Descreva como a teoria da evolução por seleção natural é apoiada por evidências
As evidências para a evolução são convincentes e extensas. Olhando para todos os níveis de organização dos sistemas vivos, os biólogos veem a assinatura da evolução passada e presente. Darwin dedicou grande parte de seu livro, On the Origin of Species, para identificar padrões na natureza que eram consistentes com a evolução e, desde Darwin, nosso entendimento se tornou mais claro e amplo.
Objetivos de aprendizagem
- Esboço de evidências físicas que apoiam a teoria da evolução
- Esboço de evidências biológicas que apoiam a teoria da evolução
- Refutar equívocos comuns sobre a evolução
Evidências físicas
Fósseis
Os fósseis fornecem evidências sólidas de que os organismos do passado não são iguais aos encontrados hoje, e os fósseis mostram uma progressão de evolução. Os cientistas determinam a idade dos fósseis e os categorizam em todo o mundo para determinar quando os organismos viveram entre si. O registro fóssil resultante conta a história do passado e mostra a evolução da forma ao longo de milhões de anos (Figura 1a). Por exemplo, os cientistas recuperaram registros altamente detalhados que mostram a evolução de humanos e cavalos (Figura 1b).
Figura 1. Nesta (a) exibição, os hominídeos fósseis são organizados do mais antigo (parte inferior) ao mais recente (parte superior). Conforme os hominídeos evoluíram, o formato do crânio mudou. A interpretação de um artista de (b) espécies extintas do gênero Equus revela que essas espécies antigas se assemelhavam ao cavalo moderno (Equus ferus), mas variavam em tamanho.
Anatomia e Embriologia
Figura 2. A construção semelhante desses apêndices indica que esses organismos compartilham um ancestral comum.
Outro tipo de evidência da evolução é a presença de estruturas em organismos que compartilham a mesma forma básica. Por exemplo, os ossos nos apêndices de um ser humano, cachorro, pássaro e baleia compartilham a mesma construção geral (Figura 2), resultante de sua origem nos apêndices de um ancestral comum. Com o tempo, a evolução levou a mudanças nas formas e tamanhos desses ossos em diferentes espécies, mas eles mantiveram o mesmo layout geral. Os cientistas chamam essas partes sinônimas de estruturas homólogas.
Algumas estruturas existem em organismos que não têm nenhuma função aparente e parecem ser partes residuais de um ancestral comum anterior. Essas estruturas não utilizadas e sem função são chamadas de estruturas vestigiais. Alguns exemplos de estruturas vestigiais são asas em pássaros que não voam, folhas em alguns cactos e ossos das patas traseiras em baleias.
Outra evidência da evolução é a convergência da forma em organismos que compartilham ambientes semelhantes. Por exemplo, espécies de animais não relacionados, como a raposa ártica e o ptármigan, que vivem na região ártica foram selecionadas para fenótipos brancos sazonais durante o inverno para se misturar com a neve e o gelo (Figura 3). Essas semelhanças ocorrem não devido à ancestralidade comum, mas devido a pressões de seleção semelhantes – os benefícios de não ser visto por predadores.
Figura 3. O casaco branco de inverno da (a) raposa ártica e a (b) plumagem do ptármigan são adaptações a seus ambientes. (crédito a: modificação do trabalho de Keith Morehouse)
Embriologia, o estudo do desenvolvimento da anatomia de um organismo até sua forma adulta, também fornece evidências de parentesco entre grupos agora amplamente divergentes de organismos. Ajustes mutacionais no embrião podem ter consequências tão ampliadas no adulto que a formação do embrião tende a ser conservada. Como resultado, as estruturas que estão ausentes em alguns grupos freqüentemente aparecem em suas formas embrionárias e desaparecem quando a forma adulta ou juvenil é atingida. Por exemplo, todos os embriões de vertebrados, incluindo humanos, apresentam fendas branquiais e caudas em algum ponto de seu desenvolvimento inicial. Estes desaparecem nos adultos de grupos terrestres, mas são mantidos em formas adultas de grupos aquáticos, como peixes e alguns anfíbios. Embriões de grandes macacos, incluindo humanos, têm uma estrutura de cauda durante seu desenvolvimento que é perdida no momento do nascimento.
