As plantas que vivem sobre o ferro

As diferentes espécies e formas de vida da vegetação que existem ao nosso redor estão intimamente relacionadas com o tipo de solo em que estão estabelecidas. A fertilidade e a profundidade do solo selecionam as plantas que vão ocupar cada ambiente. Geralmente, onde há florestas os solos são profundos e férteis, pois as árvores são exigentes em nutrientes e em uma área maior de solo para expandir suas raízes, indispensáveis para a sustentação do tronco. Por outro lado, em solos rasos ou mais pobres em nutrientes estabelecem formas de vida de menor porte e adaptadas a essas condições.

Fig 1- Campo rupestre.

Diferentes tipos de vegetação, em resposta a diferentes solos, podem ser observadas na Amazônia, Mata Atlântica e Cerrado. No Cerrado existem vegetações campestres (campo limpo), savânicas (cerrado sensu stricto) e até florestais (cerradão); classificadas em função do hábito dominante, da composição florística e das propriedades dos substratos, que vão de rasos e pobres nos campos a profundos e ricos nas florestas. As vegetações campestres caracterizam-se por serem mais abertas, com predominância de gramíneas e poucas espécies lenhosas. As fitofisionomias savânicas são dominantes na paisagem e ocupam cerca de 65% da área do Cerrado. A vegetação do cerrado sensu stricto é formada por um estrato arbustivo-arbóreo com caule suberoso, ramificado e retorcido e outro herbáceo-graminoso e contínuo. As vegetações florestais apresentam espécies lenhosas com galhos tortuosos, distribuídas de forma mais adensada, com alturas variando de seis a oito metros.

Fig 2- Vegetação de canga.

Em muitos locais no Brasil ocorrem os afloramentos rochosos, como pontos isolados no espaço caracterizados pelo solo raso ou ausente, incluindo vários habitats relacionados com características da rocha. A vegetação associada a afloramentos rochosos sobre topos de serras e chapadas de altitudes superiores a 900 m e em rochas quartzíticas ou areníticas é chamada “campo rupestre” (Figura 1), quando ocorre acima de 1500m e em afloramentos de rochas de granito/gnaisse é denominada campo de altitude (espécies típicas desses campos são as Vellozia spp. (canela-de-ema) e Paepalanthus spp. (sempreviva)). Outros afloramentos que podem ser observados nos diferentes biomas são os de rochas ferruginosas, que apresentam elevada concentração de ferro. No Brasil estima-se que a cobertura total desses ambientes é de 10000 hectares. Em Minas Gerais os campos ferruginosos estão concentrados principalmente no Quadrilátero Ferrífero, com uma área de aproximadamente 7.200km2.

Fig 3. Ipomoea cavalcantei, espécie que ocorre apenas em campo rupestre da Amazônia.

A vegetação associada à afloramentos de rochas ferruginosas (também se inclui o conceito de Campos Rupestres) dá-se o nome de “Campos ferruginosos” ou “Vegetação de canga” (Figura 2). A alta concentração de metais pesados no solo é tóxica para muitas espécies vegetais, exigindo tolerância ao ferro para que consigam se adaptar ao ambiente e manter sua sobrevivência nessas condições. No Brasil, tais campos ocorrem principalmente no Quadrilátero Ferrífero e Triângulo Mineiro (MG), no domínio do Cerrado, e na Serra de Carajás (PA), no domínio da Floresta Amazônica. A vegetação muda completamente em função da natureza da rocha, sendo diretamente influenciada pela disponibilidade e acúmulo de nutrientes. Sendo assim, o cerrado rupestre, por apresentar vegetações inseridas entre as fendas das rochas, onde há um acúmulo maior de nutrientes, possui aspecto de savana (estrato herbáceo e/ou arbustivo-arbóreo), enquanto que em campos ferruginosos há menor proporção de espécies arbóreas devido ao menor acúmulo de nutrientes nas reentrâncias das rochas. Os domínios em que os campos ferruginosos estão inseridos influenciam-nos diretamente. Sobre a canga de Carajás ocorre grande riqueza de espécies distintas, como Ipomoea carajasensis, I. cavalcantei (Figura 3) e I. marabaenses, devido a presença da floresta amazônica circundando-a e do clima diferenciado ali existente. Já em outras cangas do país, a riqueza de espécies é menor: Lychnophora pinaster (Figura 4) ocorre apenas em cangas de Minas Gerais, Arthrocereus glaziovii só ocorre no quadrilátero ferrífero, e há espécies comuns de afloramentos rochosos de todo o Brasil como Vellozia compacta (Figura 5), Tibouchina multiflora e Dasyphyllum candolleanum.

Fig 4- Lychnophora pinaster ocorre apenas em cangas de MG.

Curiosamente, cerca de 97% da reserva de ferro do país está presente nessas áreas, o que faz com que a conservação desses ambientes seja afetada constantemente em função das práticas de mineração muito comuns nesses locais. Apesar disso, a conservação é indispensável, dada à singularidade desses ambientes, tanto em termos estruturais quanto florísticos, quanto por apresentarem nível elevado de endemismo de várias espécies. Os campos rupestres são considerados centros de diversidade de famílias como Eriocaulaceae, Xyridaceae e Velloziaceae, e de vários gêneros de Melastomataceae, Ericaceae e Asteraceae. Além da distribuição restrita, são pouquíssimas as unidades de conservação que contém essas comunidades, sendo o Parque Estadual da Serra do Rola Moça, próximo de Belo Horizonte, a mais destacada.

