Teorias Sobre a Origem e Evolução dos Seres Vivos

Introdução

Acredita-se que o planeta Terra tenha se formado há aproximadamente 4,6 bilhões de anos, e que naquela época a Terra não tinha condições de abrigar nenhum tipo de ser vivo.

À medida que o tempo foi passando, o planeta foi passando por várias transformações e criando condições para o surgimento da vida, mas a pergunta que é feita desde a Antiguidade é: “Qual a origem dos seres vivos?”. Entretanto, neste trabalho temos como objectivo debruçar a teoria de Lamark, Teoria de Darwin e os Factores da Evoluição dos Seres vivos para amelhor responder a essa e outras questões deste ambito.

Índice
Introdução. 1
Teoria de Lamark. 2
A primeira grande teoria da evolução. 2
A herança dos caracteres adquiridos. 2
A Teoria de Darwin. 3
A Teoria sintética da evolução. 4
A teoria sintética da evolução. 5
Bases genéticas da evolução. 6
Mutações. 6
Seleção Natural 7
Isolamento Geográfico. 8
Isolamento reprodutivo. 8
Conclusão. 11
Bibliografia

Teoria de Lamark

O francês Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet (1744-1829), também conhecido como Chevalier de Lamarck, foi o primeiro cientista a desenvolver uma teoria da evolução considerada completa. O naturalista, que ainda estudou medicina, física e meteorologia, publicou a teoria a que denominamos hoje de “lamarckismo” em seu livro “Philosophie Zoologigue” (1809).

A primeira grande teoria da evolução

Assim como os seus contemporâneos, Lamarck acreditava na lei da geração espontânea. Para ele, os primeiros seres que habitaram o planeta eram micro-organismos originados a partir de algo “não-vivo”. Seres tão simples chegariam a organismos multicelulares e complexos através da tendência intrínseca dos organismos de se desenvolverem em níveis organizacionais mais complexos com o decorrer do tempo.

Isso ocorreria através da lei do uso e desuso, que resumidamente postula que “o que não se usa atrofia, o que se usa fortalece”, sendo assim, estruturas e órgãos que são utilizados mais frequentemente tornam-se mais desenvolvidos e adaptados às necessidades que o meio impõe; e aquilo que não é usado se atrofia e reduz. Lamarck afirma que as características desenvolvidas pela necessidade de adaptação ao meio ambiente são transmitidas aos seus descendentes, empregando, assim, o conceito da herança dos caracteres adquiridos.

A herança dos caracteres adquiridos

O exemplo clássico do conceito da herança dos caracteres adquiridos é o do pescoço das girafas. Imagine que, antigamente, as girafas tinham o pescoço bem menor do que o que vemos nas girafas atuais, e por isso, elas tinham que esticar seus pescoços repetidamente para alcançar as folhas das copas das árvores e se alimentarem. Esse movimento repetido, o esforço direcionado de estiramento do pescoço (uso) levaria ao alongamento gradativo no pescoço das girafas e, dessa maneira, seus descendentes nasceriam com os pescoços mais longos e assim sucessivamente, até originar as girafas de pescoço longo que vemos atualmente.

Dessa maneira, através da adaptação ao meio, a herança dos caracteres adquiridos, tendo o uso e o desuso como mecanismo e a tendência natural de aperfeiçoar-se, acarretaria na evolução das espécies.

A publicação de “A origem das espécies” (1859), de Charles Darwin, abalou o fundamento principal da teoria de Lamarck, afirmando que a evolução das espécies se daria pelo processo de seleção natural. Na teoria de Lamarck, o uso acarretaria a evolução, enquanto que na teoria de Darwin, a evolução se daria pelo acaso aliado a seleção natural. Segundo a teoria de Darwin, pequenas variações nos organismos surgiriam ao acaso e, caso essas variações os tornassem mais aptos que os outros a sobreviverem no meio, estes sobreviveriam transmitindo suas características aos seus descendentes.

Lamarck tem o merecido crédito pela sua obra e teoria, porém, a teoria da evolução de Darwin, denominada hoje de “Teoria da Evolução Sintética” é a que revolucionou o pensamento ocidental, sendo a aceita como verdadeira pelos cientistas.

