Durante sua Viagem no HMS Beagle, Darwin coletou um grande
numero de espécimes, muitas delas desconhecidas na Europa que posteriormente deram suporte a evolução por seleção natural.
A grande variedade das evidências da evolução fornece ampla e rica informação dos processos naturais pelos quais a variedade da vida na Terra se desenvolveu.
Fósseis são importantes para estimar quando as várias linhagens se desenvolveram. Como a fossilização é de rara ocorrência, normalmente requerendo as partes dura do corpo dos espécimes e da morte próxima a um local onde sedimentos estão sendo depositados, o registro fóssil somente fornece informações intermitentes sobre a evolução da vida. Evidências de organismo anteriores ao desenvolvimento de partes duras do corpo como conchas, ossos e dentes são especialmente raras, mas existem na forma de antigos microfósseis de alguns organismos de corpo mole.
Comparações da seqüência genética de organismos revelou que os organismos que são filogenicamente mais próximos tem um grau maior de similaridades em sua seqüência genética do que organismos que estão mais filogenicamente distantes. Evidências adicionais da descendência em comum vem de “detritos” genéticos como os pseudogenes, regiões do DNA que são ortólogas à um gene em um organismo aparentado, mas não são mais ativos e aparentam passar por um constante processo de degeneração. Já que processos metabólicos não deixam fósseis, pesquisas evolutivas sobre os básicos processos biológicos são também feitas na sua maior parte com a comparação de organismos existentes. Muitas linhagens divergem em um diferente estágio de desenvolvimento, então é teoricamente possível determinar quando certos processos metabólicos surgiram realizando uma comparação dos traços de um descendente de um ancestral em comum.
Evidências da Paleontologia
Quando um organismo morre, ele normalmente decompõem-se rapida
mente ou é consumidos por necrófagos, não deixando nenhuma evidência permanente de sua existência. Entretanto, ocasionalmente, alguns organismos são preservados. Os restos ou traços dos organismos de uma era geológica passada, envoltos em rocha por processos naturais são chamados de fósseis. Eles são extremamente importantes para o entendimento da história evolucionária da vida na Terra, já que fornecem evidência direta da evolução e informações detalhadas sobre as linhagens dos organismos. Paleontologia é o estudo da vida passada baseado no registro fóssil e suas relações com os diferentes períodos de tempo geológicos.
Para que a fossilização ocorra, os traços e restos do organismo devem ser rapidamente enterrados para que descoramento e decomposição não ocorram. Estruturas esqueléticas e outras partes duras do organismo são as formas mais comuns de fossilização de restos de organismos (Paul, 1998), (Behrensmeyer, 1980) e (Martin, 1999). Existem também os “fósseis” de traços, mostrando moldes e impressões na rocha de alguns organismos antigos.
Quando um animal morre, o material orgânico deteriora-se gradualmente, como os ossos, por exemplo, que se tornam porosos. Se o animal é subseqüentemente enterrado em lama, sais minerais irão infiltrar-se nos ossos e gradualmente preencher os poros. Os ossos se solidificarão em rocha e serão preservados como fósseis. Esse processo é conhecido como petrificação. Se um animal morto é coberto por areia, e se a areia posteriormente transformar-se em lama devido a pesada chuva ou enchentes, o mesmo processos de infiltração mineral pode ocorrer. Além da petrificação, o corpo morto de um organismo pode ser bem preservado em gelo, em resina endurecida de árvores coníferas (âmbar), em alcatrão, em ambientes anaeróbios e em turfas ácidas. Fossilização pode ser as vezes só um traço, uma impressão de uma forma. Exemplos incluem folhas e pegadas, fósseis que são feitos em camadas que são posteriormente endurecidas por ação natural.
Registro fóssil
Fóssil de trilobita. Trilobitas eram animais com carapaças duras, parentes dos atuais caranguejos e camarões. Foram extintos a 250 milhões de anos atrás.
É possível descobrir como um grupo de organismos evoluiu arrumando seu registro fóssil em uma seqüência cronológica. Tal seqüência pode ser determinada porque fósseis são majoritariamente encontrados em rochas sedimentares. Rochas sedimentares são formadas por camadas de silte ou lama uma sobre o topo da outra; deste modo, a rocha resultante desse processo contém uma serie de camadas horizontais, ou estratos. Cada camada contem fósseis que são típicos para o específico período de tempo durante o qual eles se formaram. Os estratos mais baixos contém as rochas mais velhas e os fósseis mais antigos, enquanto os estratos superiores contem as rochas mais novas e os fósseis mais recentes.
Uma sucessão de animais e plantas também pode ser vistos no registro fóssil. Evidências fósseis apóiam a teoria de que organismos tentem a aumentar progressivamente em complexidade. Ao estudar o número e complexidade de diferentes fósseis em diferentes níveis estratigrafos, foi demonstrado que rochas antigas que contêm fósseis apresentam poucos tipos de organismos fossilizados, e todos eles têm uma estrutura simples, enquanto que as rochas mais recentes contêm uma grande variedade de fósseis, freqüentemente com um aumento na complexidade de suas estruturas.
No passado, as idades dos vários estratos e dos fósseis encontrados eram irregularmente estimadas por geologistas. Eles faziam, por exemplo, a estimação do tempo para a formação das rochas sedimentares, camada por camada. Hoje, realizando medições das proporções de elementos radioativos e estáveis na rocha, as idades dos fósseis podem ser datadas pelos cientistas com uma grande precisão. Essa técnica é conhecida como datação radiométrica.
