Prof. Eric Santos Araujo 10-08-2009 EVOLUÇÃO HISTÓRIA E TEORIA DA EVOLUÇÃO I A Teoria da Evolução revolucionou o pensar da Biologia enquanto Ciência que estuda os seres vivos – sua origem, sua morfologia, fisiologia e ecologia. Prof. Eric Santos Araujo 10-08-2009

FASES DA HISTÓRIA DA HUMANIDADE Pré-História 0 – 3300 a.C. – primeiro documento escrito História Antiga 3300 a.C. – 476 a.D. – queda do Império Romano do Ocidente Idade Média 476 a.D. – 1453 – queda do Império Romano do Oriente História Moderna 1453 – 1798 – queda da Bastilha (Revolução Francesa) História Contemporânea 1789 – atual

SOBRE A GERAÇÃO ESPONTÂNEA O termo abiogênese (do grego a-bio-genesis, "origem não biológica") designa de modo geral a origem da vida a partir de matéria não viva. Idéias antigas de abiogênese também recebem o nome de geração espontânea, consistiam na suposição de que organismos mais complexos, não se originassem apenas de seus progenitores, mas de "matéria bruta". Os primeiros defensores conhecidos das idéias nesse sentido foram Anaximandro, seu pupilo Anaxímenes, e outros como Xenófanes, Parmênides, Empédocles, Demócrito, e Anaxágoras. Sustentavam de modo geral que a geração espontânea ocorria, mas em versões variadas. Anaxágoras Anaximandro Anaxímenes Demócrito Empédocles O defensor mais famoso dessa hipótese na antigüidade foi Aristóteles, e em sua versão, supunha a existência de um "princípio ativo" dentro de certas porções da matéria inanimada.

Anaximandro (609 a.C. – 546 a.C.) Anaxímenes (585 a.C. – 528 a.C.) O princípio de tudo é uma “coisa” eterna denominada a-peiron. a-peiron, é algo infinito, tanto no sentido quantitativo, quanto no sentido qualitativo Anaxímenes (585 a.C. – 528 a.C.) O tudo (a-peiron) provém do Ar. Xenófanes (570 a.C. – 460 a.C.) Existe unidade em toda a matéria. Parmênides (530 a.C. – 460 a.C.) Unidade e imobilidade do Ser. O mundo sensível é uma ilusão. O ser é uno, eterno, não gerado e imutável. Empédocles (483 a.C. – 430 a.C.) O mundo consiste da fusão de 4 princípios: água, ar, fogo e terra. Demócrito (460 a.C. – 370 a.C.) Tudo que existe é composto por elementos indivisíveis chamados “átomos” Anaxágoras (500 a.C. – 428 a.C.) O universo se constitui pela ação da mente ou inteligência (espírito).

A idéia era baseada em observações de alguns animais aparentemente surgirem de matéria em putrefação, ignorando a pré-existência de ovos ou mesmo de suas larvas. Essas idéias sobre abiogênese eram aceitas até cerca de dois séculos atrás. Ainda no século XIII, havia a crença popular de que certas árvores originavam gansos; relatava-se que, algumas árvores que davam frutos similares a melões, no entanto contendo carneiros completamente formados em seu interior. Francesco Redi O primeiro passo na refutação da abiogênese aristotélica foi dado por Francesco Redi que, em 1668, provou que larvas não nasciam em carne que ficasse inacessível às moscas, de forma que elas não pudessem botar lá seus ovos. Em suas "Experiências sobre a geração de insetos", Redi disse: Embora me sinta feliz em ser corrigido por alguém mais sábio do que eu caso faça afirmações errôneas, devo expressar minha convicção de que a Terra, depois de ter produzido as primeiras plantas e animais, por ordem do Supremo e Onipotente Criador, nunca mais produziu nenhum tipo de planta ou animal, quer perfeito ou imperfeito... Redi então supunha que a geração espontânea teria ocorrido apenas durante os primórdios da Terra.

