Seleção natural: mecanismo, evidência, tipos e exemplos

A seleção natural é um mecanismo evolutivo proposto pelo naturalista britânico Charles Darwin , onde não é um sucesso reprodutivo diferencial entre indivíduos de uma população.

A seleção natural atua em termos da reprodução de indivíduos portadores de certos alelos, deixando mais descendentes do que outros indivíduos com alelos diferentes. Esses indivíduos se reproduzem mais e, portanto, aumentam sua frequência. O processo de seleção natural darwiniana dá origem a adaptações.

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Fonte: consulte Fonte [CC BY 2.5 (https://creativecommons.org/licenses/by/2.5)], via Wikimedia Commons
À luz da genética populacional, a evolução é definida como a variação das frequências alélicas na população. Existem dois processos ou mecanismos evolutivos que dão origem a essa mudança: seleção natural e desvio de genes .

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Charles Darwin

A seleção natural é incompreendida desde que Darwin fez conhecer suas idéias revolucionárias.Dado o contexto político e social da época, as teorias naturalistas foram extrapoladas erroneamente para as sociedades humanas, frases emergentes que agora são viralizadas pela mídia e documentários como “a sobrevivência dos mais fortes”.

O que é seleção natural?

A seleção natural é o mecanismo proposto pelo naturalista britânico Charles Darwin em 1859. O assunto é tratado com grande detalhe em sua obra-prima A Origem das Espécies .

É uma das idéias mais importantes na área da biologia , pois explica como todas as formas de vida que podemos apreciar hoje se originaram. É comparável às idéias de grandes cientistas de outras disciplinas, como Isaac Newton , por exemplo.

Darwin explica através de inúmeros exemplos observados durante suas viagens como as espécies não são entidades imutáveis ​​no tempo e propõe que todas elas venham de um ancestral comum.

Embora existam dezenas de definições de seleção natural, a mais simples e mais concreta é a de Stearns e Hoekstra (2000): “seleção natural é a variação no sucesso reprodutivo associada a uma característica herdável”.

É necessário mencionar que a evolução e a seleção natural não perseguem uma meta ou objetivos específicos. Produz apenas organismos adaptados ao seu ambiente, sem qualquer especificação da configuração potencial que esses organismos terão.

Mecanismo

Alguns autores expressam que a seleção natural é uma inevitabilidade matemática, pois ocorre sempre que três postulados são cumpridos, o que veremos abaixo:

Variação

Indivíduos pertencentes à população têm variações. De fato, a variação é uma condição sine qua non para que os processos evolutivos ocorram.

A variação nos organismos ocorre em diferentes níveis, desde variações nos nucleotídeos que compõem o DNA até morfologias e variações no comportamento. À medida que diminuímos o nível, encontramos mais variação.

Herdabilidade

A propriedade deve ser herdável. Essas variações presentes na população devem passar de pais para filhos. Para verificar se um caractere é herdável, um parâmetro chamado “herdabilidade” é definido como a proporção da variação fenotípica devido à variação genética.

Matematicamente, é expresso como h 2 = V G / ( V G + V E ). Onde V G é a variação genética e V E é o produto da variação do ambiente.

Existe uma maneira muito simples e intuitiva de quantificar a herdabilidade: a medida do caráter dos pais é traçada. O personagem nas crianças. Por exemplo, se queremos confirmar a herdabilidade do tamanho do bico nas aves, medimos o tamanho e nos pais e os representamos graficamente em relação ao tamanho das crianças.

Caso observemos que o gráfico tende a uma linha ( r 2 é próximo de 1), podemos concluir que as características são herdáveis.

O personagem que varia está relacionado à aptidão

A última condição para a seleção natural atuar na população é a relação da característica com a aptidão – esse parâmetro quantifica a capacidade dos indivíduos de se reproduzir e sobreviver e varia de 0 a 1.

Em outras palavras, essa característica deve aumentar o sucesso reprodutivo de seu portador.

Exemplo hipotético: a cauda do esquilo

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Esquilo Kaibaba

Vamos pegar uma população de esquilos hipotéticos e pensar se a seleção natural poderia ou não agir sobre ela.