Pelo do registro fóssil, muitas espécies que aparecem em um nível estratigrafo antigo, desaparecem em níveis posteriores. Isso é interpretado em termos evolucionários como a indicação do tempo em que uma espécie se originou e tornou-se extinta. Regiões geográficas e condições climáticas variaram consideravelmente através da história da Terra. Já que organismos se adaptam a ambientes em particular, a mudança constante das condições climáticas e geográficas, favoreceu espécies que se adaptaram a novos ambientes através do mecanismo de seleção natural.
De acordo com o registro fóssil, algumas espécies modernas de plantas e animais são encontrados quase que praticamente iguais as espécies que viveram em tempos geológicos antigos. Eles são espécies que fazem parte de antigas linhagens que permaneceram morfologicamente (e provavelmente também fisiologicamente) quase inalterados por um longo tempo. Conseqüentemente, eles são chamados de “fósseis vivos” por leigos. Exemplos de fósseis vivos incluem o nautilus, límulo, celacanto, a ginkgo e a metasequoia.
Evolução do Cavalo
Devido à descoberta de um registro fóssil praticamente completo encontrado nos depósitos sedimentares da América do Norte do período antigo do Eoceno até o presente, o cavalo apresenta um dos melhores exemplos de história evolucionária (filogenia).
Essa história evolucionária começa com um pequeno animal chamado Hyracotherium que viveu na América do Norte aproximadamente a 54 milhões de anos atrás, e espalhou-se pela Europa e Ásia. Restos de fósseis do Hyracotherium mostram que ele divergia do cavalo moderno em três importantes aspectos: era um animal pequeno (do tamanho de uma raposa), de estrutura leve e adaptada para correr; os membros eram pequenos e delgados, e patas alongadas fazendo com que os artelhos (dedos do pé) fossem quase verticais, com quatro artelhos nos membros anteriores e três artelhos nos membros traseiros; os incisivos eram pequenos, os molares tinham coroas com cúspides cobertas de esmalte.
O curso provável do desenvolvimento dos cavalos, do Hyracotherium ao Equus (o cavalo moderno) envolveu no mínimo 12 gêneros a centenas de espécies.
As maiores correntes vistas no desenvolvimento dos cavalos a mudanças das condições ambientam podem ser resumidas como se segue:
Aumento no tamanho (de 0,4 m para 1,5 m)
Alongamento dos membros e patas
Redução dos artelhos laterais
Aumento em tamanho e espessura do terceiro artelho
Aumento em largura dos incisivos
Substituição de pré-molares por molares
Aumento do tamanho dos dentes, altura da coroa dos molares.
Plantas fossilizadas em estratos diferentes mostram que o ambiente pantanoso e arborizado no qual o Hyracotherium viveu tornou-se gradualmente seco. Sobrevivência agora, dependia de uma posição elevada da cabeça para ganhar uma boa visão do ambiente ao redor, e de uma grande velocidade de rotação para escapar de predadores. Consequentemente o aumento de tamanho e a substituição das patas abertas pelas patas com cascos. O chão mais seco e duro tornaria as patas originais não muito adaptadas para o suporte do animal. As mudanças nos dentes podem ser explicadas assumindo que a dieta deles mudou de vegetação macia para grama. Um genus dominante de cada período geológico foi selecionado para mostrar o desenvolvimento progressivo do cavalo. Entretanto, é importante salientar que não há evidencias de que as formas ilustradas são diretas descendentes umas das outras, embora elas sejam relacionadas.
Limitações
O registro fóssil é uma fonte importante para cientistas na investigação da história evolucionária dos organismos. Entretanto, devido a limitações inerentes ao registro fóssil, não existe uma boa seqüência de formas intermediárias entre grupos relacionados de espécies. Essa falta de uma seqüencia contínua de fósseis(de espécies para espécies) no registro é uma grande limitação na investigação da descendência de grupos biológicos. Além disso existem lacunas entre certas linhagens evolutivas. Os fósseis que “tapariam” as lacunas são freqüentemente chamados de “elos perdidos”. Esses elos perdidos são esporadicamente encontrados em escavações paleontológicas gradativamente melhorando o registro fóssil.
Existe uma lacuna de aproximadamente 100 milhões de anos entre o período do Cambriano antigo e o período Ordoviciano posterior, O período do Cambriano antigo foi o período onde numerosos fósseis de esponjas, cnidarias, equinodermos, moluscos e artrópodes são encontrados. No período Ordoviciano posterior, o primeiro animal que realmente possuí as características de um vertebrado(um peixe) apareceu. Portanto não existe uma seqüencia impecável de fósseis intermediários entre invertebrados e vertebrados.
Alguma das razões para a imperfeição do registro fóssil são:
Em geral, a probabilidade de um organismo fossilizar-se depois de morto é bem baixa;
Algumas espécies ou grupos têm menos chance de tornarem-se fósseis porque apresentam corpos moles
Algumas espécies ou grupos têm menos chance de tornarem-se fósseis, porque eles vivem (e morrem) em condições que não favorecem a fossilização.
