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Órgãos ou estruturas análogas são órgãos que têm origem embriológica, estrutura e posição relativa diferentes, desempenhando a mesma função e forma. Estes órgãos surgem quando espécies ancestrais diferentes colonizam habitats semelhantes, sofrendo pressões selectivas semelhantes, adquirindo adaptações semelhantes. Isto reflecte uma evolução convergente e um efeito adaptativo da selecção natural. Exemplos de órgãos análogos são os espinhos dos cactos e os das eufórbias.
Órgãos ou estruturas vestigiais são órgãos que resultam da atrofia de um órgão primitivamente desenvolvido. Nestes órgãos a selecção actua em sentido regressivo, privilegiando os indivíduos que possuem estes órgãos na sua forma menos desenvolvida. Exemplos destes órgãos no ser humano são: o apêndice intestinal, vértebras caudais, músculos auriculares e o dente do siso.
A existência de estruturas vestigiais evidenciam que, ao contrário do que defendem os fixistas, os indivíduos de uma dada espécie não se mantiveram imutáveis, alterando-se ao longo do tempo, sendo seleccionados de acordo com as condições ambientais.
Ao estudar os fósseis confirma-se a presença de espécies extintas, o que contraria a ideia de imutabilidade das espécies (ex: dinossauros, amonites e trilobites).
Argumentos bioquímicos
Nos últimos anos, os estudos de natureza bioquímica vieram dar um impulso notável à argumentação evolucionista, não só quantitativamente mas qualitativamente.
As provas bioquímicas apoiam a evolução na medida em que reforçam a ideia de origem comum dos diferentes grupos de seres vivos. Estes argumentos baseiam-se:
- No facto de todos os organismos serem basicamente constituídos pelo mesmo tipo de biomoléculas (proteínas, lípidos, glícidos, ácidos nucleicos);
- O facto do DNA e o RNA serem centrais no mecanismo global de produção de proteínas onde intervém um código genético universal;
- Universalidade do ATP como energia biológica utilizada pelas células;
- Existência de outras vias metabólicas comuns para além da síntese proteica como os processos respiratórios e modos de actuação das enzimas;
Ao estudarem-se as proteínas percebe-se que, quanto mais próximas evolutivamente se encontrarem as espécies mais semelhanças apresentam ao nível das proteínas. Este estudo também permite que se estabeleçam filogenias, onde se põe a hipótese de que a partir de uma molécula de DNA ancestral comum, por diferentes mutações, surgiram diferentes genes e, consequentemente, a sequência dos aminoácidos é diferente, originando diferentes moléculas.
Outra forma de estimar a proximidade entre espécies é analisando o DNA, através da hibridação do mesmo. Nesta técnica, misturam-se cadeias de DNA desenroladas de espécies diferentes e espera-se que ocorra o emparelhamento.
Outra forma de estabelecer um grau de parentesco entre diferentes grupos de animais são a partir de dados sorológicos que se baseiam-se nas reacções específicas entre antigenes e anticorpos, através da interpretação dos mecanismos de aglutinação.
A versão original da teoria da evolução de Charles Darwin (1809-1882) está desde hoje disponível na Internet, na sequência da libertação online dos documentos pessoais do naturalista inglês pela Biblioteca da Universidade de Cambridge.
Lamarck defendeu ideias evolucionistas apresentando uma explicação coerente acerca da origem das espécies em 1809. Este admitia uma progressão constante e gradual dos organismos mais simples para os mais complexos. Essa progressão ocorreria segundo dois princípios:
Lei do uso e do desuso: segundo Lamarck, o ambiente é o principal agente responsável pela evolução dos seres vivos. A necessidade que os seres sentem de se adaptar a novas condições ambientais conduz ao uso ou ao desuso contínuo de certos órgãos. Assim, a função que o órgão desempenha acabará por determinar a sua estrutura como forma de adaptação ao meio. Exemplos disso são a Toupeira, que por viver debaixo da terra faz pouco uso da visão, o que torna os seus olhos pequenos e pouco funcionais. Neste caso por influência do meio ocorreu atrofia do órgão. Outro exemplo é o das girafas.
Lei da herança de caracteres adquiridos: esta lei defende que as transformações sofridas eram transmitidas à descendência. Essas pequenas transformações, ao acumularem-se ao longo de gerações sucessivas, provocariam o aparecimento de novas espécies, sendo o principal factor de evolução.
No entanto existiram críticas à perspectiva Lamarckista que mantiveram as ideias evolucionistas afastadas durante anos. O facto das espécies se adaptarem a novos ambientes de forma a atingir a perfeição procurando sempre “o melhor” é uma dessas críticas, uma vez que fornece um carácter animista. Outra crítica é o facto das características não serem transmitidas aos descendentes, uma vez que hoje em dia já se sabe que nenhuma alteração dos órgãos provocada por factores ambientais se transmite à descendência. As únicas alterações transmitidas à descendência são as que modificam o material genético dos gâmetas. Esta crítica foi comprovada devido à esperiência realizada por Weismann em 1880, em que cortou as caudas de ratos ao longo de 22 gerações, tendo todos os descendentes nascido com cauda normal.
Ao chegar às ilhas Galápagos Darwin ficou especialmente impressionado com as tartarugas e com um grupo de aves chamadas tentilhões. Relativamente às diferentes variedades de tartarugas, Darwin conclui que apesar da diferenciação estes animais eram extraordinariamente semelhantes entre si, fazendo supor que tenham tido uma origem comum.