Evidências biológicas
Biogeografia
A distribuição geográfica de organismos no planeta segue padrões que são melhor explicados pela evolução em conjunto com o movimento das placas tectônicas ao longo do tempo geológico. Amplos grupos que evoluíram antes da separação do supercontinente Pangéia (cerca de 200 milhões de anos atrás) estão distribuídos em todo o mundo.Grupos que evoluíram desde a separação aparecem exclusivamente em regiões do planeta, como a flora e a fauna únicas dos continentes do norte que se formaram a partir do supercontinente Laurásia e dos continentes do sul que se formaram a partir do supercontinente Gondwana. A presença de membros da família de plantas Proteaceae na Austrália, África do Sul e América do Sul é melhor devido ao seu surgimento antes da quebra do supercontinente Gondwana do sul.
A grande diversificação de marsupiais na Austrália e a ausência de outros mamíferos refletem o longo isolamento da Austrália. A Austrália tem uma abundância de espécies endêmicas – espécies que não são encontradas em nenhum outro lugar – o que é típico de ilhas cujo isolamento por extensões de água impede a migração de espécies. Com o tempo, essas espécies divergem evolutivamente em novas espécies que parecem muito diferentes de seus ancestrais que podem existir no continente. Os marsupiais da Austrália, os tentilhões das Galápagos e muitas espécies das ilhas havaianas são todos únicos em seu único ponto de origem, mas exibem relações distantes com espécies ancestrais no continente.
Biologia molecular
Assim como as estruturas anatômicas, as estruturas das moléculas da vida refletem descendência com modificação. A evidência de um ancestral comum para todas as formas de vida se reflete na universalidade do DNA como material genético e na quase universalidade do código genético e no mecanismo de replicação e expressão do DNA. As divisões fundamentais na vida entre os três domínios são refletidas em grandes diferenças estruturais em estruturas conservadoras, como os componentes dos ribossomos e as estruturas das membranas. Em geral, o parentesco de grupos de organismos se reflete na similaridade de suas sequências de DNA – exatamente o padrão que seria esperado da descendência e diversificação de um ancestral comum.
As sequências de DNA também lançaram luz sobre alguns dos mecanismos de evolução. Por exemplo, está claro que a evolução de novas funções para proteínas comumente ocorre após eventos de duplicação de genes que permitem a modificação livre de uma cópia por mutação, seleção ou deriva (mudanças no pool de genes de uma população resultantes do acaso), enquanto a outra a cópia continua a produzir uma proteína funcional.
Evolução — É uma coisa
Este vídeo define a evolução e discute várias variedades de evidências que apóiam a Teoria da Evolução:
Equívocos sobre a evolução
Embora a teoria da evolução tenha gerado alguma controvérsia quando foi proposta pela primeira vez, ela foi quase universalmente aceita pelos biólogos, principalmente os biólogos mais jovens, 20 anos após a publicação de Sobre a Origem das Espécies. No entanto, a teoria da evolução é um conceito difícil e abundam os equívocos sobre como ela funciona.
A evolução é apenas uma teoria
Os críticos da teoria da evolução descartam sua importância ao confundir propositalmente o uso diário da palavra “teoria” com a forma como os cientistas usam a palavra. Na ciência, uma “teoria” é entendida como um corpo de explicações exaustivamente testadas e verificadas para um conjunto de observações do mundo natural. Os cientistas têm uma teoria do átomo, uma teoria da gravidade e a teoria da relatividade, cada uma das quais descreve fatos compreendidos sobre o mundo. Da mesma forma, a teoria da evolução descreve fatos sobre o mundo vivo. Como tal, uma teoria na ciência sobreviveu a esforços significativos para desacreditá-la pelos cientistas. Em contraste, uma “teoria” no vernáculo comum é uma palavra que significa uma suposição ou explicação sugerida; esse significado é mais semelhante ao conceito científico de “hipótese”. Quando os críticos da evolução dizem que a evolução é “apenas uma teoria”, eles estão implicando que há poucas evidências que a apoiem e que ela ainda está sendo rigorosamente testada. Isso é uma caracterização incorreta.
