Evolução
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Evolução é qualquer processo de crescimento, mudança ou desenvolvimento. A palavra provém do Latim evolutio, significando "desabrochamento", e antes do fim de 1800 foi confinada a referir-se à evolução meta-dirigida, processos pré-programados como desenvolvimento embriológico. Uma tarefa pré-programada, como uma manobra militar, segundo esta definição, pode ser considerada uma "evolução". Pode-se falar também de evolução das estrelas, evolução cultural ou da evolução de uma idéia.
No século XIX a palavra "evolução" era identificada com melhoria. Estava claro para os pensadores Europeus daquele tempo — no despertar do Iluminismo e da Revolução Francesa — que as sociedades humanas haviam evoluído; muitas pessoas têm dito o mesmo sobre a evolução biológica das espécies. No século XX, a maioria dos cientistas sociais vieram a rejeitar a estrita definição de mudança social e cultural como melhoria. A maioria das idéias sobre a evolução das espécies, antes de Darwin, como por exemplo as idéias de Lamarck, interpretava igualmente as mudanças biológicas como uma melhoria; no entanto a seleção natural — proposta por Darwin na metade do século XIX e que ainda é aceita em praticamente todos os círculos científicos para a adaptação biológica — não implica em alguma forma de melhoria "absoluta", rumo a uma perfeição ideal, mas é meramente o resultado do acúmulo de características hereditárias que ao longo do tempo, em dado momento da história das linhagens, foram relativamente vantajosas aos seus portadores em seus respectivos ambientes.
Desde o século XIX, "evolução" é geralmente usada como referência a uma evolução biológica e mudanças nas características da vida. Freqüentemente é uma referência à teoria da evolução moderna baseada nas idéias de Charles Darwin da seleção natural, que constitui a base de toda Biologia Moderna.
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[editar] Evolução Biológica
A teoria evolucionista, que é aceita em praticamente todos os círculos científicos, tem três aspectos principais.
- A relação ancestral entre os organismos, tanto vivos quanto fossilizados.
- O aparecimento de novas características em uma linhagem.
- O mecanismo que faz com que algumas características persistam enquanto outras perecem.
A maioria dos biólogos evolucionistas acredita que toda a vida na Terra descende de um ancestral comum, habitualmente chamado de LUCA (Last Universal Common Ancestor — Último Antepassado Comum Universal). Esta conclusão é baseada no fato de que os organismos vivos apresentam características básicas extremamente semelhantes (como o código genético). Diferentes grupos de pessoas olham para estas características e, incrivelmente, tiram diferentes conclusões. Os que defendem a teoria do Projeto Inteligente dizem que isso reflete um planejamento, uma mente superior que designou para os seres vivos características que seriam as melhores para a vida. Já os Criacionistas defendem que o fato da vida apresentar aspectos semelhantes em todos os seres vivos só evidencia que eles tiveram um mesmo Criador, que teria um estilo de "criação" particular. É importante saber que o Design Inteligente e o Criacionismo não são teorias e muito menos científicas, pois não possuem absolutamente nenhuma evidência e nenhuma publicação.
O estudo dos ancestrais das espécies é a filogenia. A Filogenia tem revelado que órgãos com estruturas internas diferentes podem possuir semelhanças superficiais e realizar funções similares. Estes exemplos de estruturas análogas, mostrando que há múltiplos caminhos para resolver a maioria dos problemas, tornam difícil acreditar que as características universais da vida são todas necessárias. Do mesmo modo, outros órgãos com estruturas internas similares podem realizar funções radicalmente diferentes. Os membros dos vertebrados são o exemplo mais comum de estruturas homólogas, órgãos em dois organismos que compartilham uma estrutura básica que existia no último ancestral comum destes organismos.
A teoria da evolução que atualmente domina é chamada de síntese moderna, referindo-se à síntese da teoria da evolução de Darwin pela seleção natural com a teoria genética de Gregor Mendel (estudou a herança das características das ervilheiras desta forma as leis básicas da hereditariedade que é o caráter transmitido por herança). De acordo com esta teoria, o evento fundamental da especiação é o isolamento de duas populações, que permite que seus recursos genéticos entrem em divergência. Uma evidência adicional da existência de um ancestral universal da vida é que a abiogênese (surgimento espontâneo da vida) nunca foi observada. No entanto, experiências como as de Oparin indicam que era possível o surgimento do primeiro ser vivo através da evolução química, nas condições da Terra primitiva. Esta hipótese é a atualmente mais aceita nos meios científicos. Outra hipótese é a de que o primeiro ser vivo veio de fora do planeta Terra (Panspermia).