Muitos fósseis são destruídos por movimentos de terra e pela erosão
Alguns fósseis são completos, mas a maioria é fragmentada
Algumas mudanças evolucionárias ocorrem no limite do alcance ecológico de uma espécie, e como essas espécies provavelmente são pequenas, a probabilidade da fossilização é baixa (veja Equilíbrio pontuado)
Similarmente, quando condições ambientais mudam, a população de um espécie provavelmente se reduzirão em grande quantidades, logo qualquer adaptação as condições tem chances baixas de ser fossilizada
A maioria dos fósseis apresenta informações sobre a forma externa, mas muito pouco sobre como o organismo funcionava
Usando a biodiversidade atual com um guia, supõem-se que os fósseis descobertos representam só uma fração do real número de organismos que viveram no passado.
Argumentos da teoria evoluciontista que evidenciam a evolução das espécies.
Anatomia comparada
Ao analisar as diferentes espécies, podemos observar que estas apresentam estruturas semelhantes ou membros com a mesma função. A observação destes caracteres veio apoiar as ideias evolucionistas, pois este facto demonstra uma origem comum de diferentes espécies.
Estruturas homólogas
São estruturas que se podem encontrar em diferentes espécies e que apresentam:
Plano estrutural básico semelhante, ou seja, a forma destas estruturas é muito semelhante (por exemplo, um braço de um humano e a asa de uma ave)
Posição relativa a outras estruturas é semelhante, isto é, o local no organismo onde se encontram determinadas estruturas homólogas, em espécies diferentes, é mais ou menos o mesmo (temos o caso do local onde se localiza a cabeça, a qual se encontra quase sempre acima do resto do corpo)
Provêm do mesmo esboço embrionário, uma vez que o local, no embrião, onde se localizam as células que irão dar origem a estruturas homólogas, em espécies diferentes, é o mesmo;
Antepassado comum próximo, pois, como irá ser esclarecido estas estruturas provêm de espécies que divergiram devido a diferentes pressões selectivas;
Funções diferentes, isto é, estruturas que apresentam todas as características descritas em cima podem ter diferentes funções, embora geralmente essas funções sirvam o mesmo objectivo (por exemplo, as patas de um cavalo e as asas de uma ave: têm funções diferentes, respectivamente andar e voar; no entanto o seu objectivo é o mesmo e trata-se da locomoção)
Evolução divergente; isto é, devido às diferentes espécies terem sido sujeitas a pressões selectivas (conjunto de factores que condicionam a vida dos indivíduos e que os obrigam a evoluir em determinada direcção) diferentes, adaptaram os seus membros àquilo a que eles eram mais necessários no ambiente em que determinada espécie se encontrava.
A partir destas estruturas podem criar-se séries filogenéticas (através da análise de determinadas estruturas em espécies diferentes mas que sofreram a mesma evolução até determinada altura) que são progressivas quando determinada estrutura evolui desenvolvendo-se, ou regressivas, quando uma estrutura evolui, tornando-se mais simples (temos o caso do coração como uma série filogenética progressiva, pois nos mamíferos é mais complexo que nos peixes).
Estruturas análogas
Estas estruturas encontram-se em espécies cujo antepassado comum se encontra muito distante, pelo que o seu grau de parentesco é muito baixo.
Elas apresentam:
Padrão estrutural básico diferente, pelo que a forma das estruturas não é semelhante
Posição relativa a outras estruturas pode não ser semelhante
Provêm de um esboço embrionário diferente
Antepassado comum muito longínquo
Evolução convergente, uma vez que, devido a estarem sujeitas às mesmas pressões selectivas, as soluções que a Natureza arranjou para a adaptação das diferentes espécies, são muitas vezes as mesmas. Assim, espécies de origens muito diferentes podem apresentar estruturas que desempenham as mesmas funções. (Temos o exemplo das asas das aves e as asas dos insectos)
Estruturas vestigiais
Estas tratam-se de estruturas análogas às que se apresentam bastante desenvolvidas em algumas espécies, mas que, devido ao desuso e, portanto, à falta de necessidade noutras espécies, se atrofia e não se desenvolve. (Temos o exemplo do ceco, que é muito desenvolvido em animais que ingerem muita celulose - pois a função do ceco é a degradação desta - e pouco desenvolvido naqueles que a não ingerem; temos também o exemplo dos músculos das orelhas no humano, que se tornaram desnecessários à medida que a visão se foi aperfeiçoando)
Estas estruturas são um forte argumento do evolucionismo, pois mostram que os antepassados das espécies que apresentam estas estruturas necessitaram delas, e que depois estas se tornaram desnecessárias.
Argumentos Paleontológicos
A paleontologia, estudo dos fósseis, é um dos factores que mais apoiam o evolucionismo, pois mostra que o nosso planeta foi habitado por seres diferentes dos actuais. Infelizmente, o que gerealmente ocorre é que apenas os componentes esqueléticos dos indivíduos ficam gravados nas rochas. Para que todo o organismo seja preservado é necessário que, após a sua morte fique totalmente soterrado por sedimento, evitando a decomposição.
A análise dos estratos sedimentares permite reconstruir a história evolutiva de determinado local. A história evolutiva dos seres vivos pode ser dada por árvores filogenéticas, que se tratam de diagramas ramificados, que se iniciam num ancestral,comum, ocorrendo que cada ramo corresponde ao aparecimento de uma nova forma.
A prova da existência de seres vivos cada vez mais complexos é-nos dada através das formas intermédias ou sintéticas, que documentam a transição entre dois grandes grupos e se encontram nas formas fósseis de transição. Estes fósseis permitem afirmar que os grandes grupos de indivíduos (aves e répteis, p.e.) têm uma origem comum.