Indivíduos evoluem
Evolução é a mudança na composição genética de uma população ao longo do tempo, especificamente ao longo das gerações, resultante da reprodução diferencial de indivíduos com certos alelos. Os indivíduos mudam ao longo da vida, obviamente, mas isso é chamado de desenvolvimento e envolve mudanças programadas pelo conjunto de genes que o indivíduo adquiriu ao nascer em coordenação com o ambiente do indivíduo.Quando se pensa na evolução de uma característica, é provavelmente melhor pensar na mudança do valor médio da característica na população ao longo do tempo. Por exemplo, quando a seleção natural leva a uma mudança no tamanho do bico em tentilhões de solo médio nas Galápagos, isso não significa que os bicos individuais nos tentilhões são chang ng. Se medirmos o tamanho médio da conta entre todos os indivíduos da população de uma vez e, em seguida, medir o tamanho médio da conta na população vários anos depois, esse valor médio será diferente como resultado da evolução.Embora alguns indivíduos possam sobreviver da primeira para a segunda vez, eles ainda terão o mesmo tamanho de nota; no entanto, haverá muitos novos indivíduos que contribuirão para a mudança no tamanho médio do bico.
Organismos evoluem no propósito
Afirmações como “organismos evoluem em resposta a uma mudança em um ambiente “São bastante comuns, mas tais afirmações podem levar a dois tipos de mal-entendidos. Primeiro, a afirmação não deve ser entendida como significando que organismos individuais evoluem. A afirmação é uma forma abreviada de” uma população evolui em resposta a um ambiente em mudança. ” No entanto, um segundo mal-entendido pode surgir ao interpretar a afirmação como significando que a evolução é de alguma forma intencional. Um ambiente alterado resulta em alguns indivíduos da população, aqueles com fenótipos específicos, se beneficiando e, portanto, produzindo proporcionalmente mais descendentes do que outros fenótipos. Isso resulta em mudança na população se as características forem geneticamente determinadas.
Também é importante entender que a variação na qual a seleção natural atua já está na população e não surge em resposta a uma mudança ambiental . Por exemplo, a aplicação de antibióticos a uma população de bactérias irá, com o tempo, selecionar uma população de bactérias resistentes aos antibióticos. A resistência, que é causada por um gene, não surgiu por mutação por causa da aplicação do antibiótico. O gene de resistência já estava presente no pool genético da bactéria, provavelmente em baixa frequência. O antibiótico, que mata as células bacterianas sem o gene de resistência, seleciona fortemente os indivíduos resistentes, pois seriam os únicos que sobreviveriam e se dividiriam. Experimentos demonstraram que mutações para resistência a antibióticos não surgem como resultado de antibióticos.
Em um sentido mais amplo, a evolução não é direcionada a um objetivo. As espécies não se tornam “melhores” com o tempo; elas simplesmente rastreiam seu ambiente em mudança com adaptações que maximizam sua reprodução em um ambiente específico em um determinado momento. A evolução não tem o objetivo de tornar espécies mais rápidas, maiores, mais complexas ou mesmo mais inteligentes, apesar a uniformidade desse tipo de linguagem no discurso popular. Quais características evoluem em uma espécie são uma função da variação presente e do ambiente, os quais estão em constante mudança de uma forma não direcional. Qual característica se encaixa em um ambiente em um o tempo pode ser fatal em algum ponto no futuro. Isso vale tanto para uma espécie de inseto quanto para a espécie humana.