Fig 5- Vellozia compacta, espécie comum dos campos rupestres brasileiros.

Fernanda de Fátima Santos Soares é bióloga e mestranda na Unicamp na área de Botânica; Rúbia Santos Fonseca é bióloga, mestre e doutora em Botânica pela UFV. Atualmente é professora temporária da UFV, campus Rio Paranaíba. Desenvolve pesquisas na área de fenologia e biologia reprodutiva de plantas nativas

Dúvidas comuns sobre Paleontologia

Os homens das cavernas caçavam dinossauros?

Os dinossauros foram extintos mais de 60 milhões de anos antes do surgimento dos primeiros hominídeos e portanto, não conviveram com eles.

Porém, outros animais pré-históricos foram contemporâneos dos humanos, como os mamutes, as preguiças gigantes, os tigres de dentes de sabre e muitos outros. Os humanos caçaram e inclusive pintaram alguns destes animais nas cavernas.

Se o ser humano evoluiu a partir do macaco, por que o macaco ainda existe?

O Homo sapiens não se originou de nenhum macaco existente na atualidade. O ser humano e os outros “macacos” compartilham um ancestral comum, e fazem parte do mesmo grupo, o dos primatas.

Nossos parentes mais próximos na atualidade são os chimpanzés e os bonobos, com os quais compartilhamos um mesmo ancestral que encontra-se extinto. Portanto o chimpanzé não deve ser visto como o nosso “avô” e sim como o nosso “primo”.

Qual foi a causa principal da extinção dos dinossauros?

Um meteoro de grandes proporções atingiu a Terra há 65 milhões de anos, no final da era dos dinossauros. A sua cratera ocupa parte da Península de Yucatán e o Golfo do México. Este impacto teria tido conseqüências catastróficas não apenas para os dinossauros, mas também para a muitos seres vivos na Terra, incluindo vários grupos de invertebrados, plantas e protistas que também se extinguiram. No entanto, no caso particular dos répteis, ao parecer mudanças na flora e no clima já afetavam a alguns grupos antes mesmo da queda do meteoro, pelo que a queda deste teria apenas acentuado os problemas que eles já tinham.

Os dinossauros deixaram algum descendente?

De acordo com a maioria dos cientistas na atualidade, as aves são descendentes diretos dos dinossauros, ou seja, podemos dizer que as aves são dinossauros.

Os crocodilianos são parentes próximos dos dinossauros, mas não seus descendentes. O dragão de Komodo, embora de aspecto terrível, não é um dinossauro e sim um lagarto.

Microorganismos também podem se fossilizar?

Alguns microorganismos possuem partes duras, que podem fossilizar-se. Um exemplo destes organismos o constituem os foraminíferos, um grupo de protistas marinhos, principalmente planctônicos, que existe até nossos dias.

Os foraminíferos possuem carapaças formadas por uma proteína chamada quitina e estas tem uma grande capacidade de preservação. Outros microorganismos que se preservam com certa facilidade são os ostracóides (pequenos crustáceos aquáticos) e o pólen de diversas plantas. Pela sua abundância, os microorganismos fósseis são muito úteis para datar rochas através da Bioestratigrafia.

Esqueleto fóssil e reconstituição de um Lystrosaurus sp. Fonte: Museu de Melbourne

Os continentes estiveram mesmo todos unidos no passado? Quais as provas disso?

Os continentes se movimentam. Este fenômeno é conhecido como Deriva Continental, e o mecanismo que o causa chama-se Tectônica de Placas.

Os continentes tem se unido e separado mais de uma vez. A última vez que os continentes uniram-se foi no início do período Triássico, há 250 milhões de anos. Este super continente é denominado Pangéa, e sua existência durou mais de 50 milhões de anos.

Muitas evidências geológicas corroboram o movimento dos continentes, mas os argumentos mais fortes em favor da Deriva Continental tem sido obtidos pela distribuição dos fósseis. Alguns grupos de répteis terrestres extintos são encontrados unicamente na América do Norte e na Europa, e outros unicamente na América do Sul e na África, o que só pode ser explicado satisfatoriamente pela deriva continental. O réptil terrestre do período Triássico Lystrosaurus tem sido encontrado em regiões tão distantes entre si tais como África, Rússia, China, Antártida e Índia.

O movimento dos continentes é muito lento e continua em nossos dias. Se Colombo chegasse hoje a América, a encontraria 30 metros mais longe do que em 1492.

Juan Carlos Cisneros Martínez é biólogo, mestre e doutor em Geociências. Atualmente é professor da Universidade Federal do Piauí e atua na área de Paleontologia.
Esqueleto

A falsa dualidade entre Criação e Evolução

A questão sobre as origens do homem e do mundo remete a um amplo debate, no qual filosofia, religião e ciência entram em cena para explicar, a seu modo, como foi que isso ocorreu. Desde as primeiras manifestações mítico-religiosas o homem busca resposta para essa questão. Neste âmbito, até hoje a teoria criacionista é a que tem maior aceitação. Ao mesmo tempo, ao contrário do que muitos pensam, as diferentes religiões do mundo elaboraram uma versão própria.

