Evolução | Seleção Natural e Especiação

outubro 18, 2018

O processo de seleção natural está diretamente relacionado à formação de novas espécies, a especiação. Para tal, alguns conceitos básicos precisam ser conhecidos. Além do próprio significado de evolução, temos ainda a adaptação e os mecanismos de isolamento geográfico e reprodutivo. 

Tipos de seleção natural

Segundo Charles Darwin, a seleção natural é o mecanismo através do qual se explica a sobrevivência dos organismos mais aptos, ou seja, aqueles com maiores chances de deixar descendentes dadas às suas características.

Após Charles Darwin, diversos estudos sobre os processos evolutivos foram realizados, ampliando imensamente nossa compreensão sobre a seleção natural. Como consequência, tipos de seleção natural foram observados. A seleção estabilizadora, direcional e disruptiva. Os tipos de seleção podem ser observados nos gráficos da Figura 1. A linha tracejada representa a população original e, a vermelha, após o processo seletivo.


Figura 1 - Tipos de seleção natural.
(Fonte: Elaborado pelo autor)

Para compreendermos os tipos de seleção, vamos trabalhar com um exemplo. Digamos que em uma ilha foram introduzidos trezentos besouros, distribuídos igualmente entre pequenos, médios e grandes, ou seja, cem de cada. Voltamos anos depois para ver como o processo de seleção atuou sobre os besouros da ilha.

Uma das possibilidades seria a de todos os besouros terem morrido, pois não estariam adaptados às condições ambientais da ilha, mas não trabalharemos com essa possibilidade. Supondo que os besouros sobreviveram, temos 3 possibilidades.

A primeira possibilidade seria a da ocorrência de uma seleção direcional. Nesse caso, apenas uma as características extremas foi selecionada positivamente, ou seja, sobreviveu. É uma situação onde sobreviveriam apenas os besouros grandes ou os pequenos. Com esse tipo de seleção, observaríamos uma alteração populacional no gráfico que tenderia para um dos extremos.

A segunda situação seria a de uma seleção estabilizadora. Nesse caso, o processo seletivo priorizou os indivíduos com características intermediárias. Com base no exemplo, teria sobrevivido mais os besouros médios.

A terceira possibilidade seria a de uma seleção disruptiva. Nessa situação, o processo seletivo priorizou as duas características extremas, ou seja, pelo exemplo, sobreviveram os besouros pequenos e grandes ao mesmo tempo.

Lembre-se que a seleção natural nada mais é do que a pressão seletiva exercida pelo ambiente tendo em vista a limitação de recursos do mesmo. Desta forma, o processo seletivo em uma região não é a mesma de outra, pois a disponibilidade de recursos e condições ambientais são distintas. Com base nesse raciocínio, podemos falar sobre a especiação.

Tipos de especiação

O processo de formação de novas espécies depende basicamente do que denominamos isolamento reprodutivo, que pode ou não ser antecedido de um isolamento geográfico. Tendo em vista isso, vamos trabalhar esses conceitos.

O isolamento geográfico, como o próprio nome já induz, é basicamente a consequência de um fenômeno natural que segrega, separa populações, dividindo-a em dois ou mais subgrupos que ficam impossibilitados de se reencontrarem devido as limitações geográficas.

Um exemplo típico de isolamento geográfico está na ilhas galápagos, todo um arquipélago composto por ambientes únicos, seja em seu relevo, composição de solo ou clima. As espécies que habitam essas ilhas possuem adaptações também únicas como consequência dos processos de seleção diferenciados de cada região.

É necessário entender aqui que cada processo seletivo irá promover o acúmulo de características distintas nos grupos de indivíduos isolados em cada ilha. Essas diferenciações se acumulam durante as gerações, sendo repassadas aos descendentes como consequência do seu sucesso reprodutivo.



Figura 2 - Tipos de especiação.
(Fonte: https://bit.ly/2yqekKb)

Tendo em mente esse processo de diferenciação, podemos compreender o isolamento reprodutivo. Esse isolamento ocorre quando dois ou mais grupos oriundos de um grupo ancestral comum se diferenciam ao ponto de não mais poderem se reproduzir entre si. Esses subgrupos passam a compor, agora, espécies distintas, pois estão reprodutivamente isolados.

Se esse isolamento reprodutivo ocorrer como consequência de um isolamento geográfico, temo o que se define como especiação alopátrica. Contudo, alguns trabalhos mostram que o isolamento reprodutivo pode ocorrer sem que haja o isolamento reprodutivo.

Em alguns casos, população adjacentes interrompem o fluxo gênico entre si, sem que haja um isolamento geográfico. Isso ocorre como consequência da existência de diferentes nichos em um ambiente geograficamente contínuo. A interrupção da continuidade genética entre os indivíduos que demonstra o isolamento reprodutivo. Esse tipo de isolamento reprodutivo, sem que haja um isolamento geográfico é denominado de especiação parapátrica. 

Um outro tipo de especiação é a peripátrica. Nesse modelo, temos um isolamento reprodutivos entre grupos adjacentes, tal qual a especiação parapátrica. Contudo, o processo que iniciou a diferenciação dos subgrupos não foi a adaptação à diferente nichos, mas sim o que denominamos de efeito fundador. 

