Evolução Biológica é um FATO CIENTÍFICO

- Atualizado no dia 21 de janeiro de 2022 -

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          Um estudo publicado em 2017 no periódico PLOS Biology (Ref.1) mostrou que, para melhor facilitar o entendimento dos estudantes em relação à Evolução Biológica, a melhor estratégia é primeiro focar no ensino da genética, tratando ambas as disciplinas como uma só e não independentemente, como geralmente é feito (e muitas vezes com grande intervalo de tempo entre as duas). Além disso, os pesquisadores responsáveis pelo estudo mostraram que apenas o ato de ensinar a Evolução já aumentava em mais de 80% a aceitação dos estudantes quanto à visão científica do processo evolutivo. Torna-se óbvio que um bom planejamento de ensino é essencial para que a ciência da Evolução Biológica ganhe seu merecido reconhecimento dentro da nossa sociedade e pare de sofrer críticas extremistas sem fundamentação lógica. Não existe biologia sem evolução biológica. E a genética grita em concordância.

          Quando a Teoria da Evolução por Seleção Natural foi proposta e anunciada por Charles Darwin, no século XIX, houve uma grande resistência às suas ideais, especialmente pelo robusto corpo religioso Europeu dominante na época. Tudo que surge desafiando enraizadas crenças tende a ter uma recepção inicial nada agradável. Caso as novas ideias tenham base lógica e cientificamente comprovada, com o tempo e com insistentes esclarecimentos essa recepção inicialmente negativa vai dando lugar a uma gradual aceitação, primeiro no meio acadêmico e depois entre a população em geral. Porém, a  Evolução Biológica é um assunto ainda polêmico mesmo depois de quase 2 séculos após seu estabelecimento inicial. Apesar de conter um forte corpo de evidências favoráveis e comprobatórias e, virtualmente, total aceitação no meio científico, estruturas religiosas são ainda fortes em todos os cantos do mundo, e a visão de um ser humano especial vai de encontro aos preceitos evolucionários de uma origem comum.

        Como o assunto é extenso e complexo, o artigo a seguir foi dividido em tópicos com placas bem destacadas, para melhor guiar o leitor. Ao longo do artigo são também indicados links para conteúdos complementares, os quais são leituras mais do que recomendadas, especialmente o artigo: Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?.
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        Tópicos discutidos:

• O QUE É UMA TEORIA? Aqui é feita uma definição do termo 'teoria' no contexto científico e mostrada a diferença entre Teoria da Evolução Biológica e Evolução Biológica
• O QUE É A EVOLUÇÃO BIOLÓGICA? Aqui é abordado um resumo explicando o básico sobre a Evolução Biológica, incluindo os mecanismos evolucionários associados
• EVIDÊNCIAS CIENTÍFICAS Aqui é listada as várias evidências científicas corroborando a Evolução Biológica, desde registros fósseis até estruturas genéticas
• CRIACIONISTAS X EVOLUÇÃO BIOLÓGICA Aqui os principais argumentos contra a Evolução Biológica são apresentados e derrubados
• CONCLUSÃO Aqui é feito um comentário geral sobre o tema 

Artigos específicos:

• Acesse: Quais os mecanismos de evolução biológica?
• Acesse: Quais as evidências da evolução biológica?
• Acesse: Principais argumentos Criacionistas contra a Evolução Biológica esclarecidos
• Acesse: Epigenética, Plasticidade Fenotípica e Evolução Biológica
• Acesse: O que é a Deriva Genética?
• Acesse: Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo? 
• Acesse: Dois novos mecanismos evolutivos foram propostos: Recompensa Natural e Seleção Termodinâmica

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          Apesar de usarmos a palavra 'teoria' de forma bastante arbitrária no nosso cotidiano, no meio acadêmico esse termo possui um significado bastante distinto e poderoso. Infelizmente, devido ao fato de muitos não saberem qual é o real significado da palavra 'teoria', vários mal entendidos e desinformações surgem no meio popular.

        Geralmente, quando as pessoas usam o termo 'teoria', elas acabam o confundindo ou com o significado do termo 'hipótese', ou para exprimir uma especulação ou até para esboçar um pressentimento. Em outras palavras, acabam usando 'teoria' para descrever uma conclusão baseada em evidências fragmentadas ou inconclusivas. Mas, pelo contrário, a definição científica formal de teoria faz referência a uma explicação compreensiva de algum aspecto da natureza que é suportada por um vasto corpo de sólidas evidências.

           Muitas teorias científicas são tão bem estabelecidas que, mesmo surgindo novas evidências, acaba sendo pouco provável que elas serão substancialmente alteradas. Por exemplo, ninguém questiona ou questionará o fato da Terra girar ao redor do Sol (Teoria Heliocêntrica), ou que os seres vivos são feitos de células (Teoria Celular) (1), ou que a matéria comum é constituída por átomos (Teoria Atômica) ou que a crosta terrestre é composta por sólidas placas que estão em constante movimento (Teoria das Placas Tectônicas). Assim como outras teorias fundamentais da natureza, a Teoria da Evolução Biológica é suportada por tantas observações e experimentos que o consenso científico hoje é confiante de que sua base estrutural é impossível de ser questionada por quaisquer novas evidências.

           E uma das características mais formidáveis das teorias é a capacidade delas de fazerem predições sobre eventos ou fenômenos naturais que não foram ainda observados. Voltando na Teoria Gravitacional, foi possível com ela prever séculos atrás dois planetas desconhecidos no nosso Sistema Solar: Netuno e Urano. Já a Teoria da Relatividade Geral e Restrita do Einstein permitiu e ainda permite a previsão de vários fenômenos, como as tão aclamadas Ondas Gravitacionais, observadas recentemente (O que são as Ondas Gravitacionais?). Já com a Teoria da Evolução, biólogos evolucionistas que descobriram o gênero extinto Tiktaalik tinham previsto que encontrariam os fósseis de animais intermediários entre os seres terrestres e seres marinhos em sedimentos com idade próxima de 375 milhões de anos atrás. De fato, eles descobriram os fósseis de uma espécie Tikaalik roseae, em 2004, que possuía as características tanto de animais terrestres e marinhos (membros, sistema respiratório, etc.). Isso reforçou ainda mais a teoria evolucionária hoje aceita.

          Mas, obviamente, todas as teorias científicas são sujeitas a um contínuo refinamento à medida que novos avanços científicos são alcançados, permitindo, por exemplo, que novas tecnologias abram caminho para observações e experimentos que antes não eram possíveis. A Teoria Gravitacional de Isaac Newton, desenvolvida no século XVII, apesar de marcar um grande avanço para a humanidade e continuar sólida e muito útil até hoje, sofreu grandes otimizações com a mecânica relativística desenvolvida por Albert Einstein - com a ajuda de outros grandes cientistas na época - no início do século XX, a partir da Teoria da Relatividade Geral e Restrita. Porém, a gravidade e seus princípios básicos são um fato científico, e nenhum cientista questiona isso.

         Da mesma forma, a teoria que hoje usamos para explicar a evolução biológica e a biodiversidade na Terra a partir de uma ancestralidade comum, é amplamente aceita e eficiente, mas está sempre sofrendo otimizações com os novos avanços científicos, especialmente para explicar mecanismos biológicos que aparentemente entram em conflito com a teoria clássica, como a reprodução sexuada, a maturidade atrasada e o envelhecimento. Porém, mais uma vez, a EVOLUÇÃO BIOLÓGICA, em si, é um FATO científico, e isso é algo inquestionável no meio acadêmico, e ela foi - e continua sendo - a responsável pela diversificação de toda a vida no nosso planeta desde o seu surgimento inicial, independentemente dos caminhos traçados que levaram à nossa atual biodiversidade ou de como a vida primeiro surgiu. Já a Teoria da Evolução Biológica é sustentada por princípios incontestáveis, como seleção natural e sexual, que vêm para explicar como ocorreu/ocorre essa evolução biológica. Mas, reforçando, essa teoria está aberta a mudanças e a adições.

          E é importante diferenciar um 'fato científico' de uma 'verdade absoluta'. Por exemplo, um feto em mamíferos - ou ovos no caso dos monotremados - só se desenvolve no corpo das fêmeas, porque estas possuem os órgãos reprodutores necessários para isso, não os machos. Isso é um fato científico, baseado nas nossas exaustivas observações do modo de reprodução nos mamíferos, incluindo nossa espécie, e porque respeita a ciência estabelecida. Verdade absoluta não existe, porque nunca podemos descartar a possibilidade de nada, por mais surreal ou impossível seja sua capa. Aliás, não podemos nem ao menos afirmar que não exista uma 'verdade absoluta'. Alguém pode chegar e afirmar que uma formiga criou o Universo. É uma possibilidade, independentemente se é científica ou não. É importante deixar isso claro, porque muitas pessoas - especialmente religiosos mais fanáticos - usam a carta da 'verdade absoluta' para desacreditar a existência do fenômeno natural da Evolução Biológica.

• (1) Existe, claro, a antiga e duradoura controvérsia sobre os vírus: são seres vivos ou não? Estudos mais recentes tendem a incluí-los como seres vivos em uma categoria separada - já que não são formados por células e possuem uma reprodução dependente do maquinário celular dos seres vivos -, especialmente depois da descoberta dos 'supervírus'. Além disso, as populações virais são também moldadas pelos processos evolutivos.

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LUZ NO FIM DO TÚNEL: De acordo com um estudo publicado em 2021 no periódico Public Understanding of Science (Ref.189), o nível de aceitação da evolução biológica nos EUA está agora solidamente acima de 50%, após ficar por duas décadas (1985-2010) estagnado próximo de 50%. Para essa conclusão, os pesquisadores analisaram uma série de pesquisas de opinião pública nacionais conduzidas ao longo dos últimos 35 anos. Em particular, na última década (até 2019), para a afirmação "Seres humanos, como nós os conhecemos hoje, emergiram a partir de espécies ancestrais de animais.", a porcentagem de adultos Norte-Americanos que concordavam com esse fato científico aumentou de 40% para 54%. O porcentual ultrapassou 50% em 2016.

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          Em 2017, pesquisadores anunciaram a descoberta do que parece ser a evidência de vida mais antiga já encontrada na Terra (Ref.2). Nesse caso, foram achados fósseis no Canadá - representados por pequenos filamentos e tubos - que estavam presentes em rochas possivelmente datadas em cerca de 4,28 bilhões de anos atrás! Para se ter uma ideia, o nosso planeta possui uma idade de aproximadamente 4,6 bilhões de anos.

           A idade mínima que os pesquisadores colocaram para os fósseis foi de 3,77 bilhões de anos, mas, pelas análises até agora, é mais provável que datem em torno de 4,28 bilhões de anos. Os organismos fossilizados parecem ser exemplos de uma vida submarina-hidrotermal muito primitiva, e são parecidos com os organismos modernos do tipo. E essa fantástica descoberta colocou o período dos primeiros seres vivos na Terra centenas de milhões de anos mais cedo do que se imaginava. Antes, as primeiras evidências de vida no planeta datavam de 3,48 bilhões de anos atrás, e tinham sido encontradas na Austrália. Além disso, um estudo ainda mais recente publicado na Nature (Ref.128), concluiu, através de análises genômicas e evidências fossilizadas de atividade biótica, que o LUCA - o proposto ancestral comum universal de todas as células - pode ter surgido há quase 4,5 bilhões de anos (1).

• (1) Para mais informações: Nova elucidação evolucionária de diversificação inicial da vida é proposta

   
           Seguindo esses novos achados, podemos colocar que a vida estava presente no nosso planeta há pelo menos 4 bilhões de anos, e com o primeiro sistema vivo podendo talvez ter surgido pouco tempo após - em escala geológica - a formação da Terra. Bem, de qualquer forma, a partir do início da vida uma grande diversidade de seres vivos foi surgindo ao longo das eras geológicas, até chegar onde estamos hoje. E essa trajetória foi pavimentada pela Evolução Biológica. Somos hoje um produto evolucionário de bilhões de anos.

        De forma simples e generalizada, a evolução biológica é a descendência com modificações. O termo se refere a mudanças através do tempo à medida que as espécies se tornam modificadas e divergem para produzir múltiplas espécies descendentes. Essa definição engloba a evolução em micro-escala (mudanças na frequência de genes em uma população de uma geração para a próxima) e evolução em macro-escala (a descendência de diferentes espécies de um ancestral comum ao longo de várias gerações). Mas ao contrário da crença popular, nem o termo nem a ideia de uma evolução biológica começou com o Darwin e seu famoso trabalho, On the Origin of Species by Means of Natural Selection (1859). Muitos acadêmicos e filósofos da Grécia Antiga já tinham sugerido que espécies similares tinham descendido de um ancestral comum, a partir de observações anatômicas. Acadêmicos Muçulmanos do período Medieval também chegaram a defender ideias evolutivas similares (2).

• (2) Para mais informações: Um filósofo Muçulmano formulou a Teoria da Evolução mil anos antes de Darwin?

         Com o Darwin surgiu a impactante ideia de que a evolução biológica era dada por meio da seleção natural (e da seleção sexual). Diferenças fenotípicas entre indivíduos de uma mesma população são favorecidas ou não pela seleção do ambiente (ou do parceiro sexual) de forma a manter o mais apto a sobreviver e gerar mais descendentes. Nascia a Teoria da Evolução via Seleção Natural e Sexual. Alfred Russel Wallace (1823-1913), um proeminente pesquisador das ciências naturais e antropólogo contemporâneo de Darwin, também propôs de forma independente o conceito de adaptação via seleção natural, porém o trabalho de Darwin, além de ser o primeiro a ser exposto e defendido no meio acadêmico, também era mais robusto em termos de descrição, coleta de dados e seleção de evidências. Wallace também, erroneamente, rejeitava a seleção sexual. Basicamente, Darwin defendia três fenômenos em sua teoria, e a partir desses três fenômenos todos os padrões de diversidade, distribuição e adaptação que caracterizam todos os seres vivos seriam explicados:

I. Mudanças herdadas entre gerações (descendência com modificação), resultadas principalmente (mas não exclusivamente) de seleção natural.

II. Continuidade (ausência de mudança) entre gerações, resultado da herança de descendente para descendente (homologia).

III. Ramificação, na qual múltiplas linhagens descendentes são produzidas de uma única linhagem ancestral, significando que todos os organismos estão relacionados e compartilham ancestrais em comum entre eles.

          Na época, os mecanismos genéticos eram desconhecidos, e as causas para as diferenças/variações corporais observadas e prevalentes intra- e inter-populações de mesma ou distintas espécies não eram satisfatoriamente explicadas, sabendo-se porém que eram transmitidas de forma hereditária. Para explicar a transmissão das modificações, Darwin propôs erroneamente que o corpo produzia - meio que de forma "Lamarckiana" - "gemmules", os quais carregavam as características fenotípicas adaptativas do indivíduo e os concentravam nos órgãos reprodutores. Outro grande erro de Darwin foi defender que todas as mudanças evolutivas evidentes geradas via seleção natural eram sempre graduais e muito lentas, não sendo possível observá-las ocorrendo em intervalos de dias, meses ou mesmo dezenas de anos. De qualquer forma, já estava claro que à medida que as variações fenotípicas adaptativas são selecionadas e acumuladas, novas famílias, gêneros, espécies, etc., acabam potencialmente surgindo em detrimento, ou não, de outras, formando nossa tão conhecida árvore evolucionária.

         Leis básicas da genética só foram claramente delineadas em 1866, sete anos após a publicação de 'A Origem das Espécies', pelo cientista Gregor Mendel (1822-1884), porém só sendo realmente reconhecidas pela comunidade acadêmica no ano de 1900. A fusão entre os trabalhos de Darwin e de Mendel ocorreu entre as décadas de 1930 e de 1950, através da Teoria Sintética da Evolução. A partir daí, os avanços da genética explodiram, levando a um profundo conhecimento a nível molecular dos mecanismos evolutivos, especialmente através do estudo da genética populacional.

           O campo da genética permitiu otimizar e expandir enormemente a teoria inicial proposta por Darwin para explicar a evolução biológica e abriu as portas para a consolidação de uma robusta Teoria da Evolução Biológica. As mutações aleatórias (acidentais)  e outras modificações no material genético (sequências de nucleotídeos do DNA, base dos genes)  seriam as principais responsáveis pelas mudanças definitivas e geneticamente 'transmissíveis'. Revelou-se também que a seleção natural-sexual não era a única atuando no processo evolutivo e que nem mesmo era necessário genes adaptativos (seleção positiva) para a evolução ocorrer, ou mesmo uma base genética para fomentar os mecanismos evolutivos (após a descoberta da epigenética e a exploração dos mecanismos de plasticidade fenotípica).

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   MECANISMOS EVOLUTIVOS

           A base teórica da Evolução primeiramente proposta por Darwin continua firme e forte em grande parte, mas é preciso ficar claro que ela foi - e continua sendo - refinada e notavelmente expandida com os avanços no campo da genética e da paleontologia (Neo-Darwinismo), especialmente no sentido de explicar os mecanismos evolutivos a nível molecular. Como já foi mencionado, padrões únicos nas sequências do DNA que levam às variações nos descendentes são passados para a frente através da reprodução assexuada ou sexuada, promovendo a evolução dos seres vivos. E esses padrões únicos podem surgir tanto por mutações (erros nas divisões celulares, danos diretos no DNA, etc.), fluxo de genes, atividade dos transposons ("genes saltantes") ou durante a produção ou junção das células de gametas - recombinação de genes - (no caso da reprodução sexuada, incluindo a possibilidade de especiação a partir de híbridos - cruzamento entre espécies diferentes - algo comum entre as plantas) (1).
  
          A nível populacional, a evolução biológica é definida como uma mudança na frequência de alelos (versões de um mesmo gene) ao longo de gerações. Essa mudança ocorre após a quebra do equilíbrio Hardy-Weinberg. Alelos podem ser perdidos (0% de frequência, ou 0) ou fixados (100% de frequência, ou 1) ao longo das gerações e do processo evolutivo associado. Isso também realça que não é necessário existir uma especiação, subespeciação, ou mesmo uma microevolução adaptativa, para caracterizar um processo evolutivo.

Mutação Apesar da mutação ser a fonte original de todas as variações genéticas, incluindo a formação de novos alelos, a taxa de mutações para a maioria dos organismos - em específico para aqueles que se reproduzem de forma relativamente lenta, como a fauna e a flora  - é geralmente bem pequena. Nesse sentido, o impacto de novas mutações na frequência de alelos de uma geração para a próxima geralmente não é muito significativo, especialmente em grandes populações. Porém, como já explorado, quando a seleção natural age sobre a mutação resultante, temos um poderoso mecanismo de evolução. A seleção positiva age como um catalisador para novas mutações benéficas emergindo dentro de uma população na direção de uma substancial mudança na frequência de alelos ao longo das gerações. Para as mutações (novos alelos) conseguirem passar para a próxima geração em organismos mais complexos elas precisam atingir as células germinativas (espermatozoides e óvulos no caso dos animais).

         Entre as mutações,  as duplicações e reduções genômicas são cruciais para o processo evolucionário (1). Duplicação genética é um dos principais mecanismos pelos quais novo material genético é gerado durante a evolução molecular, trazendo mais genes e mudando o número de cromossomos. Ocorre quando qualquer região do DNA que contém um gene é duplicada, como ocorre com algumas doenças bem conhecidas (síndrome de Down, por exemplo). Todo o genoma de um organismo também pode ser duplicado (poliploide), e tal ocorrência marca um importante auxiliar na evolução de muitas plantas. Essas duplicações podem trazer rápidas novidades evolucionárias, já que permitem que quaisquer mutações ocorram mais livremente em vários genes sem necessariamente causar prejuízos para o organismos devido à existência de uma cópia extra de segurança. Diversas anormalidades e erros no maquinário de replicação e reparo do DNA podem gerar esses eventos de duplicação. Quando os genes duplicados não trazem benefícios ao longo da linha evolutiva, eles podem ser perdidos sem prejuízo (redução genômica).


  (1) Para saber mais sobre os mecanismos de mutação, acesse:

• Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?

          Outro alvo de mutações que pode levar a rápidas e profundas transformações evolutivas é o pequeno genoma presente nas mitocôndrias das células eucarióticas, as quais são organelas responsáveis pela geração de energia (ATP) nos eucariontes (5). Contendo apenas - mas cruciais - 37 genes, estes interagem com algumas centenas de outros genes presentes no núcleo celular. O DNA mitrocondrial (mtDNA) é particularmente suscetível ao acúmulo de mutações deletérias devido à elevada taxa de mutações, limitada recombinação e à ausência de reprodução sexuada. Mutações em um ou outro gene mitocondrial podem trazer drásticas mudanças metabólicas na célula, fomentando a atuação de outros mecanismos evolutivos no genoma nuclear para o resgate das funções mitocondriais (evolução nuclear compensatória). Rápida co-evolução mitonuclear, levando a substanciais divergências, já foi observada nas populações espécie de artrópode Tigriopus californicus (Ref.131) e provavelmente atuou em vários eventos de especiação ao longo da história evolutiva do planeta.

          Um exemplo bem marcante de como uma mutação pode ser impactante mesmo sem seleção natural é provavelmente o caso das abelhas das espécies Euglossa viridissima e Euglossa dilemma, as quais são quase indistinguíveis em termos genéticos e físicos. Surpreendentemente, essas duas espécies divergiram há 150 mil anos, habitando habitats distintos na América Central e América do Sul, e coexistindo em certa extensão apenas na Península de Yucatán. Um estudo recente publicado no periódico Nature Communications (Ref.165) mostrou que mutações em um único gene olfativo (Or41) parece ter sido o fator responsável por separar a população ancestral desses dois insetos - isolando-as sexualmente -, ao associar diferentes aromas de flores pertencentes a espécies distintas de plantas.

          As causas para os erros/novidades genéticas podem ser diversas, incluindo danos por radiações eletromagnéticas de alta intensidade energética - como a derivada da radioatividade ou a ultravioleta (UV) - ou mesmo falhas naturais nos processos de replicação celular. Pense em um jogador excelente e muito experiente de futebol treinando cobranças de pênalti contra um goleiro muito ruim. Durante várias cobranças seguidas, é esperado que ele faça todos os gols, mas pode acontecer que, devido a uma adversidade qualquer, como distração momentânea, defeito no gramado ou até mesmo um momento de inspiração do goleiro, aconteça o inesperado: o jogador erre um pênalti. E depois de inúmeras cobranças, é normal que mais de um desses erros ocorra.


Acasalamento não-aleatório (seleção sexual) Para organismos de reprodução sexuada (existência de machos e de fêmeas), um espécime pode preferir se acasalar com outros do mesmo genótipo (ou fenótipo) ou de diferentes genótipos (ou fenótipos). Acasalamentos não aleatórios não fará a frequência de alelos mudar em um população por si só, apesar de poder alterar a frequência de genótipos (novos genótipos após a junção de materiais genéticos diferentes). Bem, isso anula o equilíbrio Hardy-Weinberg, mas não é exatamente um processo de evolução, apesar de fortemente fomentar o processo evolutivo a partir de mutações e de fluxos genéticos, similar à seleção natural.

• Leitura recomendada: Segredos genéticos na Seleção Sexual das aves-do-paraíso

          Entre sapos e rãs, temos uma notável atuação da seleção sexual, onde espécies de uma mesma família podem ter genes associados aos cromossomos sexuais radicalmente distintos. Em um estudo publicado na Molecular Biology and Evolution (Ref.162), os pesquisadores mostraram que dentro da família de sapos Pipidae, existem, no mínimo, sete diferentes sistemas regulando a determinação sexual em espécies próximo relacionadas. E a diferenciação sexual nesses anfíbios é tão marcante que um estudo na Nature (Ref.163) sugeriu que a seleção sexual nesses animais é suficiente para engatilhar especiações. O estudo, em particular, analisou o comportamento de acasalamento da espécie de rã venenosa Oophaga pumilio - uma espécie marcada por uma grande variação de cores -, e mostrou que a interação entre a mãe e os filhotes influenciam o comportamento desses últimos: fêmeas crescem preferindo se acasalar com machos da mesma cor que a mãe, e os machos crescem para serem mais agressivos quando seus rivais possuem a mesma cor da mãe. Via modelos matemáticos baseados nessas preferências (sexual imprinting), os pesquisadores mostraram que rãs dessa espécie podem gradualmente ir se isolando em grupos de mesma cor, o que por sua vez pode levar a formação de diferentes espécies ao barrar o fluxo genético entre fenótipos específicos.


Fluxo genético (migração) Esse mecanismo envolve o movimento de genes para dentro e para fora de uma população, devido tanto ao movimento de indivíduos ou dos seus gametas (através da dispersão de pólen por uma planta, por exemplo). Organismos e gametas que entram em um população podem trazer novos alelos, ou podem trazer alelos existentes mas em diferentes proporções que aqueles já presentes na população. O fluxo genético pode ser um poderoso agente de evolução, especialmente a partir de hibridizações (no caso, quando diferentes espécies ou mesmo táxons superiores se acasalam e geram descendentes férteis) (1). Nas hibridizações diversos novos genes são trazidos para a população de uma espécie, já que esta estará combinando seu material genético com o material genético de outra espécie.