O cristianismo, uma das crenças religiosas mais adotadas no mundo e protagonista das principais discussões sobre o tema, adota a Bíblia como fonte explicativa sobre a criação do homem. Segundo a narrativa bíblica, o homem foi concebido depois que Deus criou céus e terra. Feito a partir do barro e a imagem e semelhança de Deus, o homem teria ganho vida quando Deus insuflou o hálito da vida em suas narinas (Gn 2,7). O fato é que o livro do Gênesis não tem a intenção de descrever como se deu a criação, mais sim, apenas demonstrar que tudo provém de Deus (CIC)*. Vê-se pois, criacionismo é a crença de que o mundo e tudo o que existe nele são potencialidades de um ato criador de um deus.

Em contrapartida ao criacionismo há a teoria do evolucionismo. A Evolução Biológica consiste na mudança das características hereditárias de grupos de organismos ao longo de gerações. Grupos de organismos, denominados populações e espécies são formados pelas divisões de populações e espécies ancestrais; posteriormente os grupos descendentes passam a se modificar de forma independente. Portanto, numa perspectiva de longo prazo a evolução é a descendência com modificações, de diferentes linhagens a partir de ancestrais comuns. A evolução não busca explicar a origem da vida, mas sim descrever as mudanças pelas quais ela passa.

A discussão sobre ter havido evolução ou não é uma questão que foi resolvida no século XIX. Hoje não se discute mais isso. Essas são dúvidas de religiosos e cientistas desatualizados e que plantam esta idéia na sociedade. . Deus e Evolução não são mutuamente excludentes.

A evolução de fato ocorre; isso não está sob discussão. Não se trata de acreditar nela ou não, mais sim de aceitar a realidade. O fato agora é: acreditar que tudo tenha provido da vontade de um ser transcendental ou não. Isso é questão de fé e depende de cada pessoa. Pela fé compreende-se que Deus teria criado o mundo e inserido nele todas as potencialidades para que chegassem ao que é hoje e o que será no futuro. A ciência não pode opinar se foi Deus ou não quem criou tudo, justamente por que este também não é o seu objetivo. Já à evolução cabe descrever como, por quê meios e leis o mundo chegou ao que é hoje.

*CIC: Catecismo da Igreja Católica. Tido pelos católicos “como texto de referência, seguro e autêntico, para o ensino de sua doutrina”.

Willian Silva Lopes é acadêmico do curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e versado em filosofia religiosa/teológica pelo Seminário Maior Dom José André Coimbra.

A macrovisão da micromudança

A evolução é a ciência que estuda como a natureza se transforma ao longo das gerações, através da acumulação de pequenas mudanças que ocorrem nas populações de organismos vivos. Para entender como a evolução produziu a biodiversidade é preciso que estudemos dois processos:

a) como as espécies mudam através do tempo (microevolução); b) como uma espécie se torna duas espécies ou mais (macroevolução)

Micro x macro

Na verdade, estes dois “processos” são o mesmo, mas vistos em escalas diferentes. É como se tivéssemos um balde sob uma goteira… o constante pingar, em algum momento, encherá o balde, que transbordará. Podemos pensar nessas micromudanças da mesma forma, “pingando” aos poucos na história do grupo. Em algum momento, haverá um transbordamento, e os indivíduos da população, que estavam divergindo aos poucos de suas gerações passadas, podem passar a acumular diferenças cada vez maiores.

O primeiro processo é bastante conhecido e responde como ocorreu o desenvolvimento dos bicos dos tentilhões estudados por Darwin nas Ilhas Galápagos, por exemplo. Também explica o mecanismo de resistência de insetos a pesticidas, o surgimento de superbactérias, resistentes a todos os tipos de antibióticos, e por que nem sempre as vacinas contra a gripe funcionam como gostaríamos.

Entretanto, alguns críticos da teoria da evolução argumentam que a microevolução não poderia explicar a origem de novas espécies, ou a macroevolução. Estes dizem que membros de uma espécie não podem se tornar tão diferentes de outros indivíduos através da variação natural a ponto de se tornarem duas espécies não intercruzantes. Mas será que é isso que os cientistas concluem?

Uma questão de tempo…

Uma das maiores limitações com relação ao entendimento da Evolução é que suas evidências nos mostram uma história que nem sempre está acontecendo em frente a nossos olhos e que nem sempre ocorre do mesmo jeito para todos os seres vivos, uma vez que os protagonistas dessa história tem tempos diferentes para o desenvolvimento de seus papéis. Por exemplo, a gestação de um grande mamífero, como um elefante, pode levar até 22 meses. Em contrapartida, uma geração bacteriana pode durar apenas meia hora.

É fácil perceber, portanto, que se a evolução é a mudança ao longo das gerações, e as gerações entre diferentes organismos tem diferentes durações, não podemos esperar que a evolução opere no mesmo ritmo para todos os organismos. É por isso que é muito mais fácil percebermos que uma população de microorganismos mudou e passou a ter resistência a um composto qualquer, que poderá ser decisiva na sua sobrevivência e levá-la a tornar-se uma nova espécie, do que um organismo mais complexo e com maior tempo de geração adquirir uma grande mudança em sua biologia. Impossível é pensar que vivendo (com sorte) 100 anos, um ser humano seria capaz de ver essa mudança durante o período de sua vida.

