Origem e evolução da espécie humana

Chimpanzés, gorilas e orangotangos são os parentes evolutivos mais próximos da espécie humana. De início, formavam a família dos pongídeos, mas, atualmente, fazem parte da família dos hominídeos, com a espécie humana.

Análises de sequências de DNA mostram que os chimpanzés são nossos parentes evolutivos mais próximos. Apesar das semelhanças, o ser humano não descende de espécies parecidas com as dos macacos atuais, mas ele e os outros antropoides de hoje descendem de um mesmo ancestral.

A linhagem que originou o ser humano e a que originou o chimpanzé podem ter se separado entre 7 milhões e 4 milhões de anos atrás. A partir daí, ambos evoluíram separadamente e acumularam diversas modificações ao longo de milhões de anos.

Uma das diferenças mais importantes entre o ser humano e os demais primatas é a capacidade caracteristicamente humana de se apoiar e locomover apenas sobre os membros posteriores, deixando as mãos livres para segurar e manipular objetos.

Essas diferenças podem ter sido vantajosas quando os ancestrais do ser humano desceram das árvores e foram viver nas savanas da África. As articulações do braço permitem lançar objetos com boa velocidade, e o polegar em oposição aos outros dedos facilita a preensão e a manipulação de objetos.

A inteligência pode ter se desenvolvido, com a capacidade de manejar ferramentas e objetos, como uma adaptação à caça nas savanas africanas. Enquanto na espécie humana o volume médio do cérebro é de 1.350 cm³, no chimpanzé atinge no máximo 500 cm³ e no gorila, apesar de todo o tamanho desse animal, no máximo 750 cm³. Além disso, na espécie humana, as circunvoluções do córtex cerebral estão mais desenvolvidas, o que aumenta consideravelmente a área dessa parte do cérebro envolvida em funções como o raciocínio e a linguagem.

Outra característica importante da espécie humana - também presente em muitos primatas - é a forte tendência a viver em grupo, o que deve ter facilitado a defesa contra predadores e também a caça de herbívoros grandes e rápidos. Convém notar que a caça só poderia ter sucesso se fosse planejada e orientada por um cérebro bem desenvolvido, que memorizasse os hábitos das presas e planejasse estratégias. A vida em sociedade permitiu também a transmissão de informações úteis às novas gerações.
A transmissão de conhecimentos e a consequente evolução cultural só tiveram êxito em virtude de uma linguagem extremamente desenvolvida, com um complexo sistema de símbolos, capaz de comunicar um número infinitamente variado de informações.

Neodarwinismo

Chamamos de Neodarwinismo uma teoria evolutiva que, nos dias atuais, é aceita por toda a comunidade científica. Os conhecimentos em torno da genética, entre as décadas de 1930 e 1940, foram unidos com as ideias de Charles Darwin que, sintetizados, formaram uma teoria abrangente e embasada, aceita atualmente como forma de explicação para leis do processo evolutivo.

Também chamada de teoria moderna da evolução ou ainda teoria sintética, o Neodarwinismo segue duas principais linhas de raciocínio. A primeira, de que a evolução pode ser elucidada pela recombinação gênica e pelas mutações, mas norteadas pelo processo de seleção natural. A segunda é de que os fenômenos evolutivos tem fundamento em mecanismos genéticos.

Essa teoria é baseada em quatro processos evolutivos básicos: muração, recombinação genética, seleção natural e isolamento reprodutivo

Mutação e recombinação

Quando falamos em mutação, nos referimos às alterações que acontecem na sequência de bases do DNA. Em sua maioria acontecem de forma espontânea ou ainda na estrutura dos cromossomos. Só são importantes para a evolução as mutações que acontecem nas células reprodutoras. Muitas pessoas associam a palavra mutação a coisas ruins, mas nem sempre essas são prejudiciais.

A recombinação, por sua vez, acontece durante a reprodução sexuada, podendo ser definida como uma mistura de genes com origens diversas. Esses mecanismos são responsáveis pela variabilidade genética, gerando portanto as características genéticas que vão auxiliar no processo evolutivo.

Seleção natural

A seleção natural é outra forma de imposição de ordem ao processo evolutivo. Durante esse processo, os seres mais adaptados permanecem vivos e reproduzem-se, enquanto os menos adaptados não seguem.

Com isso, os indivíduos adaptados deixam descendentes e tornam a população de animais mais adaptados ao ambiente em que vivem.

