Seleção natural
Darwin, é importante notar, não propôs apenas que os organismos evoluíam. Se esse tivesse sido o começo e o fim de sua teoria, ele não estaria em tantos livro
s didáticos como está hoje! Ao invés, Darwin também propôs um mecanismo para a evolução: seleção natural. Esse mecanismo era elegante e lógico, e explicava como populações podiam evoluir (passar por descendência com modificação) de tal maneira que se tornassem melhor adaptadas aos seus ambientes ao longo do tempo.
O conceito de seleção natural de Darwin foi baseado em algumas observações importantes:
Características são geralmente herdáveis. Em seres vivos, muitas características são herdadas, ou passadas dos pais para os filhos. (Darwin sabia que era esse o caso, apesar de não saber que as características eram herdadas através de genes.)
Nem toda a prole é capaz de sobreviver. Os organismos são capazes de produzir uma prole maior do que o ambiente é capaz de suportar. Por isso, há competição por recursos limitados em cada geração.
A prole varia quanto às características herdáveis. Os descendentes, em qualquer geração, serão ligeiramente diferentes em suas características (cor, tamanho, forma, etc) e muitas dessas características serão herdáveis.
Baseado nessas observações, Darwin concluiu que:
Em uma população, alguns indivíduos vão herdar características que os ajudam a sobreviver e reproduzir (dadas as condições ambientais, como predadores e fonte de nutrientes disponíveis). Os indivíduos com essas características benéficas vão deixar uma prole maior na próxima geração quando comparados aos demais, já que tais características os tornam mais aptos a sobreviver e reproduzir.
Como as características úteis são herdáveis, e os organismos com essas vantagens deixam uma prole maior, elas se tornarão mais comuns (presentes em uma fração maior da população) na próxima geração.
Ao longo das gerações, a população se tornará adaptada ao seu ambiente (visto que indivíduos com características úteis a este ambiente têm, consistentemente, maior sucesso reprodutivo que os seus contemporâneos).
O modelo de evolução de Darwin por seleção natural permitiu-lhe explicar os padrões que ele havia visto durante suas viagens. Por exemplo, se as espécies de tentilhão de Galápagos compartilhassem um ancestral comum, faria sentido que elas se assemelhassem fortemente entre si (e aos tentilhões do continente, que provavelmente compartilhavam esse mesmo ancestral comum). Contudo, se grupos de tentilhões tivessem sido isolados em ilhas separadas por muitas gerações, cada grupo teria sido exposto a um ambiente diferente no qual diferentes características herdáveis poderiam ter sido favorecidas, tais como tamanhos e formatos diferentes de bico para a utilização de diferentes fontes de alimento. Esses fatores poderiam ter levado à formação de espécies distintas em cada ilha.
[Espera, como é que isto funciona?]
Consideremos um exemplo simplificado para ver como a seleção natural, operando em populações isoladas de tentilhões em diferentes ambientes, poderia ter levado à mudança no formato do bico.
Se uma ilha tivesse plantas que produzissem sementes grandes, mas poucas outras fontes de alimento, então pássaros com bicos maiores e mais fortes que a média podem, mais provavelmente, ter sobrevivido e reproduzido ali. Isso porque pássaros de bico grande teriam sido mais capazes de quebrar as sementes e comer o conteúdo, estando assim menos propensos a morrer de fome.
Se uma outra ilha tivesse muitas espécies de inseto, mas poucas outras fontes de alimento, aves com bicos mais finos e afiados que a média podem mais provavelmente ter sobrevivido e reproduzido ali. Isso porque os pássaros de bico afiado teriam sido mais capazes de capturar insetos como presas, estando assim menos propensos a morrer de fome.