Os tentilhões, apesar de serem diversos, também eram suficientemente parecidos entre si, admitindo-se que terão tido um ancestral comum. Estes animais, no entanto, distinguiam-se sobretudo pelo tamanho, cor, forma de bico, o que estaria associado ao tipo de alimentação que cada um possuía.
Depois das várias observações, Darwin conclui que as ilhas foram provavelmente povoadas a partir do continente americano e as características particulares de cada ilha condicionaram a evolução de cada espécie, daí a sua diferenciação.
Selecção artificial e selecção artificial
Darwin, como criador de pombos, percebeu que se pode intervir directamente em processos de selecção artificial dos animais, controlando-se os cruzamentos entre estes de forma a seleccionar as características que mais deseja. Ao fim de gerações, os descendentes obtidos são diferentes dos seus ancestrais. Darwin pensou que, se se pode obter tanta diversidade por selecção artificial, é possível que ocorra na Natureza uma selecção consumada pelos factores ambientais, designada por selecção natural.
A selecção natural considera-se um processo em que, os seres vivos mais aptos sobrevivem e espalham na Natureza os caracteres mais favoráveis. Deverá ocorrer uma luta pela sobrevivência durante a qual serão eliminados os menos aptos. Esta teoria pode-se sistematizar em pontos fundamentais:
- Todas as espécies apresentam, dentro de uma dada população, indivíduos com pequenas variações nas suas características, como por exemplo, na forma, tamanho ou cor (variabilidade intra especifica);
- Uma vez que as espécies originam mais descendentes do que aqueles que podem sobreviver (superprodução de descendentes), os descendentes que possuem variações vantajosas, relativamente ao meio em que se encontram, têm maior taxa de sobrevivência (sobrevivência diferencial). Nesta luta pela sobrevivência são eliminados os indivíduos que possuem variações desfavoráveis (mortalidade diferencial);
- Através deste mecanismo de selecção natural, o ambiente condiciona a sobrevivência dos diferentes indivíduos da população. Os indivíduos portadores de variações favoráveis sobrevivem, transmitindo as suas características à descendência (reprodução diferencial);
- A selecção natural, actuando ao longo de muitas gerações, conduz à acumulação de características que poderão vir a originar novas espécies.
A principal crítica ao darwinismo assenta no facto de nunca ter explicado a causa das variações nos indivíduos de uma população. Abaixo vemos a capa de um livro escrito por Darwin, considerado um dos mais importantes livros na história da biologia. Nele, Darwin propõe a teoria de que os organismos vivos evoluem gradualmente através da selecção natural.
Lamarckismo vs Darwinismo
Apesar das lacunas deixadas pelas explicações de Lamarck e de Darwin, a ideia de evolução estabeleceu-se na comunidade científica, podendo-se usar vários argumentos a seu favor, que mais tarde irei apresentar.
Admite-se que os seres eucariontes só terão surgido há cerca de 1500 milhões de anos, isto é, há cerca de 2000 milhões de anos depois dos procariontes. Surgiram modelos explicativos que procuram explicar o aparecimento dos seres eucariontes a partir dos procariontes que já povoavam a Terra.
Esta é uma hipótese pouco apoiada pois não esclarece a causa dos fenómenos que descreve. Mais tarde, investigadores aperceberam-se das semelhanças entre componentes membranares das células eucarióticas e alguns seres procariontes, desenvolvendo outro modelo.
Observando a figura percebe-se que, quando uma célula aumenta de tamanho, a razão entre a superfície e o volume diminui, ou seja, o volume aumenta a um ritmo maior que a área da superfície. Com esse aumento de volume, há aumento também do metabolismo, mas a célula não conta com um aumento equivalente na eficácia das trocas com o meio externo pois a superfície não aumenta na mesma proporção. Há duas formas possíveis de um organismo maior sobreviver: reduzir o seu metabolismo, diminuindo as necessidades de trocas com o meio externo (acetabularia), ou apresentar multicelularidade.
Admite-se que os seres multicelulares tiveram origem em agregados coloniais ou colónias. Os agregados coloniais são associações de eucariontes unicelulares da mesma espécie que estabelecem ligações estruturais entre si. Inicialmente todas as células desempenhavam a mesma função mas depois foram-se especializando em determinadas funções. Essa diferenciação fez com que a colónia se comportasse como um indivíduo, passando a existir interdependência estrutural e funcional entre as células associadas, originando um ser multicelular.
Conclui-se assim que os ancestrais dos seres multicelulares terão sido simples agregados de seres unicelulares.
Um ser a partir do qual se estudou a origem da multicelularidade a partir da evolução de seres coloniais é a Volvox, um tipo de algas verdes que forma colónias. Apesar da Volvox ser constituída por várias células estruturalmente interdependentes, sob o ponto de vista funcional não ocorreu diferenciação, pois as células são todas semelhantes, com excepção das células reprodutoras. Assim, essa especialização não é suficiente para considerar a Volvox um ser pluricelular.
Admite-se que os seres coloniais podem ter estado na origem de algas verdes que, ao evoluir, originaram as plantas, uma vez que as algas verdes possuem pigmentos fotossintéticos (clorofila a e b), substâncias de reserva (amido) e paredes celulares semelhantes às plantas.
Vantagens da multicelularidade:
