Karla Yotoko – DBG Universidade Federal de Viçosa Evolução e Filogenia

“Nada em biologia faz sentido senão à luz da evolução” Theodosius Dobzhansky, 1973

Evolução Senso comum: Melhora, progresso

Evolução “Mudança das características hereditárias de uma população de uma geração para outra“

Evolução Alteração das freqüências gênicas em uma população ao longo das gerações

Alteração de quê? Freqüências gênicas = freqüências alélicas

Freqüências gênicas A/A A/a a/a

Freqüências gênicas 3 elefantes A/A 6 elefantes A/a 3 elefantes a/a 6 alelos A 6 elefantes A/a 6 alelos a 3 elefantes a/a Total: 24 alelos, dos quais 12 são A. Freqüência de A=0,5

Então... Freqüência gênica = freqüência alélica. Ok, e a evolução?

Próxima geração 6 elefantes A/A 4 elefantes A/a 2 elefantes a/a 12 alelos A 4 elefantes A/a 4 alelos A 4 alelos a 2 elefantes a/a Total: 24 alelos, dos quais 16 são A. Freqüência de A=0,66

Houve evolução? Geração 1 F(A) = 0,5 Geração 2 F(A) = 0,66

Houve alteração das freqüências gênicas!!! Houve evolução? Geração 1 F(A) = 0,5 SIM! Geração 2 F(A) = 0,66 Houve alteração das freqüências gênicas!!!

O que faz a evolução acontecer? Mutação Migração Seleção Natural Acaso Acasalamentos entre parentes * *precisa estar associado a outros fatores

Considere uma grande população

Que foi dividida em duas por uma barreira intransponível

Surge um mutante em uma das sub-populações...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

O tempo vai passando...

Considere uma grande população

Que foi dividida em duas por uma barreira intransponível

O tempo foi passando...

O tempo foi passando...

O tempo foi passando...

O tempo foi passando...

O tempo foi passando...

O tempo foi passando...

O tempo foi passando...

E hoje temos três espécies:

Hoje também temos os filogenistas

Quem? Os filogenistas estão interessados na história da diversificação dos organismos. Para tentar recuperar esta história, utilizam os mais variados documentos: Morfologia dos organismos Fisiologia Comportamento Moléculas etc

Como? A idéia básica é procurar semelhanças, ou melhor, procurar por novidades evolutivas ou APOMORFIAS compartilhadas (SINAPOMORFIAS) Para isso, estudam as características dos organismos vivos, e, se possível, utilizam fósseis.

Cores (1a interpretação) = = Interpretação: Compartilham a cor amarela, um no corpo todo e o outro nas bolinhas.

= = Tamanho Interpretação: O verde e o amarelo são grandes, enquanto o rosa é pequeno. A novidade evolutiva compartilhada seria o tamanho grande.

= = Formas Interpretação: ≠ ≠ Formas = = Interpretação: O verde e o rosa, apesar de terem tamanhos diferentes, apresentam formas similares.

Fósseis Fóssil 1 Fóssil 2

Fósseis Será que ter orelhas grandes é uma novidade evolutiva?

Orelhas grandes, novidade evolutiva?

Orelhas pequenas, novidade evolutiva junto com o amarelo?

Orelhas pequenas, novidade evolutiva junto com o tamanho?

Orelhas grandes pode ser uma novidade evolutiva! Datação dos fósseis Orelhas grandes pode ser uma novidade evolutiva! 27 milhões de anos 35 milhões de anos

Se pudéssemos voltar no tempo...

Se pudéssemos voltar no tempo...

Já que não podemos... A saída é estudar o maior número de caracteres possível e construir uma história A cada nova evidência, testar a hipótese novamente

Nomenclatura da Filogenia Ramo Terminal Nó Ancestral A Nós Terminais B C Ramo Ancestral Nó Ancestral

Nomenclatura. Ramos Terminais Nós Terminais Nós Ancestrais Ramo Ancestral

Nomenclatura. Outgroup ou espécie irmã Ancestral extinto!!! Ingroup ou grupo de interesse

Não confunda espécie irmã com espécie ancestral!!! Nomenclatura. Outgroup ou espécie irmã Não confunda espécie irmã com espécie ancestral!!! Ancestral extinto!!! Ingroup ou grupo de interesse

Não confunda espécie irmã com espécie ancestral!!! Nomenclatura. Outgroup ou espécie irmã Não confunda espécie irmã com espécie ancestral!!! Ancestral extinto!!! O elefante amarelo, apesar de não ter se modificado muito em forma, continuou evoluindo tanto quanto o rosa e o verde Ingroup ou grupo de interesse

Não confunda espécie irmã com espécie ancestral!!! Nomenclatura. Não confunda espécie irmã com espécie ancestral!!! Outgroup ou espécie irmã Ancestral extinto!!! O elefante amarelo, apesar de não ter se modificado muito em forma, continuou evoluindo tanto quanto o rosa e o verde Ingroup ou grupo de interesse O tempo passou igualmente para os três, e as freqüências gênicas certamente se alteraram ao longo deste tempo...

Para quê estudar filogenia? Melhor compreender a evolução de diversos caracteres e assim tentar datar o aparecimento de estruturas interessantes e sua manutenção e diversificação Classificar os organismos de acordo com parentesco filogenético Melhor compreender a estrutura de comunidades naturais e assim propor alternativas de reflorestamento

Para quê estudar filogenia? Pura curiosidade Talvez esse seja o melhor motivo para fazer qualquer tipo de ciência...

Onde começamos a compreender...

"Provavelmente todos os seres orgânicos que alguma vez viveram nesta Terra descenderam duma única forma primordial na qual a vida foi pela primeira vez instilada." Sir Charles Darwin

Revoluções da Evolução Platão – Tipos existentes no mundo real, dos quais os organismos são apenas cópias imperfeitas Darwin – Existem populações, compostas de indivíduos que são únicos. As “imperfeições” são em realidade variáveis, e é nelas que a seleção natural opera.

Revoluções da Evolução Criacionismo religioso – o mundo vivo, bem como o não vivo, surgiu por obra e graça de um criador, onipotente, onipresente e onisciente Darwinismo – o mundo vivo é o resultado do processo evolutivo, que envolve pura e simplesmente a diversificação ao longo do tempo

Revoluções da Evolução Biologia antes do darwinismo – ciência de coleção Biologia depois do darwinismo – ciência que estuda padrões e processos. Modificações ontogenéticas (desenvolvimento embrionário) Resistência a antibióticos ou agrotóxicos Manipulação genética Localização da origem de organismos (inclusive da nossa) Datação da origem de organismos (idem)

A Grande Revolução Darwin mudou nossa forma de pensar o mundo Antes era necessário pensar no sobrenatural para que a vida fizesse algum sentido Hoje temos o sobrenatural como opção, mas temos um mecanismo racional de compreender a vida, o que nos dá uma liberdade sem precedentes de pensamento