Mas isso não significa que não podemos provar que as microevoluções produzem os padrões macroevolutivos. A natureza tem diversos meios de nos mostrar que as mudanças ao longo das gerações são capítulos da história natural dos grupos.

Uma das formas de vermos o registro histórico das mudanças dos grupos é olharmos literalmente para o passado da Terra. Com alguma sorte e a combinação certa entre acaso e solo adequado, um organismo pode passar a figurar como personagem principal na história de sua família.

Outra forma de percebermos que todos os organismos tem ancestrais diretos e um ancestral único comum é vermos as semelhanças que existem em biomoléculas, como o DNA. Em todos os seres vivos, o DNA é composto pelos mesmos elementos químicos e tem o mesmo papel.

Estas são evidências mais que seguras de que todos fazemos parte de uma história que vem acontecendo há muitos e muitos anos.

Karine Frehner Kavalco é bióloga, mestre em Genética e Evolução e doutora em Genética. Atualmente é professora da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e atua na área de Genética Ecológica e Evolutiva.

A conquista do ambiente terrestre pelos Vertebrados

Os primeiros Vertebrados surgiram nos oceanos, atingindo sua diversidade máxima na água salgada, assim como os peixes. De alguma maneira, o grupo deixou o ambiente aquático e conquistou o terrestre. Mas como isso foi possível?

Vamos lá, o sucesso na conquista de um novo ambiente envolve inúmeros fatores. O primeiro envolve o sistema ósseo, já que o esqueleto dos vertebrados deveria ser mais resistente, com juntas mais fortes. Nadadeiras frágeis foram substituídas por ossos rígidos, algumas costelas se modificaram em cintura escapular e pélvica, ocorrendo também alterações no crânio e pescoço. Tudo isso para sustentar o corpo fora d’água e resistir à força da gravidade e às demais exercidas pela própria locomoção animal.

O segundo se relaciona com os ossos, os quais não poderiam ser frágeis nem muito densos, já que isso os tornariam pesados demais. Assim, os animais que possuíam ossos intermediários, como os que temos hoje (com uma porção densa e uma “porosa”), se sobressaíram. Mas para sustentar um corpo, a musculatura também é essencial, já que mantém a postura e permite a locomoção e movimentação. Isso significa que todo o sistema muscular se modificou junto com o esquelético. Por fim, os feixes musculares simples que encontramos nos peixes, se ramificaram e tornaram-se mais desenvolvidos e fortes.

Tudo isso que foi dito não adiantaria de nada se não fosse possível respirar no ambiente terrestre, resultando na mudança lenta e gradual da respiração branquial para pulmonar. Acredita-se que os pulmões se desenvolveram ao longo de grandes alterações de uma estrutura semelhante à bexiga natatória dos peixes pulmonados. A bexiga natatória funciona como um balão, garantindo a flutuabilidade dos peixes ósseos na coluna de água. Entretanto, nos peixes pulmonados uma estrutura parecida é invadida por vasos sanguíneos, mantendo-se ricamente irrigada por sangue, onde acontecem então as trocas gasosas. As brânquias, não sendo mais necessárias, acabaram não sendo um fator de seleção, enquanto que os “novos pulmões” sim. Coloque anos de evolução e seleção natural atuando em cima desse novo sistema, e é possível que o resultado seja o pulmão que conhecemos. Por fim, o último detalhe para permitir a conquista do ambiente terrestre, seria controlar a perda de água, tão essencial para a vida. Os peixes em geral “urinam” amônia, elemento que necessita de muita água para ser eliminado. Além disso, a grande maioria dos peixes não apresenta pele muito espessa, já que no ambiente aquático, a disponibilidade de água não é um problema. Entretanto, no ambiente terrestre isso é bem diferente, o que fez com que os vários grupos de vertebrados passassem por diversas formas de seleção para lidar com a desidratação.

A começar pelos anfíbios, sua pele é bem mais espessa que a dos peixes, mas ainda assim muito fina, o que é compensado pelo alto número de glândulas lubrificantes na pele. Além disso, aqui não se excreta mais amônia e sim uréia, elemento que requer bem menos água para ser eliminado. No grupo dos répteis temos, além das glândulas, o aparecimento de escamas e ovos com casca, que funcionam como isolantes e já evitam bem mais a desidratação. Nas aves o sistema é parecido. A pele, que é fina e sem glândulas, é revestida por penas, que são excelentes isolantes, e há também a troca da excreta de uréia por ácido úrico, composto que quase não precisa de água na sua eliminação. Finalmente, chegamos aos mamíferos, que além de ter muitas glândulas, possuem a pele composta por várias camadas: gordura, células, queratina e pêlos. Com tudo isso, os vertebrados puderam se diversificar e se espalhar pelo ambiente terrestre, construindo toda a diversidade de animais que conhecemos.

Matheus Lewi C. B. de Campos é graduando em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa – Campus Rio Paranaíba e estagiário do Laboratório de Genética Ecológica e Evolutiva.

