A teoria sintética da evolução
Com o redescobrimento, em 1900, dos trabalhos de Mendel com ervilha e as discussões sobre mutações genéticas, surgida na época, os adeptos da genética mendeliana passaram a propor que apenas as mutações seriam responsáveis pela evolução. A seleção natural, segundo essa interpretação, não teria participação nesse processo. Somente mais tarde , vários pesquisadores voltaram a dar importância á seleção natural e a relacionar as contribuições da genética, da paleontologia e da sistemática em uma nova teoria que ficou conhecida com teoria sintética da evolução .
Desde a década de 1930 essa teoria vem ganhando força. Novas informações sobre DNA, biologia molecular, ecologia, biologia reprodutiva e muitos outros aspectos têm sido incorporadas á interpretação dos processos evolutivos.
Segundo a síntese evolutiva, os principal fatores que atuam em uma população são mutação, recombinação genética (permutação), migração , seleção natural e derive genética.
Mutações
Modificações no material genético da célula são chamadas de mutações. Elas podem ocorrer em células somáticas ou em células germinativas; neste último caso, podem ser transmitida ao longo das gerações, de pais para filhos. As mutações somáticas ficam restritas ao indivíduo em que ocorrem e não são transmitidas aos descendentes.
As mutações podem ser pontuais, afetando apenas um necleotíde e levando a pequenas alterações na sequencia ou no número de nucleotídeos. Isso pode acontecer no momento da duplicação do DNA. Há nas células, no entanto, todo um sistema de reparo dessas alterações, o que reduz drasticamente a quantidade de mutações pontuais que persistem.
As mutações pontuais podem afetar uma ou mais sequencias de bases nitrogenadas tanto nas regiões não codificantes do DNA, tendo efeito, em geral, não perceptível, como nas regiões não codificantes do DNA, tendo efeitos, em geral, não perceptível, como nas regiões codificantes (mutações gênicas), que podem levar a modificações do produto do gene.
Embora na maior parte do casos as mutações gênicas sejam deletérias, isto é, causam prejuízo ao organismo, ela são muito importantes em termos evolutivos, e são a fonte primaria da variabilidade genética em uma população a alterações nas condições ambientais.
Mutações de maior porte , que afetam o número ou a forma dos cromossomos , são chamadas mutações ou aberrações cromossômicas e, assim como as mutações gênicas, são em geral deletérias.
Mutações gênicas
AS mutações gênicas podem ocorrer por substituição, perda ou adição de nucleotídeos na molécula de DNA durante a duplicação. Quando essas modificações ocorrem nos íntrons, geralmente os efeitos não são perceptíveis, pois, após o processo de transcrição em moléculas de RNA, os introns são removidos durante a manutenção do RNA. Já quando ocorrem nos éxons, os efeitos diferem dependendo do caso.
Vamos analisar, apenas como exemplo, o que ocorrer quando há substituição de nucleotídeo por outro.
Há mutações que não alteram o aminoácidos da cadeia polipeptídica. Isso acontece quando a substituição de uma base nitrogenada não resulta em um códon para outro aminoácido. Por exemplo: vamos supor que uma das trincas de um éxon seja AAA e que tenha mudado para AAG. A trinca AAA, ao ser transcrita em RNAm, corresponderá ao códon UUU, e atrinca AAG, ao códon UUC. Consultando o quadro do código genético, podemos notar que ambas codificam o mesmo aminoácido: a fenilalanina. Portanto, a mutação não levou à alteração no polipeptídeo.
Mutações desse tipo são chmadas “silenciosas”e são responsável por uma variabilidade genética que é sempre maior do que a diversidade de características.
Existem, no entanto, mutações que alteram a proteína, pois causam a substituição de um aminoácidos.
AS consequências disso variam muito. Essa nova proteína pode trazer vantagens adaptativas, ser neutra ou trazer prejuízo, inclusive provocando doenças.
Vamos analisar um caso em que a mutação leva à alteração na forma espacial e na função da proteína provocando doença.
A anemia falciforme é uma doença em que as hemácias apresentam aspecto de foice, dai o nome falciforme.
Isso se deve à presença de moléculas defeituosas de hemoglobina. Com isso, as hemácias são mais frágeis e podem se romper, causando problemas para a pessoa, com fortes dores. Em certos casos, o rompimento é tão intenso e rápido que pode levar a pessoa à morte.
A molécula defeituosa de hemoglobina decorre de uma mudança do gene na trinca CTT para CAT.
Com isso, o códon do RNAm muda de GAA, que se refere ao aminoácido glutamina, para GUA, que se refere ao aminoácidos valina, com a consequente produção de hemoglobina defeituosa, que causa a doença.
A substituição de um ou mais aminoácidos , no entanto, nem sempre resulta na perda ou na alteração da função de proteína. Certas regiões de uma molécula podem não ser essências ao seu funcionamento. A insulina, por exemplo, é um hormônio presente em todos os vertebrados, mas o molécula não é idêntica em todas as espécies.
Quando comparamos a sequência de aminoácido da insulina de duas ou mais espécie diferentes, observamos alterações na sequência de aminoácidos da insulina de duas ou mais espécies diferente, observamos alterações na sequência que no entanto, não prejudicam a forma e a função dessa proteína, Dizemos então que ocorrem mutações funcionalmente neutras , conservadas na DNA dos indivíduos ao longo das gerações. Por outro lado, existem regiões responsáveis pela forma tridimensional da proteína, garantindo assim a sua função se essas regiões essências apresentarem substituições de aminoácidos, a molécula poderá deixar de ser funcional.
Permutação e reprodução sexuada
Esse dois processos aumentam a variabilidade genética nas populações.