[editar] O surgimento de novas características
Se a vida tem que mudar, então novas características têm que surgir em algum momento. A Genética tem estudado como as características surgem e são passadas para as gerações seguintes. No tempo de Darwin, não havia um mecanismo que explicasse a hereditariedade. Sabe-se agora que a maioria das variações herdadas pode correlacionar-se com entidades discretas e persistentes chamadas "genes", que são fragmentos de uma molécula linear chamada DNA. Provou-se em laboratório que modificações no DNA, conhecidas como mutações, produzem alterações nas características dos seres vivos. Além disso, variações no DNA, isoladamente, podem ter pouco efeito fenotípico, mas criam novas características quando combinadas em um organismo através do recombinamento genético. O Recombinamento Genético é produzido tanto pela fusão de células de sexos diferentes (como na reprodução sexual dos organismos eucariotas) quanto pela tranferência de material para dentro de uma célula intacta (como a conjugação e transformação bacteriana).
Pesquisadores também estão investigando variações hereditárias que não estão relacionadas com as variações das seqüências do DNA mas que influenciam a replicação padrão do DNA. Os processos que produzem essas variações deixam a seqüência genética intacta e são freqüentemente reversíveis. Estas variações são freqüentemente designadas como herança epigenética e podem incluir fenômenos como metilação do DNA, príons, e herança estrutural. As investigações buscam saber se estes mecanismos permitem a produção de variação hereditária benéfica específica em resposta aos sinais ambientais. Se for demonstrado que é esse o caso, então alguns exemplos da evolução estariam fora da estrutura que Darwin estabeleceu, pois esta evitou qualquer conexão entre os sinais ambientais e a produção de variação hereditária. Em geral, Darwin sabia pouco sobre a natureza ou a fonte da variação hereditária. A união da teoria de Darwin com os conhecimentos atuais é denominada Neodarwinismo.
[editar] Microevolução e Macroevolução
Microevolução refere-se às mudanças em pequena escala nas freqüências genéticas em uma população ao longo de poucas gerações. Estas mudanças podem ser devidas a vários processos: mutação, fluxo gênico, deriva genética, assim como a seleção natural. Macroevolução refere-se às mudanças em larga escala nas freqüências de genes em uma população ao longo de um grande período de tempo (e talvez culmine na evolução de uma nova espécie). A diferença entre as duas é difícil de distinguir porque, com o tempo, sucessivas mutações minúsculas semelhantes àquelas evidenciadas na microevolução se acumulam em populações isoladas e acabam por criar novas espécies, o que é conhecido como macroevolução. Os dois termos não são muito usados pelos cientistas, que não vêem nenhuma necessidade de referir-se ao mesmo processo por nomes diferentes por causa do grau a que o processo ocorre. Os dois termos são largamente usados pelos fundamentalistas religiosos, que não acreditam na macroevolução e sim na microevolução, ignorando que ambos são o mesmo processo, porém ocorrem em tempos diferentes.
O estudo da macroevolução tenta responder a perguntas como;
- Por que os maiores grupos de animais subitamente apareceram nos registros fósseis (fenómeno conhecido como a Explosão Cambriana)?
- Por que nenhum novo grupo principal de coisas vivas apareceu no registro fóssil por muito tempo?
- Por que a evolução aparentemente ocorre em esguichos, com muitas espécies passando longos períodos de estase com pouca mudança evolucionária (equilíbrio pontuado)?
- Quais processos levam à especiação?
Há dois caminhos principais nos quais a macroevolução pode ocorrer. O primeiro caminho faz-se através da extrapolação do processo microevolucionário. Minúsculas microevoluções, durante tempo suficiente, adicionam-se e se acumulam em populações isoladas e eventualmente podem resultar em novas espécies. O segundo, é um caminho em que a macroevolução ocorre através de mudanças repentinas. Esta teoria, equilíbrio pontuado, proposta por Stephen Jay Gould, é baseada no fato de que há genes críticos (como o homeobox - hox) em todos os organismos vivos, e pequenas mudanças neles poderiam causar mudanças drásticas no organismo, resultando em uma nova espécie rapidamente.