Revelando o passado

Desde o surgimento dos primeiros seres vivos na Terra até os dias de hoje, muitas mudanças ocorreram em nosso planeta, tais como as variações de temperatura, oscilações na quantidade de oxigênio na atmosfera e intensas atividades vulcânicas. Algumas dessas modificações foram tão bruscas que conseguiram modificas ou excluir completamente os organismos que viviam naquela época.

Alguns dos organismos que possuíam essa susceptibilidade de sobrevivência eram as trilobites, pertencentes ao filo Arthropoda, ao qual também fazem parte os insetos modernos. Esses animais viveram nos antigos oceanos durante cerca de 300 milhões de anos, entre os períodos Cambriano (há 550 milhões de anos) até o Permiano (há 250 milhões de anos). O surgimento das trilobitas está associado à explosão cambriana, onde a maioria dos filos e classes dos animais marinhos com esqueleto, viventes daquela época, apareceram rapidamente no registro fóssil.

As trilobitas possuíam um corpo oval, achatado e segmentado, o qual era dividido em três partes: cabeça, tórax e cauda, e é devido à essa divisão em três lobos a escolha do nome “Trilobites”. Além disso, possuíam um exoesqueleto composto por quitina e carbonato de cálcio, o que favoreceu os processos de preservação em fossilização dos seus exemplares (tais compostos conferem alta rigidez). Ao longo de seu crescimento, as trilobites sofriam várias mudas, descartando seu exoesqueleto sucessivamente, tal como ocorre hoje com os artrópodes. Esse pode ser um dos motivos de se encontrar tanta abundância de indivíduos desse grupo no registro fóssil.

Acredita-se que, em sua maioria, se tratava de animais marinhos bentônicos, ou seja, aqueles que vivem no fundo dos oceanos. Além disso, eram também cosmopolitas (encontrados no mundo todo). No Brasil, por exemplo, já foram encontrados registros fósseis de representantes desse grupo nas bacias do Paraná e Amazonas.

Do ponto de vista evolutivo, as trilobites se destacam pela sua extraordinária diversidade morfológica. Analisando os registros fósseis, é possível a identificação e classificação de mais de 1500 gêneros distintos e de 20000 espécies, as quais se diferem no formato, hábito de vida e tamanho (desde 1mm até mais de 70 cm). Por esta razão, é considerado como um dos grupos de animais extintos mais diversos que já habitaram a Terra. Essa sua diversidade de formas sugere que esses animais ocupavam um extenso nicho ecológico, assim possuíam diversos modos de vida, o que também incluía uma variedade de ocupações nos níveis tróficos, já que sua alimentação poderia ser filtradora, detritívora ou carnívora (predadora ou carniceira).

Outro fator marcante desse grupo, eram os olhos compostos de várias lentes em cada, o que é, de acordo com alguns evolucionistas, algo bastante complexo e sofisticado para aquele período. Esse fato acabou surpreendendo diversos pesquisadores, os quais acreditavam que os animais evoluíam suas características de algo mais simples para o mais complexo, ou “melhorado”. A questão é que esses olhos eram muito sensíveis aos movimentos e à variação de luz, eram constituídos de um mineral chamado calcita, o que conferia às lentes rigidez e não permitiam o ajuste do foco, assim como acontece nos olhos humanos. Porém, ela também podia eliminar as distorções de imagem, auxiliando assim as trilobites na busca por suas presas e fuga de predadores. Isso reforça que Evolução não significa melhoria, mas apenas mudança.

As trilobites eram animais fantásticos, abundantes e tão complexos quanto qualquer organismo encontrado atualmente. Conseguiram reinar nos oceanos antigos por milhões de anos e o formato de seus olhos pode ser uma das chaves para entender seu sucesso adaptativo e ampla diversidade de espécies. Além disso, o compreendimento das características e morfologias desse grupo, vem em auxílio para a ciência na construção da história evolutiva da vida na Terra, justificando a tamanha importância do grupo.

Texto: Beatriz Cranchi Pazetto, Graduanda em Ciências Biológicas

A evolução do voo e a origem das aves

O Planeta Terra como conhecemos hoje, passou por diversas mudanças ao longo dos milhares de anos para se tornar habitável. Como exemplo disso, temos as eras de gelo e as extinções em massa. Além disso, foram necessários alguns milhares de anos, e a ação de seres vivos como as bactérias, para que o oxigênio se tornasse presente na Terra, permitindo o início da expansão da diversidade no planeta. Isso foi um ponto positivo para que plantas terrestres se estabilizassem no ambiente, aumentando o oxigênio disponível, e permitindo que a “vida” saísse da água para colonizar o ambiente terrestre.

Dentre os animais que conseguiram se adaptar em um determinado momento da história na Terra, antes de serem extintos, podemos citar os dinossauros. Como sabemos, existiram várias espécies destes, algumas delas carnívoras, herbívoras, com um tamanho corporal maior ou com tamanho reduzido, e, em especial, as que utilizavam as quatro pernas (tetrápodes) e aquelas que só utilizavam duas (terópodes).

