Notas sobre os tipos de seleção natural da evolução (com exemplos)
Leia este artigo para aprender sobre vários tipos de seleção natural da evolução com exemplos!
A seleção é o processo pelo qual os organismos que aparecem fisicamente, fisiologicamente e comportamentalmente melhor adaptados ao ambiente sobrevivem e se reproduzem; aqueles organismos não tão bem adaptados falham em se reproduzir ou morrer.
Imagem Cortesia: upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cc/Natural_Tunnel_State_Park.jpg
Os antigos organismos transmitem seus personagens de sucesso para a geração seguinte, enquanto os últimos não. A seleção depende da existência de variação fenotípica dentro da população e faz parte do mecanismo pelo qual uma espécie se adapta ao seu ambiente.
Uma população tem três tipos de indivíduos com base em seu tamanho médio, grande e pequeno porte. Existem três tipos de processos de seleção que ocorrem em populações naturais e artificiais e são descritos como estabilizantes, direcionais e disruptivos.
1. Estabilizando a Seleção (Seleção de Balanceamento):
Este tipo de seleção favorece indivíduos de tamanho médio, enquanto elimina indivíduos de pequeno porte. Reduz a variação e, portanto, não promove mudanças evolutivas. No entanto, mantém o valor médio de geração para geração. Se desenharmos uma curva gráfica de população, ela é em forma de sino.
Exemplo:
Ocorre em todas as populações e tende a eliminar os extremos da população, por exemplo, há um comprimento de asa ótimo para um falcão de um tamanho específico com um certo modo de vida em um determinado ambiente. A seleção estabilizante, operando através de diferenças no potencial de reprodução, eliminará esses falcões com extensões de asa maiores ou menores que esse comprimento ótimo.
2. Seleção Direcional (Seleção Progressiva):
Nesta seleção, a população muda para uma direção específica. Isso significa que esse tipo de seleção favorece indivíduos de pequeno ou grande porte e que mais indivíduos desse tipo estarão presentes na próxima geração. O tamanho médio da população muda.
Exemplos:
Evolução dos mosquitos resistentes ao DDT, melanismo industrial na mariposa e evolução da girafa.
3. Seleção Disruptiva (Diversifying Selection):
Esse tipo de seleção favorece indivíduos de pequeno e grande porte. Elimina a maioria dos membros com expressão média, produzindo assim dois picos na distribuição da característica que podem levar ao desenvolvimento de duas populações diferentes. Esse tipo de seleção é o oposto da seleção estabilizadora e é de natureza rara, mas é muito importante para provocar mudanças evolutivas.
Exemplo:
Stebbins e seus colegas estudaram um exemplo de seleção disruptiva em uma população de girassóis no Vale de Sacramento da Califórnia durante um período de 12 anos. No começo, a população geneticamente variável desses girassóis era um híbrido entre duas espécies. Após cinco anos, essa população havia se dividido em duas subpopulações separadas por uma área gramada.
Uma destas subpopulações ocupou um local seco relativo e outro local ocupado comparativamente húmido. Durante os próximos sete anos, o tamanho da população flutuou muito em resposta a diferenças na precipitação, mas as diferenças entre as duas subpopulações foram mantidas.
Exemplos de Seleção Natural:
1. Melanismo Industrial:
É uma adaptação onde as mariposas que vivem nas áreas industriais desenvolveram pigmentos de melanina para combinar seu corpo com os troncos das árvores. O problema do melanismo industrial em traças foi originalmente estudado por RA Fischer e EB Ford; e nos últimos tempos, por HBD Kettlewell.
A ocorrência do melanismo industrial está intimamente associada ao progresso da revolução industrial na Grã-Bretanha, durante o século XIX. Ocorreu em várias espécies de mothes. Destes, mariposa (Biston betularia) é o mais intensamente estudado.
O melanismo industrial pode ser escrito brevemente como segue.
(i) A mariposa salpicada existia em duas linhagens (formas): luz colorida (branca) e melânica (preta).
(ii) No passado, a casca das árvores era coberta por líquenes esbranquiçados, de modo que as mariposas brancas escapavam despercebidas das aves predadoras.
(iii) Após a industrialização, as cascas ficaram cobertas de fumaça, de modo que as mariposas brancas foram seletivamente apanhadas pelas aves.
(iv) Mas as mariposas negras escaparam despercebidas e conseguiram sobreviver, resultando em mais população de mariposas negras e menos população de mariposas brancas.
Assim, o melanismo industrial suporta a evolução pela seleção natural.
2. Resistência de insetos a pesticidas:
O DDT, que veio a ser usado no final de 1945, era considerado um inseticida eficaz contra pragas domésticas, como mosquitos, moscas domésticas, piolhos, etc. Mas, dentro de dois a três anos após a introdução deste inseticida, novas resistências ao DDT mosquitos apareceram na população. Estas cepas mutantes, que são resistentes ao DDT, logo se tornaram bem estabelecidas na população e, em grande medida, substituíram os mosquitos originais sensíveis ao DDT.
3. Resistência aos Antibióticos em Bactérias:
Isso também é verdade para bactérias causadoras de doenças contra as quais usamos antibióticos ou drogas para matar essas bactérias. Quando uma população bacteriana encontra um determinado antibiótico, aqueles sensíveis a ele morrem. Mas algumas bactérias com mutações tornam-se resistentes ao antibiótico. Essas bactérias resistentes sobrevivem e se multiplicam rapidamente à medida que as bactérias competidoras morrem.
Logo, os genes que fornecem resistência se disseminam e toda a população bacteriana se torna resistente.