No efeito fundador, temos uma situação em que um pequeno grupo de indivíduo se separa do grupo parental, constituindo um nova população com características genéticas distintas. Por exemplo, Suponhamos que de um grupo de 1000 indivíduos, dez deles migram separadamente para uma área adjacente.

Após centenas de gerações, a população cresceu como consequência da endogamia, um tipo de reprodução realizada entre familiares. Desta forma, todos os descendentes dos 10 originais manteriam uma grande homogeneidade genética que os distinguirá do grupo ancestral ao ponto de causar um isolamento reprodutivo. Como resultado, temos duas espécies bem definidas.

Há, ainda, a especiação simpátrica. Nesse processo, o fluxo gênico entre os indivíduos de um mesmo grupo é interrompido por alterações na composição cromossômica dos descendentes, diferentemente do efeito fundador e da ocupação de distinta de nichos.

Um exemplo típico de fenômeno que causa um especiação simpátrica é a poliploidização. Nesse processo, indivíduos com quantidades de cromossomos distintos surgem em um grupo ancestral como resultado da união de gametas defeituosos diploides (2n).

Como é sabido, os gametas são estruturas haploides (n), ou seja, possuem a metade do número normal de cromossomos da espécie. Contudo, processos meióticos anormais podem produzir gametas diploides, por exemplo, graças à não separação dos cromossomos homólogos em uma etapa crítica.

Esses gametas defeituosos se encontram durante o processo reprodutivo de indivíduos do grupo parental. Contudo, ao invés de formar um indivíduo 2n, teremos indivíduos triploides (3n), tetraploides (4n) etc, à depender dos tipos de composições dos gametas.

Obviamente, indivíduos poliploides são raros, pois, na maioria dos casos, formam seres com anormalidades cromossômicas que afetam o funcionamento de órgãos e, consequentemente, dificultam a sua sobrevivência. Entretanto, em algumas situações, os poliploides sobrevivem e possuem fertilidade, o que os tornará uma nova espécie dentro do grupo ancestral, pois estarão reprodutivamente isolados deste.

Dois tipo de polipoides podem ser produzidos, aqueles que surgem de seres de mesma espécie ou os que surgem do cruzamento entre espécies distintas, mas geneticamente muito próximas. Esse segundo caso é ainda mais raro.

Existem certos mecanismos que comprovam o isolamento reprodutivo, sendo eles pré-zigóticos e pós-zigóticos. Os mecanismos pré-zigóticos são assim chamados por impedirem a formação de um zigoto, enquanto os pós-zigóticos o permitem. Vejamos os exemplos.

Mecanismos pré-zigóticos

Habitats distintos - Quando dois grupos vivem em habitats diferentes não podem se encontrar para acasalar e, como resultado, não podem gerar descendentes, estando assim, em isolamento reprodutivo.

Comportamentos distintos - Alguns grupos possuem nichos distintos ou comportamentos sazonais e, mesmo que estejam vivendo em uma mesma região, não se encontram para acasalar e, por isso, não podem gerar descendentes.

Órgãos reprodutores distintos - Alguns grupos podem vivem em um mesmo habitat e, até mesmo, possuir comportamentos semelhantes, mas estão incapacitados de se reproduzirem por possuírem órgãos genitais incompatíveis.

Incompatibilidade de gametas - Certos grupos de indivíduos vivem em um mesmo habitat, possuem nichos semelhantes e órgãos reprodutores compatíveis. Contudo, os gametas são incompatíveis de tal forma que os espermatozoides de um não sobrevivem no trato genital feminino do outro, impossibilitando a fertilização.

Mecanismos pós-zigóticos

Inviabilidade do zigoto/embrião - A incompatibilidade genética entre as espécies inviabiliza a sobrevivência do zigoto/embrião, causando a morte do mesmo. Isso ocorre em decorrência da má formação durante o desenvolvimento embrionário.

Infertilidade de híbrido - Em raros casos, a compatibilidade genética permite o desenvolvimento do embrião, originando assim, um híbrido. Contudo, a distinção genética existente torna os híbridos inférteis ou com pouco fertilidade. Essa baixa fertilidade piora ao longo das gerações, tornando os indivíduos totalmente inférteis.



Figura 3 - Gradualismo e equilíbrio pontuado.
(Fonte: https://bit.ly/2CpSqcY)

Tendo por base todos esses processos, precisamos avaliar, ainda, dois importantes fenômenos que relacionados à especiação, o Gradualismo e o Equilíbrio Pontuado. No gradualismo, temos um conceito bem estabelecido de que as espécies sofrem um processo lento de modificações ao longo das gerações. Já no equilíbrio pontuado, foi proposto que, em algumas situações, um acúmulo de mutações seriam repassadas à gerações seguinte, causando assim, uma súbita modificação nos descendentes.

Neste ponto finalizamos o artigo. Espero ter deixado os conceitos evolutivos um pouco mais claros para você. Se esse artigo lhe foi útil, deixe seu LIKE e COMPARTILHE para que possamos alcançar mais pessoas.

Um grande abraço e bons estudos.


Referências

RIDLEY, M. Evolution. 3ª Ed. Blackwell Publishing: Malden, MA, 2004.

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