Um exemplo terópode é a espécie Microraptor zhaoianus, que apresentava penas por todo o corpo. Era uma espécie carnívora, sendo um dos menores dinossauros que já viveram na Terra, e que demonstram uma estreita relação evolutiva entre as aves e dinossauros, já que possuía longas penas em suas patas e cauda.

A origem das aves ainda é algo muito debatido no mundo acadêmico, e a teoria mais aceita é a de que as essas teriam evoluído a partir de pequenos e ágeis dinossauros terópodes, que com os milhões de anos adquiriram as penas e só depois aprenderam a voar. Em relação ao surgimento das penas, nos dinossauros terópodes, acredita-se que, em um primeiro momento, não surgiram para o voo propriamente dito, e sim com uma função metabólica, como a regulação da temperatura corporal para manter o corpo aquecido. Uma curiosidade sobre as penas, é que elas são distribuídas assimetricamente no corpo dos animais, o que é muito importante nas asas que possuem a função de voo, pois permite uma maior estabilidade do mesmo.

Quanto à origem do voo nos ancestrais das aves, duas teorias tentam buscar explicações. A primeira é a teoria arborícola, ou top-down (de cima pra baixo), que considera que os ancestrais das aves viviam no topo das árvores, e dessa forma pulavam de galho em galho entre elas. Além disso, aqueles que conseguissem se descolocar mais teriam uma vantagem na hora de fugir de predadores ou mesmo na busca por alimento, e, os que possuíssem uma maior força e habilidade na hora de planar teriam um sucesso relativamente maior. Um exemplo é o próprio Microraptor, onde a partir de experimentos em laboratório, tentando reproduzir como era o voo nessa espécie, viram que, por ser um animal escalador, saltava em busca de suas presas. Outra inferência com o estudo foi o fato de que esses indivíduos conseguiam alcançar distâncias maiores caso pulassem de perna fechada em relação à perna aberta.

A segunda é a teoria terrícola, ou bottom-up (de baixo pra cima), onde afirma que os ancestrais das aves eram na verdade corredores bípedes, e começaram a voar correndo ou se impulsionando do solo. Isso pode ter sido tanto para que conseguissem dar pequenos e rápidos saltos para escapar de predadores, ou mesmo para dar saltos sobre suas presas, utilizando suas asas primitivas para capturá-las contra o solo ou apenas derrubá-las no chão.

Portanto, embora ainda existam lacunas quanto à origem e evolução das aves, principalmente devido ao registro fóssil desse grupo não ser completo, a partir dessas informações, é possível obter uma compreensão razoável sobre o assunto. Espera-se que através de mais descobertas fósseis seja possível o esclarecimento sobre a origem desse grupo que tanto é debatido.

Elisa Gabriella Martins, Bacharela em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Viçosa, Campus Rio Paranaíba.

Mariposas causando alvoroço?

Rubens Pazza.

As mariposas salpicadas Biston betularia representam talvez a mais bem conhecida estória na biologia evolutiva. Antes da revolução industrial na Grã Bretanha, a forma mais observada destas mariposas era a clara, salpicada. A forma melânica, escura, foi identificada pela primeira vez em 1848, perto de Manchester, e aumentou em frequência até constituir mais de 90% da população de áreas poluídas em meados do século 20. Em áreas despoluídas, a forma clara ainda era comum. A partir dos anos 1970, entretanto, em decorrência de práticas conservacionistas e consequente diminuição da poluição, a frequência das formas melânicas diminuiu drasticamente, de cerca de 95% até menos de 10% em meados dos anos 90.

Desde 1890, vários trabalhos tentam explicar os fenômenos envolvidos no aumento da frequência da forma melânica, como efeito da cor sobre a eficiência térmica, indução das formas melânicas por efeitos diretos da poluição, entre outros diversos fatores atuando sozinhos ou em conjunto.  Em meados dos anos 50, Kettlewell explicou a mudança na frequência pela ação da caça visual por pássaros. A forma melânica ficava melhor camuflada no tronco de árvores em regiões poluídas, onde a fuligem matou o líquen. Por outro lado, as mariposas salpicadas ficavam melhor camufladas em áreas despoluídas.

Alguns autores, entretanto, afirmam que estas mariposas raramente permanecem no tronco das árvores durante o dia, preferindo regiões mais altas e protegidas.  Recentemente, experimentos simulando a visão dos pássaros demonstraram que os liquens efetivamente promovem uma boa camuflagem para as formas salpicadas. Alguns estudos identificaram um aumento na quantidade destes liquens bem como na frequência de formas claras das mariposas, embora a correlação com a diminuição da poluição ainda não possa ser esclarecida.

Apesar de inúmeros trabalhos demonstrarem que os estudos com a Biston são demonstrações da seleção natural, além de boas experimentações de campo, nos últimos anos alguns autores têm levantado suspeitas sobre os experimentos anteriores e Sargent, em 1998, atribui expressões de dúvida a quase todos os trabalhos passados.  Além disso, um livro lançado há alguns anos, de Janet Hooper, “Of Moths and Men”, acrescenta mais detalhes, concernentes ao convívio de Bernard Kettlewell e o grupo de estudo de E. B. Ford, abrindo margens para más interpretações e desentendimentos. Estes artigos são base para uma série de acusações infundadas. Um extremista antievolucionista, R. Mathews, classificou o exemplo da seleção natural da Biston como sendo uma “asneira científica”. É bom deixar claro que ele não é cientista.

