{"id":279,"date":"2020-07-01T00:00:28","date_gmt":"2020-07-01T03:00:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/dnaexplica\/?p=279"},"modified":"2020-07-01T12:09:19","modified_gmt":"2020-07-01T15:09:19","slug":"natureza-seletiva","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/dnaexplica\/2020\/07\/01\/natureza-seletiva\/","title":{"rendered":"Natureza seletiva"},"content":{"rendered":"\n

Neste ensaio abordaremos a rela\u00e7\u00e3o da gen\u00e9tica com os princ\u00edpios da sele\u00e7\u00e3o natural, ambas important\u00edssimas para a teoria da evolu\u00e7\u00e3o. Gostaria de iniciar com uma importante observa\u00e7\u00e3o: frequentemente o termo \u201cteoria\u201d \u00e9 indevidamente interpretado. Devemos recordar que teoria cient\u00edfica \u00e9 uma esp\u00e9cie de classifica\u00e7\u00e3o do mais alto status<\/em> de credibilidade<\/a>. Isto \u00e9, uma teoria \u00e9 amplamente aceita pois existem fatos s\u00f3lidos que sustentam a sua explica\u00e7\u00e3o. Al\u00e9m disso, as teorias podem ser continuamente testadas e com comprova\u00e7\u00e3o cient\u00edfica ganham ainda mais credibilidade. Este \u00e9 o caso da teoria da sele\u00e7\u00e3o natural e da evolu\u00e7\u00e3o das esp\u00e9cies.<\/p>\n\n\n\n

A teoria da sele\u00e7\u00e3o natural foi amplamente difundida a partir da segunda metade do s\u00e9culo XIX por causa dos trabalhos de Charles Robert Darwin (1809-1882) e Alfred Russel Wallace (1823-1913). Darwin pertencia a uma fam\u00edlia inglesa abastada, dedicando-se a atividades variadas, inclusive a de naturalista. Sua empreitada mais conhecida foi a bordo do navio HMS Beagle<\/em>, fazendo investiga\u00e7\u00f5es geol\u00f3gicas e catalogando a diversidade natural ao redor do mundo (inclusive com algumas paradas no Brasil). O trabalho com o material coletado nesta expedi\u00e7\u00e3o colaborou para que Darwin refinasse suas ideias sobre sele\u00e7\u00e3o natural. Wallace era gal\u00eas, tamb\u00e9m se dedicou a atividades variadas e dentre as suas expedi\u00e7\u00f5es como naturalista est\u00e3o visitas \u00e0 floresta amaz\u00f4nica no Brasil. Wallace conhecia o trabalho de Darwin, e durante uma expedi\u00e7\u00e3o ao arquip\u00e9lago malaio (Mal\u00e1sia e Indon\u00e9sia, entre 1854-1862) escreveu uma carta para Darwin apreciar suas ideias sobre as bases da sele\u00e7\u00e3o natural. Em 1 de julho de 1858 as ideias de Darwin e Wallace foram apresentadas simultaneamente na Sociedade Linneana de Londres. Talvez Darwin seja o mais famoso por ter publicado rapidamente um resumo da teoria no livro \u201cA origem das esp\u00e9cies\u201d, em 1859.<\/p>\n\n\n\n

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Foto de Wallace<\/a> usada sob CC-BY-NC (https:\/\/creativecommons.org\/licenses\/by-nc\/3.0\/<\/a>)<\/figcaption><\/figure><\/div>\n\n\n\n

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SELE\u00c7\u00c3O NATURAL E EVOLU\u00c7\u00c3O<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Uma das grandes quest\u00f5es do tempo de Darwin e Wallace era sobre como poderiam existir tantas e t\u00e3o diversificadas esp\u00e9cies. Uma corrente de pensamento muito forte na \u00e9poca era o fixismo, que se baseia na ideia de que as esp\u00e9cies s\u00e3o imut\u00e1veis e foram criadas exatamente como elas s\u00e3o atualmente. As varia\u00e7\u00f5es observadas dentro das esp\u00e9cies seriam reflexo de imperfei\u00e7\u00f5es naturais (como aquelas geradas em fotoc\u00f3pias) que ocorreriam ao longo das gera\u00e7\u00f5es. A suposi\u00e7\u00e3o de que as esp\u00e9cies poderiam sofrer mudan\u00e7as ao longo do tempo deu origem ao estudo da Evolu\u00e7\u00e3o. O que Darwin e Wallace perceberam \u00e9 que existe na natureza um mecanismo que produz mudan\u00e7as graduais nas popula\u00e7\u00f5es ao longo do tempo. Em outras palavras, a sele\u00e7\u00e3o natural \u00e9 um mecanismo para a evolu\u00e7\u00e3o dos organismos, isto \u00e9, um processo que produz descend\u00eancia com modifica\u00e7\u00e3o. A teoria da sele\u00e7\u00e3o natural possui quatro princ\u00edpios:<\/p>\n\n\n\n