Mutações únicas e pequenas são às vezes a diferença principal entre uma espécie e outra. Cientistas descobriram genes muito importantes como o homeobox, que regula o crescimento dos animais em seus estados embrionários. Tem-se conseguido criar novas espécies de moscas pela irradiação do gene homeobox, causando uma mutação radical no desenvolvimento dos segmentos do corpo. Pode crescer um tórax extra na mosca, ou produzir pernas a partir dos bulbos ópticos, devido apenas à alteração de um único par de bases. Propôs-se que as centopéias e os milípedes originaram-se de insetos precursores, mas seus genes homeobox mudaram e acabaram crescendo dúzias de segmentos do corpo em vez de apenas um. Uma mudança bem pequena e uma espécie inteira é formada.
Mutações no homeobox e em genes críticos, às vezes chamadas macromutações, causam a adição de segmentos no meio do corpo dos Arthropoda. Um grande problema encontra-se nas escalas de definição oferecidas pelas técnicas biológicas. O registro fóssil não pode guardar eventos que aconteceram em menos de um milhão de anos, o que permite mostrar especiações lentas que são resultado de mutações durante um longo tempo, mas que grava súbitos "pulos" nas espécies, que mais parecem o resultado de mutações nos genes críticos reguladores em umas poucas gerações. Macromutações são, provavelmente, a melhor explicação da Explosão Cambriana que ocorreu há 550 milhões de anos.
Alguns propositores do criacionismo aceitam que a microevolução ocorre no curto prazo, enquanto que a macroevolução, especificamente levando à especiação, é expressamente rejeitada por eles. A Microevolução pode ser facilmente demonstrada nos laboratórios para a satisfação da maioria dos observadores. Enquanto os eventos de especiação têm sido demonstrados em laboratório e no campo, diferenças realmente dramáticas entre espécies não ocorrem usualmente em escalas de tempo diretamente observáveis (e ocorrem demasiado rápido para o processo ser mostrado nos registros fósseis). Alguns criacionistas têm discutido que, uma vez que a macroevolução não pode ser confirmada por uma experiência controlada, ela não pode ser considerada como uma parte da teoria científica. Mas os evolucionistas, ao contrário da astronomia, geologia, arqueologia e outras ciências históricas, podem checar hipóteses através de experimentos naturais. Eles confirmam hipóteses investigando se elas se ajustam às evidências físicas e às observações e através da validação de previsões. Desta forma, a macroevolução é testável.
Críticos da idéia da evolução biológica dizem que as origens conhecidas da variação podem apenas esclarecer a variação entre espécies, e não conseguem esclarecer a variação entre largos grupos taxonômicos. Eles mantêm como opinião que a macroevolução, a mudança gradual de uma espécie para outra, é impossível. Alguns fundamentalistas cristãos sem a menor credencial científica oferecem o que acreditam serem as provas dessa impossibilidade. Até agora todas essas provas têm sido rejeitadas como defeituosas pela comunidade científica. Muitos cientistas críticos destas provas acusam os autores de fraudes deliberadas.
Críticos da evolução biológica (fundamentalistas religiosos que não conhecem e entendem a teoria) dizem que somente Deus, algumas vezes chamado de "Designer Inteligente", é responsável pela criação de espécies diferentes. Os cientistas consideram que as grandes brechas entre os grupos taxonômicos podem ser explicadas por fatores ecológicos/evolucionários, como extinção, afunilamentos populacionais, e o surgimento de nichos ecológicos desocupados. A Macroevolução é simplesmente a Microevolução durante um grande período de tempo. De acordo com a síntese moderna, não há necessidade de distinção entre tipos diferentes de evolução já que todos são causados pelos mesmos fatores.
Uma crítica comum ao modelo da Seleção Natural baseia-se na falta de uma transição suave entre espécies no registro fóssil. Mas a teoria do equilíbrio pontuado explica o motivo de formas transitórias serem às vezes perdidas. E não é a única explicação. Uma outra explicação mais prosaica diz que as formas transicionais são perdidas somente porque, por alguma razão geográfica, elas não se fossilizam. Considerando que a fossilização dos organismos é atualmente um evento incrivelmente raro e excepcional, essa é uma explicação provável. Argumentos comuns contra a evolução usualmente discutem "falta de elos". Na verdade, os cientistas descobriram milhões de fósseis que, todos juntos, preenchem uma bela e grande árvore evolucionária. É claro que há "elos perdidos". Seria ingênuo pensar que cada espécie viva deixou para trás fósseis bons e limpos e foram todos encontrados pelos cientistas.