Michael Majerus, um reconhecido pesquisador, autor do livro “Melanism, Evolution in Action”, comenta em um artigo de 2003 sobre as falhas contidas no livro de Hooper e suas acusações feitas a dois pesquisadores falecidos que não podem se defender. Majerus afirma que Hooper se julga capaz de fazer uma crítica mais convincente sobre o tema do que um grupo de pesquisadores geneticistas e entomólogos que passaram a vida estudando as mariposas. Um estudo de L. M. Cook conclui que no melanismo industrial de Biston betularia, tanto o aumento original e a recente diminuição na frequência das formas melânicas são notáveis exemplos de mudança genética natural, intimamente relacionada com a mudança do meio ambiente.

Como evolução é definida pela mudança na frequência das características herdadas ao longo do tempo, e a frequência da forma melânica da mariposa Biston betularia (cujos padrões de coloração são regidos por leis da Genética Mendeliana) aumentou e agora diminuiu em decorrência das leis antipoluição, isto é prova de evolução. Além disso, a velocidade e direção das mudanças podem ser explicadas apenas através da seleção natural, sendo assim, prova da evolução Darwiniana.

Mariposas Causando alvoroço

Rubens Pazza é biólogo, mestre em Biologia Celular e doutor em Genética e Evolução. Atualmente é professor da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba, e atua na área de Genético Ecológica e Evolutiva.


 

Como citar esse documento:

Pazza, R. (2012). Mariposas causando alvoroço? Folha biológica 3 (2):4

Entre cobras, sapos e lagartos… E milhões de anos de evolução!

 Rodrigo de Mello

 

Certa vez, depois de dizer que participaria de um congresso de herpetologia, minhas sobrinhas – Ana Carolina e Maria Fernanda, de 11 e 8 anos – me perguntaram o que era isso. Logo depois de explicar que tal evento é uma reunião entre pessoas que estudam anfíbios e répteis, detalhando que o primeiro grupo abriga todos os sapos, rãs e pererecas, e o segundo, todos os lagartos, crocodilos, cobras e tartarugas, ouvi: “credo… cobras, sapos e lagartos!”, combinado com os rostos com feições de nojo das meninas. A reação – ou opinião— da Carol e da Fernanda é bem comum; As pessoas geralmente propagam uma imagem asquerosa, perigosa ou maléfica desses animais em desenhos animados, filmes ou lendas. Entretanto, quando vemos esses animais estudados pela herpetologia de outro prisma, começamos a ver quão interessantes eles são começando pela sua história evolutiva.

O surgimento dos primeiros anfíbios e répteis aconteceu entre 300 a 400 milhões de anos atrás, quando a Terra ainda tinha seus continentes diferentes da conformação atual; eles aparecem simultaneamente com inovações evolutivas únicas para a conquista do ambiente terrestre – um lugar até então inexplorado por qualquer vertebrado. Desde então, a herpetofauna se tornou extraordinariamente rica e diversificada, representando porção significativa da fauna de vertebrados, particularmente em ambientes áridos e tropicais, onde são os vertebrados mais abundantes. No mundo todo, são mais de 6.700 espécies de anfíbios e mais de 9.500 espécies de répteis; só no Brasil o número de anfíbios e répteis catalogados está em torno de 900 e 750 espécies, respectivamente.  Esses animais desempenham importantes funções ecológicas na natureza, predadores de vários organismos. Sapos, rãs, pererecas e lagartos se alimentam de vários insetos e aranhas, são toneladas de insetos predadas todo ano; Imagine como seria a quantidade de insetos sem esses predadores! Muitas cobras predam ratos, animais associados à transmissão de algumas doenças e, por vezes, pragas de lavouras. Seus venenos produzem vacinas e salvam mais vidas humanas do que matam ou deixam sequelas, já que cobras só picam pessoas quando se veem ameaçadas por elas. Além disso, anfíbios e répteis também servem de alimento para vários animais como aves e mamíferos.

Portanto, sapos, cobras e lagartos são mais do que ingredientes em poções de bruxas malvadas das histórias ou criaturas que causam asco. Esses fascinantes animais que a herpetologia estuda, além de terem um papel ecológico e evolutivo crucial nos ecossistemas onde vivem, foram (e ainda tem sido!) fundamentais no desenvolvimento de disciplinas como Evolução, Biogeografia, Fisiologia, Ecologia, Conservação, entre outras, já que são ótimos modelos de estudo para o desenvolvimento de pesquisas. Assim, quando olhamos para anfíbios e répteis dessa forma, fica mais fácil compreender as palavras do poeta que diz que “a natureza é o único livro que oferece um conteúdo valioso em todas as suas páginas”

Entre cobras, sapos e lagartos... E milhões de anos de evolução!   (rodrigo)

Rodrigo de Mello é biólogo, mestre em Ecologia de Ambientes Aquáticos Continentais, e  doutorando em Ecologia e Evolução pela Universidade Federal de Goiás. Atua na área de filogeografia animal.