1- Os indiv\u00edduos de uma popula\u00e7\u00e3o s\u00e3o vari\u00e1veis.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Aqui, \u201cpopula\u00e7\u00e3o\u201d \u00e9 um conjunto de indiv\u00edduos de uma mesma esp\u00e9cie e que se reproduzem entre si. Lembre-se que \u201cvaria\u00e7\u00e3o\u201d s\u00e3o as diferen\u00e7as nas caracter\u00edsticas entre os indiv\u00edduos da popula\u00e7\u00e3o. Com frequ\u00eancia podemos perceber esta varia\u00e7\u00e3o na natureza (altura em humanos, cor da pelagem em animais, cor das p\u00e9talas de flores etc.).<\/p>\n\n\n\n

2- As varia\u00e7\u00f5es entre indiv\u00edduos s\u00e3o, ao menos em parte, transmitidas dos pais para os filhos.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Quem nunca ouviu que determinada caracter\u00edstica era igual ou semelhante \u00e0 do seu pai ou da sua m\u00e3e? A transmiss\u00e3o das varia\u00e7\u00f5es para as pr\u00f3ximas gera\u00e7\u00f5es \u00e9 chamada de heran\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

3- Em cada gera\u00e7\u00e3o, alguns indiv\u00edduos possuem maior sobreviv\u00eancia e sucesso reprodutivo do que outros.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

\u201cSucesso reprodutivo\u201d tem a ver com a capacidade de um indiv\u00edduo de gerar filhos. Quanto maior o tamanho da prole ou maior o n\u00famero de sementes, maior ser\u00e1 o sucesso reprodutivo de um indiv\u00edduo. Em princ\u00edpio, quanto mais tempo este indiv\u00edduo sobreviver maior ser\u00e1 sua chance de alcan\u00e7ar a idade reprodutiva e de deixar descendentes.<\/p>\n\n\n\n

4- As varia\u00e7\u00f5es de sobreviv\u00eancia e reprodu\u00e7\u00e3o entre indiv\u00edduos n\u00e3o s\u00e3o ao acaso, mas s\u00e3o devidas \u00e0s varia\u00e7\u00f5es existentes ente indiv\u00edduos. Os indiv\u00edduos com as varia\u00e7\u00f5es mais favor\u00e1veis s\u00e3o os melhores em sobreviv\u00eancia e reprodu\u00e7\u00e3o, e tais varia\u00e7\u00f5es ser\u00e3o selecionadas naturalmente.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Mas o que determina que uma varia\u00e7\u00e3o \u00e9 mais vantajosa do que a outra? A resposta \u00e9 o ambiente. O meio ambiente est\u00e1 em constante mudan\u00e7a. O clima da Terra (e aqui n\u00e3o falamos apenas de chuvas ou temperatura ao longo do ano<\/a>) \u00e9 um exemplo marcante. H\u00e1 cerca de 20 mil anos uma parte muito maior do planeta era coberta por gelo. Hoje os continentes s\u00e3o separados, mas eles j\u00e1 estiveram todos juntos, formando uma \u00fanica massa de terra (pangeia). Mudan\u00e7as no n\u00edvel do mar e o soerguimento de montanhas tamb\u00e9m podem resultar na separa\u00e7\u00e3o ou conex\u00e3o de diferentes massas terrestres. Parasitas e doen\u00e7as podem trocar de hospedeiros (a COVID-19 \u00e9 um triste exemplo para a humanidade). Novas intera\u00e7\u00f5es ecol\u00f3gicas entre animais e plantas, como a preda\u00e7\u00e3o, podem surgir. A exist\u00eancia de varia\u00e7\u00e3o entre indiv\u00edduos de uma popula\u00e7\u00e3o \u00e9 o combust\u00edvel para que a sele\u00e7\u00e3o natural atue no favorecimento das caracter\u00edsticas que permitam que as esp\u00e9cies continuem existindo num ambiente que muda continuamente.<\/p>\n\n\n\n

