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Resumo para entender a teoria da evolução dos seres vivos

A teoria da evolução dos organismos através da seleção natural, da forma como foi sugerida por Charles Darwin em seu livro “Sobre a origem das espécies” de 1859, já provou estar correta em muitos sentidos. Darwin, entretanto, não conseguiu mostrar como a variabilidade natural que existe entre os indivíduos podia ser gerada, já que em sua época, mesmo o conceito de gene era deveras obscuro.

No século XX, as novas descobertas da genética e da biologia molecular nos permitiram entender de forma melhor o que são os genes, de que são formados e como acontece a evolução ao nível molecular. É interessante notar que pouquíssimas pessoas, no mundo de hoje, compreendem de fato como a evolução biológica ocorre. Entretanto, a compreensão dos mecanismos evolutivos, pelos leigos, é importante para prover à população geral, armas de ataque contra os mais diversos tipos religiosos que tentam comparar em pé de igualdade a ciência da evolução e o criacionismo bíblico.

Para entendermos como opera a evolução teremos que aprender um pouco sobre biologia molecular. Nosso corpo é feito dos mais diferentes tipos celulares presentes em cada tecido e, cada um deles, realiza sua atividade específica através da produção de proteínas específicas à sua função. Essas proteínas são compostas por longas cadeias de moléculas conhecidas como aminoácidos, e são formadas através da tradução do DNA através do código genético. Isso significa que a informação para a produção das proteínas está codificada no DNA presente no núcleo de cada uma de nossas células. Cada conjunto de três letras químicas do DNA (os nucleotídeos: A, C, G e T) codifica um determinado aminoácido.

Por conseguinte, uma seqüência de digamos, 600 letras químicas do DNA, codifica uma proteína de 200 aminoácidos. Uma molécula de DNA é formada por duas enormes cadeias de nucleotídeos que se entrelaçam formando uma estrutura conhecida como dupla-hélice, que nada mais é do que duas fitas de nucleotídeos enroladas uma na outra.

Vários problemas podem causar danos em nosso DNA: a exposição à luz ultravioleta do sol e aos raios X, a ingestão de moléculas muito ionizadas (como os radicais livres), erros durante a replicação, presença de toxinas, etc. É interessante notar que, se o DNA fosse uma molécula que não sofresse danos e que não produzisse erros durante seu processo de cópia, a evolução não teria acontecido e é bem provável que não estivéssemos aqui.

O que importa, apesar de tudo, é que o DNA sofre danos e também erra em sua duplicação. Esses erros, na grande maioria das vezes, são substituições de bases, onde as letras químicas do DNA são trocadas. Se essa troca ocorrer dentro de um gene, uma área que leva à produção de uma proteína, existe uma boa chance de que essa proteína seja produzida de forma diferente da original, sendo diferente desta por um aminoácido. Considerando que a proteína original já funcionava bem, é mais provável que uma substituição leve a uma inativação ou diminuição da atividade química dessa molécula.

Menos freqüentemente, entretanto, pode acontecer um aumento da atividade química dessa molécula e o organismo em questão pode realizar uma determinada tarefa de forma mais eficiente que outros membros de seu grupo, adquirindo, assim, uma vantagem adaptativa. Se, e somente se, essa vantagem fizer com que o organismo que a possui tenha uma prole maior do que os outros membros de seu grupo, essa nova característica (resultante de uma nova proteína produzida por mutação em seu gene codificante) irá substituir aos poucos a característica ancestral, menos adaptada.

É importante notar que a mutação gerada no DNA é ao acaso, não é possível prever o local da substituição e o tipo de substituição que irá ocorrer. Digamos que um organismo ingira muita celulose e não possua uma proteína (enzima) capaz de quebrá-la. Se, por acaso, acontecesse uma mutação numa determinada proteína já existente que a fizesse ter atividade de quebra de celulose nesse organismo, ele poderia conseguir energia de forma bastante eficiente. Se isso acontecesse, ele conseguiria produzir mais energia com menos esforço e isso, provavelmente, aumentaria seu sucesso reprodutivo, pois ele poderia investir esse esforço extra em atrair mais fêmeas. Entretanto, sendo que a mutação acontece ao acaso, isso poderá nunca acontecer… a proteína que se transformaria naquela que quebra celulose pode nunca ser mutada.