 

Como citar esse documento:

Mello, R. (2012). Entre cobras, sapos e lagartos… E milhões de anos de evolução! Folha Biológica 3. (1): 4

Seleção x Sorteio

 

Rubens Pazza

Definitivamente, evolução não ocorre ao acaso. Mas afinal, o que torna a evolução biológica não aleatória? Sem mesmo cunhar o termo “Evolução”, Darwin nos explica que as espécies sofrem mudanças ao longo das gerações, e que um processo chamado de “seleção natural” atua escolhendo os indivíduos que transmitirão suas características aos descendentes. Em outras palavras, a seleção natural determina quem viverá o tempo suficiente para se reproduzir, através do instinto básico de perpetuação da espécie.

Ora, se há uma seleção, não pode haver aleatoriedade. Não existe seleção “ao acaso”. Tomemos um exemplo: toda semana, inúmeras pessoas escolhem seis números que imaginam (e esperam) que sejam escolhidos dentre 50 em um determinado jogo da loteria. Caso acertem, recebem uma soma em dinheiro. Em um local apropriado, há uma urna contendo 50 bolas que representam os 50 números do jogo. Dessa urna retiram-se seis bolas, completamente ao acaso. Nenhum fator específico força a saída de um número da urna em detrimento de outro. Ou seja, os números são sorteados, tirados da urna aleatoriamente, um a um. Jamais diríamos que seis números são selecionados, mas sim, que foram sorteados.

Compare agora com o próximo exemplo: um determinado produtor planta feijão e retira de sua produção as sementes que utilizará na lavoura no próximo ano. Para isso, escolhe para o próximo plantio sempre as maiores sementes. As sementes menores são enviadas à Cooperativa. Não se pode dizer que as sementes que ele utilizará na próxima safra foram escolhidas ao acaso. O produtor utilizou um critério que selecionou determinadas sementes em detrimento de outras, ou seja, selecionou uma característica. Se tal escolha lhe garantirá maior produção na próxima safra ou não, depende quase exclusivamente da característica em questão ser hereditária ou não.

É importante ficar claro a diferença entre sorteio e seleção. No sorteio nenhuma característica em si é levada em consideração nas escolhas, tudo é ao acaso, aleatório. Em uma seleção, por outro lado, pelo menos uma característica é utilizada para separar ou escolher alguns membros dentro de um grupo. Pode-se pensar que assim como no exemplo citado, a seleção precisa de um Selecionador. Definitivamente isso está correto. É necessário um selecionador. No entanto, tal selecionador não precisa de inteligência, não precisa saber o que está fazendo. Voltemos ao exemplo anterior: o agricultor sabia o que queria: queria selecionar os maiores grãos para plantar na próxima safra. Este processo seletivo realizado pelo ser humano é conhecido como “seleção artificial” e ilustra bem o processo análogo que ocorre na natureza. Notamos claramente que o agente selecionador tem intencionalidade, pois tem um objetivo em mente; racionalidade, pois é capaz de planejar a seleção e idealizar um objetivo concretizado. Será então que todo processo de seleção envolve intencionalidade e racionalidade?

O biólogo Richard Dawkins, no livro “O relojoeiro cego”, cita um exemplo simples de como a ordem pode surgir do caos. Ao vermos a deposição de pedregulhos numa praia, percebemos uma ordem. As pedras menores localizam-se na região superior, aumentando gradativamente de tamanho conforme avançam para o mar, muitas vezes de um modo tão meticuloso e organizado que nossa mente poderia nos trair e nos levar a acreditar que devem ter sido intencional e racionalmente organizadas daquela maneira.  Um breve retorno à realidade nos mostra a verdade. Nas marés altas, a força das ondas empurra os pedregulhos para fora, praia acima. Entretanto, sabe-se que os obstáculos diminuem gradativamente a força das ondas. Assim, enquanto em regiões mais próximas da maré a força das ondas é suficiente para empurrar pedregulhos maiores, quanto mais para fora, menor será a força da onda e menores serão os pedregulhos que ela pode carregar. Como a força das ondas decresce gradativamente, vemos como resultado a gradativa ordem de tamanhos nos pedregulhos. Os pedregulhos não foram espalhados lá por sorteio, ao acaso. Foram selecionados. No entanto, não há intencionalidade nem racionalidade nesta seleção. O agente selecionador (a força das ondas) não precisa de inteligência.

Nenhum organismo vivo é alheio ao que lhe cerca. Todos interagem com o ambiente onde vivem, com outros integrantes de sua família, grupo, população ou espécie, com outros seres vivos, sejam eles predadores, presas, hospedeiros, parasitas simbiontes, alimento, decompositores. Enfim, sua vida afeta tudo ao seu redor e por tudo é afetada. Da mesma forma que os pedregulhos são afetados pelas ondas (entre outros fatores), os fatores que afetam um determinado ser vido podem agir sozinhos ou em conjunto, como agentes selecionadores, ou o que o jargão biológico chamaria de “pressões seletivas”.

Rubens Pazza é biólogo, mestre em Biologia Celular e doutor em Genética e Evolução. Atualmente é professor da Universidade Federal de Viçosa, campus de Rio Paranaíba e atua na área de Genética Ecológica e Evolutiva.

 


 

Como citar esse documento:

Pazza, R. (2011). Seleção x Sorteio. Folha Biológica 2 (1): 2