John Needham Lazzaro Spallanzani Do século XVII em diante foi gradualmente sendo demonstrado que, ao menos no caso de todos os organismos facilmente visíveis, a geração espontânea não ocorria, e que cada ser vivo conhecido era proveniente de uma forma de vida pré-existente, a idéia conhecida como Biogênese. John Needham Em 1745, realizou novos experimentos que vieram a reforçar a hipótese da vida poder originar-se por abiogênese. Consistiam em aquecer em tubos de ensaio líquidos nutritivos, com partículas de alimento. Fechava-os, impedindo a entrada de ar, e os aquecia novamente. Após vários dias, nesses tubos proliferavam enormes quantidades de pequenos organismos. Esses experimentos foram vistos como grande reforço a hipótese da abiogênese. Lazzaro Spallanzani Em 1768, criticou duramente a teoria e os experimentos de Needham, através de experimentos similares, mas tendo fervido os frascos fechados com sucos nutritivos durante uma hora. Examinando os frascos, não encontrava-se qualquer sinal de vida. Ficou dessa forma demonstrado que Needham falhou em não aquecer suficientemente a ponto de matar os seres pré-existentes na mistura. A hipótese de abiogênese continuava sendo aceita pela opinião pública, mas o trabalho de Spallanzani pavimentou o caminho para Louis Pasteur.

Mais tarde, descobriu-se que bactérias estão envolvidas em membranas resistentes ao calor, que apenas prolongada exposição ao calor seco pode ser reconhecida como processo eficiente de esterilização. Além disso, a presença de bactérias é tão universal que apenas precauções extremas podem evitar a reinfecção de material esterilizado. Foi dessa forma concluído definitivamente que todos os organismos conhecidos surgem apenas de organismos vivos pré-existentes, o que recebe o nome de lei da Biogênese. Se todos os seres são provenientes de seus ancestrais, isso conduz logicamente a idéia de ancestralidade comum, mas suscita a pergunta de como teria surgido o primeiro ser vivo. Atualmente, o termo abiogênese é usado em referência à origem química da vida a partir de reações em compostos orgânicos originados abioticamente.

Platão (427 - 347 a.C.) Teoria do IDEALISMO ou ESSENCIALISMO 2 mundos: Real = ideal e eterno Ilusório = imperfeições As variações da diversidade eram representações imperfeitas das formas ideais (ou essências). Teoria do IDEALISMO ou ESSENCIALISMO

Aristóteles (384 - 322 a.C.) Autor do SCALA NATURAE Reconhece que os animais graduam de formas relativamente mais simples à mais complexas — sem um processo de mudanças. Afirma que as espécies foram individualmente criadas e são permanentes. Suas idéias permanecem por mais de 2.000 anos = imutabilidade das espécies. Essencialismo + Cultura cristã = Teologia Natural

Diversidade de vida nas Colônias GRANDES NAVEGAÇÕES Descoberta de “novos mundos” Comércio e quebra do bloqueio árabe da Europa Gênova e Veneza – Cidades-Estado Cruzadas Diversidade de vida nas Colônias Plantas Animais Povos Humanos Riquezas e especiarias “Catequização”

Anteriormente os livros eram copiados à mão pelos monges católicos Johann Gutenberg (1390 – 1468) Invenção da Imprensa Anteriormente os livros eram copiados à mão pelos monges católicos

Primeiro livro impresso Bíblia Sagrada (Bíblia de Gutenberg) Primeiro livro impresso (1455)

Leonardo da Vinci (1452 - 1519) Pintor, escultor, cientista e inventor italiano. Comentou sobre a impossibilidade de que os fósseis de organismos marinhos encontrados em montanhas terem sido originados a partir do Dilúvio. Estudos de Embriões (1510-1513) Acompanhamento do trabalho de dissecção de cadáveres.

95 Teses sobre o Poder das Indulgências Martin Luther (1483 – 1546) 95 Teses sobre o Poder das Indulgências (1517) Questionamento do poder da Igreja Católica Bíblia traduzida para o alemão (1574)

REFORMA PROTESTANTE Luteranos Presbiterianos Anabatistas Anglicanos (1517 – 1700) Luteranos Presbiterianos Anabatistas Anglicanos

Arcebispo James Ussher (1581 - 1656) “A Terra foi criada em 4004 a.C.” Baseado nas gerações descritas no Livro de Gênesis (Bíblia), proclamou, em 1650: “A Terra foi criada em 4004 a.C.”