(1) Para saber mais sobre a atuação da hibridização no processo evolutivo, acesse:

• Nova espécie de ave surge em Galápagos, e os cientistas acompanharam o processo evolutivo (via hibridização) 
• Cientistas descrevem a primeira espécie híbrida de pássaro já encontrada na Floresta Amazônica
• Enquanto nossa espécie entrava na suruba com os Neandertais, parece que acabamos ganhando deles genes que facilitam nosso ganho de barriga
• Descoberto humano metade Neandertal metade Denisovano
• Hibridização parece ser essencial em eventos evolucionários de radiação adaptativa
• Pássaro híbrido de três espécies é descoberto, duas delas de gêneros diferentes

           Aliás, um exemplo recente e interessante onde a hibridização parece estar salvando uma espécie é o caso do peixe Fundulus grandis habitando a costa do Texas, EUA. Nas últimas décadas (~30 gerações), esse peixe evoluiu resistência contra a alta poluição industrial nessa área marítima ao obter genes adaptativos - no caso, reguladores de sinalização do receptor Aril-hidrocarboneto (AHR) - da espécie Fundulus heterolitus via hibridização. Os cientistas desconfiam que o F. heterolitus, uma espécie invasora na região, foi trazida acidentalmente para o habitat do F. grandis, já que a população mais próxima é encontrada somente a 2,5 mil km de distância dali. O achado foi descrito em um estudo publicado na Science (Ref.133).

          Outro exemplo ainda mais recente, reforçando o importante papel dos eventos de hibridização nos processos evolutivos, é um estudo publicado na Science (Ref.161), onde pesquisadores mostraram que a radiação adaptativa dentro do gênero de borboletas Heliconius ocorreu em grande parte devido ao fluxo genético entre espécies distintas. Nos últimos ~5 milhões de anos, o gênero se diversificou rápido através principalmente de hibridização, e os pesquisadores detalharam como certos padrões de cores e regiões genômicas com topologias discordantes emergiram e se disseminaram rápido com a ajuda desses eventos de introgressão.

          Por outro lado, esse mesmo processo de hibridização está gerando um problema para nós em relação às frequentes hibridizações entre espécies de esquistossomos - um verme parasita do gênero Schistosoma que causa a doença esquistossomose (popularmente chamada de barriga d´água). Recentemente, um estudo publicado no periódico Emerging Infectious Diseases (Ref.144) reportou que a Schistosoma haematobium - uma espécie que infecta humanos e causa esquistossomíase urogenital - gerou híbridos com as espécies S. bovis e S. mattheei - esquistossomos que infectam o gado - na região de Malawi, ao longo do Vale do Rio Shire. O fluxo genético entre as duas espécies proporcionou aos híbridos um maior arsenal de genes adaptativos, potencialmente tornando-os mais infecciosos e capazes de utilizar um maior espectro de caracóis (hospedeiros intermediários) para completar o ciclo de vida. Em outras palavras, esses eventos de introgressão podem aumentar o alcance geográfico de transmissão endêmica do parasita.

          Já um marcante processo de fluxo genético na nossa espécie foi reportado no final de 2018 no periódico PNAS (Ref.156), onde os pesquisadores mostraram que o gene SLC24A5 - responsável por uma pigmentação na pele 14% maior do que a média quando expresso por duas cópias no DNA e Eurasiana-específico - levou a uma rápida evolução marcada por forte seleção positiva nas populações Africanas KhoeSan - constituídas por indivíduos no Sul da África com pele bem mais clara do que populações sub-Saarianas - após ser introduzido via fluxo genético em populações do leste e do sul da África (migrantes da Eurásia), há apenas 2 mil anos. O alelo SLC24A5 explica hoje 8-15% da variância fenotípica entre os KhoeSans. Não se sabe ainda a causa da rápida fixação desse gene nessas populações (frequência desse alelo de 33% a 53%), mas uma menor exposição ao UV e uma mudança na dieta (menor disponibilidade de vitamina D) pode explicar o notável processo evolutivo.

   TRANSFERÊNCIA LATERAL DE GENES

          Outra forma importantíssima de fluxo genético é a transferência lateral (ou horizontal) de genes (TLG), ou seja, a transmissão de genes entre indivíduos sem a necessidade de herança vertical passada de pais para os filhotes ou de clones oriundos de reprodução assexuada. Em contraste com a transferência vertical, a TLG pode atravessar barreiras entre espécies, podendo até mesmo possuir o potencial de transmitir genes entre reinos de seres vivos. Em procariontes (seres que possuem células procarióticas, as quais são mais simples do que as células eucarióticas - as nossas, por exemplo) a TLG é bem documentada e os mecanismos de suporte são bem descritos. Aliás, a alta prevalência desse mecanismo de transferência genética entre os procariontes - relacionada especialmente com a resistência bacteriana, adaptação a novos ambientes e patogenicidade de bactérias (3) - já até mesmo desafiou a validade de uma árvore da vida Darwiniana bifurcada, sugerindo que um rizoma interconectado da vida pode ser uma representação mais realística da relação entre espécies.

       A TLG também é uma possível causa da explosiva variabilidade evolutiva da vida em seus primórdios aqui na Terra e é de grande importância evolucionária entre as bactérias. Em outras palavras, seres procariontes não precisam esperar por mutações aleatórias para evoluir, já que podem pegar um gene de alta adaptação pronto no ambiente, oriundo de um processo evolucionário já concluído. A TLG pode ocorrer por três principais mecanismos (no caso, entre bactérias):

- Transformação: Envolve a incorporação de fragmentos curtos de puro DNA por bactérias naturalmente transformáveis;
- Transdução: Envolve transferência de DNA de uma bactéria para outra via bacteriófagos (vírus que atacam bactérias);
- Conjugação: Envolve transferência de DNA via pelos sexuais e requer contato direto entre as células bacterianas.

          A TLG também pode ocorrer na forma de transferência lateral de genes virais (elementos endógenos virais, EVE) (§), na qual sequências do material genético de vírus são incorporadas em seus hospedeiros (3). Aliás, os EVEs contribuem significativamente para a evolução de plantas, fungos e animais ao serem fixados na forma de alelos. É também bastante debatido se a TLG não-viral pode também ocorrer no sentido das células eucariontes, como ocorre nos procariontes (3).

(3) Para mais informações sobre a TLG e a resistência bacteriana, acesse:

• Como nova informação é gerada durante o processo evolutivo?
• O que são as superbactérias e a resistência bacteriana?

          A ampla prevalência da TLG entre os procariontes fortemente também sugere que a árvore evolutiva não possui um único tronco de origem para a emergência da primeira proto-célula (LUCA), mas sim uma mistura heterogênea de entidades genéticas que trocavam incessantemente e lateralmente genes entre si. Descendência vertical teria evoluído bem mais tarde em relação à origem da primeira atividade biótica no planeta.


(§) ELEMENTOS TRANSPONÍVEIS: Elementos transponíveis são sequências de DNA que podem mudar de posição dentro de um genoma e induzir a emergência de mutações deletérias, disrupções genéticas, e rearranjamentos cromossômicos. No entanto, a atividade dos elementos transponíveis - como os transposons  - também atua de forma expressiva na promoção de funcionalidade e de evolução dos genomas, como na criação de novas variantes genéticas, no próprio rearranjamento cromossômico, na regulação da expressão genética, na extensão do comprimento telomérico, na diferenciação populacional e, finalmente, na especiação. Nesse sentido, os elementos de transposição também podem atuar na resposta a estresses ambientais promovendo plasticidades fenotípicas que podem atuar facilitando o processo evolutivo. Na prática, podemos considerar essas sequências genéticas como fluxos genéticos internos, mas os quais também podem ser transmitidos entre organismos via TLG.


População de tamanho não-infinto (deriva genética) Envolve mudanças na frequência de alelos devido a eventos de chance. Nesse sentido, um 'erro de amostragem' ocorre na seleção de alelos para a próxima geração. Assim, tanto alelos benéficos quanto alelos prejudiciais podem aumentar de frequência ao longo das gerações, ao contrário do que ocorre na seleção natural, onde apenas alelos benéficos (adaptativos) tendem a ser selecionados e eventualmente fixados. A deriva pode ocorrer em qualquer população de tamanho não-infinito, mas possuem um efeito mais forte em pequenas populações, podendo inclusive levar à especiação quando aliada com outros mecanismos evolutivos.

     

• Para melhor entender o assunto, acesse: O que é a deriva genética?

Seleção Natural Ocorre quando um alelo (ou combinação de alelos de diferentes genes) fazem um organismo mais ou menos adaptado, ou seja, capaz de sobreviver e de se reproduzir em um dado ambiente. Se um alelo reduz a capacidade de adaptação, sua frequência tenderá a diminuir de uma geração para outra.

          Nesse processo, uma mesma espécie (ancestral) pode dar origem a duas ou mais subespécies ou espécies, principalmente se sua população for separada por eventos geográficos diversos e acabem seguindo adiante em ambientes distintos, estes os quais estarão associados a seleções naturais também diferenciadas. Ilhas, rios, montanhas ou qualquer outra barreira natural (incluindo fatores biológicos de reprodução) pode separar uma população de uma mesma espécie - especiação alopátrica (diferentes áreas geográficas) ou simpátrica (mesma área geográfica)  - e gerar diferentes novas espécies nos novos ambientes ou condições formadas.

           Outro importante fator que dirige a seleção natural dentro de uma população eucariótica é a presença de sexos oposto. A seleção sexualmente antagonística pode levar alelos alternativos a terem efeitos opostos de adaptação em machos e fêmeas. Nesse sentido, muitas vezes genes benéficos para um dos sexos acabam sendo dominantes nesse sexo, e recessivos no outro sexo caso gere prejuízos para esse último (Ref.140). Essa diferenciação seletiva acaba ajudando também a promover uma maior variabilidade genética dentro da população, algo que por sua vez fomenta o processo evolutivo.

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Leituras complementares:

• Processo evolutivo durante a Revolução Industrial reafirmado: A seleção natural via melanismo industrial está qualificada e quantificada
• Seleção natural via furacão flagrada em uma espécie de lagarto
• Aquecimento Global fez esse veado evoluir nas últimas décadas

   ESPECIAÇÃO SIMPÁTRICA

        Por um longo tempo acreditou-se que o processo de especiação de eucariontes só poderia ocorrer após o isolamento reprodutivo de uma população através de barreiras geográficas (especiação alopátrica), especialmente para espécies móveis (como animais). Porém, eventualmente os cientistas perceberam que a especiação simpátrica era muito mais comum do que antes assumido, inclusive nos oceanos e lagos, onde praticamente não existem barreiras geográficas significativas. Adoção de novos nichos ecológicos e emergência de sutis novos fenótipos nos eucariontes podem ser suficientes para isolar reprodutivamente novas populações, principalmente ao mudar o comportamento e preferências de acasalamento. A história evolucionária das baleias, por exemplo, é um bom exemplo onde a especiação simpátrica atuou fortemente mesmo sob constante fluxo genético inter-populações (4).

• (4) Para saber mais, acesse: Gigantesca análise genômica revela a história evolutiva das baleias

          A especiação simpátrica nos eucariontes sexuados, nesse sentido, é favorecida quando relativamente poucos loci no genoma são suficientes para causar um isolamento reprodutivo e/ou adaptação a diferentes nichos. Isso pode ser claramente demonstrado em um grupo de peixes do gênero Hypoplectrus habitantes do Caribe que são altamente simpátricos tanto em micro- quanto em macro-escala geográfica. As espécies desse gênero são geneticamente muito parecidas, e se diferenciam, basicamente, apenas pelo padrão de cores no corpo, algo suficiente para isolá-los em termos reprodutivos. Um estudo publicado recentemente na Nature (Ref.121) mostrou que quatro estreitos intervalos genômicos são consistentemente diferenciados entre essas espécies simpátricas, incluindo genes envolvidos na pigmentação (sox10), padrão axial (hoxc13a), desenvolvimento fotorreceptor (casz1) e sensibilidade visual (opsinas SWS e LWS).

          Essa simples arquitetura genômica de diferenciação entre os peixes Hamlet faz com que machos e fêmeas de cores diferentes evitem se acasalar entre si, isolando indivíduos de mesma cor mesmo em um ambiente com potencial de alto fluxo genético entre os espécimes de diferentes cores. Em outras palavras, não é necessário esperar por grandes diferenciações genéticas que causem incompatibilidade cromossômica para isolar populações simpátricas.

          Outro exemplo, ainda em meio marítimo, foi descrito em um estudo publicado na Proceedings of the Royal Society B (Ref.134) onde pesquisadores mostraram que a simples diferença de temperatura nas águas em uma mesma região costeira é o suficiente para fomentar um processo de especialização e subsequente isolamento. Eles analisaram o genoma da espécie de peixe Pomatoschistus minutus, habitante da região contínua e costeira da África do Sul (as quais contém águas frias-temperadas, quentes-temperadas, subtropicais e tropicais), e encontraram adaptações genéticas bem distintas entre as populações vivendo em águas mais quentes ou mais frias, limitando o nicho ecológico dessas populações a áreas de temperaturas específicas mesmo em ambiente simpátrico. Peixes migrando de uma área muito fria para uma muito quente encontram bastante dificuldade de competir com os espécimes nativos, um sinal de seleção no processo inicial de especiação ecológica.

          Saindo do ambiente marinho e aquático, temos a curiosa divergência evolutiva entre a galha-preta (Corvus corone) e a galha-cinzenta (Corvus cornix), ambas da família Corvidae. As duas espécies são quase indistinguíveis geneticamente, dividem o mesmo território ao longo de uma zona de hibridização que segue o curo do Rio Elbe, na Alemanha, e os seus híbridos são férteis. Como, então, duas espécies conseguiram emergir desse cenário? Simples: as escolhas de acasalamento entre essas aves se dá principalmente pelas diferenças de cores nas penas. Enquanto a gralha-preta é totalmente negra, a gralha cinzenta possui tons cinzas e brancos por grande parte do corpo. Assim, mesmo em um ambiente simpátrico, os acasalamentos baseados em pistas visuais são suficientes para isolá-las, e tornar os híbridos (que carregam padrões únicos de cores) sexualmente menos atrativos. Antes, os corvos Europeus formavam uma única população, mas ao longo de múltiplos isolamentos durante dezenas a centenas de milhares de anos, populações diversas começaram a emergir com novas características genéticas, especialmente aquelas ligadas às cores das penas. Ao final da última Era do Gelo, as populações voltaram a se encontrar, mas continuaram isoladas devido às preferências específicas de acasalamento.

          Em um estudo publicado na Nature (Ref.138), os pesquisadores encontraram dois importantes loci de pigmentação (gene NDP e uma região de ~2,8 megabases no cromossomo 18) que traziam evidências de seleção divergente resistindo à introgressão entre essas duas espécies de galhas, reforçando como pequenas mudanças genéticas podem proteger a divergência fenotípica do fluxo genético.

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 > Não existe uma clara definição do que é uma espécie, especialmente para organismos procariontes. Diferentes níveis de diferenciações genéticas podem ser adotadas para as classificações taxonômicas. No entanto, no caso de organismos sexuados, uma espécie é geralmente definida como uma população de indivíduos que se tornam isolados em termos reprodutivos ou que quando hibridizam com outros indivíduos de outras populações que não sejam subespécies - ou seja, quando ocorre fluxo genético entre espécies - geram descendentes híbridos não-férteis do lado paterno e/ou materno (cromossomos sexuais não-compatíveis). Nossa espécie (Homo sapiens), por exemplo, gerou híbridos com os Neandertais (Homo neanderthalensis) e com os Denisovanos, mas provavelmente esses descendentes híbridos eram férteis apenas no lado materno (uma cópia extra do cromossomo X acaba compensando pequenas mutações/variações de incompatibilidade cromossômica).
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> Todos esses mecanismos (seleção natural e sexual, deriva genética, fluxo genético e mutação) frequentemente agem em conjunto durante o processo evolutivo, com cada um deles contribuindo com fatores que favorecem a mudança na frequência de alelos em uma dada população. E tanto variações em sequências genéticas codificantes (que expressam proteínas) como variações em sequências genéticas não-codificantes (regulatórias) podem ser ser alvos dos mecanismos evolutivos. Um exemplo importante de genes não-codificantes marcando profundamento processos evolucionários é a determinação convergente de perda da habilidade de voar em diferentes linhagens de aves, como aquelas levando aos avestruzes. Um estudo publicado recentemente na Science (Ref.141) sugeriu fortemente que regiões não-codificantes regulatórias no DNA parecem ter tido um papel muito mais importante do que regiões codificantes nessa perda de função de voo.
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Endossimbiose e Grandes Extinções Esses dois mecanismos de promoção evolutiva são muito raros, mas marcaram profundamente a história evolucionária no nosso planeta.

           Por bilhões de anos, toda a vida na Terra era microscópica, consistindo em sua maioria de organismos unicelulares. Então, há cerca de 570 milhões de anos, organismos multicelulares complexos e macroscópicos começaram a emergir nos oceanos - o qual foi o único ambiente a suportar vida macroscópica complexa (biota Ediacara) nos ~15 milhões de anos subsequentes, provavelmente devido à estabilidade térmica das águas mais profundas compensando os baixos níveis de gás oxigênio dissolvido e alta variabilidade climática da superfície terrestre nesse período (Ref.125).

          De qualquer forma, para o aumento explosivo de complexidade da vida no nosso planeta, um tipo de célula foi essencial em emergir: eucariótica. Duas organelas essenciais dos eucariontes são a mitocôndria (I) e, nos organismos que realizam fotossíntese, o cloroplasto (II). A primeira é responsável pela produção massiva de ATP (moeda energética das células) e a segunda pelo processo de fotossíntese. A mitocôndria foi adquirida quando ancestrais procariontes dos eucariontes - provavelmente um Asgard Archaea -  englobaram uma bactéria não-fotossintetizante (ancestral da mitocôndria) do ambiente, há cerca de 2,1-1,2 bilhões de anos. Após o estabelecimento de uma célula eucarionte primitiva, diversificações posteriores levaram à simbiose com a segunda bactéria fotossintetizante (ancestral do cloroplasto). Com o tempo, as bactérias englobadas perderam a maioria dos seus genes (migraram para o núcleo da célula eucariótica e foram integrados ao genoma do hospedeiro), levando a uma relação de endossimbiose e marcando um passo crucial na emergência e estabelecimento dos eucariontes modernos.

Leituras complementares:

1. (5) A mitocôndria não é um presente exclusivo da mãe 
2. (6) Fotossíntese e a clorofila f

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ATUALIZAÇÃO (20/01/20): Pesquisadores finalmente conseguiram isolar - após uma década de esforço - uma espécie do superfilo Asgard relacionados ao grupo Lokiarchaeota - no caso, o Candidatus Prometheoarchaeum syntrophicum. Após isolá-los de sedimentos marinhos, multiplicá-los em laboratório e melhor entender suas características metabólicas e estruturais, os pesquisadores propuseram um novo modelo para explicar a origem dos eucariontes e consequentemente a nossa própria origem. Para mais detalhes, acesse: Isolado organismo que pode explicar a origem de toda a vida complexa da Terra
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           No caso das grandes extinções, estas, ao exterminarem de forma massiva e aleatória espécies diversas, abrem caminho para a ascensão e a rápida diversificação de grupos de seres vivos antes não-dominantes, modificando drasticamente a biodiversidade do planeta. No grande evento de extinção em massa do Jurássico - período dominado pelos grandes répteis, especialmente os dinossauros -, foi aberto o caminho para a radiação dos mamíferos e a eventual emergência dos humanos. A notável explosão radiativa no início do Cambriano (~524 a ~514 milhões de anos atrás) associada com a emergência dos animais no planeta a partir de um ambiente que era, predominantemente, dominado por formas unicelulares, e ligada com dramáticas variações nos níveis de oxigênio na atmosfera (Ref.142), acompanhou massivas extinções em massa que permitiram o estabelecimento de uma nova biota.

Neo-Lamarchianismo Outro ponto mais do que interessante a ser considerado é a relativa volta das ideias de Lamarck em anos recentes, re-arquitetadas com base na epigenética e na plasticidade fenotípica. Lamarck propôs em 1802 o conceito do ambiente poder diretamente alterar o fenótipo dos organismos vivos de forma hereditária, algo que foi mais tarde ignorado para dar lugar quase exclusivo às alterações e mutações genéticas como o grande pilar da evolução biológica. Porém, esse conceito foi ressuscitado com a descoberta de processos extra-genômicos de regulação de genes ativados por fatores ambientais diversos, os quais podem atuar diretamente e indiretamente nos processos evolutivos (2). Essa nova proposta de mecanismo evolucionário é frequentemente apelidada de Neo-Lamarckianismo, e possui já amplo suporte de evidências.

         A epigenética, por exemplo, é a responsável por fazer gêmeos idênticos terem certas características diferentes quando crescem (resistência à doenças, orientação sexual, etc.) ou o fato de que centenas de contaminantes ambientais não-capazes de alterar a sequência de DNA terem se mostrado capazes de alterar a suscetibilidade à doenças e o fenótipo ao longo da vida. Além disso, já se observou que as taxas entre diversidade molecular e diversidade morfológica no processo evolutivo são muitas vezes descompassadas para serem explicadas apenas no campo genético. E, no geral, a plasticidade fenotípica é um fenômeno mais do que comum, a qual pode ser baseada em mecanismos moleculares diversos, incluindo epigenética.

• (2) Para saber mais sobre o assunto, acesse: Plasticidade Fenotípica, Epigenética e Evolução Biológica

         Portanto, junto com as mudanças genéticas, a plasticidade fenotípica podem ter um importante papel nos processos de microevolução e também contribuir para a macroevolução, como a especiação e a radiação adaptativa, e complementando a genética dentro da evolução biológica. Vários são os fatores ambientais que podem influenciar a evolução via plasticidade, desde mudanças climáticas até a restrição calórica.

• Sugestão de leitura complementar: Quem veio primeiro: o ovo ou a galinha?

         No final, é válido citar a existência de debates relativos às forças atuantes no processo evolucionário, onde Darwin advogava que toda Evolução Biológica acontecia de forma gradual (Gradualismo Filético) - ou seja, sucessivas e contínuas pequenas mudanças gerando grandes mudanças ao se acumularem -, mas com diversos cientistas mais tarde defendendo que eventos mais bruscos marcaram certos passos evolutivos (Equilíbrio Pontuado). 

           Com o nosso atual conhecimento no campo da genética e história evolutiva do planeta, o cenário do Equilíbrio Pontuado mostra-se o mais correto, especialmente quando lembramos do dramático evento associado à explosão Cambriana e do notável sucesso das angiospermas. Um exemplo nesse sentido que pode ser citado é o caso da domesticação do girassol (Helianthus annuus), onde grandes transformações ocorreram a partir do seu ancestral selvagem em menos de 5 mil anos, provavelmente via processos genéticos que envolvem modificações no alternative splicing (7). Outro exemplo mais recente de explosiva especiação está nos Grandes Lagos do Leste Africano (Tanganica, Vitória e Malawi), onde dentro de 10 milhões de anos, uma ou poucas linhagens ancestrais de peixes da família  Cichlidae independentemente radiaram para mais de 1500 espécies, 1000 delas apenas no Lago Malawi; todas essas linhagens são bem distintas, morfologicamente e ecologicamente, e existe evidência de mudanças em genes regulatórios possibilitando esse dramático processo radiativo (Ref.175). Essas radiações não são inesperadas, e podemos lembrar que especiação via hibridização permite espécies emerjam em questão de poucos séculos ou mesmo décadas (1).  

• (7) Para entender melhor o assunto, acesse: Splicing pode ser a chave para explicar o rápido processo evolutivo de domesticação dos girassóis

          Aliás, em vários organismos, de bactérias até vertebrados, existem regiões no DNA suscetíveis à quebra e à perda de sequências genéticas durante os processos de replicação, representando regiões no genoma que podem passar por grandes variações em um curto intervalo de tempo (Ref.130). Essas regiões mais frágeis podem ser formadas, por exemplo, por estruturas de DNA altamente flexíveis (alto conteúdo de timina e guanina) e consequentemente mais instáveis durante a replicação celular. Em contraste, no gradualismo filético, geralmente as mutações envolvem mudanças em um único nucleotídeo (letra), e apenas o acúmulo ao longo de várias gerações dessas pequenas mudanças geram notáveis transformações fenotípicas.