Isolamento reprodutivo

O isolamento reprodutivo refere-se às populações que são separadas por características geográficas fazendo com que os animais reproduzam-se em grupos separados que passarão a evoluir de forma isolada de sua antiga população. Isso pode acontecer com o isolamento sexual também.

Pontos básicos:

A teoria moderna de evolução, chamada Neodarwinismo, tem, portanto, 5 pontos básicos que devem ser lembrados:

1) As variações que acontecem de uma espécie para a outra vão depender das mutações;

2) Essas mutações acontecem ao acaso;

3) A luta pela vida acontece entre os indivíduos e o meio ambiente;

4) Com a luta pela vida, temos a ação da seleção natural que define os aptos e não aptos às condições do meio.

5) Por fim, o isolamento geográfico, ou ainda sexual, impede que características dos seres adaptados misturem-se com as características dos primitivos.

Lamarck e Darwin

Duas teorias sobre evolução!

O que há em comum entre as ideias de Lamarck e Darwin

Ambos defendiam a evolução. A ideia de que o ser vivo é adaptado ao ambiente em que vive é comum no nosso dia-a-dia. A nossa mão tem o polegar opositor, porque ele facilita o manuseio das ferramentas.

Desde Grécia antiga se aceitava e se pensa no conceito do ser vivo se adaptar ao meio. Com o advento do Cristianismo, se aceitou que as espécies teriam sido criadas tal qual se parecem hoje: fixas e imutáveis.

Então, apareceram pensadores e cientistas dizendo o contrário: que as espécies estariam em constante mudança, em uma resposta a adaptação ao meio em que vivem.

Lamarck e os Pescoços das Girafas

Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) propôs que uma grande mudança no meio ambiente provocaria a necessidade das espécies mudarem. Seu exemplo mais vivo em nossas memórias seria das Girafas. Como no ambiente onde viviam as Girafas ( que tinham pescoço bem curto) , as árvores teriam somente as folhas no alto, o pescoço das girafas cresceram para que elas alcançassem as folhas mais altas. Era como se o animal tivesse a necessidade de mudar o seu órgão. O ambiente teria o poder de alterar o ser vivo, diretamente. E essa mudança passaria de geração para geração.

Lamarck pensou em duas leis. A Primeira Lei ficou conhecida como Uso e Desuso , que versava sobre as necessidades novas e os novos hábitos do ser vivo com a mudança no meio ambiente. Com esses novos hábitos, o ser vivo passava o usar mais um órgão, que se desenvolvia mais e menos outro, que atrofiava.

Na Segunda Lei , Lamarck disse que essas novas características passariam para as novas gerações- Lei da Herança dos Caracteres Adquiridos. Ou seja: nas Girafas que esticaram o pescoço para alcançar as folhas do alto das árvores, porque neste ambiente as folhas baixas secaram ( o hábito teve que mudar), o Pescoço esticado passava para a outra geração. Essa nova geração nascia já de pescoço grande !

 

Darwin e a Seleção Natural

Então, aparece Charles Darwin. Um sujeito tranquilo e religioso, que ficou atordoado com suas ideias. “Era como confessar um assassinato”- escreveu para um amigo. Você imagina : ele estava pensando em tudo aquilo que a religião contentava. O próprio Lamarck tinha sofrido muito por causa das suas ideias.

Darwin pensou o seguinte: Se havia uma População de Girafas de pescoço curto e , pela mutação das espécies, algumas tinham pescoço longo e o ambiente mudasse; aquelas que tinham o pescoço longo e conseguissem se alimentar melhor sobreviviam. As de pescoço curto morreriam de fome e não passariam a sua característica para a próxima geração. Isso aconteceria com todos os seres vivos.

Ele chamou isso de Seleção Natural. É como se o meio tivesse uma escolha a fazer e escolhesse os mais bem adaptados – no caso as girafas de pescoço longo- que passariam para a próxima geração aquela característica. Era o caso das mariposas na Inglaterra que eram claras e se confundiam com os troncos das árvores. Assim, os predadores não as enxergavam e não poderiam entrar no seu cardápio. Mas certamente, algumas mariposas escuras desta espécie já existiam. Com a Revolução Industrial, os troncos das árvores ficaram escuros! E o resto você pode adivinhar! No tronco escuro as mariposas escuras estavam em grande vantagem, mas as claras… babau!

Girafa – Um exemplo de seleção natural – Darwin x Lamarck

Lamarck afirmava que, como a Girafa vive em um ambiente seco e com pouca vegetação, ela foi obrigada a comer brotos das árvores, mais como estes brotos se esgotavam devido a competição com os outros herbívoros, ela tinha que esticar o pescoço para alcançar os brotos mais altos assim, então de tanto esticar o pescoço ele se alongou e as pernas posteriores ficaram mais longas que as inferiores. 