A primeira coisa que devemos fazer é confirmar se há variação na população. Podemos fazer isso medindo os caracteres de interesse. Suponha que tenhamos encontrado variação na cauda: existem variantes com cauda longa e cauda curta.

Posteriormente, devemos confirmar se a característica “tamanho da cauda” é herdável. Para fazer isso, medimos o comprimento da fila dos pais e a plotamos contra o comprimento da cauda das crianças. Se encontrarmos uma relação linear entre as duas variáveis, isso significa que, de fato, a herdabilidade é alta.

Finalmente, devemos confirmar que o tamanho da cauda aumenta o sucesso reprodutivo do portador.

A cauda mais curta pode permitir que os indivíduos se movam com mais facilidade (isso não é necessariamente verdade, é para fins puramente didáticos) e permite que eles escapem dos predadores com mais sucesso do que os portadores de cauda longa.

Assim, ao longo das gerações, a característica “colar curto” será mais frequente na população. Isso é evolução por seleção natural. E o resultado desse processo simples – mas muito poderoso – são as adaptações.

Evidências

A seleção natural e a evolução em geral são apoiadas por evidências extraordinariamente robustas de várias disciplinas, incluindo paleontologia, biologia molecular e geografia.

Registro fóssil

O registro fóssil é a prova mais clara de que as espécies não são entidades imutáveis, como se pensava antes da época de Darwin.

Homologia

Os descendentes com modificações levantadas na origem das espécies encontram apoio nas estruturas homólogas – estruturas de origem comum, mas que podem apresentar certas variações.

Por exemplo, o braço do humano, a asa do morcego e as barbatanas das baleias são estruturas homólogas entre si, uma vez que o ancestral comum de todas essas linhagens possuía o mesmo padrão de ossos na parte superior. Em cada grupo, a estrutura foi modificada dependendo do estilo de vida do organismo.

Biologia molecular

Da mesma forma, os avanços na biologia molecular permitem conhecer as seqüências em diferentes organismos e não há dúvida de que existe uma origem comum.

Observação direta

Finalmente, podemos observar o mecanismo da seleção natural em ação. Certos grupos com tempos geracionais muito curtos, como bactérias e vírus, permitem que a evolução do grupo seja observada em um curto período de tempo. O exemplo típico é a evolução dos antibióticos.

O que não é seleção natural?

Embora a evolução seja a ciência que dá sentido à biologia – citando o famoso biólogo Dobzhansky “nada faz sentido na biologia se não estiver à luz da evolução” – há muitos conceitos errados na biologia evolutiva e nos mecanismos relacionados à Está.

A seleção natural parece ser um conceito popular, não apenas para acadêmicos, mas também para a população em geral. No entanto, ao longo dos anos, a ideia foi distorcida e deturpada, tanto na academia quanto na mídia.

Não é a sobrevivência do mais apto

Ao mencionar “seleção natural”, é quase impossível não evocar frases como “a sobrevivência dos mais aptos ou dos mais fortes”. Embora essas frases sejam muito populares e tenham sido amplamente usadas em documentários e afins, elas não expressam com precisão o significado da seleção natural.

A seleção natural está diretamente relacionada à reprodução dos indivíduos e indiretamente à sobrevivência. Logicamente, quanto mais um indivíduo vive, mais possibilidades ele tem para reproduzir. No entanto, a conexão direta do mecanismo é com a reprodução.

Do mesmo modo, o organismo “mais forte” ou “mais atlético” nem sempre se reproduz em maior quantidade. Por essas razões, é necessário que a frase conhecida seja abandonada.

Não é sinônimo de evolução

A evolução é um processo de duas etapas: aquele que causa variação (mutação e recombinação), que é aleatório, e um segundo passo que determina a mudança nas frequências alélicas da população.

Este último estágio pode ocorrer por seleção natural ou por deriva genética ou genética. Portanto, a seleção natural é apenas a segunda parte desse fenômeno maior chamado evolução.

Tipos e exemplos

Existem várias classificações da seleção. O primeiro classifica os eventos de seleção de acordo com seus efeitos na média e na variação na distribuição de frequência do personagem estudado. São eles: seleção estabilizadora, direcional e disruptiva

Também temos outra classificação que depende da variação da aptidão física de acordo com a frequência dos vários genótipos da população. Estas são as seleções dependente da frequência positiva e negativa.