Argumentos da embriologia
Ao comparar os embriões das diferentes espécies, Haeckel pôde observar que, num estado muito prematuro, os embriões são extremamente semelhantes. À medida que os embriões se vão desenvolvendo, vão perdendo a sua semelhança com os embriões de outras espécies, sendo mais diferentes quanto menor for o seu grau de parentesco. Isto é, quanto maior for o grau de semelhança entre os embriões dos animais, maior o grau de parentesco ou filogenia.
Haeckel observou que todos os embriões possuiam fossetas braquiais que, enquanto nos peixes irão dar origem aos órgãos respiratórios, em outras espécies estas alteram-se de tal maneira que será difícil reconhecê-las no indivíviduo adulto. Haeckel notou também na existência de cauda em todos os vertebrados que, nos humanos, desaparece.
Todas estas observações levaram Haeckel a concluir que o embrião de determinada espécie passa por todos os estados adultos dos seus antepassados. Se considerarmos que a ontologia é a história do desenvovimento embrionário até ao estado adulto de um indivíduo, e a filogenia é a história evolutiva de determinada espécie, poderíamos afirmar que Haeckel considerou que a ontologia recapitula a filogenia. Esta é a chamada lei da recapitulação.
No entanto, esta lei foi, mais tarde, revista por Von Baer, o qual lhe acrescentou que o embrião passava por todos os estados embrionários dos seus antepassados, e não pelos estados adultos, como Haeckel afirmou. Esta lei passou a chamar-se lei biogenética.
A embriologia veio fornecer um modo de estabelecer o grau de parentesco entre determinadas espécies, pois quanto mais afastados filogeneticamente estiverem 2 indivíduos mais curtas são as fases ontogénicas comuns. Assim, os seres mais aparentados apresentam longas fases ontogénicas semelhantes.
Argumentos biogeográficos
Estes argumentos dizem respeito às populações existentes em diferentes locais geográficos. Embora ocorra frequentemente que as populações apresentam mais diferenças quanto mais afastadas geograficamente se encontram, apesar de muitas vezes as pressões selectivas serem semelhantes, ocorre também a existência de organismos semelhantes em regiões geográficas muito diferentes. Ocorre também que indivíduos que vivam em regiões muito próximas sejam muito diferentes.
As diferenças biogeográficas ocorreram devido à deriva dos continentes, a qual separou indivíduos da mesma espécie, que evoluiram dando origem a diferentes espécies, cada uma adaptada ao ambiente onde viveram.
Argumentos citológicos
O facto de todos os seres vivos serem constituídos por células, as quais possuem funções muito semelhantes veio apoiar largamente uma origem comum. Assim, apesar das diferenças que podem ser observadas a nível macroscópico, se analisarmos o mundo vivo a nível microscópico, podemos concluir que não há grandes diferenças entre os seres vivos.
Argumentos bioquímicos
Ao analisar os componentes químicas das várias espécies podemos notar que quanto mais semelhante for a sua constituição química, maior o grau de parentesco ou filogenia que pode ser estabelecido. Pode considerar-se como argumento bioquímico:
O fato de todos os seres vivos serem constituídos principalmente pelas biomoléculas: lípidos, prótidos e glícidos, ácidos nucleicos...
A existência de DNA e RNA e sua intervenção na síntese proteica
A universalidade do código genético, o qual é constituído, para quase todos os seres, por cinco bases, cujas combinações podem dar origem a diferentes proteínas
O facto de existirem 20 aminoácidos nos seres vivos
Análise de proteínas
As diferentes proteínas são agrupamentos de aminoácidos arranjados com uma determinada ordem, a qual está definida no DNA. Assim, uma proteína que tenha determinada ordem de aminoácidos será diferente de uma outra que possua uma outra ordem.
Frequentemente encontra-se em diferentes espécies proteínas iguais, mas com apenas alguns aminoácidos trocados, isto é, proteínas em que a sequência de aminoácidos é a mesma excepto para dois ou três casos. Isto ocorre devido a mutações que o DNA sofreu, as quais são lidas pelo RNA, sendo este quem vai transmitir a informação para que a proteína seja sintetizada. Deste modo, e uma vez que cada 3 bases do DNA vão dar origem a um aminoácido, uma alteração de uma dessas bases, ou de mais, poderá dar origem a um novo aminoácido. Isto leva a crer que as proteínas tiveram origem num ancestral, e que se foram alterando, depedendo da evolução sofrida pelos indivíduos.
A partir disto pode afirmar-se que quanto maior for a semelhança entre as proteínas de indivíduos de diferentes espécies, maior é também o grau de parentesco.
Dois dos casos mais estudados são o da insulina (hormona produzida no pâncreas que controla a quantidade de açúcar no sangue), que possui 51 aminoácidos, dos quais o 8, 9 e 10 podem variar entre alanina e treonina (8); serina e glicina (9); e valina e isoleucina (10), conforme a alteração sofrida pelo DNA. O outro caso comum é o citocromo c, presente na cadeia transportadora de electrões, a partir do qual se pode construir um esquema que relacione as diferentes espécies conforme a quantidade de aminoácidos diferentes. Em tal esquema, os espécies teriam um maior grau de filogenia quanto maior fosse o número de semelhanças entre os aminoácidos.
