Por Nação Sampa News em 12/09/2021 às 12:49:06
Evolução e Coevolução: Darwin e a Seleção Natural
Para iniciarmos essa série, trazemos a temática de "Darwin e a Seleção Natural" baseada na jornada de Darwin para estudar os famosos tentilhões do arquipélago de Galápagos. Os parágrafos abaixo foram trazidos do livro Biologia, do OpenStax [1].
A evolução por seleção natural descreve um mecanismo de como as espécies mudam ao longo do tempo. Essa mudança de espécie foi sugerida e debatida bem antes de Darwin começar a explorar essa ideia. A visão de que as espécies eram estáticas e imutáveis baseava-se nos escritos de Platão, mas também havia gregos antigos que expressavam ideias evolucionárias. No século XVIII, ideias sobre a evolução dos animais foram reintroduzidas pelo naturalista Georges-Louis Leclerc Comte de Buffon, que observou que várias regiões geográficas têm diferentes populações de plantas e animais, mesmo quando os ambientes são semelhantes. Também foi aceito que havia espécies extintas.
Durante este tempo, James Hutton, um naturalista escocês, propôs que a mudança geológica ocorria gradualmente pelo acúmulo de pequenas mudanças de processos operando como são hoje por longos períodos de tempo. Isso contrastava com a visão predominante de que a geologia do planeta era uma consequência de eventos catastróficos ocorridos durante um passado relativamente breve. A visão de Hutton foi popularizada no século XIX pelo geólogo Charles Lyell, que se tornou amigo de Darwin. As ideias de Lyell foram influentes no pensamento de Darwin: a noção de Lyell da maior idade da Terra deu mais tempo para a mudança gradual nas espécies, e o processo de mudança forneceu uma analogia para a mudança gradual nas espécies. No início do século XIX, Jean-Baptiste Lamarck publicou um livro que detalhava um mecanismo para a mudança evolutiva. Este mecanismo é agora referido como uma herança de características adquiridas pelas quais as modificações em um indivíduo são causadas por seu ambiente, ou o uso ou desuso de uma estrutura durante sua vida, pode ser herdado por seus descendentes e, assim, provocar mudanças em uma espécie. Embora esse mecanismo de mudança evolutiva tenha sido desacreditado, as ideias de Lamarck foram uma influência importante no pensamento evolucionário.
Em meados do século XIX, o mecanismo real da evolução foi concebido e descrito de forma independente por dois naturalistas: Charles Darwin e Alfred Russel Wallace. É importante ressaltar que cada naturalista passou um tempo explorando o mundo natural em expedições aos trópicos. De 1831 a 1836, Darwin viajou ao redor do mundo em H.M.S. Beagle, incluindo paradas na América do Sul, Austrália e no extremo sul da África. Wallace viajou ao Brasil para coletar insetos na floresta amazônica de 1848 a 1852 e ao arquipélago malaio de 1854 a 1862. A jornada de Darwin, como as viagens posteriores de Wallace ao arquipélago malaio, incluiu paradas em várias cadeias de ilhas, a última sendo as Ilhas Galápagos oeste do Equador. Nessas ilhas, Darwin observou espécies de organismos em diferentes ilhas que eram claramente semelhantes, mas apresentavam diferenças distintas. Por exemplo, os tentilhões que habitam as Ilhas Galápagos compreendem várias espécies com um formato de bico único (Figura 1).
Figura 1 - Darwin observou que o formato do bico varia entre as espécies de tentilhões. Ele postulou que o bico de uma espécie ancestral se adaptou ao longo do tempo para equipar os tentilhões a adquirir diferentes fontes de alimento. Fonte: OpenStax.
Wallace e Darwin observaram padrões semelhantes em outros organismos e desenvolveram independentemente a mesma explicação de como e por que essas mudanças poderiam ocorrer. Darwin chamou esse mecanismo de seleção natural. A seleção natural, também conhecida como "sobrevivência do mais apto", é a reprodução de indivíduos mais férteis e com características favoráveis que sobrevivem às mudanças ambientais por causa dessas características; isso leva a uma mudança evolutiva.