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SELE\u00c7\u00c3O NATURAL, EVOLU\u00c7\u00c3O E GEN\u00c9TICA<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Embora inicialmente muito influente, demorou cerca de 70 anos para que a teoria da sele\u00e7\u00e3o natural pudesse ser totalmente aceita entre os bi\u00f3logos por causa de algumas dificuldades importantes. Dentre as principais estavam os mecanismos de gera\u00e7\u00e3o da varia\u00e7\u00e3o nas popula\u00e7\u00f5es e como estas varia\u00e7\u00f5es poderiam ser transmitidas de uma gera\u00e7\u00e3o para a outra. Estas dificuldades surgiram porque nem Darwin e Wallace, nem os demais cientistas da \u00e9poca possu\u00edam muitos conhecimentos sobre gen\u00e9tica.<\/p>\n\n\n\n

De acordo com a teoria, a cada gera\u00e7\u00e3o algumas varia\u00e7\u00f5es s\u00e3o favorecidas e sua frequ\u00eancia aumenta na pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o. Assim, \u00e9 de se esperar que em algum momento a varia\u00e7\u00e3o se esgote, pois apenas aquela caracter\u00edstica que garantir maior sobreviv\u00eancia e reprodu\u00e7\u00e3o ser\u00e1 preservada. Darwin chega a citar em seu livro que as varia\u00e7\u00f5es resultariam de pequenas diferen\u00e7as nas estruturas dos sistemas reprodutores dos indiv\u00edduos. Foi s\u00f3 no in\u00edcio dos anos 1900, a partir dos trabalhos com moscas-das-frutas (Drosophila melanogaster<\/em>) que o geneticista Thomas Hunt Morgan (1866-1945) e sua equipe demonstraram a ocorr\u00eancia de muta\u00e7\u00f5es em genes. Na gen\u00e9tica, chamamos de muta\u00e7\u00f5es tanto o processo molecular de substitui\u00e7\u00e3o de nucleot\u00eddeos na sequ\u00eancia do DNA dos organismos, como a consequ\u00eancia que esta troca pode ter nas caracter\u00edsticas observ\u00e1veis dos organismos.<\/p>\n\n\n\n

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Darwin tamb\u00e9m n\u00e3o sabia explicar como as varia\u00e7\u00f5es eram transmitidas dos pais para os filhos. Naquela \u00e9poca a ideia de heran\u00e7a por mistura era a mais difundida. Nesse tipo de heran\u00e7a os filhos teriam caracter\u00edsticas intermedi\u00e1rias entre as caracter\u00edsticas dos pais. O problema da heran\u00e7a por mistura \u00e9 que, com o tempo, todos os indiv\u00edduos teriam caracter\u00edsticas muito semelhantes e dificilmente alguma caracter\u00edstica seria mais vantajosa do que as outras. Al\u00e9m disso, a popula\u00e7\u00e3o tenderia \u00e0 homogeneiza\u00e7\u00e3o e n\u00e3o \u00e0 varia\u00e7\u00e3o. Darwin acreditava na teoria de heran\u00e7a dos caracteres adquiridos, proposta pelo naturalista franc\u00eas Jean-Baptiste de Lamarck (1744-1829), na qual as caracter\u00edsticas de um indiv\u00edduo poderiam ser modificadas ao longo de sua vida em resposta \u00e0 intensidade (ou necessidade) de seu uso. Tais modifica\u00e7\u00f5es seriam herdadas pelos seus filhos que apresentariam estas caracter\u00edsticas levemente diferentes. Ainda assim, os caracteres adquiridos seriam herdados pelos filhos como uma mistura dos caracteres dos pais, e com o tempo a popula\u00e7\u00e3o tenderia a uniformidade. Esta quest\u00e3o s\u00f3 foi resolvida no in\u00edcio do s\u00e9culo XX ap\u00f3s a redescoberta dos trabalhos de Gregor Mendel (1822-1884). A partir da observa\u00e7\u00e3o de diferentes caracter\u00edsticas em ervilhas de jardim, Mendel prop\u00f4s a teoria da heran\u00e7a particulada, na qual um par de \u201cfatores\u201d (que hoje sabemos s\u00e3o os alelos \u2013 formas alternativas de um gene) seria o respons\u00e1vel por uma determinada caracter\u00edstica. Cada pai contribui com um \u201cfator\u201d para a forma\u00e7\u00e3o de uma nova gera\u00e7\u00e3o, e a caracter\u00edstica apresentada na gera\u00e7\u00e3o filial depende de como os \u201cfatores\u201d interagem entre si. Mendel publicou seu trabalho em 1866, mas em alem\u00e3o, o que dificultou sua difus\u00e3o no meio cient\u00edfico. Seu trabalho sobre hereditariedade com as ervilhas s\u00f3 come\u00e7ou a ser mais divulgado a partir de 1900, pelo bi\u00f3logo ingl\u00eas William Bateson (1861-1926).<\/p>\n\n\n\n