Comparação entre moléculas de DNA - hibridação
Como já foi referido, o DNA, ao longo dos tempos vai sofrendo alterações a nível das suas bases. Embora a maioria das mutações que ocorram no DNA sejam maléficas, existem algumas que são benéficas, e outras que não alteram as proteínas. Isto é, embora muitas vezes a ocorrência de uma mutação traga problemas adaptativos, por vezes a alteração das "ordens" do DNA fazem mais sentido do que aquelas originais. São estas alterações que são passadas aos descendentes e prosperam.
A dupla cadeia de DNA está ligada através de pontes de hidrogénio, que se estabelecem entre as bases dos nucleótidos, ocorrendo que estas ligações apenas acontecem entre bases complementares, isto é, timina-adenina; citosina-guanina. Deste modo, se ocorre uma mutação numa das cadeias, a ponte de hidrogénio entre o nucleótido mutado e o da outra cadeia não se vai estabelecer. É através da análise da quantidade de DNA que não emparelha, ou se liga, que se pode calcular a diferença existente entre dois DNA.
Mas como é possível fazer tal medição?
I - Cultivam-se células num meio com um componente que faça parte do DNA (como o fósforo, ou o azoto) radioactivo. Deste modo, as células vão incorporar este componente no seu DNA, marcando-o;
II - Depois de extraído das células, este DNA é cortado em segmentos mais curtos;
III - Os vários segmentos são aquecidos de forma a quebrar as pontes de hidrogénio e a separar as duas cadeias;
IV - Seguidamente o DNA marcado é misturado com porções de DNA de outra espécie não marcado
V - Arrefece-se de modo a permitir as ligações entre as bases das duas cadeias de DNA
VI - Retiram-se as cadeias de DNA que não emparelharam
VII - Aquece-se de novo as novas duplas cadeias de DNA, de modo a quebrar as ligações. Quanto maior for a energia necessária para separar as duas cadeias, menos bases que não emparelharam há, portanto mais próximas estão as espécies.
Testes serológicos
As células dos animais encontram-se revestidas por antigenes. Por outro lado, os animais possuem ainda anticorpos, os quais não se ligam aos antigenes das células do organismo a que pertencem, embora se liguem aos antigenes das células estranhas ao organismo, atacando-as e tornando-se inofensivas. Quanto maior for a diferença entre os antigenes de duas espécies, menos é o grau de parentesco, e com maior feracidade são atacados pelos anticorpos da outra espécie.
Fonte: www.geocities.com
Evidências da Evolução dos Seres Vivos
As evidências da existência de evolução se sustentam em interpretações do documentário fóssil, anatomia comparada e estudos bioquímicos.
Documentário Fóssil
O documentário fóssil demonstra claramente que no passado existiam formas de vida diferentes das atuais. Os animais primitivos deixaram restos e impressões em rochas das mais variadas partes do mundo, os fósseis. Os fósseis podem ser datados através da determinação dos materiais radioativos neles contidos. Não sendo possível assistir ao processo evolutivo, é de fundamental importância encontrar provas da evolução no registro fóssil. Os evolucionistas apresentam fósseis de alguns seres primitivos como evidência da evolução, tais como o archaeopteryx (como forma transitória entre répteis e aves) e animais que pertencem a uma suposta evolução do cavalo. Segundo a teoria da evolução, a presença de diferentes fósseis em camadas de rochas sucessivas permite ter uma idéia das formas de vida que se sucederam, tornando-se possível reconstituir o processo evolutivo de grupos de seres vivos.
Anatomia Comparada
Segundo os evolucionistas, as semelhanças anatômicas entre diferentes espécies de seres vivos aponta para ancestrais comuns entre as espécies semelhantes, sendo isto uma evidência da evolução.
Os estudos de anatomia comparada revelam, por exemplo, que os membros anteriores de todos os tetrápodes têm a mesma estrutura esquelética, embora representem adaptações a funções diferentes. Há também semelhanças nos vasos sangüíneos e coração, musculatura e as mesmas regiões cerebrais básicas em todos os tetrápodes, o que sugere ancestrais em comum.
Os estudos de anatomia comparada também apontam, como evidência de evolução, a presença de órgãos vestigiais ou rudimentares. Segundo os evolucionistas, estes órgãos, embora sem função atual, permanecem vestigialmente, indicando a existência anterior, em sua forma completa, nos ancestrais dos atuais seres vivos que possuem os citados órgãos. Um exemplo de órgão chamado vestigial é o apêndice humano.
Evidências Bioquímicas
A seqüência de aminoácidos de uma proteína é determinada pela estrutura do gene que a codifica. Diferentes organismos apresentam proteínas comuns, enquanto outros apresentam seqüências de aminoácidos diferentes. Essas diferenças refletem alterações na estrutura dos genes que codificam as proteínas. Proteínas semelhantes são resultantes de composição genética semelhante. Segundo a teoria da evolução, duas espécies terão maior semelhança entre suas proteínas quanto mais próximo for o grau de parentesco sob o ponto de vista evolutivo.
Fonte: ssilva777.tripod.com
Evidências da anatomia comparada
Estudos comparativos da anatomia de grupos de animais ou plantas revelam que certas estruturas são basicamente similares. Por exemplo, a estrutura básica de todas as flores consiste na sépala, pétala, estigma,estilete e ovário; enquanto que o tamanho, cor, e número das partes e estruturas específicas são diferentes para cada espécie individual.
Estruturas homologas e evolução divergente (adaptativa)
Diagrama mostrando a homologia de ossos das patas de varios animais.
Se grupos bem separados de organismos são originalmente descendentes de um ancestral em comum, é esperado que eles apresentem certas características em comum.