Por exemplo, uma população de tartarugas gigantes encontradas no arquipélago de Galápagos foi observada por Darwin como tendo pescoços mais longos do que aquelas que viviam em outras ilhas com planícies secas. As tartarugas sobreviventes podiam alcançar mais folhas e ter acesso a mais comida do que aquelas com pescoço curto. Consequentemente, as tartarugas de pescoço longo teriam mais probabilidade de ter sucesso reprodutivo e transmitir a característica de pescoço longo para seus descendentes. Com o tempo, apenas tartarugas de pescoço comprido estariam presentes na população.
A seleção natural, argumentou Darwin, era um resultado inevitável de três princípios que operavam na natureza. Primeiro, a maioria das características dos organismos são herdadas de pais para filhos. Em segundo lugar, são produzidos mais descendentes do que são capazes de sobreviver, de modo que os recursos para sobrevivência e reprodução são limitados. A capacidade de reprodução em todos os organismos supera a disponibilidade de recursos para sustentar seu número. Assim, há competição por esses recursos a cada geração. Terceiro, os descendentes variam entre si em relação às suas características e essas variações são herdadas. Darwin e Wallace raciocinaram que os descendentes com características herdadas que lhes permitem competir melhor por recursos limitados sobreviverão e terão mais descendentes do que os indivíduos com variações menos capazes de competir. Como as características são herdadas, essas características serão melhor representadas na próxima geração. Isso levará a mudanças nas populações ao longo das gerações, em um processo que Darwin chamou de descendência com modificação. Em última análise, a seleção natural leva a uma maior adaptação da população ao seu ambiente local; é o único mecanismo conhecido pela evolução adaptativa.
Artigos de Darwin e Wallace (Figura 2) apresentando a ideia da seleção natural foram lidos juntos, em 1858, na Linnean Society em Londres. No ano seguinte, o livro de Darwin, "A origem das espécies", foi publicado. Seu livro descreveu em detalhes seus argumentos para a evolução por seleção natural.
Figura 2 - Ambos (a) Charles Darwin e (b) Alfred Wallace escreveram artigos científicos sobre seleção natural que foram apresentados juntos perante a Linnean Society em 1858. Fonte: OpenStax.
Demonstrações de evolução por seleção natural são demoradas e difíceis de obter. Um dos melhores exemplos foi demonstrado nos próprios pássaros que ajudaram a inspirar a teoria de Darwin: os tentilhões de Galápagos. Peter e Rosemary Grant e seus colegas estudaram as populações de tentilhões de Galápagos todos os anos desde 1976 e forneceram importantes demonstrações de seleção natural. Os Grants encontraram mudanças de uma geração para a outra na distribuição das formas dos bicos com o tentilhão de solo médio na ilha de Daphne Major, em Galápagos. Os pássaros herdaram variações no formato do bico, alguns pássaros tendo bico largo e profundo e outros tendo bico mais fino. Durante um período em que as chuvas foram mais altas do que o normal por causa de um El Niño, as sementes grandes e duras que os pássaros de bico grande comiam foram reduzidas em número; entretanto, havia uma abundância de pequenas sementes macias que os pássaros de bico pequeno comiam. Portanto, a sobrevivência e a reprodução foram muito melhores nos anos seguintes para as aves de bico pequeno. Nos anos que se seguiram a este El Niño, os Grants mediram o tamanho dos bicos na população e descobriram que o tamanho médio do bico era menor. Como o tamanho dos bicos é uma característica herdada, os pais com bicos menores tiveram mais filhos e o tamanho dos bicos evoluiu para ser menor. À medida que as condições melhoraram em 1987 e as sementes maiores se tornaram mais disponíveis, a tendência para um tamanho médio de bico menor cessou.
Nesta primeira parte, começamos a mostrar como a seleção natural atua nas populações e como ocorrendo variações ou diferenças nos indivíduos a população é afetada ao longo do tempo. Na parte dois desta série, vamos discutir com mais detalhes os processos e padrões de evolução.