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   Exemplo Prático

          Considere que um casal de uma espécie ancestral da girafa deu origem a uma cria que possuía uma ou mais mutações em um ou mais genes que deram ao filhote uma perna deformada e pouco útil. Então, na natureza, esse filhote provavelmente vai morrer muito cedo, por ter dificuldade em se locomover, buscar alimento e fugir de predadores. Portanto é bem provável que a cria não vai conseguir se acasalar e passar seus genes adiante.

          Já outro casal dessa mesma espécie dá origem a uma cria saudável que possui uma ou mais mutações que proporcionam um pescoço bem maior do que a média. Esse pescoço permite que o filhote consiga mais comida do que os outros, por alcançar folhas em galhos antes inalcançáveis. Portanto, são grandes as chances de que esse filhote consiga viver mais do que os outros, crescendo forte, e passando mais facilmente seus genes para a próxima geração por ter maiores chances de acasalamento inicial e um maior número de acasalamentos por viver mais (maior chance de encontro com mais parceiros sexuais). Esses genes benéficos sendo transmitidos terão grandes chances de serem fixados dentro da população. Então, após várias gerações, nasce um descendente com uma mutação que dá a ele um pescoço maior ainda, permitindo que alcance galhos ainda mais altos, e proporcionando maior fonte de comida e possibilidade maior de sobrevivência. Ou seja, seus genes também serão passados para a frente com maior facilidade e eventualmente serão fixados. Esse é o processo de Seleção Natural.

Pode não parecer, mas o Ocapi (espécie à direita, também conhecida como Girafa-da-Floresta, Okapia johnstoni) é o parente evolutivo atualmente mais próximo das girafas (gênero Giraffa), com ambos fazendo parte do mesmo gênero, Giraffidae, e possuindo um ancestral em comum. Isso mostra o quão poderoso é o processo da evolução biológica

           E, assim, o processo continua, com as variações genotípicas expressando pescoços cada vez mais longos dominando o ambiente, por garantirem uma melhor adaptação. E, com as mudanças genéticas e potencialmente também epigenéticas durante o processo de interação ambiental e seleção natural, outras características morfológicas acabam também sendo mudadas como efeito colateral ou como acúmulo paralelo de mutações favoráveis, como formato e cores do corpo. E é assim que um animal gordinho, escuro e de pescoço curto pode dar origem a uma girafa amarela, com manchas marrons, esguio e com um longo pescoço.

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IMPORTANTE: Hoje as evidências acumuladas apontam que o longo pescoço das girafas parece ter sido favorecido primariamente por pressão seletiva no sentido de proporcionar maior vantagem entre violentas disputas entre machos, onde o conjunto pescoço-cabeça atua como um verdadeiro martelo de guerra. Para mais informações: Por que as girafas possuem um pescoço tão longo?  

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          Para ficar mais claro, podemos citar, entre os humanos, as doenças genéticas, como a Síndrome de Down, esta a qual é caracterizada por uma mutação no par cromossômico 21 (uma cópia extra/duplicada). Se estivéssemos no "modo selvagem", sem tecnologia nenhuma, apenas à mercê de relações ecológicas naturais, as pessoas com Síndrome de Down teriam bem menos chances de sobreviver, dificultando bastante seus genes de serem transmitidos. Depois de um tempo, os humanos com essa mutação provavelmente deixariam de existir na natureza. Caso contrário, se uma ou mais mutações dessem origem a um humano potencialmente mais forte, cognitivamente mais avantajado (ex.: super dotados) ou com qualquer outro tipo de vantagem (mínima ou não), este tenderia a ter maiores chances de sobreviver do que os outros, aumentando a probabilidade de que seus genes vantajosos/adaptativos passem para frente (para a próxima geração) através dos seus descendentes. Esses descendentes com os genes adaptativos teriam mais chances de sobrevivência, favorecendo a persistência desses genes (fixação genética) e disseminando-os cada vez mais, levando a uma significativa mudança na frequência de alelos a nível populacional (processo evolutivo).

            Seguindo ainda esse raciocínio e tomando como exemplo a atual população humana, podemos citar o campeão olímpico Usan Bolt, considerado hoje o homem mais rápido do mundo. Além dos pesados treinos aos quais Bolt foi submetido ao longo da sua vida, características anatômicas importantes no seu corpo permitiram que ele conseguisse gerar velocidades superiores a 43 km/h durante as corridas (Ref.3) e sempre vencer seus adversários. Ou seja, traços genéticos únicos deram a esse indivíduo um grande potencial favorecendo a habilidade de corrida. Se estivéssemos em "modo selvagem" hoje, e cercados de predadores, o Bolt certamente teria uma vantagem em relação a muitas pessoas na hora de fugir das ameaças. Isso permitiria que ele tivesse mais chances de sobreviver e, consequentemente, mais chances de passar seus "genes de velocidade" adiante através da maior oportunidade sexual e provável maior taxa de relações sexuais com parceiras ao longo da vida, aumentando a quantidade de descendentes que podem carregar seu fenótipo favorável.

Traços genéticos importantes permitem um grande potencial para as corridas do Bolt

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            Como já dito no início deste artigo, a Evolução Biológica é um fato científico corroborado por inúmeras evidências reveladas pelos cientistas e observações de eventos evolutivos que requerem relativa curta duração. Não é algo que depende da sua vontade de acreditar. Simplesmente é um fato, assim como a geração de gravidade por um corpo com massa é um fato. Vamos, então, listar as principais evidências que nos levam a concluir que a Evolução Biológica é um fato científico, não uma mera hipótese ou especulação. Na verdade, vamos enumerar principalmente as evidências que já se somam aos processos evolucionários já provados e facilmente observados em curtos períodos de tempo, como a resistência bacteriana (superbactérias resistentes aos antibióticos)  e as variações viróticas (a razão das vacinas da gripe, por exemplo, sempre precisarem estar sendo atualizadas para acompanhar o passo evolucionário dos vírus responsáveis pela doença), devido à altíssima taxa de reprodução desses seres e a mecanismos evolucionários auxiliares que facilitam a dispersão/aquisição de novos de genes - como a já discutida TLG.
   

     FÓSSEIS

           Através dos registros fósseis (restos conservados ou traços de seres vivos de um passado remoto), temos uma ampla fonte de evidências sustentando a Evolução Biológica. A partir da análise de camadas de rochas sedimentares e datação radioativa (1), podemos datar com grande precisão os fósseis encontrados e criar uma linha do tempo evolucionária, encaixando quem veio primeiro e quem veio depois, deixando claro a existência de um ancestral comum para o surgimento de um novo ser.

         Hoje, muitos buracos nos registros paleontológicos já foram preenchidos com as pesquisas nessa área. Centenas de milhares de fósseis já foram descobertos e muito bem datados, todos representando sucessões de formas e transições evolucionárias ao longo das eras. A vida microbiana do tipo mais simples já existia há 4 bilhões de anos, segundo as evidências mais recentes. Já os organismos mais complexos (ou seja, células eucarióticas, as quais são mais complexas dos que as procarióticas, das bactérias) foram descobertas em rochas de aproximadamente 2 bilhões de anos. Depois disso, organismos multicelulares, como aqueles dos reinos fungi, plantae e animalia, só foram encontrados em depósitos mais recentes ainda. Em outras palavras, todos os achados seguem uma ordem lógica de complexidade, marcando um processo de evolução gradual e previsto em teoria, como exemplificado no esquema abaixo.

           Somando-se a isso, ao considerarmos o grupo mais complexo dos vertebrados, onde nós estamos incluídos, diversos fósseis encontrados preenchem a sequência lógica de evolução entre eles. Elos entre peixes e anfíbios, entre anfíbios e répteis, entre répteis e mamíferos e, dentro deste último, temos os primatas (nós), onde são incontáveis os fósseis encontrados, especialmente do nosso gênero Homo. E temos que dar um holofote especial à descoberta prevista pela teoria evolucionária em 2004 (Ref.25), onde os fósseis da espécie Tiktaalik roseae foram descobertos, mostrando claramente uma morfologia de transição entre nadadeiras e membros. Ou seja, um peixe adquirindo características de um tetrápode terrestre, marcando um dos vários possíveis intermediários entre a vida marinha e a vida terrestre para os tetrápodes. Em 2010, cientistas encontraram registros fósseis de pegadas ainda mais antigas do que quando os Tiktaalik começaram a se preparar para o avanço no ambiente terrestre (Discutirei isso mais para frente).

Descoberto em 2004 e detalhado em uma publicação de 2006 na Nature, o Tiktaalik roseae é um potencial passo evolucionário das águas para a terra

          Concluindo, o recorde fóssil fornece consistentes evidências de uma mudança sistemática com o decorrer temporal. Com o tamanho gigantesco do corpo de evidências, é praticamente um fato de que não ocorrerá descobertas reversas, ou seja, de que anfíbios terão surgido primeiro do que os peixes, ou de que os mamíferos terão surgido antes dos répteis. Aliás, até hoje, depois de inúmeros fósseis analisados, nenhuma ordem reversa foi encontrada. A complexidade é crescente e obedece perfeitamente à Teoria que hoje explica a Evolução Biológica.

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Exemplos recentes de transições evolutivas evidenciadas pelos fósseis:

• Revelados fósseis de transição que esclarecem um passo crucial na evolução dos répteis para mamíferos
• Descoberto fóssil de uma baleia com quatro pernas no Peru, em clara transição evolutiva
• Descoberto crucial fóssil de transição evolucionária de uma tartaruga primitiva
• Descrito fóssil de crucial transição evolutiva na linhagem humana para o bipedalismo 

         É comum muitos criticarem os registros fósseis ao acusarem que até hoje nenhuma transição completa - passo a passo - foi encontrada entre eles. Ora, obviamente os registros fósseis são limitados, já que a fossilização é um evento raro.  A maioria massiva dos seres que morrem acabam não deixando fósseis para trás ou por causa da degradação biológica ou por outros efeitos ambientais destrutivos, como erosões e movimentações geológicas. E, quando deixam, em vários casos os fósseis se encontram muito fragmentados. Além disso, organismos como plantas, invertebrados e seres muito simples em geral, enfrentam ainda maior dificuldade de fossilização e muita sorte acaba sendo requerida para criar condições perfeitas que permitam um registro fóssil de mínima qualidade. Sem sombra de dúvida, apenas uma fração minúscula da diversidade de vida na Terra desde o seu início se encontra fossilizada e disponível para os cientistas.

• (1) Leitura complementar: Como calcular a idade da Terra?

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  ESTRUTURAS COMUNS

            Quando comparamos a anatomia de diferentes animais, extintos ou não, vemos semelhanças que sugerem fortemente a necessidade de uma descendência comum. Entre os mamíferos, por exemplo, podemos citar o fato dos humanos, ratos e morcegos terem modos de vida completamente diferentes, além de características externas (tamanho, aparência) muito diferenciadas, mas todos eles manterem semelhanças fisiológicas e ósseas muito parecidas, incluindo órgãos e, principalmente, o esqueleto. Aliás, ratos são usados como excelentes modelos humanos para estudos diversos em laboratório. Os ossos são ainda mais surpreendentes, porque apesar de serem usados para funções diversas (voo, corrida ou escrita), os braços/membros desses três animais, por exemplo, são muito parecidos e compostos de componentes esqueléticos comuns. Outra semelhança óbvia é a presença sempre constante de quatro membros. Fica claro que compartilhamos um ancestral comum tetrápode (possuidores de quatro membros).

            Essas estruturas similares são chamadas de homólogas pelos cientistas. Darwin, aliás, estava seguro que a evolução biológica era um fato apenas observando essas estruturas. Ora, por que um morcego precisa de longos dedos para a formação das asas e possui toda a extensão do braço extremamente similar àquela vista nos outros tetrápodes, incluindo humanos? Por que, ao invés disso, os morcegos não possuem uma assa similar aos insetos e mãos livres para fazer outras atividades? Obviamente, o morcego não é um animal "planejado", e, sim, fruto de processos evolutivos, derivado de descendentes com modificações, ou seja, herdando (conservando) estruturas e carregando outras modificações adaptativas a partir de ancestrais em comum com outros tetrápodes. E, nesse mesmo caminho, por que raios os golfinhos, ictiossauros, plesiossauros, entre outros répteis e mamíferos aquáticos extintos ou não possuem a estrutura óssea de dedos dentro das nadadeiras? Por que esses dedos não estão presentes dentro das nadadeiras de peixes, como os tubarões? Ora, a resposta é óbvia: porque esses animais descenderam de répteis ou mamíferos terrestres tetrápodes que possuíam dedos funcionais, ganhando modificações no processo evolutivo para a adaptação ao ambiente aquático mas conservando estruturas dos seus ancestrais.

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> Alguns ictiossauros são também bem similares a golfinhos. Importante não confundir evolução convergente com evolução paralela. Evolução convergente ocorre quando descendentes são mais parecidos do que os ancestrais em relação a alguma característica do corpo (ex.: embora golfinhos e ictiossauros sejam bem parecidos entre si em várias características, seus ancestrais terrestres eram bem distintos entre si). Já evolução paralela implica que duas ou mais linhagens mudaram de forma muito similar desde o início do processo evolutivo, ou seja, os ancestrais em cada linhagem são similares entre si assim como seus descendentes (ex.: uma população de ratos da mesma espécie é dividida em duas populações, colocadas cada uma em um ambiente distinto, mas ao longo do tempo as duas populações continuam evoluindo de forma muito similar devido a pressões seletivas similares). Sugestão de leitura:

• Evolução paralela confirmada nesses estranhos vertebrados primitivos
• Cientistas revelam mais um exemplo a nível molecular de evolução paralela
• Cientistas testemunham em laboratório a evolução de um pequeno crustáceo a partir de um mecanismo genético teorizado há quase 100 anos

       
          Todos os seres vivos carregam várias estruturas homólogas - óbvias e não-óbvias - derivadas dos seus ancestrais comuns, e quanto mais próximos dois ou mais organismos estão de um mesmo ancestral comum, maior é a quantidade de similaridades homólogas, já que terão acumulado menos modificações em relação a outros ancestrais mais longínquos. Podemos fazer um paralelo com as diferentes línguas no mundo: no Ocidente e parte do Oriente, temos a família de línguas Indo-Europeias, todas derivadas de ancestrais comuns, como o Grego Micênico, as línguas Anatólias, e o Latim. O Latim, por exemplo, é o ancestral comum das línguas neolatinas (Italiano, Francês, Espanhol, Português, Romeno, Catalão, entre outros idiomas), e, apesar do acúmulo de modificações, todas elas conservam estruturas e várias palavras comuns. E do Inglês até as línguas Germânicas, todos compartilham essencialmente o mesmo alfabeto. Aliás, assim como ocorre com o criacionismo, acadêmicos Europeus antes do Iluminismo acreditavam que as palavras e linguagens tinham sido criadas como elas se encontravam no presente, via intervenção divina. A partir do século XVI, com o explosivo aumento do comércio internacional, a contínua observação das grandes similaridades entre as linguagens de regiões geograficamente muito distantes - da Índia até as ilhas Britânicas -, logo começaram a deixar claro que todas elas possuíam uma ancestralidade comum, algo que ficou mais do que bem estabelecido com o avanço dos estudos linguísticos, historiográficos e arqueológicos. 

          De fato, é possível estudar a 'evolução' das linguagens através de modelos evolutivos de filogenia, como  demonstrado recentemente em um interessante estudo sobre a origem dos Contos de Fada (1).

• (1) Leitura recomendada: Alguns contos de fadas podem ter 6 mil anos ou mais de idade

           Ainda com foco no sistema esquelético, um outro exemplo marcante é a composição óssea dos mamíferos e répteis. A mandíbula inferior dos mamíferos contêm apenas um osso, sendo que nos répteis a mesma é constituída por vários. Porém, encontramos que os ossos do ouvido dos mamíferos (martelo, bigorna e estribo) são homólogos com os ossos encontrados na mandíbula inferior dos répteis! E mais: paleontologistas já descobriram formas intermediárias que compartilham características tanto de mamíferos quanto de répteis (Therapsida, um grupo de synapsidas que incluem mamíferos e seus ancestrais) com um mandíbula de junção dupla - uma contendo os ossos que persistiram nos mamíferos e outra que contém os ossos que eventualmente se transformaram no martelo e na bigorna do ouvido. E esses ossos do ouvido médio dos mamíferos acabam sendo homólogos aos ossos de sustentação da guelra (arches) de peixes agnatanos (um tipo de enguia sem maxilar - início de evolução do maxilar) - e ossos encontrados no maxilar de anfíbios.

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OSSÍCULOS AUDITIVOS

          Os mamíferos possuem três ossículos no ouvido médio - martelo, bigorna e estribo (amarelo) - responsáveis pela aguçada audição nesse grupo. Nos répteis e nos ancestrais dos mamíferos, esses ossos fazem parte da mandíbula e ajudam a processar o alimento, ou seja, a junta mandibular primária serve tanto para o função de mastigação quanto para a função de audição (transferência de sons). Nesse sentido, nos mamíferos, as duas funções e estruturas relacionadas são separadas, com a existência de uma única mandíbula inferior ossificada e, como mencionado, um ouvido médio tri-ossicular.

           Apesar da junta mandibular primária e os ossos pós-dentários diferirem dos ossos auditivos nos mamíferos em termos de morfologia, suas homologias já foram exaustivamente demonstradas via evidências genéticas, paleontológicas e de desenvolvimento embrionário. Em particular, já foi mostrado que genes trabalhando em concerto na regulação dos ossos do ouvido médio de mamíferos também regulam padrões de desenvolvimento na junção mandibular de vertebrados não-mamíferos (Ref.157).

          No final de 2011, o fóssil do mamífero primitivo Liaconodon hui foi reportado e descrito por paleontólogos, representando um estágio transicional: um pedaço de cartilagem endurecida na mandíbula (cartilagem de Meckel, em laranja na imagem abaixo) suportava parte dos ossículos em separação e o tímpano (Ref.158). Enquanto que os ossos auditivos estavam desanexados da estrutura dentária, eles ainda retinham um substancial contato ósseo com a cartilagem de Meckel, fazendo com que as funções de mastigação e de audição ainda interferissem uma com a outra.

        (I) Já no final de 2019, um time internacional de pesquisadores reportaram e descreveram no periódico Science (Ref.159) uma nova espécie de simetrodonte (Origolestes lii) a partir de dois espécimes fossilizados. Datados do Cretáceo Inferior, essa espécie não possuía os ossos auditivos, incluindo o angular, em contato com a cartilagem ossificada de Meckel; esse último se encontrava alojado solto na parte traseira medial do dentário. Segundo os pesquisadores, essa configuração provavelmente representa o estágio morfológico inicial do ouvido médio definitivo dos mamíferos e corrobora a teoria evolutiva relativa à evolução do ouvido médio nesse grupo.

           As evidências acumuladas até o momento, portanto, mostram que os aparatos da audição e da mastigação evoluíram de forma modular na transição réptil-mamífero. Nesse sentido, iniciando como um complexo integrado nos cinodontes não-Mammaliaformes, os dois módulos, regulados por mecanismos genéticos e de desenvolvimento similares, eventualmente foram desacoplados durante o processo evolutivo, permitindo uma otimização que possibilitou uma mastigação e uma audição mais eficientes nos mamíferos. A independência entre os dois módulos liberou a mandíbula para uma maior especialização (modificações mandibular e dentária) para um melhor processamento de diversos tipos de alimentos, possibilitando a exploração de um maior espectro de nichos ecológicos; ao mesmo tempo, o módulo auditório, livre, pôde ser otimizado para uma audição mais sensível, englobando altas-frequências sonoras sem distúrbios masticatórios. Importante lembrar também que o ouvido médio definitivo nos mamíferos, em termos de filogenia, evoluiu múltiplas vezes a partir do complexo integrado.

MONOTREMOS E MARSUPIAIS: Interessante também mencionar o caso dos mamíferos monotremados e marsupiais. Os mamíferos articulam seus maxilares usando uma nova articulação (temporomandibular) entre os ossos dentários e escamosos,desde que parte importante articulação original (ligação entre o quadrado e o maxilar superior. Em mamíferos euterianos, essa articulação se forma já no embrião, suportando alimentação e vocalização desde o nascimento. Em contraste, marsupiais e monotremos exibem extrema dependência ao nascerem e nascem antes dessa articulação se formar. Em um estudo publicado no periódico eLife (Ref.170), os pesquisadores mostraram que a função vital de alimentação nos recém-nascidos desses mamíferos é realizada por uma ligação cartilaginosa com os ossos do ouvido médio, permitindo que a base craniana forme uma articulação crânio-mandibular. Foram analisadas comparativamente quatro espécies: um Rato-cachorro-de-orelhas-curtas (um opossum, marsupial da família Didelphidae), um ornitorrinco (Ornithorhyncus anatinus), uma equidna (Tachyglossus aculeatus) e um camundongo (Mus musculus). Comparações adicionais foram realizadas com uma lagartixa, um porquinho-da-Índia e um morcego. 

A natureza dessa articulação varia entre monotremos e marsupiais, com os monotremados juvenis retendo uma dupla articulação, similar àquela do Morganucodon (Mammaliaformes), enquanto os marsupiais usam tecido conectivo entre os ossículos do ouvido e a base do crânio para simular temporariamente a articulação. O achado pode representar verdadeiros "fósseis vivos" espelhando a transição réptil-mamífero em relação à separação dos ossículos do ouvido, e reforçando que o grupo dos monotremados retiveram consideráveis características desde a divergência dos répteis em relação aos outros mamíferos [a deposição de ovos sendo a mais óbvia característica].

TERRA PARA O MAR: É interessante também apontar que durante as transições de répteis e de mamíferos do ambiente terrestre para o ambiente aquático, é bem documentado no registro fóssil não só o passo a passo das modificações anatômicas mais externas (membros, crânio, cauda, etc.) como também os ossículos do ouvido, e de forma também homóloga. O clado Thalattosuchia representou crocodilomorfos marinhos que evoluíram de espécies terrestres que se adaptaram ao ambiente aquático - se tornando eventualmente excelentes nadadores -, assim como ocorreu com os cetáceos. Essa transição evolucionária ocorreu durante a Era Mesozoica (182-125 milhões de anos atrás) e envolveu uma gradual modificação muito similar no sistema sensorial vestibular àquela observada nos cetáceos, particularmente uma miniaturização do labirinto (adaptação ao modo de vida pelágico) (Ref.167). Porém, com uma nítida diferença: essa modificação ocorreu em um passo bem mais acelerado nos cetáceos. 

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          Outra notável transição evolutiva, bem representada no registro fóssil, é a emergência do processo de amamentação. Todos os mamíferos alimentam seus filhotes com leite, e, para fazer isso, os recém-nascidos precisam de um osso especial (hioide) na região da garganta para sugar e engolir. O Microdocon gracilis - um docodonte (Mammaliaformes) do Jurássico, que viveu há 165 milhões de anos - é o mais antigo animal conhecido capaz de sugar leite, possuindo uma forma desse osso hioide que lembra aquele de mamíferos modernos, representando uma importante transição evolutiva. Os cinodontes - outra importante transição evolutiva de répteis para mamíferos - já traziam no Triássico uma forma primitiva de hioide.

          Voltando a citar os tetrápodes marinhos, estes os quais evoluíram de tetrápodes terrestres que começaram a voltar para o mar há cerca de 250 milhões de anos, durante o Mesozoico várias diferentes linhagens de répteis (mosassauros, ictiossauros, tartarugas, cobras, etc.) deram origem à linhagens de animais marinhos obrigatórios, incluindo algumas que persistem até hoje. E, mais recente na história do nosso planeta, os mamíferos terrestres também começaram a voltar para as águas, durante o Cenozoico, com diversos representantes ainda vivos, como as baleias e golfinhos. Entre os mamíferos marinhos, são diversas as semelhanças com os terrestres, como as já citadas homologias ósseas, mas temos uma ainda mais notável: o sistema pulmonar, e a necessidade de estarem sempre voltando à superfície para respirarem. Isso mostra claramente uma forte ligação com o ambiente terrestre não completamente superada pelo curso evolucionário (como o desenvolvimento de uma espécie de guelra e um metabolismo mais otimizado para permitir uma maior liberdade dentro do ambiente aquático).

          Mais exemplo interessante de homologia pode ser visto nas raias do gênero Manta e seus parentes próximos da família Myliobatidae, os quais possuem nadadeiras peitorais modificadas para uma espécie de "voo" aquático e um par de projeções/chifres na parte anterior do corpo chamados de lobos cefálicos, especializados para a alimentação. Esses lobos podem, à primeira vista, parecerem partes anatômicas completamente novas em relação a outros gêneros de rais - e supostamente apêndices separados -, mas são apenas modificações das nadadeiras temporais via regulação diferenciada de certos genes ligados à determinação de planos corporais, como o Hoxa13 e o Hoxa2 (Ref.137). Isso é também outra óbvia evidência de que os "chifres" desses peixes evoluíram a partir das nadadeiras peitorais.

