3º Ano - Ensino Médio - Noturno - Biologia - Energia.
TEMA: Processos de especiação
FIQUE POR DENTRO DOS CONCEITOS...
Especiação
Quando Darwin chegou às Ilhas Galápagos, ele observou que essas ilhas vulcânicas tinham muitas espécies de plantas e animais não encontradas em outros lugares do mundo. Mais tarde, ele se deu conta
de que essas espécies eram relativamente novas. Escreveu no seu diário: “No espaço e no tempo, parece que estamos nos aproximando daquele grande acontecimento – aquele mistério dos mistérios – o
primeiro aparecimento de novos seres vivos na Terra”.
O “mistério dos mistérios” que cativou Darwin é a especiação, processo pelo qual uma espécie se divide
em duas ou mais espécies. A especiação fascinou Darwin porque ela é responsável por uma enorme diversidade de vida, repetidamente gerando novas espécies que diferem daquelas existentes. A especiação explica não só as diferenças entre espécies, mas também semelhanças entre elas (a uniformidade
da vida).
Precisamos entender o que é uma espécie, pois existem vários conceitos dentro da biologia que define uma espécie, por este motivo, utilizaremos nesta seção o que chamamos de conceito biológico de
espécie. De acordo com esse conceito, uma espécie é um grupo de populações cujos membros têm o potencial de acasalar na natureza, produzindo prole viável e fértil – mas não conseguem produzir prole
viável e fértil com membros de outros grupos. Assim, os membros de uma espécie biológica são agrupados por serem compatíveis reprodutivamente, pelo menos em potencial. Todos os seres humanos,
por exemplo, pertencem à mesma espécie.
Denomina-se especiação o processo de formação de nova(s) espécie(s) ocorrido a partir de uma espécie ancestral. Envolve a ocorrência de diferentes eventos, como mutações, diversificação gênica e
seleção natural. Pode ser feita com ou sem a ocorrência de isolamento geográfico. Assim, distinguimos
dois tipos de especiação: alopátrica (allo, diferente; patris, lugar de origem) ou simpátrica (sym, com).
A) ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA
Nesse tipo de especiação, também conhecido por especiação geográfica ou ainda cladogênese, as novas espécies se formam quando uma população é dividida (separada) em dois ou mais grupos por uma
barreira geográfica, ou seja, quando entre os diferentes grupos se estabelece um isolamento geográfico.
Acredita-se que essa seja a forma predominante de especiação para a maioria dos grupos de organismos. Para que haja esse tipo de especiação, alguns eventos precisam ocorrer em etapas sequenciais.
São eles: isolamento geográfico, diversificação gênica e isolamento reprodutivo.
O isolamento geográfico é a separação física de indivíduos de uma população em subpopulações. As
barreiras geográficas que isolam ou separam as subpopulações podem ser, por exemplo, um rio que
corta uma planície, um vale que separa dois planaltos, um cadeia de montanhas, um braço de mar que
separa ilhas e continentes, etc.
A diversificação gênica é a progressiva diferenciação do conjunto gênico das subpopulações isoladas.
Ela é causada por dois fatores: mutações, que introduzem genes diferentes em cada uma das subpopulações isoladas, e seleção natural, que, atuando em ambientes distintos, pode preservar conjuntos de
genes em uma das subpopulações e eliminar conjuntos similares de outra.
O isolamento reprodutivo resulta da incapacidade, total ou parcial, de membros de duas subpopulações
se cruzarem, produzindo descendência fértil. Em geral, depois de um longo período de isolamento geográfico, as subpopulações isoladas se diferenciam tanto que perdem a capacidade de se cruzar e/ou
gerar descendentes férteis, tornando-se, assim, reprodutivamente isoladas. A partir do momento em
que se estabelece, entre duas subpopulações, o isolamento reprodutivo, elas são consideradas espécies distintas.
Existem diferentes tipos de mecanismos de isolamento reprodutivo que podem ser mecanismos pré-
-copulatórios (pré-zigóticos) e mecanismos pós-copulatórios (pós-zigóticos).
Mecanismos pré-zigóticos
Esses mecanismos impedem o encontro dos gametas ou dos casais potenciais (macho de uma população e fêmea de outra). Não há acasalamento nem fecundação. Há cinco desses mecanismos:
• isolamento estacional, sazonal ou temporal – ocorre quando duas populações, mesmo ocupando o
mesmo habitat, se reproduzem em épocas diferentes. É muito comum em plantas que florescem
em épocas diferentes do ano;
• isolamento comportamental ou etológico – ocorre quando há diferença de comportamento entre
as espécies, particularmente nos rituais de acasalamento. Nessa situação, as fêmeas reconhecem
apenas um padrão típico do macho da própria espécie: um tipo de dança, de movimento de cabeça
ou de asa, por exemplo. No caso dos pássaros canoros, a fêmea só aceita parceiros sexuais com o
canto típico da própria espécie;
• isolamento mecânico – não existe “ajuste” entre as peças genitais dos parceiros por causa de diferenças anatômicas. Ocorre também em flores cujas partes estão adaptadas a polinizadores diferentes: um tipo de flor pode ser polinizada apenas por beija-flores, por exemplo, e outro tipo, apenas
por abelhas;
• isolamento gamético – a fecundação não ocorre por incompatibilidade entre os gametas. Pode não
haver um encaixe entre as proteínas na membrana dos dois gametas ou, na fecundação interna, o
gameta masculino não sobrevive no sistema reprodutor feminino da outra espécie;
• isolamento de habitat ou ecológico – as duas populações vivem na mesma área geográfica, mas em
diferentes habitat. Até meados do século XIX, leões e tigres eram comuns na Ásia (os leões asiáticos
foram muito caçados; hoje eles existem apenas em uma área protegida na floresta de Gir, na Índia). Os
dois animais não se cruzavam porque os leões asiáticos viviam nas savanas e os tigres, nas florestas.