Base Genética de Adaptação do Experimento de Plaqueamento de Réplica Lederberg para ilustrar o Papel da Seleção Natural (Fig. 7.54):
Por um experimento Joshua Lederberg e Esther Lederberg foram capazes de mostrar que existem mutações que são na verdade pré-adaptativas. Geralmente as bactérias são cultivadas por meio de placas de células bacterianas suspensas diluídas em placas de agar semissólidas contendo meio completo com antibiótico como penicilina. Após algumas colônias de período aparecem nas placas de ágar. Cada uma dessas colônias se desenvolve a partir de uma única célula bacteriana por divisões celulares mitóticas. Lederberg inoculou bactérias em uma placa de ágar e obteve uma placa com várias colônias bacterianas. Esta placa é chamada de 'placa mestre'.
Eles então formaram várias réplicas desta placa mestre. Para isso, pegaram um disco de veludo estéril, montado em um bloco de madeira, que foi pressionado suavemente sobre o prato mestre. Algumas das células bacterianas de cada colônia aderiram ao tecido de veludo. Ao pressionar este veludo em novas placas de ágar de meio mínimo, eles foram capazes de obter réplicas exatas da placa mestre.
Isto foi devido ao fato de que as células bacterianas foram transferidas de uma placa para outra pelo veludo. Depois disso, eles tentaram fazer réplicas nas placas de ágar de meio mínimo contendo um antibiótico penicilina, as réplicas de colônias não foram formadas. As novas colônias que cresceram foram naturalmente resistentes à estreptomicina / penicilina.
As novas colônias que não cresceram eram colônias sensíveis. Portanto, houve uma adaptação em algumas células bacterianas para crescer em meio contendo o antibiótico (penicilina). Isto provou que mutações ocorreram antes de as bactérias serem expostas à penicilina.
4. Anemia Falciforme:
Um dos melhores exemplos foi descoberto nas populações humanas, habitando na África tropical e subtropical. O gene da célula falciforme produz uma forma variante da proteína hemoglobina, que difere da hemoglobina normal por um único aminoácido. Em pessoas homozigotas para essa hemoglobina anormal, os glóbulos vermelhos (hemácias) se tornam em forma de foice, e essa condição é descrita como anemia falciforme.
As pessoas afetadas por esta doença geralmente morrem antes da idade reprodutiva, devido a uma grave anemia hemolítica. Apesar de sua natureza desvantajosa, o gene tem uma alta freqüência em algumas partes da África, onde a malária também está em alta freqüência. Subsequentemente, descobriu-se que os heterozigotos para o traço falciforme são excepcionalmente resistentes à malária.
Assim, em algumas partes da África, pessoas homozigotas para o gene normal tendem a morrer de malária, e as homozigotas para anemia falciforme tendem a morrer de anemia grave; enquanto os indivíduos heterozigotos sobrevivem e têm a vantagem seletiva sobre qualquer um dos homozigotos. A anemia falciforme é causada pela substituição do ácido glutâmico pela valina na sexta posição da cadeia beta da hemoglobina.
5. Deficiência de glicose 6-fosfato desidrogenase (G-6-PD):
Ocorre como erro inato do metabolismo em algumas pessoas. É também chamado de favismo porque o feijão causa hemólise nos pacientes. Drogas antimaláricas como a primaquina causam hemólise em tais pessoas. A hemólise é devida à produção de H 2 0 2 que não é removida devido à deficiência de glicose 6-PD e o resultado é a falta de NADPH 2 . O parasita da malária não consegue completar a esquizogonia em pacientes com deficiência de glicose 6-PD devido à morte prematura de eritrócitos.
6. Polimorfismo Genético:
O polimorfismo desempenha um papel significativo no processo de seleção natural. É definida como a existência de duas ou mais formas da mesma espécie dentro da mesma população e pode ser aplicada a características bioquímicas, morfológicas e comportamentais. Existem duas formas de polimorfismo polimorfismo balanceado e polimorfismo transitório.
Polimorfismo Balanceado:
Isso ocorre quando diferentes formas coexistem na mesma população em um ambiente estável. É ilustrado mais claramente pela existência dos dois sexos em animais e plantas. As frequências genotípicas das várias formas exibem equilíbrio, uma vez que cada forma tem uma vantagem seletiva de igual intensidade. Em humanos, a existência dos grupos sanguíneos А, В, AB e О são exemplos de polimorfismo balanceado.
Enquanto as frequências genotípicas dentro de diferentes populações podem variar, elas permanecem constantes de geração para geração dentro dessa população. Isso ocorre porque nenhum deles tem uma vantagem seletiva sobre o outro.
As estatísticas revelam que os homens brancos do grupo sanguíneo têm uma expectativa de vida maior do que os de outros grupos sanguíneos, mas, curiosamente, eles também têm um risco aumentado de desenvolver uma úlcera duodenal que pode perfurar e levar à morte. O daltonismo vermelho-verde em humanos é outro exemplo de polimorfismo, assim como a existência de trabalhadores, drones e rainhas em insetos sociais e formas de olhos pontiagudos e olhos brilhantes em prímulas.
Polimorfismo Transitório:
Isto surge quando diferentes formas ou morfos existem em uma população submetida a uma forte pressão de seleção. A frequência da aparência fenotípica de cada forma é determinada pela intensidade da pressão de seleção, como as formas melânica e não-melânica da mariposa salpicada. O polimorfismo transitório geralmente se aplica em situações em que uma forma está gradualmente sendo substituída por outra.