Darwin pensava diferente de Lamarck. Darwin em suas pesquisas chegou a conclusão que toda espécie que não se adapta em um ambiente é eliminada, então essa teoria foi chamada de Seleção natural. Como ele chegou a esta conclusão? Durante suas pesquisas ele encontrou fósseis de girafas com pescoço mais curto que as girafas vivas. 

Como ele acreditava que o indivíduo com maior valor adaptativo sobrevive, ele chegou a conclusão que as girafas foram selecionadas pela Seleção Natural, onde somente as que nasciam com pescoços maiores que as outras conseguiam se alimentar mais e consequentemente sobreviviam e tinham mais filhotes. Deste modo, as que não conseguiam se alimentar por nascerem com pescoços menores não deixaram esta característica nas populações de girafas, pois morreram e não conseguiam se reproduzir. 

Então, os fósseis encontrados foram os primeiros descendentes das girafas atuais. 

Origem dos seres vivos: abiogênese e biogênese

Como a vida surgiu no Planeta Terra? A origem da vida é algo que intriga muitas pessoas até os dias de hoje. Desde o século XV, cientistas como Francesco Redi (1668), John Needham (1745), Lazzaro Spallanzani (1768), Louis Pasteur (1862), dentre outros, tentam de várias formas explicar como é que os seres vivos apareceram, como a vida surgiu na Terra… Será que foi “do nada”? Ou será que tem uma explicação à luz da ciência por trás disso tudo? Confira a seguir determinados conceitos relacionados a estas teorias e que foram defendidos pelos principais cientistas que fizeram história a respeito do assunto.

Abiogênese espontânea

A palavra abiogênese do grego “a-bio-genesis”, que significa origem não biológica, foi inicialmente durante muitos anos utilizada para falar sobre origem espontânea (também chamada de abiogênese espontânea, ou abiogênese aristotélica, já que Aristóteles era um dos defensores desta teoria).

Supunha-se, que a vida surgia espontaneamente a partir de matérias em decomposição, como carnes podres e roupas sujas. Para os cientistas que acreditavam nesta teoria, bastava acumular roupas sujas ou comida podre que em poucos dias a vida surgia. Naquela época, pouco se sabia sobre métodos científicos, e muitas variáveis não eram controladas, o que interferia na confiabilidade dos experimentos realizados.

A partir do surgimento da teoria da biogênese, a da abiogênese espontânea foi durante algum tempo desacreditada, porém com o surgimento e aperfeiçoamento do microscópio, e em 1683 com o descobrimento dos microrganismos, a teoria da abiogênese espontânea voltou a ganhar força, já que a partir de então, podiam-se observar as bactérias e outros organismos presentes nos materiais em decomposição que faziam parte dos experimentos, mesmo se eles estivessem cobertos por gaze ou fechados.

Em 1745, John Needham realizou um experimento o qual reforçou a hipótese da abiogênese espontânea. Ele aqueceu líquidos nutritivos juntamente com partículas de alimento, em tubos de ensaio, fechou-os para impedir a entrada de ar acompanhado de novos microrganismos e os aqueceu novamente.

(John Needham)

Após vários dias, uma enorme quantidade de microrganismos surgiu dentro destes tubos, o que o fez concluir que os seres que surgiram após a fervura foram pura e simplesmente devido a um “princípio vital” presente na solução nutritiva, o qual dava origem à vida de uma forma não biológica.

O problema é que como falado anteriormente e como se sabe nos dias de hoje, algumas variáveis podem atrapalhar os experimentos. E ciência é assim mesmo: as hipóteses testadas por um ou mais cientistas precisam ser replicadas, e validadas, assim as teorias são aceitas ou rejeitadas.

Um exemplo de como a ciência funciona ocorreu em 1768, quando Lazzaro Spallanzani com o intuito de testar os achados de Needham, ferveu alguns frascos fechados com líquido nutritivo durante uma hora, e depois de alguns dias percebeu que não havia nenhum sinal de vida dentro dos frascos.

(Lazzaro Spallanzani)

Com isso, ele demonstrou que os microrganismos que nasceram dentro dos tubos de Needham, na realidade surgiram devido ao tempo insuficiente de fervura dos tubos, ou seja, Needham não ferveu seus tubos por tempo necessário para que a alta temperatura causasse a morte de todos os microrganismos presentes no ar e na solução dentro do tubo e então eles começaram a se multiplicar dentro do tubo ao longo dos dias.