Nicolas Steno 1638-1686 Anatomista e Geólogo Primeiro a comparar fragmentos fósseis com estruturas de organismos vivos (tubarões)

Baseado no crescimento de larvas em carne em decomposição Francesco Redi (1626 - 1697) Médico italiano. Mostrou, através de experimentos, que não haveria geração espontânea de insetos e ratos conforme acreditado anteriormente. Baseado no crescimento de larvas em carne em decomposição

Na sua experiência, Redi utilizou 3 frascos, nos quais colocou carne em estado de putrefação. Selou fortemente um deles, deixou outro aberto e cobriu o terceiro com gaze. Desenvolveram-se larvas no frasco aberto e sobre a gaze do frasco correspondente. Não se desenvolveram larvas em nenhuma parte do frasco selado. Porém seu experimento não satisfez os biogênicos, que disseram que apenas as larvas nasciam de seres preexistentes.

Anton van Leeuwenhoek (1632 - 1723) Comerciante holandês Desconhecedor das teorias vigentes. Considerado por muitos como o inventor do microscópio simples Utilizando um microscópio feito por si, observou e descreveu as bactérias, protozoários, células do sangue, fibras musculares e muitos outros organismos microscópicos.

Usou o termo “célula” pela Robert Hooke (1635 - 1703) Inventou o microscópio composto Escreveu o livro “Micrographia” (1665), com ilustrações muito detalhadas Contemporâneo de Isaac Newton Usou o termo “célula” pela primeira vez

Georges-Louis Leclerc, Comte de Buffon (1707 - 1788) Naturalista francês “Histoire naturelle, générale et particulière” (1749-1778) – 36 volumes e 8 adicionais publicados após sua morte por Lacépède Notou a extrema semelhança estrutural de homens e dos grandes macacos e chegou a postular a existência de um ancestral comum Considerou a existência da evolução das espécies mas não propôs processo algum para isso

Les époques de la nature (1778) Buffon discute as origens do sistema solar, especulando que os planetas foram criados por cometas colidindo com o sol. Também sugeriu que a idade da terra era muito maior que haver sido criada em 4004 a.C., como proclamado pelo bispo James Ussher. Baseado no resfriamento do ferro, calculou que a idade da terra era de aproximadamente 75.000 anos. Por isso foi condenado pela Igreja Católica na França e seus livros foram queimados. Buffon também negou que o Dilúvio de Noé tinha ocorrido. Observou que alguns animais retinham partes que eram vestigiais e sem utilidade, sugerindo que tinham evoluído ao contrário de haverem criados espontaneamente. Apesar de tudo, Buffon insistia que não era ateu.

Desenvolveu o sistema binomial de classificação Carolus Linnaeus (1707 - 1778) Pai da Taxonomia Binomial Autor do SYSTEMA NATURAE (1758) As grandes viagens traziam animais, plantas e rochas para os estudiosos descreverem glorificação da criação divina Desenvolveu o sistema binomial de classificação de plantas e animais Gênero e Espécie “Agrupamento de organismos de acordo com suas semelhanças morfológicas”

Deus creavit, Linnaeus disposuit (Deus cria, Linnaeus organiza) Linnaeus agrupou as espécies em uma hierarquia de categorias: Reino Phylum (Filo) Classe Ordem Família Gênero Espécie Influências da Teologia Natural (Aristóteles) na Taxonomia a) Nomenclatura em latim e grego b) Holótipo = espécime referência (único) c) Localidade tipo = local de origem do holótipo

Classificação do Homo Localidade tipo: Uppsala (Suécia) IMPLICAÇÕES ATUAIS Necessidade de compreender a variabilidade intra e inter-específica Holótipo Parátipos Cótipos Síntipos Lectótipos Paralectótipos Neótipo 2) Reavaliação e ampliações de distribuições geográficas 3) Análises populacionais e genéticas

James Hutton (1726 – 1797) Geólogo escocês Theory of the Earth (1775) Autor da Teoria do Gradualismo (1795) “A Terra não é imutável. Mudanças profundas são o produto acumulativo de lentos, mas constantes processos geológicos (formações de canyons, fósseis carregados pela chuva, erosão pelo vento e água, etc.” Primeiro cientista a demonstrar a imensa antiguidade da Terra A terra não poderia ter somente 6.000 anos !