Durante a gametogênese, a célula germinativa diploide sofre meiose, produzindo quatro gametas- células haploides que contêm um cromossomos de cada par de homólogos. Como se sabe, os cromossomos segregam-se independentemente, o que possibilita grande número de combinaçoes entre eles, dando origem a vários tipos de gametas. O números de tipos diferentes de gametas produzidos por um individuo diploide é dado por 2n, onde n= lote haploide de cromossomos .
Na espécie humana, em que n = 23 ( 23 pares de cromossomos homólogos), o número de gametas diferentes produzidos por um individuo é 222 = 8388 608, número válido tanto para o homem quanto para mulher. O número de encontros possíveis entre esses gametas na fecundação é (8 388 608)2 , cujo valor aproximado é de 70 trilhões de zigotos possíveis. Dessa forma, a probabilidade de dois irmãos gerados de zigotos distintos serem iguais é praticamente nula.
Todas as considerações feitas até agora não incluíram a ocorrência de permutação, que é a troca de segmentos entre cromossomos homólogos na meiose (não confundir com translocação, que é a troca de segmentos entre cromossomos não homólogos). Assim, a variabilidade genotípica aumenta, pois, pela permutação, podem- se estabelecer novas combinações entre genes e há aumento também de número de gametas diferentes.
Uma vez formados os gametas, podem ocorrer:
· Fecundação cruzada: união entre gametas de indivíduos diferentes, mas da mesma espécie;
· autofecundação: união entre gametas masculinos e femininos produzidos pelo mesmo indivíduos.
Populações de indivíduos que apresentam fecundação cruzada têm maiores possibilidades de aumentar a variabilidade genética sem adição de genes novos por mutação genica ou imigração.
O aumento a chance de sobrevivência da população em caso de modificações no meio. Até mesmo em hermafroditas foram selecionados , ao longo de sua evolução, vários mecanismos que dificultam a autofecundação e favorecem a fecundação cruzada, possibilitando, desse modo, aumento na variabilidade. Por recombinação, a variabilidade genética de uma população pode aumenta sem adição de genes novos, produzidos por mutação ou por imigração de indivíduos de outras populações.
Migração
A migração corresponde aos processos de entrada (imigração) ou saída ( emigração) de indivíduos de uma população, geralmente associada à busca por melhores condições de vida.
Na imigração, a chegada de novos indivíduos pode introduzir novos indivíduos pode introduzir novos genes na população, o que aumenta sua variabilidade genética. Por outro lado, na emigração, com a saída de indivíduos, pode haver redução da variabilidade genética da população.
Populações grandes que estão sofrendo o processo de migração geralmente não apresentam alterações significativas na frequências de alelos. Já em populações pequenas, a migração pode alterar significativamente essas frequências.
A migração permite que se estabeleça fluxo gênico entre populações distintas, diminuindo as diferenças genéticas entre elas.
Seleção Natural
O ambiente não representa um sistema estável, nem ao longo do tempo, nem ao longo de espaço, o que propicia diferente pressões seletivas na população. Isso evita a eliminação de determinados fenótipos que em um ambiente constante e estável não seriam mantidos. Dessa forma, a variabilidade genética sofre menor redução dependendo do ambiente, por exemplo, pode ser que sejam mantidas na população ate mesmo características fenotípicas que normalmente seriam eliminadas por serem pouco adaptativas. Um exemplo, pode ser que sejam mantidas na população ate mesmo características fenotípicas que normalmente seriam eliminadas por serem pouco adaptativas. Um exemplo na espécie humana é a doença chamada anemia falciforme ou siclemia.
Esse doença e causada por um alelo que condiciona a formação de moléculas anormais de hemoglobina com pouca capacidade de transporte de oxigênio. AS hemácias que as contêm adquirem o formato de foice. Por essa razão são chamada hemácias falciformes
Os indivíduos heterozigóticos apresentam tanto hemácias e hemoglobinas normais como hemácias falciformes. Apesar de ligeiramente anêmicos, sobrevivem, embora com menor viabilidade em relação aos homozigotos normais.
Deriva genética
A deriva genética
corresponde a uma drástica alteração casual de ordem natural, atingindo a
concentração genotípica de uma ou várias espécies, não preliminarmente
envolvendo fatores de seleção natural, mas ocasionada por eventos repentinos.
Tal fenômeno é caracterizado pela ocorrência de
catástrofes ecológicas, por exemplo: terremotos, tsunamis, tornados,
inundações, queimadas, avalanches e outros processos, atingindo um grande
contingente populacional.
Limitando, desda forma, o teor genético de um
determinado grupo, restrito aos indivíduos prevalecentes. Cabendo a estes,
integração a outra população, caso mantida uma adaptação, ou com o decorrer do
tempo, a partir de um isolamento geográfico e posterior reprodutivo,
constituição de uma nova espécie (princípio da espécie fundadora).
Nesta situação, portando uma baixa
variabilidade, os indivíduos diferenciados irão passar por uma pressão de
seleção mais significativa em relação à linhagem ascendente, que minimizava os
feitos da seleção em razão do elevado número de indivíduos
viventes.
Durante a evolução, uma hipótese referente à
dizimação dos dinossauros, ocorrida por volta de 66 milhões de anos, estabelece
não somente o fim destes animais, mas de variadas formas de vida (incluindo
vegetais), em virtude de um imenso asteroide que teria atingido o planeta,
levantando uma densa nuvem de poeira resultante da colisão, comprometendo os
processos fotossintéticos (dependentes da energia solar), bem como a respiração
e nutrição dos organismos.
Responda as questões no link abaixo:
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