[editar] Sobrevivência diferencial de características
A sobrevivência diferenciada de características que surgem na população significa que algumas características se tornarão mais frequentes enquanto outras podem ser perdidas. Geralmente, pensa-se que são dois os processos que contribuem para a sobrevivência de uma característica:
[editar] Seleção natural
O Darwinismo, e as teorias que dele descendem , indica que a evolução biológica resulta da seleção natural. Visto que a seleção natural é tão importante para o Darwinismo e as teorias modernas da evolução, segue um sumário bem curto de seus principais pontos:
- Os organismos têm filhos que herdam genes de seus pais. Estes genes codificam características diferentes em um indivíduo. Geneticamente, um filho tem 50% do DNA de cada progenitor. Dependendo de como o genótipo é herdado, os fenótipos podem manifestar-se de formas diferentes. O genótipo é o código básico do gene, e o fenótipo é o que é expressado no indivíduo. Dois pais de olhos castanhos podem ser heterozigóticos para os alelos da cor dos olhos e podem acabar tendo um filho com o fenótipo de olhos azuis. Em português claro, as crianças são como a mãe e o pai, embora os mecanismos em que isto ocorre podem ser muito complicados.
- Os organismos têm um sucesso reprodutivo baseado em suas características em um dado ambiente. Em português claro, é mais provável que animais (ou plantas) que são bons no que fazem sobrevivam e tenham filhos.
- Consequentemente, ao longo do tempo, os tipos de organismos que têm características mais bem adaptadas ao seu ambiente tenderão a se tornar dominantes, enquanto organismos menos adaptados a seus ambientes tornar-se-ão extintos.
A seleção natural também providencia um mecanismo para que a espécie possa se sustentar ao longo do tempo. Desde que, a longo prazo, os ambientes sempre mudam, se sucessivas gerações não desenvolvem adaptações que permitam que elas sobrevivam e se reproduzam, as espécies simplesmente morrem, já que seus nichos biológicos morrem. Consequentemente, a vida pode persistir durante períodos extensos de tempo, na forma de espécies evoluindo. O papel central da seleção natural na teoria evolucionária criou uma forte conexão entre este campo e o estudo da ecologia.
[editar] Deriva Genética
A deriva genética descreve as mudanças nas freqüências genéticas que não podem ser atribuídas a pressões seletivas, mas que são ao invés disso devidas a eventos que não se relacionam com características hereditárias. Isso é especialmente importante em pequenas populações acasaladoras, que simplesmente não podem ter prole o bastante para transmitir a mesma distribuição genética para a próxima geração. Tais flutuações na freqüência dos genes entre gerações sucessivas podem resultar em alguns genes desaparecendo da população. Duas populações separadas que começam com as mesmas freqüências dos genes podem, conseqüentemente, "derivar" pela flutuação aleatória em duas populações divergentes com conjuntos diferentes de genes (ex: os genes que estão presentes em uma foram perdidos em outra). Eventos esporádicos raros (explosões vulcânicas, impactos de meteoros, etc.) podem contribuir para a deriva genética alterando a freqüência dos genes fora de pressões seletivas "normais".
A seleção natural é frequentemente citada como uma explicação para o aparente projeto na natureza, de outro modo conhecida como adaptação. Entretanto Stephen Jay Gould criticou muitos cientistas pela invocação imprópria desta explicação, sugerindo que muitas explicações adaptáveis cheguem a pouco mais do que de "histórias Nem-mais-nem-menos" sem nenhuma evidência científica real. A deriva genética é uma explicação alternativa para a ocorrência de muitas características. Ela também pode ser usada para explicar aparentes mal-adaptações. A idéia que a deriva genética tem tido um efeito significativo é chamada neutralismo.
[editar] Evolução: a controvérsia cultural
Em alguns países, como por exemplo nos EUA, a questão da evolução biológica tem sido controversa entre leigos. Entre os cientistas, no entanto, existe um consenso de que a evolução é um facto, e o que se discute no meio científico hoje em dia são apenas pormenores. De acordo com a pesquisa de Gallup, cerca de metade da população dos EUA não acredita em qualquer tipo de evolução biológica.
[editar] Desenvolvimento das teorias evolutivas
À medida que a ciência vai descobrindo mais informação sobre as operações básicas da vida, tais como a genética e a biologia molecular, as teorias evolutivas vão mudando. A tendência geral tem sido a de não derrubar teorias bem suportadas, mas suplantá-las com outras teorias mais detalhadas e, portanto, mais complexas.
