Autora: Wendy A. M. Prosser, Ph.D.
Postado originalmente em Decoded Science [Evolution in Action: Three Experiments Demonstrating Natural Selection] em 7 de julho, 2011 às 10:54
Tradução: Rodrigo Véras
Como qualquer teoria científica*, a teoria da evolução por seleção natural pode ser testada experimentalmente. Desde a publicação de A Origem das Espécies, em 1859, biólogos vêm desenvolvendo muitas maneiras engenhosas de examinar o efeito da seleção natural nos organismos vivos. Este artigo analisa três desses estudos.
Os Guppies de Endler
No final nos anos 70, o zoólogo Norte-Americano John Endler testou a teoria de Darwin usando uma espécie de peixes de aquário bem popular, o guppy (Poecilia reticulata). Guppies machos têm manchas com coloração viva para atrair as fêmeas, mas essas manchas também atraem predadores. Já havia sido observado anteriormente que os machos que vivem em córregos onde haviam muitos peixes predadores tendiam a ter menos dessas manchas coloridas, o que reduzia o risco de serem comidos, enquanto aqueles que viviam em rios com menos predadores tinha mais manchas.
O número de manchas nos guppies machos é relacionado com o número de predadores em seu ambiente.
Para replicar este efeito experimentalmente, Endler colocou grupos de guppies machos e fêmeas em três lagoas que eram idênticas, exceto que uma delas não continha predadores, uma continha uma espécie de peixes predadores de guppies, e uma continha uma espécie de peixe predatória mas que não se alimentava de guppies.
Depois de deixar o guppies procriarem por 20 meses (representando várias gerações para peixes que começam a reproduzir quando estão com cerca de 3 meses de idade), Endler descobriu que os machos nas lagoas que não continham predadores ou predadores que não comem guppies tinham significativamente mais manchas do que os machos que compartilharam sua lagoa com um predador de guppies. Como a coloração das caudas dos guppies machos é herdada de seus pais, esta experiência fornece forte evidência de que o número de manchas nas caudas de guppies evoluiu como um "trade-off" entre a necessidade de atrair parceiros e a necessidade de evitar ser devorado.
Variação Ecotípica no Anolis Dominicano
Enquanto os guppies de Endler mostraram como a seleção natural pode levar a uma mudança acentuada em uma característica que afeta a sobrevivência e a reprodução de uma população, pesquisas recentes sobre um lagarto dominicano (Anolis oculatus), ilustra uma das maneiras através da qual novas espécies podem surgir.
O comprimento dos dedos dos pés, o padrão de escamas e outras características do Anolis variam de acordo com seu habitat. Neste experimento, os pesquisadores colocaram grupos semelhantes de Anolis em recintos seguros, localizados em uma variedade de habitats insulares que vão de regiões costeiras secas à floresta tropical de montanha. Quando mais tarde mediram característica que já haviam se mostrado, pelo menos parcialmente herdáveis, como comprimento de pernas e pés, -a largura da cabeça e a cor e forma das escamas - eles descobriram que essas características agora variavam entre as diferentes populações de lagartos em um padrão que dependia de seu habitat.
Este achado é especialmente interessante porque aponta para como a especiação pode ocorrer na natureza. Se os grupos experimentais de A. oculatus tivessem sido mantidos em isolamento por muitas mais gerações, as diferenças entre eles poderiam ter, eventualmente, tornado-se tão grandes que zoólogos tenderiam a classificá-los como espécies separadas.
Na verdade, a especiação devido à separação geográfica - um processo conhecido como "especiação alopátrica" - parece ter já acontecido entre os lagartos Anolis no Caribe, onde ilhas diferentes, com habitats diferentes, são cada uma lar de espécies diferentes.
Melanismo industrial na mariposas
Talvez o exemplo mais famoso de evolução em ação seja o caso das mariposas (Biston betularia), que ilustra o conceito de "pressão seletiva" - a força que impulsiona a evolução. A forma negra das mariposas prosperava em áreas industriais poluídas.
