Conceito de Evolução: Notas sobre o Conceito Moderno de Evolução

Conceito de Evolução: Notas sobre o Conceito Moderno de Evolução!

O presente conceito de evolução é uma forma modificada da teoria da seleção natural de Darwin e muitas vezes chamada de neodarwinismo. De acordo com ele, somente variações genéticas (mutações) são herdadas e nem todas as variações, como sustentadas por Darwin. Assim, o conceito moderno de evolução é a síntese das teorias de Darwin e Hugo de Vries. Isso também é chamado de Teoria Sintética da Evolução.

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A teoria sintética da evolução é o resultado do trabalho de vários cientistas, como T. Dobzhansky, RA Fisher, JBS Haldane, Swell Wright, Ernst Mayr e GL Stebbins. Stebbins em seu livro, Process of Organic Evolution, discutiu a teoria sintética. O conceito moderno de evolução inclui os seguintes fatores:

1. Variação Genética na População:

É a população que evolui e não seus membros individuais. O papel do indivíduo no processo evolutivo é passar sua variação genética para seus descendentes. A evolução ocorre através do acúmulo de variações genéticas na população durante longos períodos de tempo. A mudança nos genes ocorre das seguintes maneiras.

(i) mutações:

Mutações são mudanças hereditárias súbitas. Hugo de Vries acreditava que é a mutação que causa a evolução e não as pequenas variações (hereditárias) sobre as quais Darwin falou. De acordo com Darwin, a evolução foi gradual, enquanto Hugo de Vries disse que a mutação causou especiação e, portanto, chamou a saltação (single step large mutation). As mutações são de dois tipos: mutações cromossômicas e mutações genéticas.

(a) Mutações Cromossômicas:

Estes são devidos a mudanças no número de cromossomos e mudanças na estrutura.

Alterações no número de cromossomos:

Essas mutações são causadas por alterações no número de cromossomos. Eles são de dois tipos adicionais: poliploidia e aneuploidia (a) poliploidia. É aumento no número de conjuntos de cromossomos. Exemplo: triploidia (3n), tetraploidia (4n), pentaploidia (5n), hexaploidia (6n). O aumento do número do mesmo genoma é conhecido como auto-poliploidia (por exemplo, AAAA). Aumento no número de conjuntos de cromossomos devido a junção de genomas de dois ou mais organismos é chamado allopolyploidy.

É também denominado como poliploidia interespecífica, (b) aneuploidia. É uma mutação na qual ocorre uma mudança numérica no número cromossômico do monomaso genômico (2n-1), nulossomia (2n-2), trissomia (2n + 1), tetrassomia (2n + 2), etc.

Alterações estruturais nos cromossomos (aberrações cromossômicas):

Quando a mudança ocorre na morfologia dos cromossomos, é chamada de aberração cromossômica. Estes são de quatro tipos, duplicação (duplicação de um segmento), deficiência (deleção de um segmento), translocação (passagem do segmento de um cromossomo para um cromossomo não homólogo) e inversão (reversão na ordem dos genes).

(b) mutações genéticas:

Quando as alterações estão na estrutura do gene e expressão devido à adição, substituição de deleção ou inversão de nucleotídeos, estas são chamadas de mutações genéticas. A frequência de mutações genéticas varia de gene para gene. A taxa de mutação genética é aumentada pela presença de radiações e certas substâncias químicas chamadas mutagênicas.

Genes mutados adicionam novos alelos ao pool genético. O pool de genes é a soma total de todos os diferentes genes e seus alelos presentes em uma população. É o pool genético que evolui à medida que novos genes, isto é, alelos, são adicionados ou removidos, e então é a matéria-prima para a mudança evolutiva. O acúmulo de muitas mutações pode resultar em mudanças em larga escala que finalmente levam à formação de novas espécies.

Mutações genéticas que envolvem deleção de substituição ou inserção de uma única base de nitrogênio são chamadas de mutação pontual. As mutações genéticas que envolvem mais de uma base de nitrogênio ou o gene inteiro são denominadas mutações brutas.

ii) Recombinação de genes:

Isso ocorre devido às seguintes razões: (a) Parentesco duplo (b) Variedade independente de cromossomos (c) Cruzamento durante a meiose. (iv) fusão aleatória de gametas (v) Formação de novos alelos. Uma vez que adiciona novos alelos e combinações de alelos ao pool gênico, é um processo importante durante a evolução que causa variações.

(iii) Migração Genética (fluxo de genes):

O movimento de indivíduos de um lugar para outro é chamado de migração. Se os indivíduos migrantes se reproduzirem dentro da nova população, os imigrantes adicionarão novos alelos ao pool genético local da população hospedeira.