O grau de semelhança entre dois grupos de organismos deve indicar o quão próximos eles são no parentesco evolucionário:
Se assume que grupos com pouco em comum devem ter divergido-se de um ancestral em comum muito cedo na história geológica do que grupos que tem muito em comum
Na decisão do grau de parentesco de dois animais, um anatomista comparativo procura por estruturas que, embora sirvam propósitos diferentes no adulto funcional de cada espécie, são fundamentalmente similares, sugerindo um origem em comum. Tais estruturas são descritas como homologas
no caso de estruturas similares que diferem em funções nos adultos, é talvez necessário investigar suas origens e desenvolvimento embriológico, para procurar por mais similaridades de um ancestral em comum.
Quando um grupo de organismos compartilha uma estrutura homologa que é especializada para realizar uma variedade de funções e adaptar-se a diferentes condições ambientais e modos de vida, é chamado de irradiação adaptativa. A difusão gradual de organismos com irradiação adaptativa é conhecida como evolução divergente.
Membros pentadáctilos
A disposição dos ossos dos membros chamados de pentadáctilos é um exemplo de estruturas homologas. É encontrado em todas as classes de tetrápodes (de anfíbios a mamíferos). Pode até ser ligado as nadadeiras de certos fósseis de peixes dos quais os anfíbios teriam evoluído. O membro tem um único osso proximal (úmero), dois ossos distais (rádio e a ulna), uma série de carpos (ossos do pulso), seguido por uma série de metacarpos (ossos da palma) e falanges (dedos). Através dos tetrápodes, as estruturas fundamentais dos membros pentadáctilos são os mesmos, indicando que eles originaram-se de um ancestral em comum. Mas através do curso da evolução, estas estruturas fundamentais foram se modificando. Eles se tornaram estruturas superficialmente diferentes e aparentemente não relacionadas, que serviam a diferentes funções devido a adaptação a diferentes ambientes e modos de vida. Tal fenômeno é claramente evidenciado nos membros anteriores dos mamíferos. Por exemplo:
Nos macacos, os membros anteriores são muito mais alongados o que permite uma melhor adaptação para escalar e balançar entre árvores.
Nos porcos, o primeiro dedo foi perdido, o segundo e quinto dedo reduziram-se. Os dois dedos remanescentes são mais longos e robustos que o resto e têm um casco para dar suporte ao corpo.
No cavalo, os membros anteriores são adaptados para dar suporte e favorecer corridas devido a uma grande elongação do terceiro dedo que apresenta um casco.
A toupeira tem um par de membros adaptados para cavar e fazer tocas.
O tamanduá usa seu terceiro dedo alongado para destruir formigueiros e cupinzeiros.
Na baleia, os membros anteriores tornaram-se nadadeiras usadas na navegação e equilíbrio durante o nado.
No morcego, os membros anteriores se tornaram asas para o vôo devido a grande alongação dos quatro dedos, e um dedo em formato de gancho permaneceu livre para se segurar em árvores.
Partes da boca de insetos
Estruturas análogas e evolução convergente
retina invetida dos vertebrados (esquerda), retina não invertida dos cefalópodes (direita)
Sobre condições ambientais similares, estruturas fundamentalmente diferentes em diferentes grupos de organismos podem passar por modificações para servirem a funções similares. Esse fenômeno é chamado de evolução convergente.
Estruturas similares, processos fisiológicos ou modos de vida em organismos que aparentemente não apresentam ligações filogenéticas próximas, mas que apresentam adaptações para realizar as mesmas funções são descritas como análogas, por exemplo:
Asas de morcegos, pássaros e insetos
as pernas articuladas de insetos e vertebrados
nadadeiras do rabo de peixes, baleias e lagostas
os olhos dos vertebrados e moluscos cefalópodes (lulas e polvos).
As diferenças entre as retinas invertidas e não invertidas, e as células censoras abaixo do axônio podem ser vistos na figura (em inglês). Isso resulta na ausência de células censoras onde o nervo óptico liga-se ao olho, consequentemente criando um ponto cego. O olho do polvo tem uma retina não invertida logo, as células censoras ficam sobre o axônio. Portanto não há ponto cego nesse tipo de olho. Fora essa diferença, os dois olhos são incrivelmente similares, um exemplo de evolução convergente.
Órgãos vestigiais
Outro aspecto da anatomia comparada é a presença de órgãos vestigiais. Órgãos que são menores e mais simples em sua estrutura do que as partes correspondentes nas espécies ancestrais. Eles são normalmente degenerados ou subdesenvolvidos. A existência de órgãos vestigiais pode ser explicada em termos de mudanças no ambiente ou modos de vida da espécie. Supõe-se que esses órgãos eram funcionais em espécies ancestrais, mas tornaram-se não funcionais ou desnecessários. Exemplos são os membros traseiros de baleias, as asas traseiras vestigiais de moscas e mosquitos, as asas vestigiais de aves que não voam, como avestruzes, e folhas vestigiais de algumas xeromorfas (cactus) e de plantas parasitas (cuscuta).
Evidência da distribuição geográfica
Biólogos têm encontrado fatos enigmáticos sobre a presença de certas espécies em vários continentes e ilhas (biogeografia).