Porém, isso não foi o suficiente para descartar completamente a hipótese da abiogênese espontânea, Needham ainda criticou os achados de Spallanzani e sugeriu que ao aquecer os líquidos em alta temperatura e por tempo prolongado, o “princípio vital” poderia ser destruído ou enfraquecido e por isso não surgiram novos microrganismos. Apesar desta hipótese, na época, ainda ser aceita pela população, os experimentos de Spallanzani serviram de base para os achados de Louis Pasteur (vide no decorrer deste texto).

Abiogênese química

Atualmente, a palavra “abiogênese” vem sendo utilizada para falar sobre origem química (ou abiogênese química), também conhecida como biopoese, evolução química ou quimiossíntese. Muitos cientistas contemporâneos defendem que a abiogênese química ocorreu uma única vez, há cerca de 4,4 bilhões de anos e deu origem ao que chamamos hoje em dia de vida.

Segundo esta teoria, uma célula ancestral a todos os seres vivos com capacidade de se auto reproduzir, originou-se a partir de matéria abiótica e conforme o passar do tempo, através da evolução, deu origem a toda a diversidade biológica que temos na Terra.

A ideia é que a abiogênese química tenha ocorrido sob condições diferentes do que tínhamos no século XV, ou até mesmo nos dias de hoje, e ainda, que ela tenha ocorrido em um período de tempo muito maior do que os tempos de experimentos realizados pelos cientistas na antiguidade. Além disso, contrária ao conceito da abiogênese espontânea, a abiogênese química não trata de origem espontânea de formas de vida complexas (como moscas, ratos…) mas sim, a origem de vida simples, a mais singular que se possa imaginar.

Biogênese

Biogênese do grego “bio-genesis” significa origem biológica, ou seja, origem de vida a partir de outra vida. Em 1668, Francesco Redi foi um dos primeiros cientistas a se opor ao conceito da teoria da abiogênese espontânea e então defender a teoria da biogênese.

(Francesco Redi)

Ele percebeu que larvas (o que eles chamavam na época de vermes) apareciam em locais com matéria orgânica em decomposição, frequentemente visitados por moscas. Então, com o intuito de testar a hipótese de que estes vermes eram originados a partir de ovos de moscas adultas, ele colocou carne e outras matérias orgânicas em oito potes de vidro, alguns cobertos com gaze e outros abertos, sem gaze.

Ele percebeu que após alguns dias, as larvas surgiram apenas nos potes abertos. Com isso, ele concluiu que a ideia de que bastava ter material podre para originar a vida não era válida, pois se isso fosse verdade apareceriam moscas tanto nos potes fechados quanto nos abertos, o que de fato não aconteceu.

Mas os experimentos de Louis Pasteur realizados em 1862 representaram um divisor de águas. Foi nesta época e devido a Pasteur que a abiogênese espontânea foi refutada tanto no mundo microscópico quanto no macroscópico.

(Louis Pasteur)

Contrário ao argumento de Needham (o qual tinha reclamado que a fervura por tempo prolongado e em altas temperaturas poderia ter destruído o princípio vital contido no líquido nutritivo), Pasteur elaborou um experimento utilizando uma vidraria chamada de “pescoço de cisne” (nomeada assim, devido ao seu formato, o qual parece um pescoço de cisne).

(Experimento de Louis Pasteur)

Esta vidraria mantinha o líquido estéril, já que a fervura matava os microrganismos presentes no líquido, e o ar contaminado passava por um “filtro” formado pelas gotículas de água localizadas no pescoço do balão enquanto ocorria o resfriamento. Quando quebrado o “pescoço” da vidraria, os microrganismos voltavam a colonizar o líquido. Dessa forma ele provou que a fervura não incapacitava a solução de manter vida, bastava proporcionar novamente o contato entre microrganismos e líquido.

Origem do Universo

A busca pela compreensão sobre como foi desencadeado o processo que originou o universo atual, proporcionou – e ainda proporciona – vários debates, pesquisas e teorias que possam explicar tal fenômeno. É um tema que desperta grande curiosidade dos humanos desde os tempos mais remotos e gera grandes polêmicas, envolvendo conceitos religiosos, filosóficos e científicos.