Isso é chamado de migração genética. Às vezes duas populações de uma espécie que foram separadas chegam a fechar devido à migração. Os genes de duas populações se misturam através da reprodução e o resultado causa variações na prole.

(iv) Deriva Genética (efeito Sewall Wright):

O termo deriva genética (Sewall Wright Effect) refere-se à eliminação de certas características quando uma seção de uma população migra ou morre de calamidade natural. Altera a frequência gênica da população remanescente que causa variação. É nomeado após o geneticista americano Sewall Wright, que percebeu seu significado evolutivo. Embora a deriva genética ocorra em todas as populações, seus efeitos são mais marcantes em populações isoladas muito pequenas. Dois importantes exemplos de deriva genética são o efeito fundador e o efeito gargalo.

(a) Efeito Fundador ou Princípio Fundador:

É um exemplo importante de deriva genética na população humana. É notado quando um pequeno grupo de pessoas chamado fundadores, deixam suas casas para encontrar um novo assentamento, a população em um novo assentamento pode ter freqüências genotípicas diferentes da população de origem. A formação de um genótipo diferente em um novo assentamento é chamada de efeito fundador. Às vezes eles formam uma nova espécie.

(b) Efeito Gargalo:

O termo introduziu-se por Stebbibns para o fenômeno de ciclo anual e binual da redução e aumento de um tamanho de uma população. Quando a população está em declínio, o número de indivíduos pode reduzir na medida em que o pequeno grupo de população que constitui a população fica isolado e restrito à distribuição.

Estes são então expostos a deriva genética aleatória resultando na fixação de certos genes. Assim, a população restabelece sua antiga riqueza. Essa redução nas freqüências alélicas é chamada de efeito gargalo genético, que muitas vezes impede a extinção da espécie (Fig. 7.51).

Significado da deriva genética:

A deriva genética é uma força evolutiva. A maioria das populações de animais de cruzamento são pequenas. A deriva genética ajuda as populações a se tornarem diferentes devido à probabilidade de cada população fixar diferentes genótipos por acaso.

(v) Acasalamento não aleatório:

O acasalamento repetido entre indivíduos de certos traços selecionados altera a frequência do gene. A seleção de aves masculinas mais coloridas por uma ave pode aumentar a frequência gênica de cores brilhantes na próxima geração.

vi) Hibridização:

É o cruzamento de organismos geneticamente diferentes em um ou mais traços (caracteres). Ajuda na mistura de genes de diferentes grupos da mesma variedade, espécies e, por vezes, espécies diferentes.

Todos os fatores acima produzem variação genética na reprodução sexual.

2. isolamento:

O isolamento é a prevenção do acasalamento entre grupos de cruzamentos devido a barreiras físicas (por exemplo, geográficas, ecológicas) e bióticas (por exemplo, fisiológicas, comportamentais, mecânicas, genéticas). Qualquer fator que impeça o cruzamento é conhecido como mecanismo de isolamento. O mecanismo de isolamento impede o cruzamento entre três métodos (Mayr, 1963) - (i) Restrição à dispersão aleatória, (ii) Restrição ao acasalamento aleatório e (iii) Restrição à fertilidade. O isolamento reprodutivo é descrito aqui.

Isolamento Reprodutivo:

O isolamento reprodutivo é a prevenção do cruzamento entre as populações de duas espécies diferentes. Segundo Mayr, os mecanismos de isolamento reprodutivo são as propriedades biológicas dos indivíduos que impedem o cruzamento de populações naturalmente simpátricas. Ele mantém os caracteres da espécie, mas pode levar à origem de novas espécies. Dois subtipos principais podem ser considerados em isolamento reprodutivo: Isolamento e isolação pré-formada.

(a) Pré-termo ou isolamento pré-zigótico:

Os principais fatores que operam sob este subtipo são:

Isolamento Mecânico:

A morfologia da genitália, ou órgãos reprodutivos (masculino e feminino) das duas populações pode ser muito complicada e diferente; com o resultado, a cópula entre machos de uma população e fêmeas de outra, não ocorre. O isolamento mecânico é comum entre espécies de insetos. Em certas plantas, a estrutura da flor é muito complicada, e isso impede a polinização cruzada entre as espécies relacionadas.

Isolamento Psicológico:

As diferenças comportamentais restringem o acasalamento aleatório de indivíduos machos e fêmeas de diferentes espécies. As diferenças comportamentais foram observadas particularmente durante o namoro, que é um fenômeno sexual importante, envolvendo uma série de estímulos e respostas entre os parceiros de acasalamento. Canções de pássaros, comportamento de cortejo etc. também podem desempenhar um papel efetivo no acasalamento.

