Apoiando-se nas evidências da evolução biológica, cientistas procuram explicar o processo evolutivo, ou seja, tentam desvendar os mecanismos que promovem as modificações das populações de seres vivos ao longo do tempo. Muitas hipóteses e teorias foram propostas; algumas foram descartadas, e outras, substituídas ou aprimoradas.
LAMARCKISMO
Teoria proposta por Lamarck em 1809, afirma que a evolução dos seres vivos ocorre segundo duas leis, enunciadas a seguir:
- Lei do uso e desuso: quanto mais usadas as regiões ou órgão do corpo, mas se desenvolvem; as partes não usadas vão se enfraquecendo e diminuindo, chegando a desaparecer.
- Lei da herança dos caracteres adquiridos: as modificações provocadas pelo uso ou desuso são transmitidas aos descendentes.
O Lamarquisno defende a ideia de que fatores ambientais novos provocam o surgimento de modificações adaptativas, que podem ser transmitidas aos descendentes. Chama a atenção para o fenômeno da adaptação dos seres vivos ao ambiente. O grave equívoco da teoria lamarckista é o de afirmar a herança de caracteres adquiridos.
- Saiba mais em: Larmarquismo.
DARWINISMO
Teoria proposta por Darwin em 1859, publicada em seu livro a origem das espécies. Defende que as modificações adaptativas das espécies são escolhidas pelo mecanismo da seleção natural, atribuindo á ação contínua deste mecanismo a origem de novas espécies ou a extinção de outras.
A seleção natural é determinada pelos limites impostos por condições ambientais. Na população há indivíduos menos e outros mais adaptados. Estes últimos, com maiores chances de sobrevivência, deixam um maior número de descendentes. A cada nova geração aumenta o número de indivíduos melhor adaptados, sendo eliminados gradativamente aqueles menos adaptados . O mecanismo de seleção natural, ocorrendo por gerações sucessivas, provocaria o aperfeiçoamento das adaptações, promovendo a alteração gradativa das espécies.
Reunindo um grande número de evidencias em seu trabalho, Darwin tornou aceitável a ideia da evolução. Entretanto não foi capaz de explicar a origem da variabilidade nas populações naturais.
As diferenças individuais, sobre as quais age a seleção natural, devem ser obrigatoriamente hereditárias. O desconhecimento das causas e mecanismos de hereditariedade levou Darwin a admitir a ideia da herança dos caracteres adquiridos, produzidos em resposta a ambientes particulares.
- Saiba mais em: Darwinismo.
MUTACIONISMO
Segundo a hipótese mutacionista, a evolução se realiza através da origem espontânea de novos tipos, que diferem radicalmente de seus ancestrais diretos, graças à ocorrência de macromutações genéticas. As pequenas diferenças intra-específicas devem-se às micromutações, e a solução natural teria somente a função negativa de eliminar os tipos menos aptos.
Surgida logo após a redescoberta das leis mendelianas da herança (1900), a corrente mutacionista propunha que as mutações genéticas seriam a única causa da evolução.
Trabalhos posteriores na área genética demonstraram que a grande maioria das mutações com efeitos fenotípicos radicais desfavorece seus portadores na competição com os organismos não atingidos por essas mutações . Também o esclarecimento do mecanismo da herança de caracteres quantitativos tornou-se possível somente cerca de trinta anos após o surgimento da corrente mutacionista.
As características estudadas por Johansen – mutacionista – apresentavam pequena variabilidade atribuída a fatores ambientais. O conhecimento de seu conhecimento hereditário permitiu esclarecer que tal variabilidade deve-se ao fato de haver vários pares de alelos condicionando as características analisadas.
TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO
Essa teoria estabelece que tanto a mutação como a seleção natural atuam no processo seletivo. Os aspectos essenciais da teoria sintética do neodarwinismo estão relacionados a seguir:
- As mutações são a fonte básica da variabilidade de genética das populações;
- A maioria das mutações adaptativas não produz tipos radicalmente novos; tais mutações se somam ao conjunto gênico pré-existente;
- A seleção natural atua preservando as poucas combinações gênicas adaptativas dentre as infinitas possibilidades inerentes ao conjunto gênico;
- A transformação evolutiva não depende somente do aparecimento dos genes com efeitos novos: depende também da alteração das frequências de todos os genes da população;
- A alteração dessas frequências depende da ação contínua da seleção natural sobre o conjunto gênico das populações;
- O indivíduo isolado não tem significado evolutivo. As unidades evolutivas, que se modificam ao longo de gerações sucessivas, são as populações em que se organizam os indivíduos que compõem a espécie.
População: conjunto de indivíduos de uma mesma espécie, convivendo em um dado espaço durante determinado período de tempo.
Espécie: conjunto de indivíduos potencialmente intercruzáveis, com produção de descendentes férteis.
- Saiba mais em: Neodarwinismo.
FONTES DE VARIABILIDADE
A variabilidade refere-se às diferenças entre indivíduos da mesma espécie. Em populações naturais, a variabilidade deve-se a dois tipos básicos de fatores: ambientais e genéticos.