A Teoria de Darwin

Charles Darwin (1809-1882), naturalista inglês, desenvolveu uma teoria evolutiva que é a base da moderna teoria sintética: a teoria da seleção natural. Segundo Darwin, os organismos mais bem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência do que os menos adaptados, deixando um número maior de descendentes. Os organismos mais bem adaptados são, portanto, selecionados para aquele ambiente.

Os princípios básicos das idéias de Darwin podem ser resumidos no seguinte modo: Os indivíduos de uma mesma espécie apresentam variações em todos os caracteres, não sendo portanto idênticos entre si. Todo organismo tem grande capacidade de reprodução, produzindo muitos descendentes. Entretanto, apenas alguns dos descendentes chegam à idade adulta. O número de indivíduos de uma espécie é mantido mais ou menos constante ao longo das gerações. Assim, há grande "luta" pela vida entre os descendentes, pois apesar de nascerem muitos indivíduos poucos atingem a maturalidade, o que mantém constante o número de indivíduos na espécie.

• Na "luta" pela vida, organismos com variações favoráveis ás condições do ambiente onde vivem têm maiores chances de sobreviver, quando comparados aos organismos com variações menos favoráveis.
• Os organismos com essas variações vantajosas têm maiores chances de deixar descendentes. Como há transmissão de caracteres de pais para filhos, estes apresentam essas variações vantajosas.
• Assim, ao longo das gerações, a atuação da seleção natural sobre os indivíduos mantém ou melhora o grau de adaptação destes ao meio.

A Teoria sintética da evolução  

A Teoria sintética da evolução ou Neodarwinismo foi formulada por vários pesquisadores durante anos de estudos, tomando como essência as noções de Darwin sobre a seleção natural e incorporando noções atuais de genética. A mais importante contribuição individual da Genética, extraída dos trabalhos de Mendel, substituiu o conceito antigo de herança através da mistura de sangue pelo conceito de herança através de partículas: os genes. A teoria sintética considera, conforme Darwin já havia feito, a população como unidade evolutiva. A população pode ser definida como grupamento de indivíduos de uma mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.

Para melhor compreender esta definição, é importante conhecer o conceito biológico de espécie:agrupamento de populações naturais, real ou potencialmente intercruzantes e reprodutivamente isolados de outros grupos de organismos. Quando, nesta definição, se diz potencialmente intercruzantes, significa que uma espécie pode ter populações que não cruzem naturalmente por estarem geograficamente separadas. Entretanto, colocadas artificialmente em contato, haverá cruzamento entre os indivíduos, com descendentes férteis. Por isso, são potencialmente intercruzantes. A definição biológica de espécie só é valida para organismos com reprodução sexuada, já que, já que, no caso dos organismos com reprodução assexuada, as semelhanças entre características morfológicas é que definem os agrupamentos em espécies.

Observando as diferentes populações de indivíduos com reprodução sexuada, pode-se notar que não existe um indivíduo igual ao outro. Exceções a essa regra poderiam ser os gêmeos univitelínicos, mas mesmo eles não são absolutamente idênticos, apesar de o patrimônio genético inicial ser o mesmo. Isso porque podem ocorrer alterações somáticas devidas á ação do meio. A enorme diversidade de fenótipos em uma população é indicadora da variabilidade genética dessa população, podendo-se notar que esta é geralmente muito ampla.

A compreensão da variabilidade genética e fenotípica dos indivíduos de uma população é fundamental para o estudo dos fenômenos evolutivos, uma vez que a evolução é, na realidade, a transformação estatística de populações ao longo do tempo, ou ainda, alterações na frequência dos genes dessa população. Os fatores que determinam alterações na frequência dos genes são denominados fatores evolutivos. Cada população apresenta um conjunto gênico, que sujeito a fatores evolutivos , pode ser alterado. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim, quanto maior é a variabilidade genética.

Os fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos duas categorias:

• Fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população: mutação gênica, mutação cromossômica, recombinação;
• Fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida: seleção natural, migração e oscilação genética.

A integração desses fatores associada ao isolamento geográfico pode levar, ao longo do tempo, ao desenvolvimento de mecanismos de isolamento reprodutivo, quando, então, surgem novas espécies. Nos capítulos seguintes, esses tópicos serão abordados com maiores detalhes.

A teoria sintética da evolução

De 1900 até cerca de 1920, os adeptos da genética mendeliana acreditavam que apenas as mutações eram responsáveis pela evolução e que a seleção natural não tinha importância nesse processo.