Enquanto que a transmutação era aceite por um bom número dos cientistas antes de 1859, foi a publicação de A Origem das Espécies, de Charles Darwin, que propôs o primeiro mecanismo com peso para explicar a persistência das mudanças evolucionárias: o seu mecanismo da selecção natural. A cronologia evolucionária explana os passos principais da evolução na Terra, tal como foram expostos pelos proponentes desta teoria.
Depois do surgimento da biologia molecular, ficou claro que um mecanismo principal para a variação dentro de uma população é a mutagênese do DNA. Uma componente essencial da teoria evolucionária é que durante o ciclo celular, o DNA é copiado de uma forma bastante, mas não inteiramente, fiel. Quando ocorrem estes raros erros de cópia, diz-se que eles introduzem mutações genéticas com três consequências gerais relativas ao ambiente corrente: boas, más ou neutras. Por definição, os indivíduos com mutações "boas" terão uma propensão mais forte a propagar-se, ao passo que os indivíduos com mutações "más" terão menores hipóteses de se reproduzirem com sucesso. Os que tiveram uma mutação "neutra", não terão nem vantagens nem desvantagens. Estas definições assumem que o ambiente permanece estável. Ao nível de um único gene, as variações descritas acima representam diferentes genes alelos. Depois de alterações ambientais, os alelos podem manter a sua classificação de bons, maus ou neutros, ou podem mudar para uma das outras categorias. Os indivíduos que possuíam alelos anteriormente classificados como neutros, podem agora ter alelos "bons", se incluirem mutações que favoreçam a adaptação. Uma vez que alelos neutros podem acumular-se na população sem consequências, durante o tempo em que o ambiente é estável, gera-se assim um reservatório considerável para a adaptabilidade.
Nas últimas décadas do século XX surgiram teorias sobre mecanismos alternativos de evolução, onde a cooperação em lugar da competição teria papel central. É o caso da evolução de organismos independentes em mitocôndrias, proposta por Lynn Margulis.
[editar] Programação evolutiva
O processo evolutivo tem sido recentemente utilizado no campo da Informática através da Programação Evolutiva que usa o mecanismo de transmissão e mutação dos genes como um técnica de optimização, e também por meio de Programação Genética que permite parametrizar um programa para encontrar uma solução ideal para um algoritmo com base apenas no seu objectivo.
[editar] Cientistas famosos no campo da evolução
- Charles Darwin
- Erasmus Darwin
- Gregor Mendel
- Alfred Russel Wallace
- Theodosius Dobzhansky
- Edward Osborne Wilson
- Richard Dawkins
- Stephen Jay Gould
- Richard Lewontin
- Ernst Mayr
- Thomas Huxley
- Jean-Baptiste Lamarck
- Robert Trivers
- John Maynard-Smith
[editar] Bibliografia
- A Origem das Espécies de Charles Darwin
- A Perigosa Idéia de Darwin de Daniel Dennett
- O Gene Egoísta e O Relojeiro Cego de Richard Dawkins
- Not in our Genes de Richard Lewontin, Steven Rose e Leon J. Kamin
- O bico do tentilhão de Jonathan Weiner
- O renascer da Natureza, de Rupert Sheldrake
- O Livro de Ouro da Evolução de Carl Zimmer
[editar] Ver também
- Altruísmo
- Antropogênese
- Árvore Evolutiva
- Atavismo
- Criacionismo
- Design Inteligente
- Evidência da evolução
- Evolução Convergente
- Evolução da Vida
- Evolução quântica (George G. Simpson)
- Evolução Molecular
- Evolução da Mente
- Teoria da endosimbiose
- Fluxo dos Genes
- Gradualismo
- História da Biologia
- Macroevolução
- Macromutação
- Modelo Quasispecies
- Selecção Sexual
- Sociobiologia
[editar] Ligações externas
Em português
- Projeto Evoluindo - O mais completo site em português sobre evolução
- Darwin Magazine - Site com o foco de abordar temas polêmicos
- Evolução dos Seres Vivos - Site didático feito por alunos
Em inglês
- The Talk Origins
- Understanding Evolution - Site de cunho extretamente didático
- Evolution Resources From the National Academies
- Evo Wiki - Wiki sobre biologia evolutiva
- Evolution - PSB
- Evolution na New Scientist
- Internacional Journal of Organic Evolution
- How Evolution Works
- The Writtings of Charles Darwin - Site com escritos de Charles Darwin
- Evolution for Beginners