           

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Leitura complementar:

• Misterioso mecanismo cardiorrespiratório de mamíferos também é compartilhado por um peixe pulmonado ligado ao nosso antigo ancestral evolutivo
• Revelada homologia no desenvolvimento de membros nos vertebrados, artrópodes e moluscos

   DINOSSAUROS E AVES

         Obviamente, não podemos nos esquecer dos dinossauros e a relação desses répteis com as aves. A evidências são tão amplas que fica, virtualmente, inquestionável o fato das aves serem descendentes evolucionários diretos dos dinossauros (no caso, dinossauros terópodes (bípedes), como os Velociraptores). Aliás, hoje em dia, muitos cientistas preferem incluir as aves, as quais compreendem mais de 10 mil espécies, como um sub-grupo dos répteis, já que várias delas partilham de características bastante parecidas com os mesmos, sendo inclusive descendentes diretos dos dinossauros. A classe Reptilia (dos répteis) já é oficialmente expandida por vários pesquisadores para incluir as aves.

          Uma revisão evolucionária mais recente (Ref.174) encontrou forte suporte de que os dromaeossaurídeos ('raptores') e os terópodes troodontídeos (ambos do clado Deinonychosauria) são os grupos de dinossauros não-aviários mais próximo relacionados (táxon irmão, Paraves) das primeiras aves (Avialae), e que os terópodes anquiornitinos (Anchiornithinae) representaram as mais antigas aves (dinossauros aviários) a divergirem dos dinossauros terópodes. Aliás, os pesquisadores nesse estudo - através de uma compreensiva análise biomecânica e morfológica - encontraram que a maioria das espécies nesses grupos tinham o potencial de voar, mas com apenas algumas ultrapassando o limite de real voo, não apenas capacidade de planar. Isso sugere que o voo auto-sustentado evoluiu pelo menos três vezes entre os dinossauros terópodes: uma vez nas aves e duas vezes nos dromaeossaurídeos. Isso significa que houve inúmeras experimentações evolutivas da locomoção assistida pelas asas antes da habilidade de voo se estabelecer nas aves.

          Entre outros estudos e descobertas publicados em anos recentes, vale citar:

1. Todas as aves modernas - talvez com algumas exceções entre pássaros canoros - possuem um tecido ósseo chamado de Osso Medular (OM). Esse tecido é encontrado apenas em fêmeas e é dependente da presença altos níveis de estrógeno. É caracterizado por ser um rápido depósito ósseo que surge a partir do endostemo (tecido conectivo associado à medula óssea) e de curta duração, se estendendo dentro da cavidade medular e espaços inter-trabeculares de ossos longos de fêmeas de aves grávidas e tendo sua formação e depleção estritamente regulada pelos níveis de estrógeno que acompanham a ovulação. A composição e bioquímica do OM também difere dos outros tecidos ósseos.

          Bem, mas o fato que nos interessa é que esse tecido ósseo também é encontrado em fósseis de dinossauros, e praticamente só concentrado no grupo dos terópodes, ou seja, no grupo que deu origem às aves! Nem mesmo os crocodilos, parentes mais próximos dos dinossauros aviários e não-aviários (incluindo as aves modernas e extintas) possuem tal tecido. Até o momento, o OM só foi observado presente nas aves e dinossauros, já tendo sido mostrado até mesmo no Tiranossauro rex.(Ref.39) E outra: os machos das aves podem formar tais tecidos se administrado um excesso de estrógeno em seus corpos, algo que não acontece com os crocodilos. O OM, claramente, está ligado à linha evolucionária que liga as modernas aves com os extintos dinossauros.

2. Depois de um intenso trabalho em um dos fósseis de dinossauro mais bem conservados já encontrados, os pesquisadores puderam dar o visual próximo de um legítimo elo direto entre dinossauros e aves (figura abaixo). A espécie (Zhenyuanlong suni), batizada de 'Dragão de Zhenyuan', - em homenagem ao seu descobridor original -, é um parente distante dos velociraptores (os carniceiros clássicos da franquia Jurassic Park). De acordo com as evidências, parece que as asas não tinham um propósito inicial de voo, e, sim, de proteção aos ovos do ninho. Alguns especulam também que as asas serviriam para amortecer pulos entre as copas das árvores. O trabalho foi publicado ano passado na Nature (Ref.19).

3. Um artigo científico publicado no início deste ano (Ref.20) detalha fortes evidências de que os dinossauros participavam de rituais de acasalamento e criação de ninhos muito parecidos com as aves, fortalecendo ainda mais a já bem aceita ideia de que esse dois grupos de animais estão diretamente relacionados e intimamente ligados na escala evolutiva. A principal evidência é a descrição de marcas encontradas em algumas partes do Colorado, EUA, que são muito provavelmente arranhões desferidos no solo pela ´dança´ dos dinossauros em volta dos ninhos e durante o acasalamento. Seria como se estivessem ciscando, deixando arranhões que ultrapassam os 2 metros de largura em alguns casos encontrados! A imagem abaixo mostra algumas das marcas (no artigo existem outros padrões mais complexos de 'arranhões') e uma ilustração de como os terópodas se comportavam em um acasalamento.

Marcas fósseis (b) indicando uma possível dança dos dinossauros

4.  Em um trabalho publicado no periódico Evolution, pesquisadores conseguiram modificar os bicos de uma galinha ao bloquearem duas proteínas durante o desenvolvimento embrionário do animal, a FGF e a Wnt. Ambas são responsáveis pelo desenvolvimento facial típico dessas aves e, quando bloqueadas, elas deram origem a uma estrutura diferente de bicos mas próxima da boca de um réptil, em uma relativa grande semelhança com os velociraptores! Os pesquisadores envolvidos no trabalho estavam querendo saber como aconteceu a transição de dinossauros para as nossas modernas aves. (Ref.21).

À direita, o formato facial típico de uma galinha; no meio, temos a galinha modificada; à esquerda, temos a estrutura facial de um lagarto

5. Um dinossauro desconhecido preservado em lama, e datado em cerca de 72 milhões de anos, quase foi destruído por explosivos antes de ser descoberto (Ref.22). Trabalhadores no sudeste da China, na província de Jiangxi, acharam o fóssil enquanto estavam usando dinamites em um local de construções. Mesmo o fóssil tendo sofrido algumas perdas, os pesquisadores conseguiram pegá-lo muito completo. A espécie, chamada Tongtianlong limosus, pertence a um grupo dos últimos dinossauros remanescentes antes da extinção em massa (oviraptorossauros) e que já tinham características muito próximas das aves (como pode ser notado pela reconstrução artística do espécime encontrado, momentos antes da sua morte, na foto abaixo). Seu porte é próximo das dimensões de uma ovelha. Seu estudo mais detalhado com certeza dará mais pistas sobre o processo de evolução dos dinossauros para as aves modernas, adicionando mais um exemplar aos inúmeros já encontrados possuindo penagem.

6. Analisando o crescimento ósseo e de massa corpórea em fósseis de dinossauros, paleontólogos acreditam que estes animais não possuíam sangue frio, ou quente, mas algo no meio termo. Pesquisas desde 2012 vêm conseguindo achar bons padrões entre as microestruturas ósseas dos animais atuais e seus respectivos metabolismos/temperaturas corporais, algo que pode, futuramente, servir de base comparativa para os fósseis de dinossauros. Essa hipótese ajuda a explicar o domínio dessas criaturas por tanto tempo na Terra, em torno de 130 milhões anos. Eles teriam a agilidade de cobertura territorial e taxa de crescimento acelerada um pouco próxima a dos mamíferos, e a necessidade de pouco alimento, assim como os répteis, adaptando-se fácil em diversos ambientes e adversidades. Isso também é outra forma de demonstrar o porquê das aves serem produtos direto da evolução dos dinossauros. As aves possuem sangue quente, são ágeis e possuem uma taxa de crescimento alta. Ou seja, se a hipótese estiver certa, os dinossauros passam representar uma transição ainda mais perfeita para os seus futuros descendentes aviários (Ref.23).

7. Os amniotas modernos - animais cujos embriões são rodeados por uma membrana amniótica e que englobam os mamíferos e os sauropsídeos (répteis e aves) - tipicamente desenvolvem dois centros de ossificação na região proximal (superior) do tornozelo: o astrágalo e o calcâneo. O astrágalo dos dinossauros terópodes possui um processo triangular ascendente (PTA) projetando sobre a superfície anterior da tíbia. O PTA também está presente nos aves quando filhotes e durante a fase embrionária, porém desenvolve um centro de ossificação separado, projetando-se do calcâneo na maioria das espécies. Apesar disso, à primeira vista não tornar esse desenvolvimento ósseo comparável com os dinossauros terópodes em termos de homologia - apenas uma evolução convergente -, um estudo de 2015 publicado na Nature (Ref.152), analisando representantes aviários extintos e não extintos, mostrou que o PTA não é uma projeção nem do astrágalo ou do calcâneo, mas, sim, um elemento independente - o intermédio. Ou seja, isso explica a mobilidade dessa estrutura óssea homóloga durante a evolução dos dinossauros terópodes para as aves modernas. Aliás, também explica porque nas aves paleognatas o PTA é projetado mais perto do astrágalo e nas aves neognatas a projeção ocorre mais perto do calcâneo. Os pesquisadores também mostraram que durante o processo evolutivo, o PTA dos dinossauros adquiriu um desenvolvimento similar aos anfíbios (evolução reversa) nas aves modernas.

8. Em Dezembro de 2016, um estudo publicado no Current Biology (Ref.24) descreveu a descoberta de uma cauda de dinossauro - provavelmente do grupo Coelurosauria - preservada em âmbar, a qual possuía uma antiga plumagem! Quer prova mais sólida do que essa? Datado de um período em meados do Cretáceo, a estrutura é mais do que valiosa, porque mostra os padrões de penas em um real substrato ósseo, o qual também tem preservado outros tecidos, como o epitelial, e até vestígios sanguíneos (presença significativa do íon Fe²⁺ no interior da cauda). Antes, diversas descobertas de plumagens em terópodes não-aviários vinham confirmando várias características previstas pelo modelo da Evolução das Penas, como os dois espécimes descritos acima. Essa nova descoberta bate o martelo de aprovação no modelo.

         Aliás, só para finalizar, todas as aves, independentemente se voam ou não, possuem asas, mostrando uma clara relação de ancestralidade comum entre todas as espécies desse grupo.

  Leitura complementar:

• Descoberto dinossauro cheio de penas que pareciam refletir as cores do arco-íris
• Cientistas revelam a evolução dos bicos durante a transição dos dinossauros para as aves
• Os ovos de dinossauros terópodes eram coloridos como os de aves
• Revelada uma das espécies de dinossauros de maior proximidade evolutiva com as aves
• Revelada transição evolutiva no voo dos dinossauros para as aves
• Dinossauros também evoluíram asas de morcego e batiam passivamente as asas 

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     DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES

           Hoje já se tem documentado e descrito quase 1,5 milhão de espécies de plantas, fungos e animais. Enquanto muitas delas possuem amplos espaços de ocupação e nichos ecológicos pelo mundo, como o ser humano e os cães, outras são altamente especializadas e habitantes exclusivas de uma região, como uma espécie de fungo do gênero Laboulbeni que cresce exclusivamente na parte traseira da estrutura que cobre as asas de um besouro (Aphaenops cronei), este o qual é encontrado apenas em algumas cavernas do Sul da França. Mas apesar das grandes diferenças nos papéis ecológicos e estruturas corporais únicas, diversas espécies são bastante parecidas entre si. Ilhas são um excelente exemplo disso, onde muitos animais são parecidos com aqueles habitando porções de terra maiores e próximas (como a ilha Galápagos), mas são muito similares entre si. A Teoria da Evolução Biológica explica isso.

           Quando isolamentos geográficos separam e isolam regiões, criam-se ambientes novos para os espécimes separados ou que migram para essas áreas. Uma população original contendo uma única espécie pode ser dividida em duas áreas e os indivíduos tomarem um rumo evolucionário diferente um do outro por causa das novas condições que levarão a distintos mecanismos de seleção natural. Quando a América do Norte e a América do Sul eram separadas entre si, as espécies de mamíferos em cada uma das áreas evoluíram de forma completamente diferente, dando origem a diversas espécies únicas. Há cerca de algo entre 3 e 8 milhões de anos (1), os dois continentes foram unidos pelo istmos do Panamá (seta vermelha na imagem abaixo), e permitiu que diferentes espécies cruzassem os continentes, onde tatus, ouriços e opossuns (um tipo de marsupial) - todos os três de origem sul-americana - acabaram indo para o Norte, enquanto a onça-parda - e outras espécies de origem norte-americana - migrou para o Sul. Por isso hoje todos esses mamíferos são encontrados em toda a América, mas os registros fósseis são claros: antes essas espécies tão diferentes entre si só eram encontradas ou em um ou em outro continente.

           O Havaí é outro caso bem interessante. Cerca de um quarto de todas as quase 2000 espécies de moscas do gênero Drosophila vivem lá. Além disso, também habitam o Havaí mais de 1000 espécies de caracóis, e outros moluscos também são encontrados apenas lá. A explicação para tal diversidade de espécies tão próximo relacionadas entre si em uma única região é também explicada pela Teoria da Evolução. Como as ilhas do Havaí são muito afastadas de qualquer porção de terra continental, relativamente poucas espécies foram capazes de alcançá-la. Com isso, essas poucas dominaram todos os seus ambientes e nichos ecológicos, gerando suficiente espaço e baixa competição por recursos para várias populações de uma mesma espécie evoluírem de forma distinta à medida que colonizavam o arquipélago. Para se ter uma ideia, apenas uma espécie de mamífero - no caso, um morcego - foi encontrada lá pelos registros fósseis antes da chegada e estabelecimento do ser humano na América do Norte. Ou seja, um animal da porção continental capaz de migrar para lá, com a ajuda das asas.

• (1) Para mais informações, acesse: Ligação entre América do Sul e do Norte pode ter sido feita muito antes do que se pensava

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   SIMILARIDADES EMBRIONÁRIAS

          Diversas espécies de organismos que, aparentemente, não são nada parecidos entre si, acabam possuindo similaridades incríveis durante o estágio inicial de desenvolvimento, algo que pode ser encarado também englobado pela homologia. Uma vasta variedade de espécies, de moscas-da-fruta a vermes até homens a ratos, possuem sequências muito similares de genes que são ativados durante a fase embrionária. Esses genes influenciam a segmentação ou orientação em todos esses diversos grupos. A presença de tais similaridades na ação dos genes entre seres tão distintos entre si é perfeitamente explicada pelo fato deles tido um ancestral em comum.

         Podemos citar vários exemplos interessantes para ilustrar. Barnacles são crustáceos sedentários com muito pouca aparente similaridade com outros crustáceos como lagostas, siris ou copépodes. Porém, na fase larval de todos eles, existem várias similaridades, indicando um ancestral comum para todos e justificando serem englobados na clade dos crustáceos. Outros dois exemplos são os rudimentos pélvicos encontrados em cobras no seu estágio embrionário, assim como dentes em baleias-verdadeiras também no estágio inicial de desenvolvimento - ambas as estruturas não são encontradas nos adultos, mas, sim, em outras espécies dos grupos onde estão inseridas.

       
          No caso específico dos cetáceos, baleias da subordem Mysticeti (baleias-verdadeiras), como as baleias-azuis e as baleias-jubartes, possuem, no lugar de dentes, fileiras de cerdas bucais usadas para filtrar o alimento da água marinha. Porém, durante o desenvolvimento fetal dessas baleias, existe o desenvolvimento inicial e temporário de dentes não funcionais, que nem mesmo emergem das gengivas. Esses dentes germinativos são claramente remanescentes evolutivos - ativados durante a diferenciação embrionária dos tecidos - de reais dentes nos ancestrais terrestres das baleias, os quais eram similares a hipopótamos e vacas e que viveram há dezenas de milhões de anos. Nos fetos das jubartes, por exemplo, são 40 dentes germinativos em cada lado de cada mandíbula, com dimensões inferiores a 0,5 milímetro (Ref.129), e cuja transição para as cerdas ocorre na terceira parte final da gestação. Provavelmente, os genes que expressam proteínas para o desenvolvimento dos dentes foram conservados durante o percurso evolucionário porque também são necessários para o desenvolvimento das cerdas bucais, e, por isso, os proto-dentes são inicialmente gerados até que outros mecanismos regulatórios deem início ao desenvolvimento das cerdas.

          Outro exemplo notável está associado à estrutura óssea no ouvido dos mamíferos. Nos ossículos do ouvido médio, temos o estribo, o qual evolutivamente tem origem do osso hiomandibular nos peixes, o qual suporta as guelras. Primeiro, esse osso nos peixes migrou para o palato duro, o qual é englobado contra o crânio nos peixes com mandíbula e nos primeiros tetrápodes. Uma nova mudança evolutiva fez esse osso se tornar a columela no ouvido médio dos pássaros e o estribo no ouvido médio dos mamíferos. Ou seja, agora um auxiliar auditivo, o estribo antes era um auxiliar alimentar e ainda antes um auxiliar respiratório. Aqui chegamos no ponto mais do que interessante. Os gambás (ordem Didelphimorphia) - mamífero marsupial endêmico das Américas -, quando nascem imaturos e vão em direção à bolsa da mãe para terminar o desenvolvimento fetal, seus futuros ossículos do ouvido ainda estão articulando as mandíbulas; o estribo migra para o ouvido médio à medida que o embrião se desenvolve. Essa é uma evidência vestigial mais do que óbvia da transição evolutiva dessa estrutura óssea.

          E em um exemplo mais dramático de expressão da ancestralidade comum impregnada no desenvolvimento embrionário/larval com a descoberta de vários fósseis datados em 95 milhões de anos de idade pertencentes à mais estranha espécie de crustáceo já encontrada (no caso, um caranguejo). Representando também um fóssil de transição evolutiva e descrita em um estudo publicado na Science Advances (Ref.132), o Calichimaera perplexa não possui um plano corporal típico de um caranguejo caracterizado por uma carapaça encurtada, margens laterais bem definidas e um abdômen ventralmente escondido. Ao invés disso, essa espécie é uma mistura quimérica de vários grupos de crustáceos, incluindo caranguejos verdadeiros e falsos. Sua carapaça dorsal é similar àquelas de algumas lagostas e de membros da família Palaeocorystidae; seus grandes olhos compostos similares ao gênero Ekalakia e a vários homoloides; pediforme mxp3 carregando uma crista dentada similar a lagostas, a maioria dos anomuranos e a linhagens iniciais braquiuranas; dois pares de pernas achatadas na forma de remo, similares a membros da família Matutidae; dois pares de pernas anteriores reduzidas, como em caranguejos ermitas, braquiuranos podotreomos e linhagens iniciais eubraquiuranas; abdômen simétrico com ausência de anéis articulados e placas uropodais, como a maioria dos braquiuranos; entre outras características quiméricas.

          Essa singular composição anatômica observada no C. perplexa é similar àquela vista no estágio larval dos caranguejos, a qual espelha uma ancestralidade comum com vários táxons de crustáceos. Nesse sentido, essa espécie provavelmente evoluiu via desenvolvimento heterocrônico (pedomorfose) durante os estágios iniciais ontogenéticos, retendo características juvenis para a fase adulta.

          Por último, outro destaque mais do que válido de ser citado é um robusto e inédito estudo publicado no periódico Development, onde um time de biólogos especializados em evolução biológica, e liderados pelo Dr. Rui Diogo da Universidade de Howard, EUA, mostrou que numerosos músculos atavísticos dos membros (pernas e braços) - conhecidos de estarem nos membros de vários animais mas geralmente ausentes nos adultos humanos - são de fato formados durante o desenvolvimento embrionário humano e então perdidos previamente ao nascimento. Além disso, os pesquisadores mostraram que alguns desses músculos, como os metacarpais dorsais, desapareceram dos nossos ancestrais vertebrados adultos há mais de 250 milhões de anos, durante a transição evolutiva dos répteis sinapsídeos para os mamíferos. Para mais detalhes, acesse: Cientistas revelaram vários vestígios evolucionários nos músculos de embriões humanos.

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Leituras complementares:

• Radiação UV provavelmente dirigiu a localização do nicho hematopoiético durante a transição evolucionária dos peixes para o ambiente terrestre
• Mecanismos moleculares muito similares entre escamas de peixes, pelos e penas

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     BIOLOGIA MOLECULAR

            Pouco tempo depois da elucidação do código genético da bactéria Escherichia coli, foi observado que um particular mapa de 64 códons feitos a partir de 20 aminoácidos e duas marcas de pontuação (sinais de início e fim) era compartilhado, com ínfimas modificações, por todas as formas de vida conhecidas na Terra. Diversas outras regularidades também foram observadas serem similares com o resto da vida no planeta, mesmo havendo mais de 10⁸⁴ possibilidades alternativas do rearranjo dos códons a partir dos aminoácidos a disposição. Além disso, o próprio fato de existir apenas quatro nucleotídeos e 20 aminoácidos (com notável exceção da selenocisteína e pirrolisina) para, virtualmente, todas as formas de vida, sugerem uma forte existência de ancestralidade comum a todas elas, obedecendo, mais uma vez, à lógica da Evolução Biológica. Diversas estruturas proteicas e hormonais, como a hemoglobina e a mioglobina - transportadores proteicos de oxigênio no sangue - acabam, por consequência, sendo muito similares entre diferentes grupos de animais, por exemplo, de moluscos a mamíferos.

         

   
          Todos os seres vivos compartilham proteínas vitais, como o ribossomo, DNA polimerase e o RNA polimerase, desde primitivas bactérias até os complexos mamíferos. O RNA é universal.  Os organismos aeróbicos compartilham a proteína citocromo c, a mitose é um processo presente em todos os organismos celulares, a meiose é bastante similar em todos os organismos que se reproduzem sexuadamente, o ATP é usado por todos os organismos para a transferência de energia, quase todas as plantas usam a mesma molécula de clorofila para a fotossíntese, etc. E quanto mais próximo relacionados os organismos parecem ser, mais similares suas sequências genéticas são, mostrando, novamente, a ação esperada da Evolução Biológica. Por exemplo, humanos, bonobos e chimpanzés compartilham em torno de 95,8% das sequências de genes codificantes do DNA; já os humanos compartilham 1,6% das sequências genéticas com os gorilas, e 3,1% com os orangotangos (um primata superior Asiático); saindo dos primatas superiores, os humanos compartilham cerca de 7% das sequências genéticas com os macacos Rhesus. De fato, quanto mais distante o ancestral em comum do primata com a nossa espécie, menos similaridades genéticas são compartilhadas, como esperado do processo evolutivo.

          Nesse sentido, é mais do que válido mencionar dois estudos de alto impacto recentemente publicados (2), onde foi alcançada a feitura de organismos geneticamente modificados que possuíam nucleotídeos artificiais. No primeiro estudo, o editor genético CRISPR-Cas9 (1)  inseriu as letras X e Y em bactérias E.coli , as quais foram capazes de continuarem a se reproduzir normalmente. Em testes laboratoriais, após se dividirem mais de 60 vezes, as bactérias modificadas conseguiram manter os nucleotídeos "alienígenas" na seu material genético (DNA). Antes desse feito, apenas as clássicas quatro letras - adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (A) - eram conhecidas de atuarem de forma eficiente nos seres vivos. Já no segundo estudo, mais recente, pesquisadores conseguiram criar quatro novas letras artificiais altamente estáveis (S, B, P e Z) capazes de manter sozinhas uma estrutura de dupla-hélice e ainda atenderem os requisitos teóricos para que processos evolutivos possam emergir. Além disso, as quatro letras artificiais foram capazes de codificar proteínas.

• (1) Sugestão de leitura: CRISPR-Cas9, o poder da edição genética!

• (2) Para saber mais sobre os estudos, acesse: Letras artificiais e o maquinário genético

             Esse exemplo, somado à existência dos aminoácidos selenocisteína e pirrolisina em alguns poucos organismos, mostra que a vida como um todo poderia ter uma estrutura química bem diversificada, mas acabou ficando limitada a padrões e blocos moleculares muito parecidos. Os organismos compartilham vários genes entre si e inúmeros genes encontrados no DNA humano, por exemplo, podem também ser encontrados no DNA de outras criaturas, incluindo plantas e até bactérias. E temos os notáveis genes Homeobox - os quais atuam na determinação de planos corporais durante o desenvolvimento embrionário através da expressão de proteínas Hox - que são altamente conservados entre todos os animais (vertebrados e invertebrados) e inclusive estão posicionados na mesma ordem em seus respectivos cromossomos (Ref.122-123), algo que grita uma ancestralidade comum. São associados também a esse último caso os "genes fósseis", ou seja, genes desativados presentes em uma espécie e que estavam presentes ativos em outras espécies ancestrais. Em outras palavras, genes que perderam sua função original no processo evolucionário (como os citados dentes expressos em galinhas, por exemplo). Não faria sentido tê-los se os seres vivos fossem frutos de uma 'criação inteligente'. Somando-se a isso, processos de plasticidade fenotípica e epigenéticos podem expressar fenótipos mal-adaptativos ao ativarem esses genes 'dormentes'. A única lógica que explica isso é a evolução biológica.