Finalmente, há a seleção difícil e suave. Essa classificação depende da existência de competição entre indivíduos na população e da magnitude da pressão seletiva. Abaixo, descreveremos os três tipos mais importantes de seleção:

Seleção do estabilizador

Há uma seleção estabilizadora quando indivíduos que têm o caráter “médio” ou mais frequente (aqueles que estão no ponto mais alto da distribuição de frequências) são aqueles que têm maior aptidão.

Em contraste, os indivíduos nas caudas do sino, longe da média, são eliminados ao longo das gerações.

Nesse modelo de seleção, a média permanece constante ao longo das gerações, enquanto a variação diminui.

Um exemplo clássico de estabilizar a seleção é o peso da criança no nascimento. Embora os avanços médicos tenham relaxado essa pressão seletiva com procedimentos como cesariana, o tamanho geralmente é um fator decisivo.

Bebês pequenos perdem calor rapidamente, enquanto bebês com peso médio significativamente maior têm problemas no parto.

Se um pesquisador procura estudar o tipo de seleção que ocorre em uma determinada população e quantifica apenas a média da característica, ele pode chegar a conclusões erradas, acreditando que a evolução não está ocorrendo na população. Portanto, é importante medir a variação do personagem.

Seleção direcional

O modelo de seleção direcional propõe que, ao longo das gerações, os indivíduos que estão em uma das caudas da distribuição de frequências sobrevivam, no setor esquerdo ou direito.

Nos modelos de seleção direcional, a média muda ao longo das gerações, enquanto a variação permanece constante.

O fenômeno da seleção artificial realizada pelo homem em seus animais e plantas domésticos é uma seleção direcional típica. Geralmente, procura-se que os animais (por exemplo, gado) sejam maiores, produzam mais leite, sejam mais fortes, etc. Da mesma forma ocorre em plantas.

Com o passar das gerações, a média do caráter selecionado da população varia de acordo com a pressão. Se vacas maiores forem procuradas, a média aumentará.

Em um sistema biológico natural, podemos dar o exemplo da pelagem de um certo mamífero pequeno. Se a temperatura diminuir constantemente em seu habitat, aquelas variantes que têm uma mutação aleatória, uma camada mais espessa será selecionada.

Seleção disruptiva

A seleção disruptiva age favorecendo indivíduos que estão mais afastados da média. À medida que as gerações passam, as caudas aumentam sua frequência, enquanto os indivíduos próximos à média começam a diminuir.

Nesse modelo, a média pode permanecer constante, enquanto a variação aumenta – a curva se torna cada vez mais ampla até acabar se dividindo em duas.

Sugere-se que esse tipo de seleção possa levar a eventos de especiação, desde que ocorra isolamento adequado entre as duas morfologias localizadas nas extremidades da cauda.

Por exemplo, uma certa espécie de ave pode ter variações marcantes no bico. Suponha que haja sementes ideais para picos muito pequenos e sementes ideais para picos muito grandes, mas os picos intermediários não recebem um alimento apropriado.

Assim, os dois extremos aumentariam em frequência e, se as condições apropriadas que propiciam os eventos de especiação ocorrerem, pode ser que, com o tempo, indivíduos com diferentes variações do pico se tornem duas novas espécies.

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Fonte: Ealbert17 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], do Wikimedia Commons

Referências

  1. Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, BE (2004). Biologia: ciência e natureza . Pearson Education.
  2. Darwin, C. (1859). Sobre as origens das espécies por meio da seleção natural. Murray
  3. Freeman, S. e Herron, JC (2002). análise evolutiva . Prentice Hall.
  4. Futuyma, DJ (2005). Evolução Sinauer
  5. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC e Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia (Vol. 15). Nova York: McGraw-Hill.
  6. Rice, S. (2007). Enciclopédia da Evolução . Fatos no arquivo.
  7. Russell, P., Hertz, P., & McMillan, B. (2013). Biologia: a ciência dinâmica. Nelson Educação
  8. Soler, M. (2002). Evolução: a base da biologia . Projeto Sul

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