Thomas Malthus (1766 – 1834) ESSAY ON THE PRINCIPLE OF POPULATION (1798) 1. Os alimentos são produzidos em uma escala aritmética (1-2-3-4...), através das melhores técnicas de cultivo e uso do solo 2. As populações crescem geometricamente (2-4-8-16-32..) 3. Fome, guerra e doenças controlam o limite de crescimento de uma população

POPULAÇÃO A. NATALIDADE B. MORTALIDADE Causas: Senescência Predação Doenças Acidentes C. MIGRAÇÃO Imigração – entrada de indivíduos em uma população Emigração – saída de indivíduos de uma população

DENSIDADE IMIGRAÇÃO (+) NATALIDADE (+) (-) MORTALIDADE EMIGRAÇÃO (-) Taxa de Incremento = Natalidade + Imigração Taxa de Diminuição = Mortalidade + Emigração Fatores densidade-dependentes: Fatores densidade-independentes: incêndios inundações secas eventos sísmicos alimento predação doenças comportamento territorial

ESTRUTURA DAS POPULAÇÕES A. IDADE

Georges Cuvier 1769 - 1832 Pai da Anatomia Comparada e Paleontologia

Autor da Teoria do Catastrofismo A história da vida é representada em camadas contendo fósseis e cada camada é caracterizada por uma coleção única de fósseis. 2. Fósseis = restos de animais e plantas que desapareceram por algum motivo – Cuvier adota o termo Extinção. 3. Quanto mais profundo no solo mais dissimilar são a flora e a fauna da vida atual. 4, Como conciliar a dinâmica dos fósseis com a idéia que as espécies são imutáveis ?

Sabiamente Cuvier evita um conflito com a Igreja – e vive Respostas: A vida na terra sempre foi testemunha de eventos “catastróficos” (enchentes, secas, tempestades, furacões, terremotos, erupções vulcânicas, etc.) 2. Os eventos catastróficos causaram a “extinção” e fossilização de espécies durante o tempo 3. Como existe uma periodicidade nesses eventos, explica-se a destruição das espécies em uma dada localidade em camadas diferentes Sabiamente Cuvier evita um conflito com a Igreja – e vive

Charles Lyell (1797 - 1875) Principles of Geology (1830) Autor da Teoria do Uniformitarianismo Processos geológicos são constantes, lentos e uniformes – seus ritmos e efeitos se equilibram com o tempo. Ex: o processo de formação de montanhas se equilibra com sua erosão.

Bases do Uniformitarianismo Seu trabalho específico mais importante foi no campo da estratigrafia. Em 1828, ele viajou para o sul da França e para a Itália, onde ele percebeu que o estrato recente poderia ser categorizado de acordo com o número e a proporção de conchas marinhas contidas nas rochas. Baseado nisso, ele propôs a divisão do período Terciário em três partes: Plioceno, Mioceno, e Eoceno. Bases do Uniformitarianismo Os tipos de causas que afetaram a terra no passado precisam ser assumidas como exatamente as mesmas que vemos operando atualmente (erosão, deposição de sedimentos, atividades vulcânicas, terremotos, etc.). Além disso, essas causas devem ser assumidas como da mesma intensidade no passado como observadas hoje.

Para demonstrar que processos graduais poderiam ser responsáveis por grandes mudanças, Lyell usou o exemplo do Templo de Serapis (Pozzuoli, Itália), incluído como uma figura inicial em seu livro. O templo, no curso da história, ficou acima do nível do mar e, em seguida, por um longo período, parcialmente submerso e, novamente acima. Como atestado pelas camadas de danos causados por organismos marinhos nas colunas.