Depois disso vários cientistas começaram a conciliar as idéias sobre seleção natural com os fatos da Genética, o que culminou com a formulação da Teoria sintética da evolução, às vezes chamada também de Neodarwinismo.

Conforme Darwin já havia proposto, essa teoria considera a população como a unidade evolutiva. Uma população pode ser definida como um grupamento de indivíduos da mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo.

Cada população apresenta determinado conjunto gênico, que pode ser alterado de acordo com fatores evolutivos. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim, quanto maior for o conjunto gênico da população, maior será a variabilidade genética.

Os principais fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos em duas categorias:

• fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população – mutação e permutação;
• fatores que atuam sobre a variabilidade genética já estabelecida – migração, deriva genéticae seleção natural.

Sabe-se que uma população está evoluindo quando se verificam alterações na freqüência de seus genes. Atualmente considera-se a evolução como o conceito central e unificador da Biologia, e uma frase marcante que enfatiza essa idéia foi escrita pelo cientista Dobzhansky: “Nada se faz em biologia a não ser à luz da evolução”.

Bases genéticas da evolução

A mutação cria novos genes, e a recombinação os mistura com os genes já existentes, originando os indivíduos geneticamente variados de uma população. A seleção natural, por sua vez, favorece os portadores de determinados conjuntos gênicos adaptativos, que tendem a sobreviver e se reproduzir em maior escala que outros. Em função da atuação desses e de outros fatores evolutivos, a composição gênica das populações se modifica ao longo do tempo.

Mutações

As mutações podem ser cromossômicas ou gênicas. As mutações cromossômicas podem ser alterações no número ou na forma dos cromossomos. As mutações gênicas originam-se de alterações na seqüência de bases nitrogenadas de determinado gene durante a duplicação da molécula de DNA. Essa alteração pode ocorrer por perda, adição ou substituição de nucleotídeos, o que pode originar um gene capaz de codificar uma proteína diferente da que deveria ter sido codificada.

As mutações gênicas são consideradas as fontes primárias da variabilidade, pois aumentam o número de alelos disponíveis em um lócus, incrementando um conjunto gênico da população. Embora ocorram espontaneamente, podem ser provocados por agentes mutagênicos, como radiações e certas substâncias químicas (a droga ilegal LSD, por exemplo).

As mutações não ocorrem para adaptar o indivíduo ao ambiente. Elas ocorrem ao acaso e, por seleção natural, são mantidas quando adaptativas (seleção positiva) ou eliminadas em caso contrário (seleção negativa). Podem ocorrer em células somáticas ou em células germinativas; neste último caso as mutações são de fundamental importância para a evolução, pois são transmitidas aos descendentes.

 Seleção Natural

A ação da seleção natural consiste em selecionar indivíduos mais adaptados a determinada condição ecológica, eliminando aqueles desvantajosos para essa mesma condição.

A expressão mais adaptado refere-se à maior probabilidade de determinado indivíduo sobreviver e deixar descendentes em determinado ambiente.

A seleção natural atua permanentemente sobre todas as populações. Mesmo em ambientes estáveis e constantes, a seleção natural age de modo estabilizador, está presente, eliminando os fenótipos desviantes.

Entretanto, o ambiente não representa um sistema constante e estável, quer ao longo do tempo, quer ao longo do espaço, o que determina interações diferentes entre os organismos e o meio.

Essa heterogeneidade propicia diferentes pressões seletivas sobre o conjunto gênico da população, evitando a eliminação de determinados alelos que, em um ambiente constante e estável, não seriam mantidos. Dessa forma, a variabilidade genética sofre menor redução.

É o que acontece com a manutenção na população humana de certos alelos que normalmente seriam eliminados por serem pouco adaptativos. Um exemplo é o alelo que causa uma doença chamada anemia falciforme ou siclemia.

Essa doença é causada por uma alelo que condiciona a formação de moléculas anormais de hemoglobina com pouca capacidade de transporte de oxigênio. Devido a isso, as hemácias que as contêm adquirem o formato de foice quando a concentração de oxigênio diminui. Por essa razão são chamadas hemácias falciformes.

Os heterozigóticos apresentam tanto hemácias e hemoglobinas normais como hemácias falciformes. Apesar de ligeiramente anêmicos, sobrevivem, embora com menor viabilidade em relação aos homozigóticos normais.