             Isso sem contar que todos os seres vivos partilham de algo em comum: só utilizam os isômeros L (levógiros) de aminoácidos, mesmo com os isômeros D (destrógiro) possuindo as mesmas propriedades físico-químicas e serem formados em igual quantidade (mistura racêmica) em reações não biológicas. Tudo isso representa fortíssimas evidências de que a explicação mais provável e lógica é que todos tiveram origem de um ancestral comum para esse curioso fato ser explicado com mínima plausibilidade.

          Temos notavelmente também as ferredoxinas, uma diversa classe de pequenas proteínas ferro-sulfuradas - e dímero-simétricas - presente em vários grupos de seres vivos, de bactérias até animais e plantas, e um essencial componente das cadeias de transferência de elétrons nas células. É proposto que as ferredoxinas possuem uma origem simétrico, evoluindo e se diversificando via duplicações genéticas seguido por mutações. Em um estudo publicado na PNAS (Ref.153), pesquisadores realizaram engenharia reversa para produzir uma proteína mais simples e simétrica carregando características comuns entre as ferredoxinas bacterianas. Em seguida, eles deletaram o gene responsável pela expressão da ferredoxina na bactéria E. coli e inseriram um gene para expressão da nova proteína criada. As bactérias geneticamente modificadas sobreviveram e foram capazes de se replicarem, mesmo que de forma mais lenta.

          E falando em proteínas, mais de 40% delas não possuem uma estrutura definida nos organismos vivos devido a mecanismos de geração de microestruturas em regiões proteicas desordenadas, mesmo na ausência de mutações, reforçando que o processo que as produzem estão longe de perfeitos, e indicando um processo de refinamento natural através de pressões evolutivas diversas (Ref.154) e de potenciais oportunidades para a emergência de novas estruturas proteicas e locais de catálise a partir de uma proteína ancestral.

            Aliás, analisando a evolução a nível molecular, diversos padrões podem ser previstos, ajudando a paleontologia, por exemplo, a elucidar os caminhos evolucionários ao longo das eras, ou mesmo criar relógios evolucionários a partir das pequenas diferenciações moleculares entre os seres vivos. Exemplificando, assume-se factualmente há um bom tempo que as baleias descenderam de mamíferos terrestres que voltaram para as águas, nesse caso a partir de animais desse grupo com cascos (vacas, ovelhas, camelos, hipopótamos, etc.). Análises relativamente recentes de genes codificadores de proteínas do leite (beta-caseína e kappa-caseína) confirmaram essa relação evolucionária e reforçaram evidências genéticas anteriores de que os mamíferos modernos terrestres mais próximo relacionados com as baleias são os hipopótamos (família Hippopotamidae, a qual possui hoje apenas duas espécies vivas: hipopótamo-comum - Hippopotamus amphibius - e o hipopótamo-pigmeu - Choeropsis liberiensis)  . Aliás, estudos nos últimos anos usando embriões de golfinhos já mostraram que mutações em um gene responsável pela produção de uma proteína necessária para o desenvolvimento normal dos membros em tetrápodes resulta na perda dos membros traseiros, mutações essas presentes nos golfinhos e baleias atuais. E isso é só uma ponta do que os avanços na tecnologia genética estão fazendo para elucidar os detalhes dos processos envolvidos na Evolução.

• (1) Para mais informações, acesse: Gigantesca análise genômica revela história evolucionária das baleias
• Artigo Relacionado: Por que os mamíferos marinhos são tão grandes?

          E além dos padrões comuns que observamos no genoma de todos os seres vivos, o material genético de organismos simples e complexos é encharcado de sequências genéticas adquiridas de outros organismos e de estruturas impossíveis de não estarem associadas a mutações e hibridizações. Os humanos, por exemplo, possuem várias sequências genéticas que foram transmitidas através de vírus. As células eucarióticas possuem mitocôndrias (2) e/ou cloroplastos (3) que claramente são organelas oriundas de bactérias englobadas por células procariontes ancestrais, por possuírem material genético diferentes daquele presente no núcleo e por se assemelharem muito com organismos bacterianos tanto morfologicamente quanto geneticamente. E não precisamos nem comentar a suruba de transferências laterais de genes entre os procariontes e o verdadeiro ecossistema de elementos transponíveis (jumping genes) moldando continuamente os genomas (3). Já em termos de mutações, diversos organismos, especialmente plantas, são marcadas por duplicações genômicas, as quais deixam um rastro de enorme 'sobra' genética (excesso de sequências repetidas) e gigantescos genomas totalmente inconsistentes com quaisquer ideias de um design inteligente.


Leituras recomendadas:

1. (1) A mitocôndria não é um presente exclusivo da mãe 
2. (2) Fotossíntese e a clorofila f
3. (3) Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?

         Tudo isso mostra que o material genético nos seres vivos é fruto de uma enorme e tumultuada junção de eventos associados a mecanismos evolutivos diversos. Na verdade, apenas a existência dos  elementos transponíveis - como os transposons - e das duplicações genômicas são suficientes para consolidar a evolução biológica como um fato científico. De fato, nos últimos milênios, os humanos foram os responsáveis pela emergência de diferentes espécies de plantas via contínuas hibridizações de espécies selvagens e domesticadas, em eventos marcados por frequentes duplicações genômicas inteiras (3).


   FÓSSEIS DE TRANSIÇÃO

         Já tendo sido mencionados em detalhes os dinossauros, hoje possuímos diversos fósseis de transição, ou seja, fósseis mostrando transições evolucionárias de um táxon (espécie, gênero, Reino etc.) para outro, em direção a uma nova clade (grupo de organismos originados de um único ancestral comum exclusivo - esse ancestral comum pode ser um indivíduo, uma espécie ou até mesmo um Reino). Dos dinossauros terópodes em direção às aves temos tantos registros fósseis - somados com tantas estruturas comuns - que fica impossível questionar que as aves evoluíram dos dinossauros.

         O mais famoso modelo de transição foi do peixe Tikaalik, o qual foi encontrado em 2004 e representava claramente uma transição dos animais vertebrados (tetrápodes) da água para a terra, e o qual tinha sido previsto pela Teoria da Evolução. (Na seção 'Criacionistas X Evolução Biológica' a questão do Tikaalik será abordada com mais detalhes).

          Outro famoso exemplo foi a descoberta de um fóssil de 49 milhões de anos atrás de uma "baleia com patas". Desenterrado no Paquistão em 1992 pelo paleontólogo Hans Thewissen - com a ajuda do seu time de pesquisa -, esse é um dos mais perfeitos fósseis de transição, pertencente à espécie Ambulocetus natans e representando a transição de um tetrápode terrestre para um mamífero exclusivamente marinho (no caso, um ancestral das baleias). O animal fossilizado possuía orelhas e dentes típicos de baleias, entre outras características morfológicas semelhantes, mas trazia quatro membros e dedos nas patas.

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ATUALIZAÇÃO (06/04/19): Mais uma importante lacuna de transição evolutiva das baleias foi preenchida, com a descoberta e a descrição de uma espécie anfíbia e quadrúpede de cetáceo (uma baleia com quatro pernas) que viveu há cerca de 42,6 milhões de anos. O estudo sobre o achado foi publicado na Current Biology (2). Para saber mais, acesse: Descoberto fóssil de uma baleia com quatro pernas no Peru, em clara transição evolutiva

ATUALIZAÇÃO (12/12/19): Em um estudo publicado no periódico PLOS ONE, pesquisadores da Universidade de Michigan descreveram o fóssil de mais um novo gênero e espécie de baleia primitiva que representa um importante passo no percurso evolutivo das baleias modernas, e trazendo um corpo similar ao gênero Basilosaurus. Datada em cerca de 35 milhões de anos atrás, a nova espécie, Aegicetus gehennae, é o mais recente representante da família Protocetidae. Comparado com baleias mais primitivas, o A. gehennae possuía um corpo e uma cauda mais alongados, pernas traseiras mais curtas, e a falta de uma firme conexão entre as pernas traseiras e a coluna espinhal, indicando um animal mais próximo de ser totalmente adaptado ao meio aquático e dependente da cauda para o nado do que seus ancestrais (incluindo o P. pacificus). Para mais informações e detalhes do fóssil descritos, acesse: Outro fóssil de baleia de quatro pernas foi descrito, em crucial transição evolutiva
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         Fica aqui também a sugestão de leitura das matérias abaixo descrevendo fósseis de transição recentemente encontrados e descritos em estudos de grande impacto:

• Descoberto fóssil de transição de répteis terrestres migrando para o meio aquático
• Descoberto fóssil muito bem preservado de um aracnídeo metade escorpião metade aranha, em uma clara transição evolutiva
• Encontrado elo que faltava para ligar a origem evolucionária das cecílias

          Aliás, não é necessário nem recorrer exclusivamente aos fósseis para mostrar exemplos de transições evolucionárias. Na nossa fauna e flora temos notáveis modelos e representantes vivos de transição, onde podemos citar os famosos ornitorrincos, estes os quais são mamíferos monotremados que possuem diversas características morfológicas e genéticas em comum com os répteis -  incluindo também as aves -, sendo que botar ovos é a mais óbvia. Além disso, certas espécies de peixes, como aquelas da família Oxudercinae - e até mesmo a classe Dipnoi, a qual é composta por peixes ósseos que apresentam pulmões primitivos, conseguindo respirar fora da água - são também famosas por conseguirem se locomover fora da água, frequentemente com as nadadeiras dianteiras, representando possíveis passos para a saída dos vertebrados da água. 

     

          Um exemplo ainda mais notável nessa linha são os peixes marinhos da família Blenniidae, cujas diferentes espécies representantes exibem variados graus de comportamento anfíbio: algumas raramente ou nunca emergem da água, outras gastam grande quantidade de tempo dentro e fora da água, enquanto outras são altamente terrestres e gastam toda a fase juvenil e vida adulta fora da água na zona de 'splash' (zona supralitoral, onde o ambiente é continuamente úmido devido às ondas mas não submerso) (Ref.168). A predação aquática é um dos fatores que empurraram esses peixes gradualmente para fora da água, e muitos variam o tempo fora e dentro da água dependendo das condições temporais, do nível da maré e da disponibilidade de refúgios/abrigos terrestres (fendas ou buracos nas rochas). Uma dieta também mais generalista - possibilitada pelo tipo distinto de dentição desses peixes - e grande plasticidade comportamental são outros fatores contribuintes importantes para a transição. Esse contínuo espectro de adaptabilidade aquática-terrestre pode espelhar o que ocorreu há centenas de milhões de anos quando os primeiros peixes emergiram da água para dar origem aos tetrápodes terrestres.

          Existem pelo menos 33 famílias de peixes que possuem, no mínimo, uma espécie que demonstra alguma atividade terrestre, e em vários casos esse comportamento evoluiu de forma independente nas diferentes famílias. Nos peixes da família Blenniidae são pelo menos 7 convergências para um estilo de vida altamente anfíbio (Ref.169). Apesar de ser comumente pensado que é muito raro tais transições, exemplos ainda hoje vivos indicam que o comportamento anfíbio evoluiu repetidas vezes ao longo de famílias ecologicamente diversas, sugerindo poucas limitações para esse tipo de processo adaptativo.

          Isso sem contar o recente achado científico de que o Raie-de-Verão (Leucoraja erinacea) possui um sistema de locomoção no solo oceânico idêntico ao dos tetrápodes terrestres, sugerindo um ancestral comum bem próximo entre essa espécie de peixe e os vertebrados terrestres (Para saber mais, acesse: Cientistas descobrem que um peixe marinho anda no solo oceânico exatamente como os vertebrados terrestres)

• Leitura complementar: Radiação UV provavelmente dirigiu a localização do nicho hematopoiético durante a transição evolucionária dos peixes para o ambiente terrestre

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     ESTRUTURAS VESTIGIAIS 

          Vestigialidade, em termos evolucionários, é a retenção de estruturas geneticamente determinadas ou atributos de acentrais que perderam alguma ou todas as funcionalidades em uma dada espécie. Esses vestígios são claramente previstos nos processos de seleção natural e deriva genética, já que estruturas que não trazem prejuízos mas que ao mesmo tempo não trazem vantagens podem ser mantidas por um longo período de tempo durante os processos evolucionários. Geralmente muitas delas ganham novas funções ou mantêm funções secundárias. Lembre-se: a evolução é um processo dinâmico, não possuindo um fim específico ou uma fase estática.

          E nesse quesito, temos inúmeros exemplos (Ref.69), sendo muitos deles óbvios demais para não serem atribuídos à evolução biológica. Aliás, só são explicados em termos evolucionários. Se levarmos em conta diferentes graus de vestígios, é provável que toda a fauna e a flora os possuem em alguma extensão. Vamos, então, fazer uma lista de alguns principais.

1. Os cetáceos (baleias e golfinhos) evoluíram de mamíferos terrestres há 54 milhões de anos. Apesar de terem perdido os membros anteriores, ficando com apenas dois visíveis na forma de nadadeiras, todas as 92 espécies hoje existentes (com exceção de duas) mantiveram vestígios muito reduzidos dos ossos da pelve e até muitas vezes dos membros traseiros (subcutâneo). Além disso, no desenvolvimento embrionário tanto de baleias dentadas (Odontocete) quanto em baleias de barbatana (Mysticete), protuberâncias dos membros anteriores estão presentes, regredindo completa ou parcialmente durante o desenvolvimento desses animais. No caso da pelve, esse vestígio parece ter evoluído e mantido para dar apoio ao pênis nos machos. As duas espécies na exceção, Kogia sima e K. breviceps, parecem ter substituído os ossos pélvicos com estruturas cartilaginosas funcionais (Ref.75). E, além das baleias, esses vestígios também estão presentes na ordem Sirenia (englobando os famosos peixe-bois).

(a) Dugong dugon (dugong) (b) Trichechus manatus (Peixe-boi indiano) (c) Physeter catodon (baleia cachalote) (d) Delphinapterus leucas (baleia beluga) (e) Eschrichtius robustus (baleia cinza) (f) Eubalaena glacialis (Baleia-do-Atlântico-Norte)

2. Pítons e boas (grupos de cobras) mantiveram prováveis vestígios de membros anteriores na forma de estruturas parecidas com esporões na região pélvica, como mostrado na foto abaixo, os quais não parecem trazer significativas vantagens e oferecem uma das várias evidências de que esses animais evoluíram de répteis com quatro membros. Esses animais também trazem estruturas vestigiais rudimentares de um fêmur. Aliás, já foram revelados vários fósseis de antigos ancestrais das cobras que não possuíam os membros dianteiros, apenas os traseiros (transição evolutiva) (1).

Aqui, os prováveis vestígios de membros de uma Píton-Africana-Rochosa (Python sebae)

• (1) Leitura recomendada: Descoberto fósseis de uma cobra com pernas e ainda com o osso jugal
• Leitura complementar: Pesquisadores Brasileiros revelaram como as cobras perderam seus membros durante o processo evolutivo

3. Certos peixes de caverna e salamandras possuem olhos não funcionais, os quais representam uma clara herança dos seus ancestrais. O mais estudado é o Tetra-Cego (Astyanax mexicanus), um peixe cego de caverna que evoluiu de peixes da superfície durante alguns poucos milhões de anos, ao ficarem isolados na escuridão de cavernas Mexicanas. Nesses ambientes de completa ausência de luz, existem populações com total perda dos olhos (mas presente durante o estágio larval) e outras populações que mantiveram os olhos mas praticamente sem funcionalidade e sem utilidade. Essas observações só são explicadas por mecanismos evolutivos (regressão evolutiva).

         Basicamente, existem duas hipóteses evolucionárias, uma via genética e a outra via epigenética. Na via genética, mutações que levaram à perda de funcionalidade do olho nesses peixes foram acompanhadas de mudanças adaptativas - ou outras mutações benéficas - que compensaram a perda total ou parcial de visão, esta a qual, já não era mais necessária nas cavernas. Porém, nenhum gene diretamente ligado a esse processo foi ainda encontrado. A segunda e mais aceita explicação é que mecanismos epigenéticos herdados, ligados à hipermetilação do DNA, geram efeitos não só de desativação dos genes responsáveis pelo desenvolvimento ocular normal, mas também efeitos adaptativos compensatórios - nesse caso para explicar as populações de A. mexicanus com total perda do olho durante a fase adulta, como aqueles encontrados na caverna Pachón (Ref.112). Aliás, um estudo publicado recentemente na  Nature Ecology & Evolution (Ref.115) trouxe fortes evidências de que a perda de tecido ocular no A. mexicanus ocorre em grande parte através do silenciamento epigenético - via hipermetilação - de vários genes ligados ao desenvolvimento dos olhos.

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(!) ATUALIZAÇÃO (11/06/20): Um mais recente publicado estudo na Nature Communications (Ref.166) revelou de forma definitiva que uma mutação no gene cistationina beta-sintase a (cbsa) - gene responsável por codificar uma enzima essencial na via de transsulfuração - impede o fluxo sanguíneo normal para os olhos desses peixes durante uma crítica fase de desenvolvimento. Isso leva a uma atrofia dos olhos e o cobrimento do globo ocular por pele e tecido conectivo em todas as variedades de peixes de caverna Mexicanos. Aliás, mutações nesse mesmo gene em humanos - conservado desde o ancestral comum entre peixes e mamíferos - levam a uma doença chamada de homocistinúria, a qual causa defeitos na visão e problemas circulatórios que podem promover hemorragias, derrames, ataques cardíacos e morte prematura. Os pesquisadores também sugeriram que a perda da estrutura ocular pode conferir uma vantagem evolutiva para os peixes de caverna ao eliminar o alto custo energético de manutenção da visão, já que esse sentido é inútil no ambiente de total escuridão das cavernas.

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4. O segundo e quarto metacarpos dos cavalos não mais funcionam como suporte entre o dedo e o carpo ou tarso, sendo vestígios do segundo e quarto dedos dos seus ancestrais (sentido de evolução: a -> e). Apesar disso, essas estruturas ósseas reduzidas passaram a funcionar como guias para ligamentos suspensórios e como locais de anexação muscular, além de suporte para os ossos carpais. Somando-se a isso, o estabelecimento de um único dedo facilita a locomoção do cavalo no seu ambiente - geralmente planícies -, prevenindo supinação e pronação, e gerando uma maior estabilização ao reduzir o número total de articulações.

ATUALIZAÇÃO (25/01/18): Segundo novas evidências científicas, os cavalos podem ainda estar retendo os quatro vestígios dos dedos dos seus ancestrais tetrápodes pentadáctilos, não apenas os dedos II e IV. Para saber mais sobre o assunto, acesse: Os cavalos podem ter 5 dedos, não apenas 1. 

5. O cóccix de primatas superiores (incluindo nossa espécie) - uma série fundida de três a seis vértebras - é um claro vestígio de caudas presentes em outros primatas e mamíferos ancestrais. Essa extensão de vértebras não fica visível fora do corpo e, portanto, não possui mais função de sinalização, balanço, etc. De qualquer forma, tal estrutura desenvolveu outras funções de suporte e absorção de impacto. Aliás, durante o desenvolvimento embrionário humano e dos outros primatas superiores, os fetos apresentam uma real cauda - constituída de tecido conectivo, pele, músculos, vasos, nervos e 10-12 vértebras - que regride progressivamente até desaparecer, deixando o cóccix como vestígio. Porém, em alguns raros casos a cauda persiste mesmo após o nascimento, e acaba precisando ser retirada por via cirúrgica (por questões estéticas). Em outras palavras, uma herança do desenvolvimento embrionário de ancestrais com caudas.

(a) Pan troglodytes (chimpanzé), visão ventral (b) Homo sapiens (humano), visão dorsal

6. Nossos dentes do siso, os quais surgem entre 17 e 25 anos de idade - podendo compreender entre 0 e 4 deles (mas com a maioria possuindo 4) - muitas vezes geram impactos negativos na estrutura dentária e possuem limitada ou nenhuma utilidade. A hipótese mais aceita é que nossa subespécie (Homo sapiens sapiens) evoluiu uma menor mandíbula por causa da dieta mais refinada (com a descoberta do fogo e agricultura), fazendo esse dente desnecessário e difícil de se encaixar;

7. Nós, humanos, temos músculos na parte externa do ouvido, os quais geralmente são muito pouco desenvolvidos (imagem ao lado). A maior parte das pessoas não conseguem controlar esses músculos, tornando-os inúteis. Porém, algumas pessoas ainda conseguem acioná-los para mexer a orelha, mesmo assim sem utilidade. Isso é uma óbvia herança de ancestrais primatas - e outros mamíferos - que usam a ampla movimentação da orelha para orientá-la na direção de um som e melhorar a audição.

8. O Panda-Gigante (Ailuropoda melanoleuca), ou Panda, está inserido na ordem Carnivora, e descende de ancestrais ursos carnívoros. Porém, essa espécie evoluiu para uma dieta quase exclusivamente (99%) vegetariana, no caso, alimentando-se avidamente de bambu. E nesse quesito, seu intestino ainda possui muitas adaptações para um dieta carnívora, algo que notavelmente diminui a eficiência digestiva de bambu, sendo um dos fatores que justificam a enorme quantidade desse vegetal ingerida pelos indivíduos adultos diariamente (acima de 12 kg). No entanto, isso é enormemente compensado pelo fato de que o seu habitat original possui uma massiva quantidade de bambu e pouquíssima competição.

• Leitura complementar: Afinal, pandas são carnívoros, onívoros ou herbívoros?

9. Apesar dos músculos relacionados ao arrepio dos pelos em humanos parecerem ter importantes funções na região epitelial (Ref.72), o reflexo de arrepiar os pelos de forma emocional ou na presença de frio não possui utilidade para nós, apenas nos nossos ancestrais e outros mamíferos com uma maior cobertura de pelos: no frio, os pelos eriçados reduzem a perda de calor ao aumentar verticalmente as camadas de pelo, e, em situações de estresse - especialmente frente a um predador - os pelos eriçados deixam o animal com um aspecto maior e mais imponente, impondo uma maior medo no atacante. Como nossa pelagem corporal é muito rala, não faz sentido esse reflexo (nesse caso, um vestígio comportamental). Aliás, a própria presença de pelos em grande parte do nosso corpo é praticamente inútil e acaba sendo outro vestígio dos nossos ancestrais peludos (!).

• (!) Porém, a ativação dos músculos responsáveis pelo arrepio possuem ainda importante função no nosso corpo, explicando potencialmente a conservação desse reflexo. Para mais informações, fica a sugestão de leitura: Por que ficamos arrepiados?

10. Os tamanduás (Vermilingua) são animais pertencentes a uma subordem de mamíferos placentários da ordem dos pilosos e endêmicos das Américas. Esses mamíferos não possuem dentes, porém, durante a fase de gestação, os fetos expressam dentes primários que mais tarde são perdidos na mandíbula. Esses dentes não possuem, obviamente, nenhuma função para o feto, sendo apenas vestígios de ancestrais com dentes.

11. Em um último exemplo, temos o mais amplamente citado, o qual não é um real 'vestígio' mas uma adaptação provavelmente gerada pelo processo evolucionário: o nervo laríngeo recorrente. Esse nervo é uma ramificação do nervo vago que supre funções motoras e sensitivas para a laringe (caixa vocal). O mais interessante desse nervo é a sua natureza 'recorrente', onde ele dá uma volta desnecessária em torno da artéria subclávia direita ligada ao músculo cardíaco. Considerando a localização do coração no ancestral 'peixe' dos modernos tetrápodes, e a extrema volta que esse nervo dá nas girafas (acima de 4,5 metros!), o famoso evolucionista Richard Dawkins sugeriu que, ao longo do processo evolucionário, à medida que o pescoço começou a se estender e o coração ficou cada vez mais na parte inferior, o nervo laríngeo foi pego no lado errado do coração.

            A partir da seleção natural, o nervo foi sofrendo incremento graduais em sua extensão para se acomodar ao alongamento do pescoço, resultando na longa volta observada hoje. Mais interessante ainda é que uma rara anomalia entre os humanos resulta em um nervo não-recorrente, sem prejuízos para o indivíduo (Ref.73-74)! Essa anomalia, gerada por causa de erros no desenvolvimento embrionário, faz exatamente o que a lógica demanda: um caminho reto entre o nervo vago e a laringe, como mostrado na figura abaixo (em A, um nervo laríngeo não-recorrente, e, em B, o nervo normal, recorrente), fornecendo também provas de que o nervo não precisava ser recorrente.

Essa anomalia afeta entre 0,3% e 0,8% da população no lado direito e em torno de 0,004% no lado esquerdo. Estudos científicos sempre alertam os cirurgiões sobre essa anomalia anatômica, para evitar erros cirúrgicos. 

