos acostumados quando o assunto é esse. Para começo de conversa, como já acabamos de ver, o número de fatores que compõem o ambiente está para além do mundo ecológico externo. Mais que isso, é preciso perceber que o ambiente em que vive um organismo não é completamente independente dele. Isto porque o ambiente é mais do que apenas o mundo físico externo aos seres vivos. Fotoperíodo, marés, estações do ano são fenômenos naturais independentes dos seres vivos, constituem o mundo físico, mas não o ambiente. As características que constituem o ambiente variam de espécie para espécie, uma vez que o ambiente de uma espécie depende muito da sua história evolutiva passada. Por exemplo, para uma ave que constrói os seus ninhos com palha, as gramíneas constituem parte do seu ambiente; as pedras, por outro lado, não integram o ambiente dessa ave. Para um besouro predador, a composição química das plantas é, em grande parte, irrelevante; para um besouro herbívoro, no entanto, isso pode ser crucial. Como você já deve estar entendendo, na definição daquilo que chamamos ambiente o organismo é muito importante. Outro aspecto interessante dessa questão é que os organismos não só determinam os aspectos do mundo físico externo que são relevantes para eles como também, num certo sentido, constroem um mundo a sua volta. Pense num formigueiro; esse ambiente não é igual àquele no qual
Evolução | Adaptação e adaptacionismo
Em 1979, Gould e Lewontin publicaram um artigo no qual aplicaram o termo “programa adaptacionista” à pesquisa que é baseada na fé no poder da seleção natural como agente otimizador. Nesse programa de pesquisa, os organismos são encarados como conjuntos de características mais ou menos independentes, e não como todos integrados e interdependentes. Dessa forma, isolando o organismo em partes, é possível construir um cenário que poderia explicar a evolução adaptativa de cada uma das partes isoladamente. Assim, o programa adaptacionista produzia um sem-número de cenários para um sem- número de características, de modo que era possível explicar quase tudo. Lewontin e Gould também se referiam ao programa adaptacionista como telling stories (contando histórias). A observação cuidadosa nos indica, no entanto, que os organismos vivos não são projetados de modo ótimo, que muitas características, simplesmente, não são adaptativas e que as diferenças entre as espécies têm origem em razões outras que não a seleção natural. Vamos ver algumas explicações alternativas:
AULA
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MÓDULO 1 da pleiotropia é o crescimento ALOMÉTRICO. Assim, o Tyrannosaurus rex apresentava membros anteriores diminutos (ver Aula 27: Dinossauros, na disciplina Diversidade dos Seres Vivos) não porque o tamanho pequeno dos membros dianteiros fosse uma característica adaptativa, mas, provavelmente, devido a uma correlação negativa de desenvolvimento entre o tamanho do corpo e os membros dianteiros. Esse tipo de correlação alométrica é comum entre os dinossauros terópodes.
O termo alometria foi cunhado em 1936 e designa a relação entre as mudanças na forma e no tamanho total do organismo. Assim, modernamente, alometria designa as mudanças nas dimensões relativas de partes do corpo de um organismo que estão correlacionadas às mudanças no tamanho total.
A adaptação dos organismos a seus ambientes é uma das conseqüências mais importantes do processo evolutivo. De maneira geral, a adaptação é uma característica ou o processo que habilita os organismos a sobreviverem e se reproduzirem, ou que aumenta a chance de isso ocorrer. Muito da Biologia, seja Zoologia, Botânica, Bioquímica, Fisiologia ou Ecologia, se dedica ao estudo das adaptações. Nesta aula discutimos a complexidade do conceito de adaptação, bem como a força e a fraqueza das explicações de cunho adaptativo.
AULA
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MÓDULO 1
RESPOSTA Todas as definições de adaptação estudadas tinham dois elementos fundamentais: a variação gênica e a seleção natural.
RESPOSTA
COMENTÁRIO Esta questão demanda de você a compreensão daquilo que não cansamos de repetir: a grande revolução darwiniana foi a perspectiva materialista da variação! Entendido isso, é fácil responder a esta questão. Caso não tenha conseguido responder a esta atividade corretamente, é bom rever as Aulas 3 (Histórico do Estudo da Evolução) e 4 (A Nova Síntese Evolutiva) de Evolução.
Como o ambiente é tudo que se relaciona e infl uencia a expressão dos caracteres, todos os outros caracteres estarão infl uenciando o modo como o caráter específi co estará se expressando no organismo, uma vez que é importante que a parte se integre de maneira harmônica com o todo.
COMENTÁRIO Esta atividade é simples! Qualquer problema na sua resolução é porque “existem mais mistérios entre o céu e a terra do que a nossa vã imaginação (era) capaz de prever”. Volte lá e estará resolvido esse mistério!
Evolução | Adaptação e adaptacionismo
Depois de uma atividade presencial e dois estudos dirigidos nas aulas anteriores, você deve ter ficado feliz com o pequeno número de tarefas desta aula, não é mesmo? Contudo, acreditamos que, mesmo assim, sua cabeça deve estar um pouco quente... Esta foi uma aula muito crítica, em que você tinha de reconsiderar muitas idéias. A melhor opção nesse caso é digeri-la bem. Para o seu curso de Biologia e a sua disciplina de Evolução, esta discussão está de bom tamanho, mas se você se sentiu instigado, provocado ou incomodado, a melhor opção é ler um pouco mais. Nesse caso, o livro A tripla hélice , de Lewontin, é uma ótima opção para as horas vagas, fi nais de semana ou férias.
Se você não agüentava mais esses processos deterministas, na próxima aula você vai voltar ao bar – o endocruzamento é uma força estocástica. Os professores de Evolução advertem: estude com moderação!