Em condições ambientais normais, o alelo para anemia falciforme sofre forte efeito seletivo negativo, ocorrendo com baixa freqüência nas populações. Observou-se, no entanto, alta freqüência desse alelo em extensas regiões da África, onde há grande incidência de malária.

Essa alta freqüência deve-se à vantagem dos indivíduos heterozigotos para anemia falciforme, pois são mais resistentes à malária. Os “indivíduos homozigóticos normais” correm alto risco de morte por malária enquanto os “indivíduos homozigóticos para a anomalia” morrem de anemia. Os heterozigóticos, entretanto, apresentam, sob essas condições ambientais, vantagem adaptativa, propiciando a alta taxa de um alelo letal na população.

Isolamento Geográfico

Isolamento geográfico. Quando Darwin visitou as ilhas Galápagos, impressionou-o encontrar ali inúmeras espécies que não existiam em nenhum outro lugar. Certos pássaros da subfamília dos geospigíneos, por exemplo, diferenciaram-se, em Galápagos, em 14 espécies, pertencentes a quatro gêneros, não representadas em nenhum outro lugar. A principal diferença entre as espécies está no bico, que vai desde um tipo curvo e robusto, como o dos periquitos, até um tipo fino e delgado, que corresponde, em cada espécie, ao tipo de alimento usado (frutos, grãos, insetos) e tem, portanto, evidente função adaptativa.

É provável que o arquipélago tenha sido ocupado por aves vindas do continente, que ocuparam as diferentes ilhas e constituíram populações relativamente isoladas, que puderam evoluir independentemente, até virem a formar espécies distintas. Numa ilha onde abundavam insetos pequenos as mutações que tornavam o bico delicado foram fixadas pela seleção natural, enquanto em outra ilha, rica em sementes duras, o bico forte tinha maior valor adaptativo e por isso se diferenciou.

Isolamento reprodutivo

A distribuição da espécie Rana pipiens por toda a área dos Estados Unidos determinou um isolamento geográfico entre as populações mais distintas. Assim, exemplares do extremo norte podem cruzar-se, no laboratório, com exemplares do extremo sul, mas os embriões morrem antes da eclosão, o que demonstra que, mesmo que as duas raças vivessem lado a lado, não poderiam trocar genes, pois os híbridos são inviáveis.

Entretanto, cada população da Rana pipiens dá prole fértil, ao cruzar-se com outra população contígua, e isso desde o norte até o sul dos Estados Unidos. Assim, um gene surgido por mutação no extremo norte teria a possibilidade de ser introduzido na população da Flórida, migrando por meio das outras. Todavia, se as populações intermediárias desaparecessem, em conseqüência de modificações geológicas, e as duas populações extremas passassem a conviver no mesmo ambiente, a troca de genes entre elas seria impossível: elas constituíram duas espécies distintas.
Provavelmente, a distribuição da espécie pela enorme área que ocupa determinou um isolamento geográfico entre as populações mais distantes; ao mesmo tempo, tais populações encontraram ambientes diferentes, que fizeram com que seu patrimônio hereditário evoluísse em direções diversas, sob a influência das mutações e da seleção natural. Nas populações mais extremas, essa diferenciação atingiu um ponto tal que a produção de híbridos viáveis tornou-se impossível. Surgiu, então, em conseqüência do isolamento geográfico, um isolamento reprodutivo total entre elas.

Origem das raças. As mutações, as recombinações gênicas, a seleção natural, as diferenças de ambiente, os movimentos migratórios e o isolamento, tanto geográfico como reprodutivo, concorrem para alterar a freqüência dos genes nas populações e são, assim, os principais fatores da evolução.

Suponha-se que uma espécie estava estabelecida, em tempos remotos, numa região restrita e uniforme. Cada indivíduo era geneticamente diferente dos demais: as recombinações gênicas, promovidas pela reprodução sexuada, e as mutações mantinham essa diversidade.

Admita-se, ainda, que a espécie não estivesse subdividida em raças: era uma espécie monotípica. Suponha-se, agora, que, vencendo certas barreiras naturais, como rios ou montanhas, um grupo de indivíduos tenha conseguido colonizar uma área limítrofe, cujas condições ambientais conseguiram tolerar com dificuldade. A seleção natural entra em ação, eliminando grande parte dos colonizadores e de seus descendentes, mas a variabilidade genética preexistente garante que grande parte dos indivíduos prolifere, por terem algumas peculiaridades hereditárias.