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  FALHAS DECORRENTES DO PROCESSO EVOLUCIONÁRIO

           Complementando a questão dos órgãos vestigiais, podemos citar diversas imperfeições ligadas ao processo evolucionário, ou seja, onde prejuízos tragos por mudanças evolutivas em uma parte do corpo trazem, para compensar, um maior benefício em outra parte. Entraria também aqui partes corporais não muito bem adaptadas ao ambiente por "falta de tempo evolutivo". Como o processo evolucionário possui uma base aleatória e direcionada principalmente pela seleção natural ou sexual, as maiores vantagens sempre prevalecem, independentemente se trazem danos associados, já que nada aqui é planejado ou arquitetado. Na natureza existem inúmeros exemplos que podem ser citados para ilustrar isso, mas para deixar mais palpável, listaremos evidências explícitas no corpo humano.

1. Em associação com a emergência da linguagem falada entre os humanos, uma reduzida face prognática e a relativa reduzida cavidade oral foram acompanhadas por uma reorganização da garganta com uma faringe elongada e uma faringe mais baixa. Isso cria uma câmara ressonante na qual a língua pode se mover e articular sons. A baixa posição da laringe, no entanto, não permite que a epiglote se feche atrás do palato mole, algo que faz possível engasgar enquanto comendo ou bebendo. Essa adaptação da garganta humana para a fala é, portanto, uma falha, resultando de uma troca entre a vantagem seletiva de uma complexa linguagem para a comunicação social e a necessidade de engolir. De um ponto de vista evolucionário, a vantagem de uma fala sofisticada supera os riscos de engasgo.

2. O bipedalismo foi a adaptação inicial entre os primatas que pavimentou o nosso longo caminho evolucionário. Essa mudança veio, no mínimo, há 4 milhões de anos, transformando-nos nos únicos mamíferos bípedes hoje existentes. Muitas hipóteses existem para explicar o porquê da evolução do bipedalismo nos hominídeos, indo de adaptação a um ambiente desnivelado até as vantagens energética das corridas. De qualquer forma, muitos dos problemas de saúde que enfrentamos hoje são decorrentes desse resultado evolucionário. Devido ao fato de ficarmos de pé, o peso da cabeça e da parte superior do corpo gera uma grande compressão nas vértebras do pescoço e na coluna espinhal inferior, o que faz requerer mais esforço muscular para manter uma postura bipedal do que quadrupedal. Dor no pescoço e nas costas são problemas médicos altamente comuns entre a nossa espécie, resultando desde um desconforto até uma séria debilidade física. Joelhos, tornozelo e pés são frágeis e experimentam danos com facilidade, já que sustentam todo o peso do corpo, este o qual, em termos de ancestrais vertebrados, era sustentado por quatro membros. Problemas digestivos, hemorroidas, aderências viscerais e hérnia inguinal também ocorrem devido à compressão vertical das vísceras da cavidade abdominal. Prejuízos também se estendem para o sistema circulatório, onde a posição vertical aumenta a pressão hidrostática nos membros inferiores, podendo causar varizes e pés/tornozelos inchados. Já no polo oposto, a região cerebral recebe uma menor pressão sanguínea, o que pode resultar em tontura e desmaio, por exemplo, quando a pessoa se levanta de forma repentina. Nenhum desses problemas existe em outros primatas ou espécies de mamíferos, as quais são quadrúpedes.

3. Com o volume cerebral cada vez crescente, aumentou bastante a necessidade de energia para mantê-lo funcionando bem. O cérebro humano consome 25% da nossa energia em repouso e, portanto, a busca por alimentos altamente energéticos também aumentou bastante durante nosso processo evolucionário. De fato, o Homo sapiens desenvolveu um apetite enorme por alimentos doces e gordurosos, facilitando a satisfação da demanda energética e a manutenção de estoques energéticos para momentos de fome. Porém, essa adaptação evolucionária surgiu em ambiente selvagem, e à medida que a nossa civilização avançou socialmente e estruturalmente em um período de tempo muito curto (impedindo significativos processos evolucionários de ocorrerem para permitir uma nova adaptação), passamos a ficar mais sedentários e a ter acesso abundante à qualquer tipo de comida, incluindo gorduras e doces. Isso levou à nossa atual crise de obesidade mundial e de diabetes, além do aumento de problemas cardíacos e outros problemas decorrentes da obesidade e inadequada alimentação.

4. O processo evolucionário não se preocupa em aumentar a longevidade de uma espécie e, sim, em aumentar sua taxa de reprodução. Como hoje somos auxiliados enormemente pela medicina e tecnologia moderna, nossa expectativa de vida aumentou bastante e, com o avanço da idade, diversas doenças se tornam extremamente comuns, já que nosso corpo não foi selecionado durante a evolução para ficar vivo por 50, 60 ou mais anos, apenas tempo o suficiente para os processos reprodutivos.

5. Como a evolução do bipedalismo da nossa espécie evoluiu bem antes - há cerca de 4 milhões de anos - do que o significativo e rápido aumento do volume cerebral - há cerca de 2,5 milhões de anos -, os partos se tornaram de relativo alto risco para a fêmea humana. Com o bipedalismo, nossa pélvis diminuiu, e como o cérebro do Homo sapiens triplicou de tamanho em relação aos nossos ancestrais hominídeos primordiais, a passagem do bebê pelo canal vaginal se tornou problemática. Isso levou também a outro prejuízo: os bebês humanos passaram a nascer muito pouco desenvolvidos, sendo que o tamanho cerebral dos mesmos é 25% menor do que o adulto, e onde nos bebês de outros primatas a porcentagem é bem maior (em torno de 45% nos chimpanzés, um dos nossos parentes mais próximos), para permitir uma passagem mais fácil pela vagina. Para compensar ainda mais os riscos associados ao parto, nossa espécie desenvolveu um sistema de assistência social durante o ato, onde outros indivíduos ajudam a mulher na hora de dar a luz. Além disso, como o bebê nasce extremamente dependente e demora para ter o seu desenvolvimento mínimo completado, existe outro prejuízo: maior custo para os pais, onde investe-se muito nos cuidados para a cria. Isso também provavelmente direcionou a formação de casais mais duradouros em detrimento da poligamia, para aumentar o investimento parental. No final, temos um amplo balanço de riscos e benefícios apenas explicado pelo processo evolucionário.

6. Com um maior cérebro - muito ativo e com grande demanda metabólica - e alta taxa de plasticidade e complexidade provavelmente derivada, em parte, da alta porcentagem de desenvolvimento cerebral pós-parto (75%), ganhamos inúmeras vantagens, desde na linguagem e aprendizado até no uso de ferramentas, mas também ganhamos uma alta susceptibilidade a desenvolver doenças neurodegenerativas, como o Alzheimer, e doenças neuropsiquiátricas, como autismo e esquizofrenia.

7.  Todos os vertebrados precisam de grandes quantidades diárias de Vitamina C, especialmente nós, humanos (média de 60 mg/dia). Essa importante vitamina é necessária para a síntese de colágeno, é um potente antioxidante, participa do catabolismo da tirosina, entre várias outras funções. Por causa disso, a grande maioria dos vertebrados são capazes de produzi-la através principalmente do fígado e/ou rins, sem a necessidade de consumi-la exclusivamente da alimentação. Porém, muitas espécies, como aquelas pertencentes aos peixes teleósteos, primatas antropoides (humanos incluídos), porcos da guineia, assim como alguns morcegos e pássaros Passeriformes, perderam a capacidade de sintetizar tal vitamina. E isso encaixa-se perfeitamente com o processo de Evolução Biológica. Todas as espécies conhecidas que perderam essa capacidade de síntese são resultado de mutações no gene L-gulono-γ-lactona-oxidase (GLO), o qual codifica a enzima que cataliza o passo final da biossíntese da vitamina C. Ou seja, mutações aleatórias no material genético dessas espécies garantiram várias vantagens adaptativas, mas vieram junto com mutações no GLO. Porém, como essa parte do DNA só é importante para a síntese de uma única vitamina - a C -, se as outras mutações trouxerem vantagens que compensem essa perda, o novo conjunto de mutações será selecionado pelo ambiente. E estudando a filogenia relacionada com as perdas de síntese de vitamina C, os cientistas já mostraram que elas ocorreram em várias partes do curso evolucionário dos vertebrados, sendo inclusive ganhas novamente por algumas espécies de morcego devido a novas mutações que as reativaram o GLO! Aliás, nós humanos, e outros primatas antropoides, possuímos ainda o GLO, mas com perdas de 7 a 12 exons na sua sequência genética que o tornaram inativo, ou seja, um óbvio vestígio evolucionário. Já outras mutações em genes que fazem parte do caminho sintético do qual participa o GLO trariam perdas na síntese de outras moléculas vitais, não apenas a vitamina C, e, por isso, não são selecionadas e vistas nos vertebrados. O GLO pode ser perdido na linha evolucionária, já que isso traz prejuízos que podem ser compensados - especialmente considerando que a vitamina C encontra-se em abundância em vários alimentos. De fato, todas as espécies que perderam a funcionalidade do GLO possuem dietas ricas em vitamina C.

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            É ainda difícil entender como existem tantas pessoas resistentes em aceitar a Evolução Biológica como um fato científico, mesmo com a quantidade esmagadora de evidências científicas - desde paleontológicas até genéticas - dando-lhe sólida base de sustentação e comprovação. Obviamente, a falta de uma boa educação escolar é um dos principais fatores, onde manipuladores religiosos, para reforçar crenças e poder de influência, tentam cegar seus seguidores para a razão científica, aproveitando-se principalmente da deficiente educação básica em várias partes do mundo e da complexidade do tema em vários campos. É um absurdo e um profundo retrocesso. Apesar disso, instituições como a Igreja Católica vêm tentando nas últimas décadas unir a biologia evolucionária com suas crenças, o que pelo menos conta como um passo de avanço e mostra que a fé não precisa criar empecilhos para o necessário enraizamento da ciência na nossa sociedade.

         Entre os argumentos usados pelos criacionistas para refutarem ou distorcerem a Evolução Biológica, e a Teoria da Evolução, grande parte deles acabam sendo baseados na pura fé ou vontade de tornar cientificamente realístico o irreal. Muitos argumentos sequer mostram um mínimo de conhecimento de biologia básica. Vamos explorar os principais:


       SE OS HUMANOS DESCENDERAM DOS MACACOS, PORQUE ESSES ÚLTIMOS AINDA ESTÃO AÍ?

           O grande erro aqui é achar que os humanos evoluíram diretamente dos chimpanzés ou de qualquer outro primata moderno. O gênero Homo, que abrange os humanos modernos - incluindo a nossa espécie (Homo sapiens) - e outras espécies ancestrais ou relacionadas, apenas evoluiu de um antecessor primata comum entre nós e os chimpanzés-comuns (Pan troglodytes) e bonobos (Pan paniscus), com divergência evolutiva a partir desse ancestral comum ocorrendo há cerca de 9,3-6,5 milhões de anos (Ref.176). Outros primatas superiores, como os orangotangos, também evoluíram de outro ancestral comum prévio a esse antecessor. Nosso gênero (Homo) descendeu diretamente do gênero Australopithecus. O fato dos chimpanzés - incluindo os bonobos - possuírem um DNA bem parecido com o nosso (cerca de 98,5% de semelhança entre sequências codificantes) (1) é justamente por estarem em um ramo evolutivo mais próximo do nosso a partir do momento de separação das linhagens evolucionárias (linhagem Pan e linhagem Homo).

         E para complementar a resposta, é válido dizer que um estudo recente foi publicado (Ref.30) mostrando que os bonobos parecem ser os mais relacionados com o ancestral comum mais próximo de nós do que os chimpanzés-comuns. Aliás, eles compartilham em torno de 98,6% das sequências codificantes no DNA com os humanos (1).  Os cientistas acreditam que a linhagem humana separou-se da linhagem dos primatas atuais mais parecidos conosco (chimpanzés-comuns e bonobos) há cerca de 2 milhões de anos. Assim, essas duas espécies de primatas superiores desenvolveram diferentes características em relação à nossa espécie, habitando a mesma região na África e tendo apenas como principal divisão geográfica o Rio Congo. Só que sempre existiu uma importante dúvida: qual deles ficou mais próximo de nós na época da separação?

Bonobo (Pan paniscus)

            Bem, além das pistas genéticas mais recentes já indicarem os bonobos como a provável resposta, a análise da estrutura muscular desses primatas parece certificá-la. Seus músculos e funcionalidades mais lembram a nossa anatomia do que os chimpanzés. Isso mostra que, para montar um modelo do misterioso ancestral comum citado, os bonobos parecem ser a melhor escolha.

          Apesar disso, o estudo também mostrou que certas características nossas são compartilhadas com ambas as espécies, ora de forma exclusiva, ora de forma conjunta, algo reforçado por um trabalho recente publicado no Frontiers (2). Mas, no geral, somos mais próximos anatomicamente (ninguém aqui mencionou capacidade intelectual) com os bonobos.

• (2) Para saber mais, acesse: Músculos antes pensados serem únicos nos humanos foram encontrados em chimpanzés e bonobos

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(1) As notáveis diferenças fenotípicas entre chimpanzés e bonobos em relação aos humanos são determinadas principalmente pelas substanciais diferenças associadas a inserções e deleções na parte genômica não-codificante (em especial elementos regulatórios) (Ref.151). Ou seja, enquanto as sequências de genes codificantes entre humanos e chimpanzés são quase idênticas entre si devido à ancestralidade comum, existem grandes lacunas genômicas em áreas adjacentes aos genes onde retrotransposons foram inseridos ou deletados de forma distinta. Esses elementos transponíveis compreendem cerca de 50% do genoma de cada uma dessas espécies e influenciam na expressão dos genes. Para mais informações sobre os elementos transponíveis, acesse: Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?
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         Aliás, as fortes similaridades entre nós e os outros primatas superiores africanos é tão grande que levou Charles Darwin, em 1871, a predizer que a África era o local mais provável de onde a linhagem humana tinha primeiro surgido. E essa previsão se mostrou verdadeira depois de vários estudos genéticos e arqueológicos na área! Algo fantástico já usando os primeiros passos da Teoria da Evolução! Com os achados fósseis encontrados até o momento, a árvore evolutiva humana é disposta como mostrado na figura abaixo, com os represantes mais antigos datando de 6 milhões de anos atrás.

1. Sahelanthropus tchadensis
2. Orrorin tugenensis
3. Ardipithecus kadobba
4. Ardipithecus ramidus
5. Australopithecus anamensis
6. Australopithecus afaerensis
7. Australopithecus garhi
8. Australopithecus africanus
9. Paranthopus aethiopicus
10. Paranthous robustus
11. Paranthropus boisei
12. Homo habilis
13. Homo rudolfensis
14. Homo erectus
15. Homo heidelbergensis
16. Homo floresiensis
17. Homo neanderthalensis
18. Homo sapiens

*Recentemente foram descritas mais duas espécies de Australopithecus: A. sediba
A. prometheus (a)  

**Os Denisovanos (parentes evolutivos do gênero Homo muito próximos dos humanos modernos e dos Neandertais) (b) também não estão apontados no esquema, assim como o Homo luzonensis (c).

Sugestões complementares de leitura sobre a evolução humana:

• Por que temos uma testa plana?
• Por que temos um queixo?
• Por que nossos dedos ficam enrugados na água?
• Por que perdemos o osso do pênis?
• Dopamina e formato gradualmente globular parecem ter sido a chave de sucesso do cérebro humano
• Neandertais, arte e linguagem
• A Homossexualidade é biológica ou social?
• Os ancestrais humanos que ainda habitavam as árvores já podiam andar eretos como nós
• O povo Bajau evoluiu um baço bem maior associado com a prática de mergulho 
• Análise de pegadas fossilizadas de hominis podem reescrever o percurso evolucionário da espécie humana
• Cheddar Man: Os Britânicos há 10 mil anos tinham pele escura e olhos claros
• De acordo com novo estudo, o ancestral comum entre humanos e outros grandes primatas era menor do que o pensado
• Novas variações de genes revelam a evolução da cor de pele entre humanos e desafiam a noção de raças biológicas  na nossa subespécie
• Humanos pré-históricos parecem ter formado sistemas de acasalamento para evitar o cruzamento entre parentes
• Mutação do gene CMAH parece ter sido crucial para a evolução dos humanos
• Os nativos Andinos no Peru evoluíram para comer batata
• (a) Little Foot: Nosso ancestral metade humano metade chimpanzé
• Por que nós e outros primatas temos unhas?
• (b) Nossa espécie cruzou com múltiplas linhagens de Denisovanos
• Nosso ancestral em comum com os chimpanzés já possuía adaptações terrestres
• Variações evolutivas únicas na cor da pele descobertas nos Nativos Americanos e Asiáticos
• Estudo revela profundas raízes sociais da evolução humana nos gorilas
• (c) Com longa persistência na Indonésia, podemos ter herdado 1% de DNA do Homo erectus 

       SE A EVOLUÇÃO É REAL, POR QUE AINDA TEMOS BACTÉRIAS E OUTROS ORGANISMOS MUITO SIMPLES ATÉ HOJE? ERAM PARA TER EVOLUÍDO TAMBÉM, NÃO?

           Esse tipo de questionamento crítico é frequentemente feito, mas demonstra uma completa falta de compreensão de como ocorre o processo básico de evolução biológica. Como já dito, as mutações e mudanças genéticas responsáveis pelo processo evolucionário são aleatórias e só são selecionadas pelo ambiente e conservadas ao longo de várias gerações caso resultem em vantagens adaptativas. Não existe um objetivo na evolução de se chegar a um ser mais complexo, apenas mudanças geradas por mecanismos evolutivos diversos que podem ou não ser selecionadas. Caso ocorra mutações e outros processos evolutivos levando ao acúmulo de fenótipos que levem um organismo vivo a ficar mais complexo, e bem adaptado ao meio, essa nova forma persistirá. Caso variações genéticas e extra-genéticas mantenham o organismo com uma forma simples, mas adaptado ao meio, essa nova forma também persistirá. Portanto, seres simples e seres complexos podem perfeitamente - e o fazem - conviver juntos na natureza, apenas sendo necessário que estejam bem adaptados ao meio em que estão. O que não ocorre é o surgimento de um ser vivo com uma maior complexidade/organização celular antes de um mais simples.

• Estudo recente que ilustra perfeitamente essa questão: Todas as espécies de seres vivos possuem igual chance na luta pela vida, segundo novo estudo  

          Aliás, um dos mecanismos de evolução biológica opera inclusive via acaso, a partir da deriva genética (O que é a deriva genética?).


       NINGUÉM VIU NENHUMA EVOLUÇÃO OCORRENDO

            É, no mínimo, estranho pensar que um povo de fé use esse argumento para derrubar outro argumento (Risos). Bem, aqui os criacionistas dizem que nunca ninguém viu um ser vivo evoluindo ou que nós não estamos evoluindo. Primeiro de tudo é preciso relembrar mais uma vez que a evolução ocorre por variações genômicas e extra-genômicas aleatórias que geralmente e eventualmente deixam o organismo vivo mais apto a sobreviver em um determinado ambiente. A natureza essencialmente seleciona resultados de probabilidade genética. O processo evolucionário não é algo automático, programado e "consciente". Ele é fruto da pressão ambiental sobre os seres vivos e depende da volubilidade genética e extra-genética.

           De qualquer forma, enquanto que processos de macro-evolução (especiações) são geralmente bem lentos para serem testemunhados em escalas de tempo tão reduzidas (dias, meses, décadas ou séculos), inúmeros exemplos de eventos micro-evolucionários - englobados dentro dos processos macro-evolutivos - podem ser acompanhados frequentemente em tempo real. E três deles, e mais do que preocupantes, são a resistência bacteriana, a resistência de insetos a inseticidas e as mutações virais. Todos esses exemplos representam graves ameaças à saúde pública e são frutos diretos da Evolução Biológica. Bactérias acabam se tornando resistentes aos antibióticos, onde estes últimos selecionam as mais resistentes aos seus efeitos (O que são as superbactérias e a resistência bacteriana?). Vírus, como o da gripe (Influenza), estão sempre sofrendo mutações, levando continuamente a variações genéticas resistentes às vacinas criadas ou ao sistema imune.

          E, no caso de seres mais complexos, como os insetos, muitos deles acabam se tornando mais resistentes aos inseticidas usados nas lavouras, sendo este estresse ambiental responsável por selecionar indivíduos com uma genética que favoreça a sobrevivência em meio ao ambiente mais tóxico. Humanos também estão induzindo preocupantes processos evolutivos nas plantas, onde cada vez mais espécies de ervas-daninhas  na agricultura estão ficando resistentes aos herbicidas utilizados para controlá-las (i). Conhecidas, existem 253 espécies resistentes de ervas-daninhas. Em um estudo publicado no final de 2019 no periódico Nature Sustainability (Ref.164), pesquisadores calcularam que a resistência aos herbicidas na espécie Grama-Negra (Alopecurus myosuroides) já está causando um prejuízo acumulado anual de £400 milhões à economia Britânica e uma perda estimada em 800 mil toneladas de trigo todos os anos, com potenciais implicações para a segurança alimentar do Reino Unido. Se o uso excessivo de de herbicidas continuar e grandes quantidades de resistência atingir todos os campos do bloco econômico, os pesquisadores estimaram que a perda anual poderia ultrapassar £1 bilhão (econômica) e 3,4 milhões de toneladas (trigo). Agora imagine as perdas globais. A evolução não só é observável como também é pesadamente sentida no bolso.

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(i) Para mais detalhes sobre esses processos evolutivos, acesse: Essa erva-daninha está evoluindo rápido e se tornando indestrutível  

           Além desses exemplos mais óbvios, podemos citar vários outros sendo constantemente reportados nos periódicos, incluindo especiações.

1. Cigarras mudas: Em um estudo que começou em 2003, e foi publicado na Nature (Ref.31), cientistas evolucionários ficaram admirados com o que viram na ilhas de Kauai e Oahu, no Havaí.

          Dois tipos de cigarras foram identificados nessas ilhas. Uma que 'cantava' com as asas para atrair as fêmeas, e outra que não emitia som algum. Os pesquisadores pensavam que as duas eram espécies distintas que foram colocadas em contato por migração ou deslocamento facilitado. A cigarra silenciosa se dá melhor nas ilhas, porque a fêmea de uma mosca parasitoide (Ormia ochracea) que coloca seus ovos no corpo destes insetos (onde seus filhotes devoram a cigarra quando eclodem dos ovos) é guiada pelo som característico deles, ou seja, o tipo mudo não é atacado, e leva vantagem, mesmo sendo prejudicado na hora do acasalamento. E por causa disso, as cigarras mudas estão progressivamente tomando conta da região.

          Até aí, tudo bem. Mas qual foi a surpresa dos pesquisadores quando eles descobriram que as duas "espécies" eram, na verdade, a mesma (Teleogryllus oceanicus)! Desde 2003, os cientistas estão presenciando um processo evolucionário, via seleção natural, de seres complexos e macroscópicos, em tempo real. A mutação relativa ao processo afeta principalmente as asas das cigarras afortunadas, interferindo no mecanismo de geração sonora.

            E mais: um estudo publicado em 2018 no periódico Biology Letters (Ref.142) mostrou que ambos os machos (mudos e não-mudos) continuam com o mesmo comportamento de produção de som (movimentação rítmica das asas), claramente indicando um vestígio evolucionário nos machos mudos. Não faz mais sentido as cigarras mudas continuarem com um comportamento que gasta tanta energia - apenas 0,05% da energia metabólica direcionada para o canto é transformada em energia acústica - em qualquer outro cenário que não seja um processo evolutivo. Eventualmente, esse padrão motor de movimento das asas irá ganhar uma nova funcionalidade ou será perdido.


2. Mariposas sem vício por lâmpadas: Um estudo recente, feito pelo pesquisador de Biologia Evolutiva Florian Altermatt, em parceria com o pesquisador Dieter Ebert, na Universidade de Basel (Ref.32), mostrou claras evidências de um processo evolucionário afetando mariposas urbanas.

          Todas as noites, inúmeros desses insetos morrem de forme e desgaste por serem atraídos e ficarem interagindo com as luzes artificiais das cidades (lâmpadas, neons, etc.). Para ver se existiam mariposas resistentes a esse comportamento na cidade, ambos os cientistas pegaram 728 larvas de mariposas urbanas e 320 larvas de mariposas rurais, cuidaram delas até se transformarem em mariposas adultas e, então, liberaram elas em um quarto escuro com a presença de uma lâmpada fluorescente. Das mariposas rurais, quase todas voaram para a lâmpada, mas apenas cerca de dois terços das mariposas urbanas voaram até a luz artificial, sendo que o resto permaneceu bem afastada dela.