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O entendimento de como surgia a variabilidade em popula\u00e7\u00f5es e da heran\u00e7a particulada permitiu a integra\u00e7\u00e3o da sele\u00e7\u00e3o natural com a gen\u00e9tica. A evolu\u00e7\u00e3o gradual das esp\u00e9cies pode ser dirigida pela sele\u00e7\u00e3o natural e resulta de pequenas mudan\u00e7as gen\u00e9ticas. O ac\u00famulo destas pequenas mudan\u00e7as explica a exist\u00eancia de varia\u00e7\u00e3o entre indiv\u00edduos de uma esp\u00e9cie (chamamos isso de microevolu\u00e7\u00e3o) e pode resultar em grandes mudan\u00e7as a longo prazo, como a surgimento de esp\u00e9cies diferentes (chamamos isso de macroevolu\u00e7\u00e3o). Portanto, agora podemos reescrever os princ\u00edpios da sele\u00e7\u00e3o natural:<\/p>\n\n\n\n

1- As muta\u00e7\u00f5es nos genes podem criar novos alelos, que de acordo com a teoria da heran\u00e7a de Mendel podem ser organizados em novas combina\u00e7\u00f5es, gerando as varia\u00e7\u00f5es nas caracter\u00edsticas dos indiv\u00edduos de uma popula\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

2- A heran\u00e7a particulada garante que os alelos sejam repassados de forma intacta ao longo das gera\u00e7\u00f5es<\/strong><\/p>\n\n\n\n

3- Alguns indiv\u00edduos conseguem sobreviver e reproduzir mais do que outros em cada gera\u00e7\u00e3o<\/strong><\/p>\n\n\n\n

4- Os indiv\u00edduos que sobrevivem e reproduzem mais s\u00e3o aqueles que possuem as combina\u00e7\u00f5es de alelos que os tornam melhor adaptados ao seu ambiente<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Neste pequeno ensaio vimos como a gen\u00e9tica e a sele\u00e7\u00e3o natural explicam como as caracter\u00edsticas em uma popula\u00e7\u00e3o mudam (evoluem) a cada gera\u00e7\u00e3o em resposta \u00e0s condi\u00e7\u00f5es ambientais. Atualmente, as atividades humanas (polui\u00e7\u00e3o, queimadas, desflorestamento, ca\u00e7a predat\u00f3ria etc.) t\u00eam influenciado bastante as mudan\u00e7as ambientais. Sem d\u00favida as mudan\u00e7as clim\u00e1ticas s\u00e3o um dos t\u00f3picos mais \u201cquentes\u201d da ci\u00eancia moderna, bem como a crescente preocupa\u00e7\u00e3o que este cen\u00e1rio traz ao futuro das esp\u00e9cies (incluindo a n\u00f3s mesmos). Perceba que, a sele\u00e7\u00e3o age em uma determinada popula\u00e7\u00e3o, mas a mudan\u00e7a ocorrer\u00e1 apenas na gera\u00e7\u00e3o seguinte. Desta forma, a sele\u00e7\u00e3o natural n\u00e3o prediz o futuro e nem age para o bem da esp\u00e9cie: ela age apenas no sentido de adaptar melhor as popula\u00e7\u00f5es \u00e0s condi\u00e7\u00f5es ambientais. Se no futuro houver mudan\u00e7as no ambiente, a sele\u00e7\u00e3o poder\u00e1 favorecer caracter\u00edsticas diferentes das que foram favorecidas nas gera\u00e7\u00f5es passadas. Aqui reside a import\u00e2ncia da varia\u00e7\u00e3o: popula\u00e7\u00f5es com maior diversidade gen\u00e9tica devem ter mais facilidade para resistir \u00e0s mudan\u00e7as ambientais. Portanto, os estudos para entender a diversidade gen\u00e9tica e os esfor\u00e7os de conserva\u00e7\u00e3o da natureza s\u00e3o important\u00edssimos para garantir a preserva\u00e7\u00e3o das esp\u00e9cies e manuten\u00e7\u00e3o do equil\u00edbrio global no atual contexto de um mundo em mudan\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

O grupo de pesquisas da professora Maria Imaculada Zucchi<\/a> produziu um v\u00eddeo bem bacana sobre a import\u00e2ncia da diversidade gen\u00e9tica para a persist\u00eancia das esp\u00e9cies. Observe o exemplo de sele\u00e7\u00e3o natural em passarinhos. Veja o v\u00eddeo aqui: https:\/\/vimeo.com\/69343714<\/a><\/p>\n\n\n\n

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Outro exemplo:<\/p>\n\n\n\n

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