Variabilidade devido ao ambiente: a variabilidade provocada pela ação de fatores ambientais restringe-se ao aspecto fenotípico. Fatores como exposição à luz solar, exercícios, acidentes, doenças, nutrições etc. provocam modificações nos indivíduos a eles submetidos. Embora estas modificações não sejam hereditárias, a potencialidade de reagir aos fatores ambientais é determinada geneticamente.
Variabilidade devido a fatores gênicos: é toda alteração em qualquer sequência de bases nitrogenadas do DNA, responsável por determinada característica do organismo. As mutações geralmente se originam espontaneamente, por acidentes na duplicação do DNA ou no metabolismo celular, havendo vários agentes mutagênicos de natureza física ou química.
O efeito de uma mutação vai depender do local em que ela ocorre e do tipo de alteração provocada. Podendo ocorrer em qualquer célula do organismo, só terão consequência evolutiva as mutações que ocorrerem nas células germinativas, que originarão os gametas. A mutação ocorrida em uma célula somática não será hereditária, ficando restrita ao organismo atingido.
As mutações diversificam o material genético: uma população com maior variabilidade tem maiores chances de se ajustar a novas condições ambientais do que uma população mais homogênea.
As mutações, que ocorrem aleatoriamente, são geralmente desfavoráveis, pois os organismos estão adaptados ao seu ambiente. Se houver alteração do ambiente, os portadores de características diferentes poderão ser favorecidos.
Mutação cromossômica: consiste em quaisquer alterações na estrutura ou número de cromossomos.
As mutações cromossômicas geralmente acarretam alterações fenotípicas muito grandes; são quase sempre deletérias: ocasionam esterilidade, morte precoce, debilidade física e mental etc.
O papel evolutivo das mutações deve-se ao acúmulo de pequenas alterações ao longo de gerações sucessivas. Organismos considerados mutantes são portadores de mutações ocorridas em seus ancestrais.
Recombinação: a recombinação genética consiste no rearranjo dos genes existentes em uma população. A recombinação promove o surgimento de genótipos novos sem a ocorrência de mutações. Os mecanismos que promovem a recombinação são a sexuada e a permuta entre porções de cromossomos homólogos (crossing-over na meiose).
MECANISMOS COMPLEMENTARES
São mecanismos que diferem, em sua natureza, dos mecanismos básicos (mutações, recombinação e seleção natural). Envolvem a participação de organismos originários de populações diferentes ou são condicionados por fatores independentes da seleção natural.
Migração: é resultante do deslocamento de indivíduos de uma população para a área de outra; as duas populações passam a conviver na mesma área e a se cruzar, reprodutivamente. Com a migração há a mistura de dois patrimônios genéticos, alterando-se a composição genética das populações iniciais. Há uma tendência à homogeneização das populações entre as quais se estabeleceu fluxo gênico através da migração.
Hibridação: cruzamento entre indivíduos de populações com patrimônios genéticos diferentes. Implica na quebra do isolamento e traz como consequência a diminuição das diferenças entre as duas populações, além da alta variabilidade genética da população resultante.
Deriva genética: oscilação ao acaso na frequência gênica de populações pequenas, independente da seleção que pode provocar o aumento da frequência tanto dos indivíduos bem adaptados, como dos mal adaptados.
O mecanismo da deriva genética pode ser desencadeado por erro amostral (quando o patrimônio genético de uma geração não estiver representado nos zigotos produzidos por ela) ou pelo efeito do fundador .
IRRADIAÇÃO ADAPTATIVA
É o processo que resulta na formação de várias espécies a partir de uma origem comum. Ocorre geralmente quando uma espécie adquire uma característica que lhe permite explorar o ambiente de maneira diferente, ocorrendo sua expansão. Esta expansão, acompanhada de isolamento reprodutivo, leva à formação de novas espécies.
Também ocorre irradiação adaptativa quando uma espécie atinge um novo território. Se o local não for habitado por espécies semelhantes, e se houver diferentes tipos de ambientes a serem explorados e variabilidade genética na espécie invasora, os tipos “pré-adaptados” a esses diferentes ambientes, irão ocupa-los formando subpopulações. Estas, submetidas a pressões seletivas diversas poderão dar origem a um grupo de espécies pouco diferentes.
CONVERGÊNCIA EVOLUTIVA
Convergência evolutiva ocorre quando diferentes espécies se adaptaram a ambientes muito parecidos. Embora possuam história evolutiva independente, por estarem submetidas a pressões seletivas próximas, evoluíram para seleções semelhantes.
Apesar de não possuírem origem comum, as espécies resultantes de convergência evolutiva apresentam características fenotípicas semelhantes.
Os processos de convergência evolutiva e de irradiação adaptativa levam à formação, respectivamente, de estruturas análogas e homólogas.
São análogas as estruturas semelhantes que tem a mesma função, embora não tenham mesma origem embrionária (exemplos: asas de morcegos, aves e insetos).
Estruturas homólogas tem sempre a mesma origem, podendo exercer funções diversas (exemplos: estruturas locomotoras dos diferentes mamíferos – asas dos morcegos, nadadeiras das baleias, patas dos vertebrados terrestres).