Alguns genes, ou combinações gênicas, que no ambiente anterior eram nocivos, podem revelar-se úteis. Novas mutações e combinações, sob a ação da seleção natural, vão tornando a população cada vez mais adaptada ao novo ambiente. Forma-se, assim, uma nova raça geográfica, cujas características diferem das do estoque original.
Duas raças geograficamente isoladas evoluem independentemente e se diversificam cada vez mais, até que as diferenças nos órgãos reprodutores, ou nos instintos sexuais, ou no número de cromossomos, sejam grandes a ponto de tornar o cruzamento entre elas impossível ou, quando possível, produtor de prole estéril. Com isso, as duas raças transformam-se em espécies distintas, isto é, populações incapazes de trocar genes. Daí por diante, mesmo que as barreiras venham a desaparecer e as espécies passem a compartilhar o mesmo território, não haverá entre elas cruzamentos viáveis. As duas espécies formarão, para sempre, unidades biológicas estanques, de destinos evolutivos diferentes.
Se, entretanto, o isolamento geográfico entre duas raças é precário e desaparece depois de algum tempo, o cruzamento entre elas tende a obliterar a diferenciação racial e elas se fundem numa mesma espécie, monotípica, porém muito variável. É o que está acontecendo com a espécie humana, cujas raças se diferenciaram enquanto as barreiras naturais eram muito difíceis de vencer e quase chegaram ao ponto de formar espécies distintas; mas os meios de transporte, introduzidos pela civilização, aperfeiçoaram-se antes que se estabelecessem mecanismos de isolamento reprodutivo que tornassem o processo irreversível. Os cruzamentos inter-raciais tornaram-se freqüentes e a humanidade está-se amalgamando numa espécie cada vez mais homogênea, mas com grandes variações.

Populações que se intercruzam amplamente apresentam pequenas diferenças genéticas, mas as populações isoladas por longo tempo desenvolvem diferenças consideráveis. Em teoria, raças são populações de uma mesma espécie que diferem quanto à freqüência de genes, mesmo que essas diferenças sejam pequenas. A divisão da humanidade em determinado número de raças é arbitrária; o importante é reconhecer que a espécie humana, como as demais, está dividida em alguns grupos raciais maiores que, por sua vez, se subdividem em raças menos distintas, e a subdivisão continua até se chegar a populações que quase não apresentam diferenças.

As subespécies representam o último estádio evolutivo na diferenciação das raças, antes do estabelecimento dos mecanismos de isolamento reprodutivo. São, portanto, distinguíveis por apresentarem certas características em freqüência bem diferentes. Não se cruzam, por estarem separadas, mas são capazes de produzir híbridos férteis, se colocadas juntas.

Por esse critério, que é o aceito pela biologia moderna, os nativos da África e da selva amazônica, por exemplo, são raças que atingiram plenamente o nível de subespécies. O mesmo pode-se dizer dos italianos e os esquimós etc., mas não há grupos humanos que se tenham diferenciado em espécies distintas, pois espécies são grupos biológicos que não se intercruzam habitualmente na natureza, mesmo quando os indivíduos habitam o mesmo território.

Conclusão

Muitas pessoas acreditavam que um “princípio ativo” ou “vital” teria a capacidade de transformar matéria bruta em seres vivos, e a partir dessa interpretação eles elaboraram a Teoria da geração espontânea, também chamada de Teoria da abiogênese, na qual todos os seres vivos originavam-se espontaneamente da matéria bruta.

Essa teoria foi contestada por muitos cientistas, que através de experimentos comprovaram que um ser vivo só se origina de outro ser vivo pré-existente, nascendo então a Teoria da biogênese. Assim, surgiram vários questionamentos de como teria surgido o primeiro ser vivo. Muitas são as teorias e as hipóteses sobre esse assunto, mas as principais teorias modernas sobre a origem do primeiro organismo vivo são a Panspermia e a Evolução química.

  

Bibliografia

1.     RIBEIRO, Krukemberghe Divino Kirk Da Fonseca. "Origem dos Seres Vivos";

2.     Mindell, D. 2006. The Evolving World: Evolution in Everyday Life. Chapter 2, Domestication: Evolution in Human Hands. Editorial UPR;

3.     Cohan, F.M. 2002. What are bacterial species? Annual Review of Microbiology.

4.     www.escolademoz.blogspot.com

 

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