Mecanismos pós-zigóticos
Esses mecanismos ocorrem em etapas posteriores à fecundação, o que impede o desenvolvimento do
embrião ou provoca a esterilidade dos descendentes.
Há dois tipos:
- inviabilidade do híbrido – as diferenças genéticas entre os híbridos de duas populações impedem que
os genes atuem de forma coordenada e harmoniosa durante o desenvolvimento embrionário. Em consequência, o embrião não completa o seu desenvolvimento ou o indivíduo morre antes de atingir a idade
de reprodução;
- esterilidade do híbrido – neste caso, o híbrido é viável, mas não é capaz de produzir gametas funcionais,
o que pode ser causado por diferenças no número ou na estrutura dos cromossomos herdados dos pais,
que prejudica o pareamento na meiose. Também pode haver outras alterações, como desenvolvimento
anormal do fuso mitótico, que prejudica o movimento os cromossomos em direção aos polos da célula.
B) ESPECIAÇÃO SIMPÁTRICA
Na especiação simpátrica (do grego, syn, junto), a especiação ocorre em populações que vivem na mesma área geográfica. Como as barreiras reprodutivas se formam em populações simpátricas, já que seus
membros permanecem em contato? Embora esse contato (e o fluxo gênico dele resultante) torne a especiação simpátrica menos comum que a alopátrica, a especiação simpátrica pode ocorrer se o fluxo
gênico for reduzido por fatores como poliploidia, diferenciação de hábitat e seleção sexual (observe
que esses fatores também podem promover especiação alopátrica).
Uma modalidade de especiação simpátrica ocorre em plantas pela formação de indivíduos poliplóides,
como o trigo, a batata, o algodão e o tabaco. A poliploidia pode acontecer quando são produzidos gametas diploides (2n) por causa da não disjunção dos cromossomos durante a meiose. Se esses gametas
fecundarem outros gametas diploides, forma-se um indivíduo tetraplóide (4n), comum em plantas com
flores e, muitas vezes, mais resistente e produtivo que as plantas diplóides.
Por que podemos considerar que indivíduos tetraplóides formam uma nova espécie?
A explicação é que, se um gameta diplóide – produzido pelas plantas tetraplóides – fecundar um gameta haplóide – produzido por uma planta normal –, será formada uma planta triplóide (3n). Essa planta
é um híbrido estéril, pois, como possui número ímpar de cromossomos de cada tipo, não ocorre o
emparelhamento correto de cromossomos na meiose, e os gametas não são formados. Um exemplo
de planta triplóide é a laranja-da-baía; ela não produz gametas nem sementes e propaga-se assexuadamete por enxertos.
Assim, as plantas tetraplóides ficam isoladas reprodutivamente da planta original diploide e só formam
descendentes férteis com outras plantas tetraplóides. Portanto, podemos dizer que essas plantas formam uma nova espécie.
PARA SABER MAIS
ATIVIDADES
01 – (UFBA) Pássaros azuis estão representados na ilustração, que também destaca aspectos da biologia
e da nomenclatura biológica dessas aves.
02- (UFF-2005) Diferentes espécies de peixes herbívoros marinhos do mesmo gênero são encontradas
nas regiões tropicais do Oceano Atlântico, tanto na costa do Continente Americano, quanto na
costa do Continente Africano.
Após estudos sobre este grupo, foi possível elaborar o diagrama e o quadro a seguir, onde espécies supostamente distintas foram representadas por diferentes letras
a. Considerando os mecanismos de especiação, como poderia ser explicado o surgimento das espécies C e D a partir de uma espécie ancestral?
. Das espécies citadas, qual delas mais se assemelha à espécie ancestral?
c. Que tipo de relação/interação ecológica pode ocorrer entre D e E? Justifique sua resposta.
03- (UFRJ-2005) Indivíduos de espécies diferentes podem viver em simpatria, ou seja, viver no
mesmo lugar ao mesmo tempo, conservando-se como espécies diferentes, pois são isolados
reprodutivamente. Indivíduos de duas subespécies da mesma espécie apresentam diferenças
genéticas características de cada subespécie, mas não apresentam isolamento reprodutivo.
Duas subespécies podem viver em simpatria, mantendo-se como subespécies diferentes? Justifique
sua resposta.
04- (UFMG) Uma das hipóteses sobre a origem dos tentilhões atuais, existentes nas ilhas Galápagos,
supõe que eles descendem de um único tipo de tentilhão ancestral, que emigrou do continente
para as ilhas em épocas passadas.
O esquema a seguir representa a evolução desses pássaros.
Com relação ao esquema,
a. Escreva o nome do processo que levou ao aparecimento de todas as espécies atuais, a partir de um
ancestral comum.
b. Escreva o nome do processo que originou as variações notadas na forma e tamanho dos bicos, em
diferentes ambientes e ajustados a diferentes tipos de alimentos.
c. Cite dois mecanismos que poderiam impedir as espécies A e B de se tornarem uma única espécie.
Conceitue um desses mecanismos.
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