Ao longo de muitas gerações, esses diferentes padrões de sobrevivência e reprodução baseados no formato do bico (uma característica herdável) poderiam ter causado uma mudança no formato do bico de cada população. Especificamente, a população da primeira ilha pode ter tendido para um bico em média maior e mais forte, enquanto a população da segunda ilha pode ter tendido para um bico em média mais fino e afiado. Eventualmente, as duas populações de tentilhões podem ter tido aparência diferente o suficiente uma da outra (devido a essa mudança e, potencialmente, outras mudanças semelhantes) para serem classificadas como espécies diferentes.
Exemplo: como a seleção natural funciona
Para tornar a seleção natural mais concreta, consideremos um exemplo simplificado, hipotético. Nesse exemplo, um grupo de ratos com variação herdável da cor de pelo (preto vs. amarelo) acabou de se mudar para um nova área onde as rochas são pretas. Esse ambiente apresenta gaviões, que gostam de comer ratos e podem ver os amarelos mais facilmente que os pretos em contraste com a rocha preta.
Já que os gaviões podem ver e pegar os ratos amarelos mais facilmente, uma fração relativamente maior de ratos amarelos são comidos, enquanto uma fração muito menor de ratos pretos serão comidos. Se olharmos para a proporção entre ratos pretos e amarelos dentro do grupo sobrevivente ("não-comidos"), ela será maior do que na população inicial
A cor do pelo é uma característica herdável (uma que pode ser passada dos pais ao filho). Então, a fração aumentada de ratos pretos no grupo sobrevivente significa uma fração aumentada de filhotes pretos na próxima geração. Após várias gerações de seleção, a população pode ser composta quase inteiramente de ratos pretos. Essa mudança nas características herdáveis da população é um exemplo de evolução.
[Quais genes e alelos estamos presumindo aqui?]
Na verdade você não precisa pensar em termos de genes e alelos para entender esse conceito, contanto que você aceite que um rato amarelo tem maior probabilidade de originar uma prole amarela do que um rato preto e vice versa.
Entretanto, se a questão do padrão de herança está te incomodando, eis um jeito em que você pode pensar no assunto:
Se nós vemos apenas ratos pretos e amarelos na população, então um explicação simples é que a cor do pelo é uma característica controlada por um único gene cujos dois alelos têm uma relação de dominância completa. Digamos, para fins argumentativos, que amarelo é dominante (T) e que preto é recessivo (t). Isso significa que uma rato amarelo pode ser tanto Tt quanto TT, enquanto um rato preto tem que ser tt.
No caso extremo em que todos os ratos amarelos são comidos por predadores antes da idade reprodutiva, os únicos ratos que deixarão descendentes são ratos pretos (tt), os quais vão cruzar uns com os outros e produzir mais descendentes pretos (tt).
Na realidade, a seleção provavelmente não seria tão forte assim. Alguns ratos amarelos chegariam à época reprodutiva e, quando eles cruzassem com ratos pretos, alguns filhotes amarelos nasceriam junto com filhotes pretos. Contudo, quanto mais ratos amarelos fossem retirados do pool gênico pelos predadores, maior seria a fração que esperaríamos ver de filhotes de rato com pelo preto na próxima geração.
A genética seria um pouco menos óbvia se invertêssemos as relações de dominância (fazendo o preto dominante em relação ao amarelo), mas o mesmo princípio se sustentaria: quanto mais ratos amarelos fossem removidos da população por predadores, maior seria a fração de filhotes que teriam o pelo preto na próxima geração.
Você pode aprender mais evolução em nível de alelos e genes no tutorial sobre genética populacional.
Pontos principais sobre a seleção natural
Quando eu estava inicialmente aprendendo sobre a seleção natural, eu tinha algumas perguntas (e falsos conceitos!) sobre como ela funcionava. Aqui estão explicações sobre alguns pontos potencialmente confusos, que podem ajudar você a ter um senso melhor de como, quando e por que a seleção natural acontece.
A seleção natural depende do ambiente
A seleção natural não favorece características que são de algum modo inerentemente superiores. Ao invés, ela favorece características que são benéficas (isto é, ajudam um organismo a sobreviver e reproduzir-se mais eficientemente que seus pares) em um ambiente específico. Características que são úteis em um ambiente podem na verdade ser prejudiciais em outro.