           Ainda é um estudo preliminar, mas é certo que muitas mariposas resistentes à luz foram selecionadas pelo ambiente urbano, dando origem a novas variações de espécie. Pode ser que, futuramente, com cada vez mais iluminação urbana, não testemunhemos mais mariposas, e outros insetos noturnos, batendo a cara em lâmpadas. Porém, essa mudança evolucionária pode eventualmente trazer prejuízos a nível populacional para esses insetos e para várias espécies de plantas. Evitando as áreas muito iluminadas, essas mariposas acabam visitando menos flores noturnas (prejudicando a reprodução dessas) e sofrem em termos de taxa de acasalamento, devido à reduzida probabilidade de encontro entre machos e fêmeas. E esse cenário é agravado com a expansão urbana cada vez crescente.
 
3. Nova espécie em Galápagos. Esse é um exemplo mais do que notável por envolver uma macro-evolução. Nesse caso, pesquisadores acompanharam o processo evolutivo que levou ao surgimento de uma nova espécie de ave em Galápagos via especiação por hibridização. Para saber mais, acesse: Nova espécie de ave surge em Galápagos, e os cientistas acompanharam o processo evolutivo

4. Peixe 'Virgem Maria'. Em fevereiro de 2019, em um estudo publicado na Scientific Reports (Ref.160), pesquisadores descreveram um peixe ovíparo da espécie Gasterosteus aculeatus, que acabou tendo seus óvulos fecundados internamente e dando luz (auxiliada por pesquisadores) a embriões saudáveis. Mecanismos como hermafrodismo e partenogênese foram descartados. A fêmea, de fato, foi fertilizada pelo esperma de um macho (talvez ao interagir com uma ninhada de óvulos de outra fêmea já cobertos por esperma). Segundo os pesquisadores esse pode ter sido um raro flagra do passo inicial para uma grande transição evolucionária (desenvolvimento externo do embrião para desenvolvimento interno, como ovovivíparos e placentários), via, por exemplo, uma mutação favorável.

Leituras complementares trazendo mais exemplos de evoluções observáveis:

• Lagartixas parecem ter evoluído rápido aqui no Brasil depois da construção de uma barragem em 1996!
• Ratos estão evoluindo no meio urbano, e a culpa parece ser do fast-food!
• Estudo de grande escala mostra fortes evidências de que os humanos ainda estão evoluindo
• Estratégia consegue frear o avanço de insetos resistentes a transgênicos e reforça os princípios da Evolução Biológica
• Confirmada evolução recente de bicos maiores entre os Chapins-reais habitando o Reino Unido
• Espécie de peixe evoluiu um novo cromossomo sexual em laboratório após 30 anos de hibridizações
• Cientistas acompanharam um contínuo processo micro-evolucionário que refletiu uma macro-evolução 
• Evolução de resistência da E. coli a radiações ionizantes sendo acompanhada em tempo real
• Mosquitos estão evoluindo em São Paulo
• Rápida evolução induzida pelo ser humano deixou uma borboleta em maus lençóis 
• Essa espécie migratória de truta marinha evoluiu para se adaptar ao ambiente de água doce em apenas 100 anos
• Estrelas-do-mar parecem ter evoluído desde 2013 para lutarem contra uma devastadora doença
• Flagrada transição evolutiva caracterizando um novo tipo de simbiose
• As baratas estão evoluindo rápido e se tornando invencíveis

                                                               ------------------------

            Somando-se a esses exemplos, diversos estudos recentes também mostram claras evidências de processos evolutivos ocorrendo em várias populações de seres vivos devido às mudanças climáticas, estas as quais são um dos maiores estresses ambientais atualmente (Ref.33). E, claro, sob condições laboratoriais, diversos experimentos já conseguiram induzir marcantes processos evolutivos em seres com curto período de vida e alta taxa de reprodução, como a mosca-da-fruta (mudanças nas frequências de alelos) (Ref.34). Para finalizar, podemos inclusive citar a "evolução biológica artificial", onde a nossa espécie seleciona artificialmente, através de cruzamentos ou engenharia genética, variações de plantas e animais de acordo com interesses econômicos específicos. Aqui podemos citar, por exemplo, a domesticação de vários animais (a) e plantas. Os cães, por exemplo, e suas diversas raças associadas, emergiram via intervenção humana a partir dos lobos. Cães não existiam antes dos humanos. Aliás, de tão próximo-relacionados, é bastante comum o cruzamento e geração de híbridos entre lobos e cães em várias partes do mundo.            
   
(a) Leituras recomendadas:

• Raposas foram também domesticadas por humanos na Idade do Bronze
• Cientistas descobrem que ratos parecem conseguir domesticar a si mesmos sem a intervenção humana
• Cientistas revelam as modificações evolutivas que diferenciam o coelho selvagem do coelho doméstico
• Arqueólogos descobrem as imagens que podem ser as mais antigas de cães domesticados - e eles estão de coleira
• Os primeiros cães parecem ter ajudado os humanos a caçarem na Ásia
• Cães evoluíram "olhos de tadinho" para melhor se comunicarem com os humanos 

               
       A TERRA NÃO POSSUI TANTO TEMPO DE EXISTÊNCIA PARA PERMITIR A EVOLUÇÃO

            Esse é outro argumento também bastante usado. Muitos criacionistas contestam a ideia de que a Terra possui seus 4,6 bilhões de anos e se recusam a acreditar nas dadas obtidas nos estudos da paleontologia. Isso mostra apenas desconhecimento científico das técnicas de datação geológica, incluindo as análises de camadas de rochas e, principalmente, a medição do decaimento radioativo de elementos como o urânio. Sobre a datação radioativa, peça chave para determinarmos as idades geológicas, fiz um artigo separado: Como calcular a idade da Terra?


         MUITAS ESTRUTURAS VIVAS SÃO COMPLEXAS DEMAIS PARA TEREM SURGIDO SEM A PRESENÇA DE UM SER SUPERIOR

           Isso é típico da sociedade humana como um todo. Tudo o que é complexo demais e sem aparente explicação precisa ter tido uma origem sobrenatural ou ser fruto dos projetos de um Deus Todo Poderoso. A única coisa que essa tendência demonstra é a preguiça em aprender os mecanismos e passos por trás de algo, supostamente, complexo demais para ser explicado pelas vias naturais e científicas. Mostra também que tendemos a subestimar demais o que milhões ou bilhões de anos significam.

          Para deixar a evolução biológica mais palpável nesse aspecto, é só olharmos para a nossa tecnologia. E não precisamos ir muito longe. Se pegarmos um indivíduo da idade média, há apenas algumas centenas de anos, e conseguíssemos jogá-lo aqui, na nossa atual realidade, ele não acreditaria que o homem foi capaz de fazer tudo o que temos hoje sem magia. Imagina apresentar a ele um Smartphone ou uma televisão. Magia, claro, e das bravas! Mas nada aconteceu do dia para noite. Foi necessário um pequeno passo de cada vez e acumulação de conhecimento por todo o globo. Até para nós é difícil conceber a existência de um 'Iphone' ou de um avançado notebook, mas sabemos que esses aparelhos são fruto da própria inventividade humana. Agora, se algo assim foi feito em algumas centenas de anos, imagine o que pode ocorrer na natureza em bilhões de anos!

         O olho pode parecer algo fantástico demais para ser fruto da evolução biológica, mas se refazemos todo o caminho evolucionário, analisando cada estrutura que compõe esse órgão e tentando entender os passos necessários para criá-lo via mutações aleatórias e outros mecanismos evolucionários guiados pela seleção natural e adaptações homólogas associadas, veremos que ele é mais do que plausível sob os 'olhos' da ciência. Além disso, nosso corpo, por mais complexo que seja, ainda é um enorme conjunto de células eucarióticas de mesma natureza daquelas formando organismos unicelulares eucarióticos, como os protozoários, ou seja, não existe nada de especial a nível celular em comparação com outros seres vivos mais simples. E mesmo complexos mecanismos e estruturas celulares possuem um espelho mais simples em células menos complexas (eucariotas e procariotas, por exemplo). Aliás, quando alguém duvida que temos um ancestral comum com um ser unicelular, esse mesmo indivíduo esquece que os humanos, assim como todos os outros seres vivos no planeta, crescem a partir de uma única célula (no nosso caso, a partir de um zigoto - união entre óvulo e espermatozoide) (1).

• (1) Leitura recomendada: A transição evolutiva de unicelular para multicelular é mais fácil do que você pensa

        Gostamos sempre de simplificar as coisas, porque é mais fácil aceitar o mundo dessa forma. E esse é um dos grandes problemas da nossa sociedade: não queremos buscar entender, apenas assumir situações mais cômodas. E o que eu disse acima não é apenas voltado para a briga entre Anti-Evolucionistas e Teoria da Evolução. Isso engloba desde o preconceito até as realizações pessoais. As ações constroem o mundo, não apenas conveniências. Muitas vezes as pessoas que desacreditam a Evolução Biológica nem mesmo possuem um conhecimento mínimo de bioquímica, genética e paleontologia, e acabam apenas repetindo falácias disseminadas por grupos que querem manter sua influência.

          Aliás, já que citamos o olho e o argumento falho dos anti-evolucionistas de que a estrutura ocular nos vertebrados é muito complexa para ter surgido a partir da evolução biológica, é válido lembrar que os olhos dos vertebrados, incluindo o nosso, é muito mal "arquitetado" se os compararmos com os olhos do cefalópodes (classe de moluscos marinhos que englobam os polvos, lulas, náutilos e os chocos), estes os quais surgiram por evolução convergente nesses moluscos (quando estruturas/formatos/comportamentos semelhantes surgem em organismos não relacionados ou distantes na árvore evolutiva em resposta a problemas similares no ambiente).

             Nos vertebrados, fibras nervosas e vasos sanguíneos passam em frente da retina, lançando sombras nessa última e criando um ponto cego (indicado pela seta preta abaixo). Já no olho dos cefalópodes não existe um ponto cego ou perda de eficiência visual pelas sombras, porque os nervos ficam por trás da retina, ou seja, a luz atinge primeiro os receptores visuais ao invés de passar através de uma camada de nervos. Ora, parece que o nosso "Criador" falhou com a gente e deu uma melhor arquitetura geral para uma classe de moluscos. A explicação para essa grosseira falha é dada pela evolução, onde limitações impostas pelo processo evolutivo ou balanço entre custo e benefício durante o desenvolvimento ocular nos vertebrados resultou nessa menor qualidade estrutural.

            Diversos invertebrados terrestres (insetos, aracnídeos, etc.) possuem estruturas de visão - muitas vezes bem complexas - que são bastante diferentes dos olhos dos vertebrados, mas que não deixam de serem olhos. Olhos, em diferentes níveis de complexidade, surgiram várias vezes durante o processo evolucionário, seja de forma convergente ou não, e acabam sendo bons retratos de como ocorreram os passos evolutivos para o desenvolvimento de órgãos visuais tão complexos como o dos mamíferos e dos cefalópodes. Por fim, precisamos lembrar que muitas estruturas fotossensíveis podem ser consideradas um passo inicial para estruturas oculares, e que estão presentes inclusive entre plantas e algas. Os girassóis, por exemplo, quando na fase de broto (Leitura recomendada: O segredo na movimentação dos girassóis), conseguem se movimentar guiados pela luz solar.

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> Aliás, existem dois grupos de animais que conseguem 'ver' sem possuírem estruturas oculares. Ouriços-do-mar (classe Echinoidea) e estrelas-frágeis (classe Ophiuroidea) carregam milhares de células fotorreceptoras espalhadas ao longo do corpo: dentro dos poros esqueléticos, espinhas, nervos radiais e tubos dos pés. Essas estruturas facilitam foto-comportamentos e possibilitam visão extraocular: a habilidade de resolver cenas sem olhos discretos. Para mais informações, acesse: Estudo confirma que esse estranho parente das estrelas-do-mar pode ver sem olhos
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• Leitura complementar: 

1. Cientistas mostram que a linguagem é aprendida em circuitos no cérebro anteriores ao surgimento evolutivo do ser humano
2. A transição de unicelulares para multicelulares é mais fácil do que você pensa

          Aliás, a evolução convergente é outra óbvia evidência de evolução biológica, em específico uma prova do mecanismo de seleção natural. Como os seres vivos compartilham diversas sequências genéticas devido à ancestralidade comum, pressões ambientais semelhantes acabam levando o organismo a reagir de forma semelhante, mesmo que as espécies com estruturas morfológicas similares tenham se separado e divergido no percurso evolutivo há centenas de milhões de anos. Isso pode levar inclusive a uma evolução paralela, quando populações derivadas de uma mesma população ancestral evoluem traços fenotípicos e/ou genéticos adaptativos extremamente similares.

          Um exemplo notável desse fenômeno de convergência evolutiva ocorre com o tunicado-das-estrelas-douradas (Botryllus schlosseri), um invertebrado marinho cordado pertencente ao grupo ainda vivo mais próximo relacionado dos vertebrados (peixes, répteis, anfíbios, aves e mamíferos). Mesmo parecendo uma flor, tendo divergido dos vertebrados há cerca de 500 milhões de anos, e não possuindo a mínima semelhança conosco, esses animais possuem um sistema imune incrivelmente semelhante ao nosso, sendo que os cientistas já estão o usando como modelos clínicos para o estudo de cânceres e transplante de órgãos em humanos. Formando colônias em substratos duros, quando uma outra colônia desses invertebrados vem para ocupar o mesmo substrato mas são geneticamente incompatíveis (uma invasão), as células das duas colônias entram em guerra, assim como o sistema imune vertebrado reage quando um corpo estranho invade. Indivíduos que possuem mesma compatibilidade genética se auto-reconhecem e as reações citotóxicas alo-específicas são inibidas.

           Essa fascinante relação foi revelada por um estudo publicado em 2018 na Nature (Ref.136), o qual isolou 34 tipos de células da B. schlosseri e mostrou que algumas delas ativavam os mesmos genes que estão ativos nas nossas células-tronco hematopoiéticas (células que se diferenciam nos vários tipos de células sanguíneas, como os leucócitos). E como as células-tronco hematopoiéticas dos vertebrados, as versões desses invertebrados podem se dividir e se especializar em diferentes tipos celulares. Além disso, os pesquisadores descobriram três tipos de células que são quase idênticas em função em relação aos macrófagos - células de defesa essenciais aos vertebrados -, compartilhando um padrão de atividade genética similar, e células especializadas em matar outras células, similares às nossas células natural killers.

          Não existe outra possibilidade plausível, científica, para um sistema imune tão similar ao nosso em invertebrados - e estes coincidindo em pertencer ao grupo mais próximo relacionados com os vertebrados - a não ser ancestralidade comum.

          Ainda mais recente, um estudo publicado no periódico Zoological Journal of the Linnean Society (Ref.155) trouxe evidências irrefutáveis de que um gênero da família de aves Rallidae colonizou o Atol de Aldabra, Seychelles, no Oceano Índico, em duas ocasiões independentes e evoluiu uma não-capacidade de voo durante sua adaptação na região nessas duas ocasiões (uma mesma espécie emergiu duas vezes). Os pesquisadores identificaram primeiro fósseis da espécie extinta Dryolimnas cuvieri nesse atol datados do Pleistoceno Médio até o Pleistoceno Superior. Há cerca de 340 mil anos, a plataforma do atol sofreu ao menos um evento de total inundação (e possivelmente dois outros em 240 mil e 200 mil anos atrás). Isso marcou a extinção da ave, a qual tinha descendido de uma espécie voadora proveniente provavelmente de Madagascar. Então, os pesquisadores encontraram fósseis da mesma espécie de ave não-voadora (D. c. abbotti) na mesma região datados em torno de 100 mil anos atrás, e que foi extinta entre 1907 e 1937. Após análises morfológicas, o D. c. abbotti mostrou também ter evoluído não-capacidade de voo de forma independente a partir do mesmo ancestral voador (espécie) proveniente de Madagascar.

          Somando com as outras espécies ainda existentes do gênero Dryolimnas (D. c. cuvieri e D. c. aldabranus) definitivamente não-voadoras, isso prova que uma mesma espécie de ave emergiu em duas ocasiões geológicas diferentes na mesma região. As condições no atol, especialmente a ausência de predadores terrestres e mamíferos competidores (pressões ambientais similares), permitiu a evolução independente em pelo menos duas ocasiões da não-capacidade de voo característica do gênero Dryolimnas, e, literalmente, fez uma espécie renascer via evolução paralela.


        OK, MICROEVOLUÇÃO EXISTE, MAS MACROEVOLUÇÃO É IMPOSSÍVEL.

            Esse é mais um argumento extremamente falho e sem muito sentido. Microevolução e Macroevolução apenas especificam processos evolutivos que ocorrem em diferentes escalas de tempo e graus de mudança.

            Microevolução é um termo frequentemente aplicado para o processo onde uma espécie (ou uma população) sofre mudanças significativas com o tempo e suficientes para que ocorram variações como 'sub-espécie', 'raça' ou 'variedade' da espécie original. Processos onde existe uma mudança na frequência de alelos dentro de uma população de uma geração para a próxima são tipicamente encaixados na microevolução. Já a Macroevolução se refere, geralmente, à formação de grupos principais de organismos de outros grupos que são bastante diferentes entre si, como, por exemplo, a evolução de mamíferos de tetrápodes ancestrais não-mamíferos e a evolução das baleias a partir dos mamíferos terrestres.

              Mas o mecanismo por trás de ambos é o mesmo, englobando mutações, migrações, deriva genética e seleção natural. Em muitos casos, podemos entender a macroevolução como microevoluções se acumulando ao longo de milhões de anos, resultando em uma crescente diversidade de seres vivos. O processo evolutivo em ambos é, virtualmente, o mesmo, mudando apenas o intervalo de tempo considerado e o grau evolutivo.

            Entre eles, podem existir diferenças teóricas de como as mudanças podem ter ocorrido em certos períodos. Pode ser que a evolução biológica na macroevolução ocorra sempre de maneira gradual (microevoluções sucessivas) mas pode ser que certas mudanças significativas nesse processo macro possam ocorrer de forma mais rápida - entre 5 e 50 mil anos, por exemplo - devido à fatores diversos, como raras catástrofes ambientais (intensas atividades vulcânicas, impacto de grandes asteroides, bruscas mudanças climáticas, extinções em massa, etc.) e os contínuos ciclos glaciais-interglaciais, para explicar certos processos evolutivos mais bruscos ('Equilíbrio Pontuado'). Em diferentes níveis de escala temporal, obviamente poderão existir certas diferenças na intensidade dos mecanismos evolucionários, mas eles não deixam de ser processos evolutivos.

            Como a "microevolução" ocorre em períodos mais curtos de tempo, é extremamente fácil a presenciarmos no nosso cotidiano, sendo que já foram citados alguns exemplos neste artigo. Bem, e com as evidências se tornando bastante óbvias e abundantes - aliás, estamos atualmente até vivendo uma crise de saúde pública devido à resistência bacteriana, um clássico exemplo de microevolução -, pessoas e grupos de oposição à Evolução Biológica - em grande parte por motivos religiosos - começaram a disseminar a ideia que a microevolução é completamente diferente da macroevolução, onde a primeira de fato existe mas a segunda, supostamente, não pode ser explicada.


            ENCONTRAM REGISTROS DE PEGADAS FÓSSEIS DE TETRÁPODES MAIS ANTIGOS DO QUE O TIKAALIK DESCOBERTO, ALGO QUE DESCREDITA A EVOLUÇÃO

          Os registros de pegadas fósseis de tetrápodes (como já citado, animais com quatro membros) mais antigos que se tem conhecimento datam do Devoniano Médio, há cerca de 397 milhões de anos e os registros de restos fósseis dessa superclasse de animais data do Devoniano Superior, entre 375 e 385 milhões de anos atrás. Consensualmente, no meio científico, é considerado que os tetrápodes colonizaram o ambiente terrestre durante o Carbonífero, possivelmente há 359 milhões de anos. E, quanto ao processo de evolução, ou seja, de animais aquáticos passando a ser animais terrestres, estudos mais recentes (Ref.46) indicam que esse ocorreu entre 397 e 416 milhões de anos.

          Analisando o tamanho dos seres invertebrados marinhos e outras características do período, acredita-se que os níveis de oxigênio estavam bem altos no início do Devoniano. Ainda sendo debatido de qual ambiente aquático os primeiros tetrápodes surgiram, evidências apontam para regiões marinhas de águas rasas, onde andar - tanto na água quanto no solo marinho - trazia vantagens energéticas e inexistência de grandes quantidades de predadores. Outra possibilidade são as regiões litorâneas entre marés, onde o nível da água está constantemente mudando e deixando animais vulneráveis (encalhados) ao ataque dos primeiros pseudo-tetrápodes e tetrápodes  Com a alta disponibilidade de oxigênio na atmosfera e no ambiente marinho, os primeiros tetrápodes certamente não eram pressionados pelo ambiente a respirar diretamente o ar atmosférico, sendo que estruturas de respiração aérea sofisticadas devem ter começado a surgir no final do Devoniano, quando observa-se que os níveis de oxigênio tiveram uma grande redução.

           Bem, e entrando no ponto visado da discussão, as evidências fósseis apontam que um grupo de peixes conhecido como Sarcopterygii foram os responsáveis por darem origem aos primeiros tetrápodes. Em 2004 paleontólogos descobriram os fósseis mais antigos de uma espécie de Tiktaalik, pertencente ao tetrapodomorfa, estes os quais são englobados pelos Sarcopterygii. Essa espécie, assim como outros Tiktaalik, era metade peixe metade tetrápode, sugerindo um dos POSSÍVEIS elos evolutivos entre os peixes e os tetrápodes terrestres. Mas pegadas fósseis encontradas em 2010, no sudeste da Polônia (Ref.48), quase 18 milhões de anos mais antigas do que o achado de 2004, apontaram que provavelmente os Tiktaalik não eram a transição direta para as formas tetrápodes terrestres. Isso foi suficiente para fomentar diversos criacionistas a disseminarem diversas desinformações, sendo a principal delas de que a Evolução Biológica tinha sido corrompida, já que uma espécie em transição (Tiktaalik) tinha surgido depois de uma forma tetrápode completa e deixando também inexplicável a origem dos tetrápodes.

Pegadas encontradas (segunda imagem) em rochas do sudeste da Polônia  da criatura pré-histórica (impressão artística de como ela seria na primeira imagem), esta qual possuía um comprimento em torno de 2,4 metros

            Em 2014, pegadas fósseis ainda mais antigas foram descobertas em Zachelmie, também na Polônia, datadas em torno de 390 milhões de anos atrás (Ref.49). Em 2016, mais pegadas fósseis de tetrápodes foram encontradas na Ilha de Valentia, na Irlanda, sendo menos antigas do que a de 2014 e mais antigas do que a de 2010. Mas o que realmente isso quer dizer? Ora, que os Tiktaalik eram apenas um dos possíveis elos diretos de transição. Outros representantes mais antigos dos Sarcopterygii podem ter dado origem aos tetrápodes. E temos três explicações óbvias para a existência ainda dos Tiktaalik em meio aos tetrápodes completos:

1. Ambos, Tiktaalik e os tetrápodes, possuem um ancestral comum, assim como ocorre entre nós e os outros primatas superiores. Enquanto uma linhagem continuou evoluindo até dar origem aos tetrápodes, os tiktaalik permaneceram como uma relíquia viva, se adaptando bem ao ambiente e não sendo pressionados por esse último a evoluir. Lembre-se novamente: a evolução biológica não é algo programado, sendo apenas resultado da seleção natural. Muita gente confunde "Pokémon" com evolução biológica, e isso é lamentável.

2. O Tiktaalik podem representar um caso de evolução paralela, evoluindo de um ancestral comum com os tetrápodes, mas chegando até certo estágio (em algo parecido com a hipótese anterior).

3. Os tetrápodes podem ter evoluído mais de uma vez a partir de diferentes ancestrais, ou seja, mais de uma linhagem derivada dos Sarcopterygii pode ter dado origem a diferentes formas independentes de tetrápodes, sendo os Tiktaalik uma posterior.

            E não é nada estranho vermos um tipo de animal vivendo lado a lado com seus sucessores evolucionários. Várias espécies de dinossauros terópodes com penas, por exemplo, continuaram existindo lado a lado com as aves por milhões de anos. E isso é mais do que natural, já que estamos fazendo referência a um processo de transição evolutiva. O que não pode ocorrer são aves surgindo antes dos dinossauros. Isso sim viola a Evolução Biológica.