Distribuição continental
Todos os organismos são adaptados ao seu ambiente a um maior ou menor grau. Se os fatores abióticos e bióticos dentro de um habitat são capazes de sustentar uma espécie em particular em uma área geográfica, então se supõem que a mesma espécie seria encontrada em um habitat similar em uma área geográfica também similar, por exemplo, África e América do Sul. Mas não é isso que ocorre. Plantas e animais são descontinuamente distribuídos através do mundo:
África tem macacos com cauda mais curta (Velho Mundo), elefantes, leões e girafas.
América do Sul tem macacos de cauda longa, pumas, jaguares e lhamas.
Diferenças ainda maiores podem ser evidenciadas se a Austrália é tomada em consideração embora ocupe a mesma latitude da América do Sul e da África. Marsupiais como o canguru podem ser encontrados na Austrália, mas são totalmente ausentes na África e só são representados pelo gambá na América do Sul e o gambá da Virginia na América do Norte:
O equidna e o ornitorrinco, um dos únicos representantes dos primitivos mamíferos que colocavam ovos (monotremata), são encontrados somente na Austrália, e são ausentes no resto do mundo.
Entretanto, a Austrália tem poucos mamíferos placentários, exceto aqueles que foram introduzidos pelo homem
Explanação
Os grandes grupos de mamíferos modernos originaram-se no Hemisfério Norte e subsequentemente migraram para três direções principais:
Para a América do Sul através de pontes de terra (Estreito de Bering e Istmo do Panamá); um grande número de famílias sul americanas de marsupiais tornaram-se extintas como resultado direto da competição com suas contrapartes Norte Americanas.
Para a África através do Estreito de Gibraltar e para Austrália pelo Sudeste da Ásia que já foi no passado ligado por terra
A superficialidade do Estreito de Bergin teria feita a passagem de animais entre os continentes do norte um processo relativamente raso, e explica a similaridade atual entre as duas faunas. Mas uma vez que houve migrações para os continentes ao sul, as espécies presumivelmente ficaram isoladas uma das outras por vários tipo de barreiras.
A submersão do Istmo do Panamá: Isolou a fauna da América do Sul
O Mar Mediterrâneo e o Deserto Norte africano: isolam parcialmente a fauna africana
A submersão da conexão original entre a Austrália e o Sudeste da Ásia: isolou a fauna australiana
Evidência para migração e isolação
O registro fóssil dos camelos indica que a evolução deles começou na América do Norte, de onde eles migraram pelo Estreito de Bering para a Ásia e consequentemente África, e através do istmo do Panamá para a América do Sul. Uma vez isolados, eles evoluíram nas suas linhagens, apresentando o camelo moderno na Ásia e na África e os lamas na América do Sul.
Deriva continental
Os mesmos grupos de fósseis são encontrados em áreas que foram adjacentes umas as outras no passado mas que, através do processo de deriva continental, são agora locais geográficos amplamente diferentes. Por exemplo, fósseis do mesmo grupo de anfíbios antigos, artrópodes e pteridófitas são encontradas na América do Sul, África, Índia, Austrália e Antártica, os quais podem ser datados ara Era Paleozóica, e que nessa época essas regiões eram unidas em uma única massa de terra chamada Gondwana [4]. Algumas vezes os descendentes desses organismos podem ser identificados com similaridades irrefutáveis um com o outro, mesmo que eles habitem regiões e climas bem diferentes.
Distribuição de ilhas oceânicas
Muitos dos animais em pequenas ilhas isoladas só têm espécies nativas que só poderiam chegar nelas pelo mar ou ar; como pássaros, insetos e tartarugas. Os poucos mamíferos grandes presentes hoje nessas ilhas foram trazidos a elas por colonizadores em barcos. Plantas em ilhas vulcânicas remotas como o Havaí poderiam ter chegado por esporos ou sementes trazidas por pássaros.
Evidências da embriologia comparativa
A Embriologia comparativa mostra como embriões começam parecendo o mesmo. Durante seus respectivos desenvolvimentos, suas similaridades decrescem vagarosamente até que eles tomem as formas de suas classes particulares.
Por exemplo, vertebrados adultos são diversos, entretanto seus embriões são bem similares em estágios iniciais. Estruturas similares a estruturas encontradas em peixes ainda se formam em estágios inicias de desenvolvimento de embriões de répteis, pássaros e mamíferos. Em embriões de peixes, um coração de duas câmaras, algumas veias, e partes de artérias desenvolvem-se e persistem em peixes adultos. As mesmas estruturas formaram-se em estágios inicias do desenvolvimento de embriões humanos, mas não persistem nos adultos.
Evidências da filogenética comparada e bioquímica
Evolução de moléculas e proteínas amplamente distribuídas
Todos os organismos existentes fazem uso do DNA e ou RNA. O ATPé usado como a “moeda” metabólica por toda a vida existente. O código genético é o mesmo para quase todos os organismos, significando que um pedaço de RNA em uma bactéria codifica para uma mesma proteína em uma célula humana.
Uma árvore filogenética baseada em dados acerca rRNA, mostrando a separação entre Bacteria, Archaea, e Eukaryota.
Um exemplo clássico de evidência bioquímica para a evolução é a variação da proteína citocroma c em células vivas. A diferença da citocroma c em diferentes organismo é medida na diferença de aminoácidos, cada amino diferente sendo resultado de uma substituição de um par de bases, uma mutação. Se cada amino diferente é considerado como o resultado de uma substituição de um par de base, pode-se então calcular a quanto tempo atrás duas espécies divergiram realizando a multiplicação dos números de substituição de pares de base pelo tempo estimado que leva para uma substituição de pares de base comum do citocroma c ser passada adiante. Por exemplo, o tempo normal que um par de bases do citocroma c leva para mutar é n anos, o número de aminoácidos que fazem a proteína citocroma c nos macacos, difere por um do citocroma c dos humanos, isso leva a conclusão de que as duas espécies divergiram n anos atrás.
