A teoria sintética da evolução é a teoria da evolução mais bem fundamentada para explicar a mudança e a especiação das espécies. Explicamos aqui quais são seus fundamentos e declarações centrais.
A teoria sintética da evolução é um desenvolvimento posterior da teoria darwiniana da seleção.
É feita uma distinção entre os fatores evolutivos mutação e recombinação, seleção de adaptação, deriva gênica (seleção aleatória), migração (fluxo gênico) e isolamento.
O isolamento é responsável pela formação de novas espécies.
Resultados recentes em genética e pesquisa evolutiva indicam que a Teoria Sintética precisa de alguns acréscimos.
DARWIN lançou as bases para a compreensão dos mecanismos da evolução. Os elementos básicos de sua teoria (superprodução de descendentes, variabilidade e seleção) ainda são explicações válidas para eventos evolutivos. Com base nesses fundamentos, a teoria sintética tem retomado os achados de diversas áreas do conhecimento, como paleontologia, ecologia e genética, em especial a genética de populações. Ao explicar o processo evolutivo, a teoria sintética considera o pool genético de uma população e suas mudanças. Ela está investigando como a composição desse pool genético pode mudar.
Fatores evolutivos são as causas que são responsáveis por alterar o pool genético de uma população. Os fatores mais importantes são mutação e recombinação, seleção adaptativa, deriva gênica (seleção aleatória), migração (fluxo gênico) e isolamento.
Evidências recentes sugerem que a teoria sintética da evolução precisa ser complementada, particularmente no que diz respeito à cooperação, à relação entre ontogenia e filogenia e ao papel do comportamento na evolução.
Enquanto as teorias genéticas se concentram principalmente no efeito de seleção em genes individuais, as teorias genômicas da evolução enfatizam as interações entre genes e seções de genes.
Teoria da evolução sintética explicada de forma simples
Nossa terra tem uma enorme variedade de espécies animais e vegetais. Mas como as espécies podem realmente mudar e como podem surgir novas espécies?
A teoria sintética da evolução nos dá a resposta mais moderna e hoje mais segura para isso . Baseia-se na teoria da evolução de Darwin e foi/é expandido por descobertas da genética clássica e moderna (genética molecular e populacional), ecologia e sistemática. A teoria sintética da evolução é, portanto, uma síntese/combinação de diferentes campos de pesquisa. Acima de tudo, Ernst Mayr e Theodosius Dobzhansky são considerados os fundadores desta teoria da evolução.
Central para a teoria sintética da evolução são cinco mecanismos – os fatores evolutivos. Você pode alterar o pool genético (= todos os genes / variantes de genes) das populações. Isso permite explicar o surgimento de novas espécies e a diversidade (genética) dentro das espécies. Definição da teoria sintética da evolução
A teoria sintética da evolução (também: síntese moderna) combina a teoria da evolução de Darwin com descobertas de várias subáreas, como genética ou ecologia clássica e moderna. A teoria sintética é muitas vezes equiparada ao neodarwinismo, mas isso não é correto.
Um grande número de diferentes genótipos e fenótipos são criados por mutação e recombinação, que são então expostos aos efeitos de outros fatores evolutivos.
A seleção adaptativa faz com que indivíduos mais aptos tenham mais descendentes do que outros.
A deriva gênica (seleção aleatória) causa a mudança nas frequências gênicas por meio da seleção aleatória.
A migração (fluxo gênico) descreve as mudanças nas frequências gênicas em uma população causadas pela imigração ou emigração de indivíduos.
O isolamento é a separação de uma população em subpopulações entre as quais a troca de genes é restrita ou totalmente impedida. O isolamento é o pré-requisito para a especiação.
A teoria sintética da evolução de Darwin
A teoria sintética da evolução é baseada nas descobertas do biólogo Charles Darwin. Em sua teoria da evolução (teoria da seleção), Darwin descreve a evolução como um processo lento e gradual (gradual). De acordo com a teoria darwiniana da evolução , a “força motriz” da mudança das espécies é a seleção ou seleção natural.
Isso significa que os indivíduos mais bem adaptados com características vantajosas prevalecem sobre os menos adaptados com características desvantajosas. Darwin fez essas observações principalmente durante sua viagem às Ilhas Galápagos. O arquipélago foi descoberto bastante tarde e, portanto, os animais puderam se desenvolver sem a influência humana.
Entre outras coisas, ele descobriu que a forma do bico das espécies de tentilhões que vivem lá (“tentilhões de Darwin”) está adaptada à sua dieta. Um bico fino e fino é vantajoso para capturar e comer insetos. Para quebrar nozes, por outro lado, um bico forte e grosso.