          Outro exemplo é o famoso grupo ainda vivo dos Dipnoicos, o qual engloba várias espécies de peixes que possuem tanto pulmões primitivos - mas complexos - quanto guelras, e que vivem em pântanos e lagos de água-doce da Austrália, África e América do Sul. Em épocas de secas, eles recorrem à respiração pulmonar para retirarem oxigênio direto da atmosfera e compensarem a escassez de água ao seu redor (ficam geralmente enterrados na lama, esperando novas chuvas encherem os lados). A maioria das espécies desses assim chamados "peixes-pulmonares" possuem dois pulmões e também fazem parte dos Sarcopterygii. Estudos genéticos recentes mostram fortes evidências de que eles são os parentes vivos mais próximo dos tetrápodes, ou seja, possuindo um ancestral em comum bem próximo. Em outras palavras, nós, tetrápodes, estamos convivendo com uma forma menos complexa associada diretamente com os nossos ancestrais, mas que se adaptou bem ao ambiente sem precisar seguir caminhos evolucionários levando a uma forma tetrápode.

-> Para quem estiver interessado, um curto vídeo da BBC capturando cenas de um peixe-pulmonar: The Lungfish.

Peixe-Pulmonar (Dipnoi)

   O FLAGELO BACTERIANO É IMPOSSÍVEL VIA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA

          Esse argumento mais do que recorrente entra na mesma categoria do já discutido olho humano, ou seja, a incapacidade das pessoas em aceitar que estruturas complexas possam ser fruto de mecanismos evolucionários. Além disso, supostamente, partes complexas cujos componentes não se mostram úteis isoladamente, não poderiam ter surgido sem a existência de um Design Inteligente para uni-las, a famosa 'complexidade irredutível'. Porém, quando analisamos os olhos dos vertebrados e fazemos uma observação da natureza, encontramos diversas estruturas mais simples que servem com propósitos de visão ou similares (fotossensíveis), em vários estágios de complexidade. O mesmo pode ser aplicado ao flagelo, especialmente quando analisamos os genes responsáveis por essa estrutura.

         O flagelo bacteriano compreende organelas complexas e bem volúveis que fornecem mobilidade de nado e até mesmo movimentação em meio sólido para muitas bactérias, e que também possuem um importante papel na adesão, formação de biofilme e invasão de hospedeiros. Seu motor ancorado na parede celular usa energia eletroquímica para rotacionar microfilamentos que propelem a bactéria para longe de toxinas e para perto de nutrientes. Enquanto algumas espécies de bactérias possuem apenas um flagelo, outras podem ter vários ao longo do corpo celular. Nas últimas décadas, um extenso conhecimento se acumulou sobre a estrutura, genética, formação e regulação dos flagelos em várias linhagens bem diversificadas de bactérias. A Escherichia coli e a Salmonella enterica são duas das espécies melhores estudadas em relação ao flagelo, onde acima de 50 genes estão envolvidos com a formação proteica dessa estrutura.

           Como acontece com diversos outros tópicos científicos envolvendo a evolução biológica, anti-evolucionistas continuam presos em argumentos do passado e fecham os olhos para os grandes avanços alcançados nas últimas décadas, especialmente na genética. Durante esse período, já conseguimos sequenciar os genes completos de diversos procariontes, incluindo aqueles específicos associados aos flagelos. Analisando essas informações genéticas, já em 2007 (Ref.97) temos um importante e impactante estudo onde pesquisadores mostraram que as estruturas comuns dos flagelos se originaram muito cedo na história evolutiva do planeta, antes da diversificação de filos contemporâneos das bactérias, e evoluíram de forma gradual através de uma série de eventos de duplicações, perdas e transferência de genes.

           Analisando a estrutura proteica básica dos flagelos, eles conseguiram isolar 24 genes ancestrais e com homólogos compartilhados por todas as bactérias, e os quais conseguem suportar um flagelo funcional. Quando cada um desses genes são comparados na E. coli, fica bastante evidente a semelhança entre eles. As proteínas na parte externa da membrana citoplasmática do flagelo (bastonete, anzol, filamento...), por exemplo, são parálogas e, segundo demonstrado no estudo, derivadas umas da outras através de duplicações genéticas. Em outras palavras, isso indica que o conjunto básico de genes do flagelo se originou de um único ou de alguns poucos genes. Nessa linha, analisando a similaridade dos genes associados, foi até possível detalhar, sugestivamente e logicamente, a ordem de surgimento evolutivo das proteínas. As proteínas do bastonete proximal precedem (tanto evolucionalmente quanto fisicamente) as proteínas do anzol, estas as quais precedem a junção anzol-filamente e as proteínas do filamento, por exemplo.

           Além disso, as características estruturais do flagelo, junto com fortes evidências de homologia entre os genes Flil e subunidades da ATP sintase e entre os genes MotA/B e aqueles associados às proteínas de secreção TolQ-ToIR - quando se compara os genes flagelares e os não-flagelares no genoma com mais de 4 mil genes da E. coli -, sugerem que essa estrutura bacteriana se originou como um primitivo sistema de excreção, primeiro envolvendo ATPase e, então, adicionando o bastonete, anzol e componentes do filamento via duplicação e diversificação genética.

          Portanto, assim como outras estruturas biológicas complexas, o flagelo claramente teve um início simples, sendo grandes as chances de ter surgido de um único gene no início da evolução das primeiras bactérias. Estudos posteriores também encontraram outras homologias genéticas e bases de evolução do flagelo (Ref.102-104) - especialmente em relação ao compartilhamento de várias proteínas do flagelo com o sistema de excreção bacteriano tipo III -, descartando a ideia de complexidade irredutível. Aliás, esse último argumento usado pelos anti-evolucionistas chega até a ser risível e ingênuo. Obviamente, se você pegar uma estrutura biológica complexa na natureza hoje e "desmontá-la", as partes finais não terão, de fato, propósito, porque, OBVIAMENTE, foram modificadas durante a evolução biológica a partir de partes/estruturas primitivas que antes tinham possíveis funções. Durante essas modificações, tais partes ganham cada vez mais especialização na nova estrutura. Isso sem contar que partes não-funcionais e sem benefícios podem ser mantidas durante o curso evolucionário caso não tragam efeitos negativos e estejam paralelamente acompanhadas de mudanças positivas. Até mesmo mudanças levemente negativas podem ser passadas para frente durante a evolução caso estejam acompanhadas de mudanças positivas.

         É válido também lembrar que nem o estudo de 2007 nem os outros estudos subsequentes são conclusivos, sendo impossível apontar passo por passo a evolução do flagelo que ocorreu há bilhões de anos e entre organismos que não deixaram fósseis bem definidos. Existem, ainda, debates quanto ao papel (grande importância ou pequena importância) de outros mecanismos genéticos além das duplicações, como a transferência lateral de genes, na formação dessa estrutura (Ref.99). Contudo, apenas o fato de ser possível mostrar que o flagelo facilmente pode ser originado de componentes simples e via evolucionária já derruba o argumento falacioso dos anti-evolucionistas.


         COMO AS MUTAÇÕES PODEM SER BASE DA EVOLUÇÃO SE ELAS SÃO MALÉFICAS?

         Como estamos sempre consumindo produtos de ficção científica e outras obras fantásticas da cultura humana, acabamos associando 'mutações' com 'aberrações', 'monstros', 'morte', etc. Além disso, várias doenças se originam via mutação genética, como o câncer. Porém, nem todas as mutações são ruins, longe disso. A partir delas, diversas novidades benéficas - novas informações genéticas - também surgem e podem ser selecionadas pelo ambiente, como já explicado neste artigo.

• Artigo recomendado: Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?

         As mutações são um dos principais mecanismos que sustentam a evolução biológica, e isso fica claro quando acompanhamos a rápida evolução de bactérias e vírus. Para se ter uma ideia, um estudo recente publicado na Science (Filmando as mutações no DNA!) - onde biofísicos conseguiram documentar visualmente mutações individuais ocorrendo em células bacterianas - mostrou que que as mudanças mutagênicas na E. coli ocorrem na mesma taxa ao longo do tempo e somente cerca de 1% delas eram letais, bem menos do que antes suposto. Além disso, todas as bactérias em uma dada cepa pareciam ter quase a mesma taxa de mutação - cerca de 1 mutação a cada 600 horas em bactérias normais. Em outras palavras, são inúmeras as mutações em uma dada população bacteriana - considerando os números absurdos de bactérias em qualquer amostra ambiental -, e pouquíssimas delas são capazes de matar a bactéria.

         Aliás, mutações prejudiciais para uns pode ser benéfica para outros. Para exemplificar, podemos citar o peixe-cego (Astyanax mexicanus), o qual possui um rosto assimétrico que o ajuda a navegar nas águas escuras de cavernas. Nesses peixes, o crânio é mais curvado para a esquerda, deixando o lado direito mais exposto, como pode ser visto na imagem abaixo. Isso torna as sensações diferentes entre os lados da cabeça, tornando mais fácil a detecção de obstáculos (Ref.126). Essa assimetria no crânio é devido a variações no gene Mn1, ligadas a deformações ósseas prejudiciais em mamíferos, mas que nesse peixe estão associadas a uma vantagem adaptativa.
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          Outro exemplo de mutação que é deletéria no geral mas benéfica em casos específicos, é a seleção natural dos heterozigotos carregando alelos do gene HBB associados à anemia falciforme na nossa espécie (Homo sapiens), de forma a aumentar a prevalência da doença falciforme na população da África Central para a proteção contra o parasita da malária (Plasmodium), transmitido por mosquitos do gênero Anopheles que se proliferaram com a desmatamento de florestas tropicais nessa área geográfica. Na doença falciforme, a estrutura da molécula de hemoglobina (responsável pelo transporte de oxigênio no sangue) é afetada, podendo levar a deformações nas hemácias (geralmente determinando um formato de foice). Nesse sentido, o protozoário mais letal da malária (Plasmodium falciparum) mostra uma preferência em infectar as células deformadas e acaba sendo retirado mais facilmente da circulação sanguínea - os macrófago estão constantemente limpando o sangue das células deformadas -, o que dificulta o estabelecimento da doença. No balanço de prejuízos e benefícios, é mais vantajoso contrair a doença falciforme do que a malária, pelo menos na forma heterozigótica, onde o número de hemácias afetadas é bastante reduzido (na forma homozigótica, é tipicamente manifestada a anemia falciforme, muito mais perigosa, especialmente quando o indivíduo é afetado pela malária).

         A SEGUNDA LEI DA TERMODINÂMICA IMPOSSIBILITA A EVOLUÇÃO BIOLÓGICA, PORQUE OS SISTEMAS SE TORNAM MAIS DESORDENADOS (MAIOR ENTROPIA) AO LONGO DO TEMPO

         Esse é um argumento que muitos Criacionistas utilizam para dar uma maior 'credibilidade' e 'inteligência' às suas afirmações, aproveitando do pouco entendimento de Física por parte da população em geral. Para começar, a 2° Lei da Termodinâmica afirma apenas que em sistemas isolados a entropia total não pode diminuir, apenas aumentar (ou seja, na ausência de trocas de energia/matéria com o ambiente externo). Porém, dentro do sistema isolado pontos locais podem ter sua entropia diminuída em favor do aumento de entropia em outros locais. E olha que isso porque até agora estamos considerando a Terra como um sistema isolado, porque aqui vem outra coisa ainda mais grave: a Terra não é um sistema isolado, oras. Nosso planeta interage continuamente com o resto do Universo (este, sim, um sistema idealmente isolado na teoria), especialmente com o Sol, o qual manda uma quantidade gigantesca de energia para o nosso planeta.

         Para ver como o argumento da 2° Lei da Termodinâmica para impossibilitar a Evolução Biológica é um total fracasso e sem base científica alguma, se ele fosse levado a sério não existiria possibilidade de estruturas inorgânicas complexas ocorrerem na Terra, algo longe da verdade. Cristais diversos, altamente organizados e diversificados ocorrem a todo momento, desde cristais de gelo até cristais de minerais. Aliás, os planetas, estrelas e galáxias seriam impossíveis, já que são aglomerados. E por que são possíveis? Ora, porque estão presentes dentro do Universo, este o qual possui sua entropia sempre crescente, mas possuindo incontáveis pontos onde ela pode aumentar e outros incontáveis pontos onde ela pode diminuir com o tempo. Teoricamente, é previsto que só daqui a muito, muito tempo o Universo encontrará sua morte térmica (1) devido à crescente entropia. Mas, até lá, aumentos e diminuições de entropia em seu interior são facilmente obtidas, contando que a soma final resulte sempre em uma crescente entropia.

         Organismos vivos podem se tornar mais complexos simplesmente via mecanismos evolucionários abastecido com o consumo de outras formas de vida e de materiais não vivos - incluindo energia solar - sem que isso, de forma alguma, desrespeite a 2° Lei da Termodinâmica.

• (1) Leitura recomendada: Morte Térmica do Universo

         ONDE ESTÃO OS FÓSSEIS DE CADA PASSO DAS TRANSIÇÕES DE TODOS OS SERES VIVOS?

         Segundo esse "argumento", já era para os cientistas terem encontrado todos os fósseis de transição, incluindo aqueles marcando o passo a passo das transições evolutivas. Mais uma vez, temos os anti-evolucionistas argumentando com base no achismo e sem mínimo suporte científico.

        Os fósseis são definidos como uma evidência naturalmente preservada de seres vivos do passado, geralmente anteriores ao Período Holoceno (>10 mil anos atrás). Existem fósseis de partes de um organismo (ossos, por exemplo) e fósseis relativos à existência desse organismo (pegadas, por exemplo).

        No geral, para um ser vivo se transformar em um fóssil, é preciso muita sorte e condições bastante específicas. Quando um animal, por exemplo, morre, seus restos geralmente são decompostos por completo até não sobrar nada, nem mesmo os ossos, após milhares, milhões, bilhões ou mais de anos. Porém, em algumas raras ocasiões, o animal acaba sendo enterrado de forma rápida e de modo a ter seu esqueleto parcialmente ou totalmente protegido. E existem vários caminhos para a formação de um fóssil.

         Em outras palavras, são poucos os espécimes que serão realmente fossilizados e menos ainda aqueles que estarão facilmente acessíveis aos cientistas. Isso sem contar os organismos vivos que dificilmente deixam rastros fósseis, como micróbios e animais de corpo mole. Montar um filme com um "passo a passo" das etapas evolutivas com frames de evidências fossilizadas é algo impossível.

          Outra provável forma de fossilização de seres vivos ocorreu com aqueles do período Ediacarano (630-541 milhões de anos atrás) que representam os mais antigos organismos complexos de grandes dimensões. Fósseis desse período (como o mostrado na imagem abaixo) parecem não mostrar o exterior desses animais (forma externa), e, sim, as estruturas internas do corpo. Um estudo publicado na Nature Ecology & Evolution (Ref.135) demonstrou na prática (simulação) que um processo de radiologia sedimentar - envolvendo preenchimento com argila ou arenito - conservou o "esqueleto" orgânico desses animais de corpo mole, não a forma externa. Esse mecanismo reológico de sedimentação explica como a biota Ediacarana foi preservada por tanto tempo mesmo sem esqueleto e o porquê os seus integrantes à primeira vista serem similares a "alienígenas", muito diferentes de outros animais.

           Importante também mencionar que o registro de vida no início da sua emergência na Terra também pode ser fossilizado, mesmo sem nem mesmo a existência de células. Em rochas altamente metamorfoseadas com mais de 3,7 bilhões de anos, material orgânico proveniente de sistemas bióticos frequentemente se transformam no material grafite (estrutura constituída por lâminas de carbono). Em um estudo publicado no periódico Earth and Planetary Science Letters (Ref.139), os pesquisadores analisaram diferentes rochas quase tão antigas quanto 2 bilhões de anos e argumentaram que o carbono preservado na forma de cristais de grafite ('carbono grafítico') localizados junto a minerais como apatita e carbonato em silicatos na Faixa de Formação do Ferro (BIF) metamorfoseados a temperaturas acima de 550°C são bioassinaturas das formas de vida mais antigas do nosso planeta. Especificamente, as coberturas e inclusões de grafite em grãos de apatita indicariam remobilização fluída durante o metamorfismo (recristalização) de biomassa percursora.

          Segundo o estudo, a estrutura de carbono que baseia toda a vida que conhecemos é decomposta em diferentes substâncias, como carbonato, apatita e óleos (em maior parte hidrocarbonetos como os alcanos). Esses compostos acabam ficando presos em camadas de rochas sedimentares e eventualmente o óleo (como o petróleo) se transforma em grafite durante um subsequente metamorfismo na crosta.


           AINDA NÃO SE SABE AO CERTO COMO A VIDA SURGIU NA TERRA, PORTANTO A EVOLUÇÃO BIOLÓGICA É ALGO TAMBÉM MAIS DO QUE INCERTO

          Esse é um argumento se tornando bem comum (desespero argumentativo), mas que não faz sentido em termos de contra-atacar a evolução biológica. Não importa se a vida inicial na Terra surgiu pelas mãos de uma civilização alienígena, por vestígios de vida em um cometa ou se aqui mesmo no nosso planeta através de reações químicas favoráveis. Não importa nem mesmo a origem da matéria prima abundante para fazê-la, se de cometas ou da própria superfície terrestre. O que importa é que ela surgiu e, a partir daí, a evolução biológica acompanhou sua diversificação. A evolução biológica é um processo natural que surgiu com a vida, e independe do seu começo.

          E é válido também mencionar que os elementos químicos base para a vida (carbono, hidrogênio, oxigênio, fósforo, enxofre e nitrogênio) e a necessidade de água não são apenas fruto do acaso. Todos eles possuem propriedades físico-químicas essenciais para a sua manutenção. O carbono, esqueleto fundamental para a vida, por exemplo, é capaz de formar quatro ligações químicas com facilidade, fomentando a síntese de moléculas muito complexas, e, além disso, é formado em relativa grande abundância pelas estrelas (Como são criados os elementos químicos?). Estruturas grandes, complexas e fundamentais são possíveis graças ao carbono. Os outros elementos da sua família (silício, por exemplo) também possuem propriedades químicas parecidas, mas as pequenas diferenças (ligações químicas mais difíceis de serem quebradas, por exemplo) e menor abundância no Universo (quanto mais pesado o elemento químico, mais difícil de ser produzido nas estrelas), o tornam candidatos bem menos eficiente para a vida. Já a água (H₂O) é uma substância única, apresentando diversas propriedades extremamente importantes para a formação da vida (solvente universal; estado líquido a temperaturas entre 0 e 100°C e pressão normal; ligações de hidrogênio, entre outros).

          Em outras palavras, caso esses elementos estejam presentes em condições de pressão e temperatura favoráveis, teremos um ambiente propício à vida, não sendo realmente necessário existir a presença de algo fantástico para a mesma ser criada. Também fica óbvio perceber também o porquê da vida ser algo difícil de ser encontrado no Universo, já que vários parâmetros precisam ser primeiro atendidos. Não é uma questão necessariamente ligada à "vontade de um Criador Divino em ter escolhido a Terra como um lugar para a vida". Se o parâmetros mínimos forem atendidos, diversos planetas e satélites naturais também podem abrigar vida (Leitura recomendada: Satélite natural de Saturno capaz de sustentar vida!). Além disso, podemos também pensar na trajetória de um meio abiótico para um meio biótico como etapas evolucionárias de uma crescente complexação da matéria. Nesse sentido, um princípio evolucionário provavelmente acompanhou a vida desde os seus primórdios pré-bióticos. E, se formos mais, fundo, o Universo pode também ser explicado pela via evolucionária, no sentido em que partículas fundamentais se agrupam para formar complexos sistemas (átomos, moléculas, estrelas, sistemas estelares, galáxias, etc.).

            Para melhor aprofundamento no assunto, acesse o artigo A origem da vida: Mais um grande avanço conquistado!

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           No meio científico, um 'fato' tipicamente se refere a uma observação, medida ou fenômenos diversos que são esperados de ocorrerem do mesmo modo caso as circunstâncias sejam mantidas as mesmas. No entanto, os cientistas também usam o temo 'fato' para fazerem referência a uma explicação científica que já foi testada e confirmada tantas vezes que se torna desnecessário trazer novas evidências ou novos testes para prová-la como verdadeira. Nesse sentido, a Evolução Biológica é um fato, a qual sem dúvida alguma agiu no passado, continua agindo no presente e continuará agindo no futuro do nosso planeta enquanto a natureza como hoje a conhecemos persistir. E a Teoria que atualmente propomos para explicá-la, apesar de estar sempre em constante aperfeiçoamento, é bastante poderosa, sendo que seus princípios básicos, como a seleção natural e necessidade de erros/mudanças genéticas aleatórias, são, virtualmente, uma verdade absoluta.

           Devido ao fato da Evolução Biológica possuir evidências de suporte tão grandes e fortes, os cientistas não mais questionam se ela é algo real ou não. Hoje, os estudos sobre a evolução biológica voltam  o seu foco para a investigação dos seus mecanismos e melhor entendimento dos passos dados durante o percurso evolucionário, especialmente a nível genético e molecular (aperfeiçoamento da Teoria). Assim como a Teoria da Gravidade inicialmente não conseguia explicar razoavelmente a órbita de Mercúrio e precisou da ajuda da mecânica relativística para complementá-la, a Teoria da Evolução está em constante otimização, mas a evolução biológica não deixa de ser um fato científico inquestionável.

         E lutar contra o campo de estudo da Evolução Biológica pode trazer potenciais prejuízos para a saúde pública, para o setor tecnológico e para a conservação ambiental (1). A resistência bacteriana, por exemplo, já é uma forte crise hoje e pode representar um gigantesco perigo para a humanidade em um futuro próximo. Os mecanismos por trás da resistência bacteriana são evolucionários e negar a Evolução Biológica entre o público pode fomentar ideias conspiratórias sobre a origem das superbactérias e descaso das pessoas quanto às recomendações das agências de saúde que objetivam frear a ascensão desse problema. Além disso, a biologia evolucionária também é importante para entendermos no nosso genoma, especialmente a partir de estudos comparativos com outras espécies.  Já no meio ambiente, as pressões impostas aos ecossistemas por causas diversas, especialmente devido às atividades humanas, acabam ativando e fomentando mecanismos evolucionários, e entendê-los acaba sendo muito importante para o planejamento e execução de programas de conservação ambiental. E, para finalizar, recentemente o Prêmio Nobel de Química agraciou três pesquisadores que fizeram enormes avanços na produção de inúmeras novas enzimas e anticorpos - empregadas com sucesso nas últimas décadas em áreas que vão da indústria até a medicina - via utilização dos mecanismos de evolução em células bacterianas (2).

• (1) Sugestão de leitura: Rápida evolução induzida pelo ser humano deixou uma borboleta em maus lençóis
• (2) Para saber mais, acesse: Prêmio Nobel de Química agraciou trabalhos baseados na Evolução Biológica

            Evolução Biológica é a fundação para a biologia e biologia é a fundação para a medicina, ou seja, a Evolução é a fundação para a medicina. Entender os processos evolutivos pelos quais nossa espécie Homo sapiens passou, incluindo os ancestrais hominis e vertebrados em geral, é uma poderosa ferramenta auxiliar aos profissionais de saúde. O resultado gerado pela seleção natural e sexual nos define hoje, e entender esse processo garante enormes benefícios na prática clínica e nas pesquisas. Nosso corpo é longe de ser perfeito e está propenso a diversas falhas, como dor nas costas, dor no pescoço, fragilidade da bacia, joelhos e calcanhar, miopia, obesidade, diabetes, depressão, entre diversas outras condições. Isso sem contar os órgãos vestigiais e os problemas que acompanham o avanço da idade (já que nossa espécie não evolui para se adaptar a uma expectativa de vida tão alta quanto observamos hoje). Geralmente o ensino de medicina nas Universidades é bastante limitado no quesito Evolução Biológica e muitos acadêmicos insistem para que essa situação mude.

          Obviamente, também é válido ressaltar que a ciência não é a única coisa que move o nosso mundo. Arte, reflexões filosóficas, literatura e crenças religiosas são todos parte de uma sociedade saudável, ou seja, culturalmente rica. Porém, para tudo existe limite e espaço, onde o fanatismo é prejudicial em qualquer campo. A Evolução Biológica não é apenas uma curiosidade e, sim, a base para entendermos o nosso mundo e permitir grandes avanços em diversas áreas científicas. Quando grupos tentam fechar os olhos da sociedade para a ciência em prol de benefícios e crenças próprias, isso é um grave dano para todos. Não podemos desacreditar o meio científico de maneira tão injusta, porque isso limita o apoio da população ao avanço da ciência, esta a qual é o que de mais poderoso a civilização humana produziu.

Dê um oi para o seu provável ancestral mais distante entre os mamíferos...:)

                                                                   

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Artigos Complementares:

• Mistério de como as rãs venenosas não são envenenadas pelo próprio veneno ganha uma resposta
• Estudo mostra que os lêmures são esquisitos porque as frutas de Madagascar são 'esquisitas'
• Ancestrais mais antigos dos humanos descobertos no sul da Inglaterra
• Sinalização entre pássaros é uma das responsáveis pela evolução de padrões de cores e marcas em insetos

Artigo Especial: Qual seria a ciência ecológica por trás dos Pokémon? 


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