Até o momento, a explicação mais aceita sobre a origem do universo entre a comunidade cientifica é baseada na teoria da Grande Explosão, em inglês, Big Bang. Ela apoia-se, em parte, na teoria da relatividade do físico Albert Einstein (1879-1955) e nos estudos dos astrônomos Edwin Hubble (1889-1953) e Milton Humason (1891-1972), os quais demonstraram que o universo não é estático e se encontra em constante expansão, ou seja, as galáxias estão se afastando umas das outras. Portanto, no passado elas deveriam estar mais próximas que hoje, e, até mesmo, formando um único ponto.

A teoria do Big Bang foi anunciada em 1948 pelo cientista russo naturalizado estadunidense, George Gamow (1904-1968) e o padre e astrônomo belga Georges Lemaître (1894-1966). Segundo eles, o universo teria surgido após uma grande explosão cósmica, entre 10 e 20 bilhões de anos atrás. O termo explosão refere-se a uma grande liberação de energia, criando o espaço-tempo.

Até então, havia uma mistura de partículas subatômicas (qharks, elétrons, neutrinos e suas partículas) que se moviam em todos os sentidos com velocidades próximas à da luz. As primeiras partículas pesadas, prótons e nêutrons, associaram-se para formarem os núcleos de átomos leves, como hidrogênio, hélio e lítio, que estão entre os principais elementos químicos do universo.

Ao expandir-se, o universo também se resfriou, passando da cor violeta à amarela, depois laranja e vermelha. Cerca de 1 milhão de anos após o instante inicial, a matéria e a radiação luminosa se separaram e o Universo tornou-se transparente: com a união dos elétrons aos núcleos atômicos, a luz pode caminhar livremente. Cerca de 1 bilhão de anos depois do Big Bang, os elementos químicos começaram a se unir dando origem às galáxias.

Essa é a explicação sistemática da origem do universo, conforme a teoria do Big Bang. Aceita pela maioria dos cientistas, entretanto, muito contestada por alguns pesquisadores. Portanto, a origem do universo é um tema que gera muitas opiniões divergentes, sendo necessária uma análise crítica de cada vertente que possa explicar esse acontecimento.

Evolução

O que é evolução?

Evolução é o processo através no qual ocorrem as mudanças ou transformações nos seres vivos ao longo do tempo, dando origem a espécies novas.

Evidências da evolução

A evolução tem suas bases fortemente corroboradas pelo estudo comparativo dos organismos, sejam fósseis ou atuais. Os tópicos mais importantes desse estudo serão apresentados de forma resumida.

Homologia e Analogia

Por homologia entende-se semelhança entre estruturas de diferentes organismos, devida unicamente a uma mesma origem embriológica. As estruturas homólogas podem exercer ou não a mesma função.
O braço do homem, a pata do cavalo, a asa do morcego e a nadadeira da baleia são estruturas homólogas entre si, pois todas têm a mesma origem embriológica. Nesses casos, não há similaridade funcional. Ao analisar, entretanto, a asa do morcego e a asa da ave, verifica-se que ambas têm a mesma origem embriológica e estão, ainda associadas á mesma função. A homologia entre estruturas de 2 organismos diferentes sugere que eles se originaram de um grupo ancestral comum, embora não indique um grau de proximidade comum, partem várias linhas evolutivas que originaram várias espécies diferentes, fala-se em irradiação adaptava.

Homologia: mesma origem embriológica de estruturas de diferentes organismos, sendo que essas estruturas podem ter ou não a mesma função. As estruturas homólogas sugerem ancestralidade comum.

Analogia: refere-se à semelhança morfológica entre estruturas, em função de adaptação à execução da mesma função. As asas dos insetos e das aves são estruturas diferentes quanto à origem embriológica, mas ambas estão adaptadas à execução de uma mesma função: o vôo. São, portanto, estruturas análogas.

As estruturas análogas não refletem por si só qualquer grau de parentesco. Elas fornecem indícios da adaptação de estruturas de diferentes organismos a uma mesma variável ecológica. Quando organismos não intimamente aparentados apresentam estruturas semelhantes exercendo a mesma função, dizemos que eles sofreram evolução convergente.

Ao contrário da irradiação adaptativa (caracterizada pela diferenciação de organismos a partir de um ancestral comum dando origem a vários grupos diferentes adaptados a explorar ambientes diferentes) a evolução convergente ou convergência evolutiva é caracterizada pela adaptação de diferentes organismos a uma condição ecológica igual, assim, as formas do corpo do golfinho, dos peixes, especialmente tubarões, e de um réptil fóssil chamado ictiossauro são bastante semelhantes, adaptadas à natação. Neste caso, a semelhança não é sinal de parentesco, mas resultado da adaptação desses organismos ao ambiente aquático.