A evolução explica a origem da vida
É um equívoco comum de que a evolução inclui uma explicação das origens da vida. Por outro lado, alguns dos críticos da teoria acreditam que ela não pode explicar a origem da vida. A teoria não tenta explicar a origem da vida. A teoria da evolução e x explica como as populações mudam ao longo do tempo e como a vida diversifica a origem das espécies. Não lança luz sobre o início da vida, incluindo as origens das primeiras células, que é como a vida é definida. Os mecanismos da origem da vida na Terra são um problema particularmente difícil porque ocorreu há muito tempo e, presumivelmente, ocorreu apenas uma vez. É importante ressaltar que os biólogos acreditam que a presença de vida na Terra exclui a possibilidade de que os eventos que levaram à vida na Terra possam ser repetidos porque os estágios intermediários se tornariam imediatamente alimento para os seres vivos existentes.
No entanto, uma vez que um O mecanismo de herança existente na forma de uma molécula como o DNA, seja dentro de uma célula ou pré-célula, essas entidades estariam sujeitas ao princípio da seleção natural. Reprodutores mais eficazes aumentariam em frequência às custas de reprodutores ineficientes. Portanto, embora a evolução não explique a origem da vida, pode ter algo a dizer sobre alguns dos processos que operam uma vez que as entidades pré-vivas adquiriram certas propriedades.
Em resumo: Evidência para a evolução
Desde que Darwin desenvolveu suas idéias sobre descendência com modificações e as pressões da seleção natural, uma variedade de evidências foi reunida apoiando a teoria da evolução. Evidências fósseis mostram as mudanças nas linhagens ao longo de milhões de anos, como em hominídeos e cavalos. O estudo da anatomia permite que os cientistas identifiquem estruturas homólogas em diversos grupos de organismos relacionados, como os ossos das pernas. Estruturas vestigiais também oferecem pistas para ancestrais comuns. Usando a embriologia, os cientistas podem identificar ancestrais comuns por meio de estruturas presentes apenas durante o desenvolvimento e não na forma adulta.
A biogeografia oferece mais pistas sobre as relações evolutivas. A presença de organismos relacionados em continentes indica quando esses organismos podem ter evoluído. Por exemplo, alguma flora e fauna dos continentes do norte são semelhantes em todas essas massas de terra, mas distintas das dos continentes do sul.Ilhas como a Austrália e a cadeia de Galápagos costumam ter espécies únicas que evoluíram depois que essas massas de terra se separaram do continente. Finalmente, a biologia molecular fornece dados que sustentam a teoria da evolução. Em particular, a universalidade do DNA e quase universalidade do código genético para proteínas mostra que toda a vida uma vez compartilhou um ancestral comum. O DNA também fornece pistas de como a evolução pode ter acontecido. As duplicações de genes permitem que uma cópia passe por eventos mutacionais sem prejudicar um organismo, já que uma cópia continua a produzir proteína funcional.
Existem muitos equívocos sobre a teoria da evolução – incluindo alguns perpetuados por críticos da teoria. Em primeiro lugar, a evolução como teoria científica significa que ela tem anos de observação e dados acumulados que a sustentam. Não é “apenas uma teoria”, como uma pessoa pode dizer no vernáculo comum.
Outro equívoco é que os indivíduos evoluem, embora na verdade sejam as populações que evoluem com o tempo. Os indivíduos simplesmente carregam mutações. Além disso, as mutações não surgem propositalmente nem em resposta a uma pressão ambiental. Em vez disso, as mutações no DNA acontecem espontaneamente e já estão presentes em indivíduos de uma população quando ocorre uma pressão seletiva. Quando o ambiente começa a favorecer uma determinada característica, então essas indivíduos que já carregam essa mutação terão uma vantagem seletiva e provavelmente sobreviverão melhor e produzirão mais do que outros sem a adaptação.
Finalmente, a teoria da evolução não aborda de fato as origens da vida neste planeta. Cientistas acredito que não podemos, de fato, repetir as circunstâncias que levaram à vida na Terra porque nesta época a vida já existe. A presença da vida mudou tão dramaticamente o ambiente que o as origens não podem ser totalmente produzidas para estudo.
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