Se considerarmos, entretanto, que a taxa de mutação do DNA é de cerca de um erro a cada dez mil nucleotídeos por geração, podemos esperar que, ao longo de das gerações e de diversas duplicações do DNA acabe surgindo um indivíduo que possua a capacidade de metabolizar a celulose, passando seu legado às próximas gerações. Assim, se aqueles que conseguem utilizar a celulose tiverem uma boa vantagem com relação aos que não conseguem é de se esperar que, ao fim de várias gerações, só existam indivíduos que apresentam essa característica. E isso é evolução!

Digamos ainda que existiam duas populações separadas desses organismos, uma de um lado de um rio e outra de outro e que eles não consigam atravessar o rio. Considerando que a mutação que leva à produção da enzima ocorre ao acaso, ela poderia acontecer na população que está do lado direito do rio e não na que está do lado esquerdo. Entretanto, outras mutações poderiam acontecer nessa população que está do lado esquerdo do rio, sendo que através de mutações no DNA em regiões gênicas, que geram alterações em proteínas, eles poderiam produzir dentes mais afiados que os levassem a alterar sua dieta de forma a se tornarem carnívoros, não necessitando da celulose para a alimentação.

No exemplo citado, consideramos apenas algumas características, mas, na verdade essas alterações acontecem nas diversas características das duas populações de cada lado do rio. Assim, com o acúmulo dessas mutações e o passar de milhares de anos, pode acontecer das duas populações não conseguirem mais se entrecruzar, gerando novas espécies.

Teoria da evolução das espécies: irradiação adaptativa

Irradiação adaptativa é o processo que resulta na formação de várias espécies a partir de uma origem comum. Ocorre geralmente quando uma espécie adquire uma característica que lhe permite explorar o ambiente de maneira diferente, ocorrendo sua expansão. Esta expansão, acompanhada de isolamento reprodutivo, leva à formação de novas espécies.

Também ocorre irradiação adaptativa quando uma espécie atinge um novo território. Se o local não for habitado por espécies semelhantes, e se houver diferentes tipos de ambientes a serem explorados e variabilidade genética na espécie invasora, os tipos “pré-adaptados” a esses diferentes ambientes, irão ocupa-los formando subpopulações. Estas, submetidas a pressões seletivas diversas poderão dar origem a um grupo de espécies pouco diferentes.

Teoria da evolução das espécies: mecanismos complementares

Mecanismos complementares são mecanismos que diferem, em sua natureza, dos mecanismos básicos (mutações, recombinação e seleção natural). Envolvem a participação de organismos originários de populações diferentes ou são condicionados por fatores independentes da seleção natural.

Migração: é resultante do deslocamento de indivíduos de uma população para a área de outra; as duas populações passam a conviver na mesma área e a se cruzar, reprodutivamente. Com a migração há a mistura de dois patrimônios genéticos, alterando-se a composição genética das populações iniciais. Há uma tendência à homogeneização das populações entre as quais se estabeleceu fluxo gênico através da migração.

Hibridação: cruzamento entre indivíduos de populações com patrimônios genéticos diferentes. Implica na quebra do isolamento e traz como conseqüência a diminuição das diferenças entre as duas populações, além da alta variabilidade genética da população resultante.

Deriva genética: oscilação ao acaso na freqüência gênica de populações pequenas, independente da seleção que pode provocar o aumento da freqüência tanto dos indivíduos bem adaptados, como dos mal adaptados. O mecanismo da deriva genética pode ser desencadeado por erro amostral (quando o patrimônio genético de uma geração não estiver representado nos zigotos produzidos por ela) ou pelo efeito do fundador .