Os fundamentos da teoria de Charles Darwin são:
- Superprodução de descendentes : Todos os seres vivos produzem mais descendentes do que o necessário para sustentar a espécie. No entanto, a população geral permanece a mesma a longo prazo.
- Variabilidade : Os “membros” de uma população não são iguais entre si, mas diferem em sua aparência.
- Seleção : Criaturas que são mais bem adaptadas ao seu ambiente sobrevivem com mais frequência do que aquelas que não são tão bem adaptadas (“sobrevivência do mais apto”). Eles podem, portanto, também se reproduzir com mais frequência e transmitir suas características hereditárias para seus descendentes. Você chama isso de alta aptidão biológica .
- Mudança de espécie : Com o tempo, a adaptação cada vez melhor das criaturas em uma população pode levar a uma mudança nas espécies.
Aliás, o biólogo Russel Wallance desenvolveu o conceito de seleção natural ao mesmo tempo que a teoria da evolução de Charles Darwin.
mutação e recombinação
Mutações são mudanças no genótipo que ocorrem espontaneamente ou como resultado de certas influências físicas ou químicas . Por um lado, as mutações criam novo material genético, que é então sujeito à influência de outros fatores evolutivos; por outro lado, alteram a frequência de certos alelos no pool genético de uma população por meio de certas taxas de mutação. Embora o número de mutações favoráveis seja extremamente pequeno, a recombinação genética pode torná-las mais prováveis de ocorrer em um indivíduo. Além disso, a diversidade de genótipos e, portanto, também de fenótipos em uma população aumenta consideravelmente. O mecanismo de recombinação mais importante em eucariotos é a recombinação entre sequências de DNA homólogas durante a prófase I da meiose.
Em procariontes e em menor grau também em eucariotos, também existem processos de troca genética entre indivíduos de uma geração, por exemplo. T. mesmo entre indivíduos de espécies diferentes (transferência de genes horizontal ou lateral, parasexualidade em bactérias). Além disso, certas seções de DNA, os chamados transposons, podem mudar sua posição dentro do genoma (recombinação transposicional).
seleção de ajuste
A seleção adaptativa faz com que indivíduos mais aptos tenham mais descendentes do que outros. Esta aptidão diferente pode e. B. na aquisição de alimentos, na competição por parceiros, na fuga de predadores ou na resistência a doenças. A seleção de ajustecomeça com os fenótipos. O pré-requisito é a diferença geneticamente determinada entre os indivíduos. Sua grande potência fica clara quando se considera as possibilidades de mudança no melhoramento de animais e plantas por meio da seleção direcionada pelo homem. As várias raças de pombo doméstico ou cão doméstico, todas descendentes da mesma espécie original e, apesar de suas grandes diferenças, ainda pertencem a essa espécie, são exemplos já citados por Darwin.
A seleção de ajuste pode ter efeitos bem diferentes. Em um ambiente constante, os extremos em particular são eliminados por meio da seleção. Isso reduz a faixa de variação nos fenótipos e genótipos. A seleção natural é, portanto, principalmente restritiva (seleção estabilizadora).
Se o ambiente de uma população muda, a seleção causa uma mudança na frequência de fenótipos e genótipos (seleção direcionada). Uma indicação da eficácia da seleção dirigida é a grande semelhança em estrutura e função, que muitas vezes foi adquirida em paralelo por representantes de grupos de parentesco muito diferentes sob a pressão de seleção do mesmo ambiente.
Finalmente, a seleção disruptiva leva ao colapso de uma população: certas variantes que não têm chance na população central podem ter uma vantagem seletiva em subáreas da área populacional. Tal situação pode ocorrer, por exemplo, como resultado da expansão da área de distribuição ou mudanças nas condições ambientais na faixa antiga da população.
Deriva genética (seleção aleatória)
A deriva gênica causa a mudança de frequências gênicas por meio de seleção aleatória. Por pura coincidência, certos indivíduos sobrevivem a desastres naturais como B. Incêndios florestais, inundações ou terremotos. Mesmo quando uma área é reassentada, as populações fundadoras consistem em uma combinação aleatória de genótipos. Quanto menor uma população, maior a influência de eventos aleatórios na distribuição de genes para a população filha. As populações naturais estão frequentemente sujeitas a flutuações de tamanho. Muitas vezes hiberna z. B. apenas alguns indivíduos, que então constroem a nova população no próximo ano. A seleção desses “progenitores” geralmente depende mais do acaso do que da “seleção adaptativa”. Outro ponto de partida importante para a seleção aleatória é o grande número de células germinativas, que são formadas principalmente no sexo masculino.
isolamento e especiação
O isolamento é a separação de uma população em subpopulações entre as quais a troca de genes é restrita ou totalmente impedida. O isolamento é o pré-requisito para a especiação.