A mariposa britânica alimenta-se à noite e passa o dia descansando em troncos de árvores, onde encontra-se em risco de ser comida por aves. Até meados dos anos de 1890, todas as mariposas tinham uma coloração pálida e salpicada que fornecia camuflagem contra o fundo de líquens claros que cobriam as cascas das árvores. Na segunda metade do século XIX, no entanto, uma forma negra da mariposa foi observada pela primeira vez e em 1900 quase todas as mariposas em áreas urbanas eram negras, enquanto a maioria daquelas em áreas rurais permaneceu clara. Este período de 50 anos coincidiu com a ascensão da industrialização nas cidades britânicas e foi sugerido que a mudança na cor das mariposas em áreas urbanas teria sido devida a fuligem de dióxido de enxofre originada das fábricas que matava os líquens sobre troncos das árvores. As cascas escuras por baixo passaram a ser uma boa camuflagem para as formas de mariposa escuras, e as mariposas pálidas estavam agora em desvantagem, porque elas eram mais facilmente avistadas pelos pássaros predadores.
Em 1956, o entomologista H. Bernard Kettlewell começou a examinar esta hipótese através da coleta, marcação e liberação de mariposas escuras e claras em Birmingham (área urbana) e Dorset (área rural). Ele, então, colocou mais armadilhas para recapturar as mariposas marcadas, e observou que uma menor proporção de formas claras era recapturada em Birmingham e uma proporção menor da formas escuras em Dorset. Esta descoberta foi consistente com a sugestão de que as mariposas claras eram mais evidentes - e, portanto, presas fáceis para as aves - em áreas com árvores escurecidas pela poluição, enquanto as mariposas escuras eram mais propensas a serem comidas em áreas rurais, com líquens claros cobrindo as árvores. Concluiu-se que a pressão seletiva por predação de aves tinha dirigido a evolução das duas formas diferentes de B. betularia.
O experimento de Kettlewell tem sido repetido, e sua conclusão confirmada várias vezes, mais recentemente em 2003. Desde o Clean Air Act de 1956, no entanto, as emissões de dióxido de enxofre diminuíram no Reino Unido, e os estudos posteriores têm documentado o declínio da mariposa escura em regiões industriais. Em 1985, esta forma tinha praticamente desaparecido das Midlands e era encontrada em grande número apenas no extremo noroeste da Inglaterra.
Espécies de vida curta fornecem evidências da Seleção Natural
Pode ser difícil observar a evolução em animais com longas gerações como tartarugas, elefantes e seres humanos, mas, como essas três experiências mostram, peixes, insetos e outras espécies com tempos de geração mais curtos são os alvos ideais para o estudo da seleção natural em ação.
Fontes
Butler, D., Gillman, M., Metcalfe, J., Robinson, D. Life. Milton Keynes: The Open University, 2008.
Cook, L. The Rise and Fall of the Melanic Peppered Moth. Accessed 06-07-11.
Endler, J. Natural Selection on Color Patterns in Poecilia reticulata. Evolution. Accessed 06-07-11.
Thorpe, R., Reardon, J., Malhotra, A. Common Garden and Natural Selection Experiments Support Ecotypic Di... The American Naturalist. Accessed 06-07-11.
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Sobre a autora
Wendy A. M. Prosser, Ph.D.
A Doutora Prosser tem mais de 17 anos de experiência como escritora e editora de ciência e medicina. Ela é bacharel e doutora em zoologia pela Universidade de Oxford e publicou sua pesquisa sobre simbiose em afídeos no Journal of Insect Physiology.
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Notas do tradutor:
*Para ser mais preciso muitas teorias são testadas a partir de dados observacionais, como é o caso da astronomia e geologia e também da biologia evolutiva em se tratando de inferências sobre o passado remoto.
Veja também o post recente sobre B. betularia aqui no evolucionismo, "Gene do melanismo encontrado em mariposas de Manchester (ou quase)".
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http://evolucionismo.org/profiles/blogs/evolucao-em-acao-tres
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Artigo original: http://www.decodedscience.com/evolution-in-action-three-experiments-demonstrating-natural-selection/1796
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