Por exemplo, no cenário simplificado acima, os ratos pretos não se tornam mais comuns ao longo das gerações por serem inerentemente "melhores" ou "mais evoluídos" que os ratos amarelos. Ao invés, eles se tornam mais comuns porque têm uma característica herdável que os torna melhores para sobreviver e reproduzirem-se em um ambiente específico, o qual por acaso inclui rochas pretas. Em um ambiente com rochas claras, as características benéficas e prejudiciais estariam invertidas.
A seleção natural age sobre a variação genética
A seleção natural precisa de uma matéria prima, e tal matéria prima é a variação genética. Para que a seleção natural aja sobre uma característica, já deve existir variação (diferenças entre os indivíduos) para aquela característica. Ademais, as características têm que ser herdáveis, determinadas pelos genes do organismo.
Por exemplo, no caso dos ratos, havia variação genética na cor do pelo: determinadas variantes de gene faziam um rato ser preto, enquanto outras faziam-no amarelo. Se todos os ratos tivessem sido amarelos, a população não teria tido como se adaptar ao seu novo ambiente por seleção natural e talvez, ao invés, tivesse sido extinta.
E se tivesse ocorrido uma variação não-herdável (por exemplo, porque tingimos alguns ratos amarelos de preto)? Isso poderia ter afetado a sobrevivência dos indivíduos, mas não teria mudado a composição da população ao longo de gerações (porque os filhotes dos ratos amarelos tingidos teriam herdado as variantes de gene amarelo presente nos pais, não as de ratos pretos).
A variação genética surge de mutações aleatórias
A fonte original para as novas variantes genéticas que produzem novas características herdáveis, tais como cores de pelo, é a mutação aleatória (mudanças na sequência do DNA). Mutações aleatórias que são passadas à prole tipicamente ocorrem na linhagem de células germinativas (espermatozoides e óvulos) dos organismos. A reprodução sexual "mistura e combina" variantes do gene para fazer mais variações. [Os organismos sofrem mutação de propósito?]
Um ponto importante aqui é que a mutação e a variação genética são aleatórias, não direcionadas. Isto é, um rato não pode intencionalmente sofrer mutação para fazer com que ele (ou sua prole) seja de uma cor diferente. Do contrário, se por acaso ocorrer uma mutação que muda a cor do pelo no rato, então a variação produzida por essa mutação poderá sofrer a ação da seleção natural.
Seleção natural e a evolução das espécies
Vamos dar uma passo para trás e considerar como a seleção natural se encaixa na visão mais ampla de Darwin sobre a evolução, na qual todos os seres vivos compartilham um ancestral comum e descendem desse ancestral em uma enorme árvore ramificada. O que está acontecendo em cada um dos pontos de ramificação?
No exemplo dos tentilhões de Darwin, nós vimos que grupos em uma única população podem ficar isolados uns dos outros por barreiras geográficas, como um oceano circundando ilhas, ou por outros mecanismos. Uma vez isolados, os grupos não conseguem mais se reproduzir uns com o outros e são expostos a diferentes ambientes. Em cada ambiente, é provável que a seleção natural favoreça características diferentes (e outras forças evolutivas, como a deriva genética, podem atuar separadamente nos grupos). Ao longo de muitas gerações, diferenças nas características herdáveis podem se acumular entre os grupos até o ponto em que eles sejam considerados espécies distintas.
Baseados nas linhas de evidência, cientistas pensam que esse tipo de processo se repetiu muitas e muitas vezes durante a história da vida na terra. A evolução por seleção natural e outros mecanismos ressalta a incrível diversidade das formas de vida atuais, e a ação da seleção natural pode explicar a combinação entre os organismos atuais e seus ambientes.
Fonte: https://pt.khanacademy.org
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