Enquanto os fatores evolutivos mencionados até agora apenas levam a uma mudança dentro da população na maioria dos casos, o isolamento é a razão para a separação das espécies e, portanto, o pré-requisito para o surgimento da diversidade de formas nos seres vivos.
| Existem diferentes mecanismos de isolamento: | |
| 1. | No isolamento geográfico, a troca de genes entre subpopulações pode ser interrompida pela construção de montanhas, construção de ilhas ou transgressões marinhas. Bons exemplos são os tentilhões de Darwin nas Galápagos, as aves de pelagem no Havai ou as aeonies (plantas suculentas) nas Ilhas Canárias. |
| 2. | O isolamento ecológico pode ser iniciado por seleção disruptiva. Populações polimórficas se desenvolvem com adaptações a diferentes nichos ecológicos. No caso de parasitas, e. B. especiação em seus hospedeiros pode levar à formação de uma barreira genética. |
| 3. | Se o acasalamento bem sucedido entre os indivíduos de uma população é restrito, fala-se de isolamento biológico reprodutivo. Você pode, por exemplo, B. causada por alterações nas substâncias de contato (feromônios), comportamento de corte, época de acasalamento ou intolerância genética. |
Teoria da evolução sintética genética populacional
Darwin não sabia como as características podiam ser herdadas pelos descendentes. Isso foi explicado pela primeira vez pelas regras de herança de Gregor Mendel . As chamadas regras mendelianas levaram, entre outras coisas, a novas descobertas no campo da genética de populações – ou seja, a análise de processos de herança em populações. Isso trouxe a pesquisa evolutiva enormemente para a frente.
Populações são um grupo de indivíduos de uma espécie que compartilham o mesmo habitat e podem se reproduzir entre si. Por exemplo, uma espécie de pássaro em uma ilha.
Do ponto de vista da genética populacional, a evolução ocorre quando as frequências alélicas (frequências alélicas) no pool gênico de uma população mudam. A composição do pool genético deve, portanto, mudar para que novas espécies possam surgir.
Você pode imaginar que todos os genes de uma população “ nadam ” no pool genético, por assim dizer. Um gene, por exemplo, para a cor da pena de um pássaro, pode ocorrer em diferentes estados ( alelos ). Um alelo é responsável pela formação de uma cor de pena vermelha , outro para uma cor de pena amarela . Você então chama as características pronunciadas – neste caso a cor da pena – o fenótipo .
Mas como a frequência dos alelos individuais pode mudar? De acordo com a teoria sintética/moderna da evolução, cinco fatores chamados evolutivos são responsáveis por isso. Eles são considerados os mecanismos centrais da evolução.
O fator evolutivo
Por fatores de evolução, você entende os mecanismos que podem alterar a estrutura genética de uma população ou as frequências alélicas no pool genético.
Os cinco fatores evolutivos como parte central da teoria sintética da evolução são:
- Mutação : produz material genético alterado ( genes ); acontece aleatoriamente
- Recombinação : rearranjo dos genes de diferentes maneiras; emergência de novos genótipos e fenótipos; acontece aleatoriamente
Mutação e recombinação geram assim variabilidade genética (diversidade) em uma população.
- Seleção : seleção direcionada (“filtragem”) de características de indivíduos com base em sua adaptação ao ambiente
- Deriva gênica : mudança na frequência alélica no pool genético de uma população devido a eventos aleatórios, como erupções vulcânicas ou inundações
- Isolamento : Separação de uma população em subpopulações (por exemplo, por um rio); a reprodução não é mais possível entre as subpopulações
Se a separação persistir por um longo período de tempo, novas espécies podem surgir ( especiação simpátrica e alopátrica ).
Então você pode afirmar: As populações evoluem (se desenvolvem) quando indivíduos com diferentes composições genéticas ( genótipos ) têm diferentes estratégias reprodutivas e de sobrevivência.
Outras teorias evolutivas
Além da teoria sintética da evolução, muitas outras teorias da evolução se desenvolveram ao longo do tempo. Exemplos disso são as teorias da evolução de Lamarck ou Cuvier. Todas as teorias incluem diferentes abordagens para explicar o surgimento de novas espécies e a mudança de espécies. Você gostaria de aprender mais sobre essas diferentes teorias para expandir seu conhecimento das teorias evolutivas?