Isolamento Sazonal:

Isso também serve como uma barreira eficaz ao fluxo gênico. Aqui, o período de reprodução dos indivíduos de acasalamento é diferente para diferentes espécies. Vários exemplos podem ser citados das aves para ilustrar o isolamento sazonal devido à diferença no período de reprodução.

Isolamento Gamético:

Nas formas aquáticas de vida livre, onde a fertilização é externa, os gametas produzidos por espécies diferentes geralmente não se atraem e esse tipo de barreira é conhecido como isolamento de jogo-tique.

(b) Pós-acasalamento ou isolamento pós-zigótico:

Os principais fatores que operam sob este subtipo são:

Incompatibilidade:

Em alguns casos, o acasalamento ocorre entre as populações, mas a fertilização pode não ocorrer; ou mesmo a fertilização pode ocorrer, mas nenhuma progênie híbrida será formada. Nas plantas, o tubo polínico não cresce e não atinge nenhum óvulo.

Inviabilidade híbrida:

Aqui, a fertilização normal ocorre e a prole híbrida também é formada, mas o híbrido reduz a viabilidade. A inviabilidade híbrida pode aparecer em qualquer estágio de desenvolvimento.

Esterilidade Híbrida:

Em muitos casos, os híbridos podem ser vigorosos e viver até a maturidade sexual, mas são estéreis. Cavalos e burros são duas espécies diferentes; uma mula híbrida é produzida a partir do acasalamento de um burro macho e de uma égua (cavalo fêmea). Da mesma forma, o acasalamento entre o garanhão (cavalo macho) e o burro fêmea resulta em um híbrido chamado hinny. Ambos mula e hinny são estéreis.

Repartição Híbrida:

Em alguns casos, não apenas os vigorosos híbridos F] são produzidos, mas também esses híbridos produzem indivíduos F ₂ de progênie retrocruzada. Infelizmente, a quebra híbrida resulta nas gerações F ₂ e retrocruzamento, já que esses indivíduos reduziram o vigor da fertilidade ou ambos.

A obtenção do isolamento reprodutivo através dos efeitos combinados dos mecanismos de isolamento parece ser um passo importante na especiação.

Alguns animais pertencentes a diferentes espécies podem produzir híbridos férteis em cativeiro. Nenhuma barreira à hibridização entre estas espécies evoluiu durante o longo isolamento entre elas. A seleção natural não favoreceu a redução da hibridização.

Exemplos de espécies que reproduzem em cativeiro e produzem híbridos férteis são (i) leoa africana (Panthera leo) e tigre asiático (Panthera tigris) produzem 'tigons', (ii) o urso polar e o urso-pardo do Alasca (iii) pato-real (a pato) e do pato pintail e (iv) os peixes platy e swordtail. É importante notar que estas espécies não se cruzam em condições naturais.

3. hereditariedade:

A transmissão de características ou variações dos pais para os descendentes é chamada de hereditariedade, que é um importante mecanismo de evolução. Organismos que possuem características hereditárias que são úteis, seja no ambiente nativo do animal ou em algum outro ambiente, são favorecidos na luta pela existência. Assim, os filhos são capazes de se beneficiar das características vantajosas de seus pais.

4. Seleção Natural (Seleção):

Esta é a teoria mais amplamente aceita sobre o principal mecanismo causal da mudança evolutiva proferida por Charles Darwin e Alfred Russel Wallace. Resulta da reprodução diferencial (alguns membros de uma população produzem descendentes abundantes, alguns apenas alguns e outros ainda nenhum), um fenótipo em comparação com outros fenótipos na mesma população.

Isso determina a participação relativa de diferentes genótipos que os indivíduos possuem e propagam em uma população. De acordo com o darwinismo, os mecanismos de sobrevivência e fertilidade que afetam o sucesso reprodutivo ou promovem a reprodução diferencial são chamados de seleção. Mas, de acordo com as visões modernas, a seleção é a diferença consistente na contribuição de vários genótipos para a próxima geração.

5. Especiação (Origem de novas espécies):

As populações de uma espécie presentes nos diferentes ambientes e separadas por barreiras geográficas e fisiológicas, acumulam diferentes diferenças genéticas (variações) devido a mutações, recombinação, hibridação, deriva genética e seleção natural. Estas populações, portanto, tornam-se diferentes umas das outras morfologicamente e geneticamente, e tornam-se reprodutivamente isoladas, formando novas espécies.