Comparações de seqüências de DNA permitem o agrupamento de organismos pelo critério de similaridades entre as seqüências, resultando em árvores filogenéticas tipicamente congruentes com a taxonomia tradicional, e são frequentemente usadas para fortalecer ou corrigir classificações taxonômicas. A comparação de seqüências é considerada uma medida robusta o suficiente para corrigir suposições errôneas sobre árvores filogenéticas em casos quando outras evidências são raras. Por exemplo, as seqüências de DNA humano neutro divergem aproximadamente 1,2% (baseado na substituição) daqueles de seus parentes mais próximos, os chimpanzés, 1,6% dos gorilas, e 6,6% dos babuínos [1]. A evidência das seqüências genéticas permite inferir a quantificação do parentesco entre humanos e outros primatas [2] [3]. A seqüência do gene 16S rRNA, um componente vital do ribossomo, foi usado para encontrar um parentesco filogenético geral entre toda a vida existente. A analise, originalmente feita por Carl Woese, que resultou no sistema de três domínios, argumentando por duas grandes separações no inicio da história evolutiva da vida. A primeira divisão para a Bacteria moderna e a divisão subseqüente para Archaea e Eukaryota modernos.
A evidência proteomica também apóia uma ancestralidade universal da vida. Proteínas vitais, como os ribossomos, DNA polimerase, e o RNA polimerase são encontrados desde as (quase todas) as bactérias primitivas até os complexos mamíferos. A região do núcleo da proteína é conservada através de todas as linhagens da vida, servindo funções similares. Organismos mais complexos evoluíram subunidades de proteínas adicionais, afetando largamente a regulação da interação de proteína a proteína no núcleo. Outras similaridades entre todas as linhagens da vida, como DNA, RNA, e a bicamada de lipídios, apóiam a teoria da descendência em comum. A quiralidade do DNA, RNA e aminoácidos é conservado em todas as linhagens da vida. Como não há nenhuma vantagem funcional para quiralidade tanto para a direita quanto para a esquerda nas moléculas, a hipótese mais simples é que a escolha foi feita aleatoriamente no inicio do desenvolvimento da vida e foi um traço que passou para toda a vida existente através da descendência em comum.
Evidência moleculares também oferecem mecanismos para grandes saltos evolucionários e para macroevolução. A transferência gênica horizontal, o processo pelo qual um organismo transfere material genético (DNA, por exemplo) para outra célula que não seja sua prole, permite a ocorrência de saltos evolucionários repentinos realizando incorporações benéficas de genes que evoluíram em outra espécie. A Teoria da Endossimbiose explica a origem da mitocôndria e do plastídeo (por exemplo, cloroplastos), que são organelas de células eucarióticas, como a incorporação de uma célula procariótica antiga dentro de uma célula eucariótica. Ao invés de uma lenta evolução das organelas, essa teoria oferece um mecanismo de um repentino salto evolucionário já que ocorre a incorporação de material genético e composição bioquímica de uma espécie separada. Evidências suportando esse mecanismo foram recentemente encontradas no protista Hatena arenicola já que como um predador ele engolfa uma célula de alga verde, que subsequentemente comporta-se como um endossibionte, alimentando a Hatena, que em troca perdeu seu aparatos de alimentação e comporta-se como um autótrofo.
Mais evidências para a reconstrução de linhagens ancestrais vem do DNA lixo como os pseudogenes, i.e., genes “mortos”, que acumulam mutações com regularidade [4].
Já que processos metabólicos não deixam fósseis, a pesquisa da evolução dos processos celulares básicos é feita comparando-se organismos existentes. Muitas linhagens divergem quando um novo processo metabólico surge, e é teoricamente possível determinar quando certos processos metabólicos surgem realizando a comparação de traços dos descendentes de um ancestral em comum ou na detecção da manifestação física desse processo. Como um exemplo, o aparecimento de oxigênio na atmosfera da Terra está ligado à evolução da fotossíntese.
Evidências da especiação
Diagrama mostrando os vários tipos de especiações
Um caso interessante de evolução ocorrendo é o caso da mosca da fruta , Rhagoletis pomonella, que parece estar passando pelo processo de especiação simpátrica [5]. Populações diferentes da mosca da fruta alimentam-se de diferentes frutas. Uma população distinta surgiu na América do Norte no século 19 algum tempo depois que as maçãs, uma espécie não nativa, que foi introduzida no continente. Essa população que se alimenta de maçãs, alimenta-se somente delas e não da fruta de espinheiros. A população “normal” de moscas da fruta não se alimenta normalmente com maçãs. Cientistas ainda estão pesquisando se a subespécie que se alimenta de maçãs vai ou não esimvoluir em uma nova espécie.
Algumas evidências, como o fato de que as moscas desenvolvem-se mais tarde na estação e levam mais tempo para desenvolver do que moscas da maçã ; e existem poucas evidências sugerindo que inter-reprodução(pesquisas tem documentado uma taxa de 4-6% de hibridação) esteja ocorrendo. A ocorrência da mosca da fruta é um exemplo de evolução em progresso.
Fonte: pt.wikipedia.org
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