Origem e Evolução Dos Primeiros Seres Vivos

Estudamos as teorias acerca da origem da vida na Terra. Vamos recapitular , de forma resumida , esse assunto. Antes , porém , é bom lembrar que a teoria da evolução não trata exatamente da origem do primeiro ser vivo. Processos evolutivos , como o da seleção natural , só podem começar depois que surgem sistemas de moléculas capazes de se replicar. Isso não quer dizer que o estudo da origem da vida não possa ser feito com auxílio de disciplinas como a Geologia, a Química e a Biologia Molecular , entre outras. Uma das primeiras hipóteses acerca da origem da vida foi a da geração espontânea ou abiogênese , segundo a qual a vida poderia surgir de matéria sem vida. Essa hipótese era supostamente comprovada pelo surgimento de moscas na carne em decomposição, de ratos em trapos sujos , etc. O cientista Francesco Redi (1626-1698) foi o primeiro a questionar essa hipótese. Ele colocou carne e outros alimentos em vários vidros , mantendo alguns cobertos com gaze e deixando outros abertos. Se apenas a carne fosse suficiente  para a formação de larvas , estas deveriam aparecer em todos os vidros. Após alguns dias , porém, surgiram larvas somente nos vidros abertos , o que permitiu concluir que as larvas se originaram de ovos depositados por moscas e não por abiogênese. Redi generalizou suas conclusões afirmando que todos os seres vivos vêm sempre de outros seres vivos ; era a teoria da biogênese. Mas os defensores da geração espontânea afirmaram que, para seres simples, como os microrganismos, a hipótese ainda era verdadeira. Em 1862, o cientista francês Louis Pasteur (1822-1895) ferveu caldo de carne e conseguiu conservá-lo estéril por muito tempo em um vidro cujo formato , embora permitisse a entrada de ar (o que , segundo os defensores da geração espontânea, era essencial para que microrganismos surgissem da matéria sem vida), impedia que a poeira penetrasse no caldo. Depois de vários meses, Pasteur fez com que o caldo entrasse em contato com a poeira e surgiram micro-organismos no líquido. Os experimentos de Redi e Pasteur apoiavam , portanto , a ideia da biogênese.

Evolução dos Animais

Os mais antigos fósseis de animais pluricelulares com tecidos e órgãos , mas sem pares duras (esqueletos) , aparecem no Pré-Cambriano, entre 635 e 542 milhões de anos atrás. Os fósseis são raros e formados por impressões nas rochas. No período Cambriano aparecem animais com esqueleto duro e há um grande aumento na diversidade de fósseis. Em um intervalo de 10 milhões a 25 milhões de anos, aparecem representantes de vários filos atuais . Nesse período eram comuns os trilobitas. Esses animais marinhos , do grupo dos artrópodes e com exoesqueleto, sobreviveram por cerca de 300 milhões de anos e se diversificaram em milhares de espécies. Essa evolução está bem documentada nos fósseis , onde em algumas linhagens há um aumento progressivo de certos segmentos do tórax , enquanto em outras ocorre uma redução. Surgiram também vários organismos muito diferentes das espécies atuais, que não podem ser classificados em nenhum dos filos hoje existentes, como o Opabinia. No fim do período Cambriano, houve uma extinção em massa : 85% das espécies desapareceram. No fim do período Permiano, outra extinção em massa eliminou cerca de 90% das espécies marinhas , entre elas , os trilobitas. Os artrópodes foram os primeiros animais invertebrados a conquistar a terra , no período Siluriano, que começou há cerca de 439 milhões de anos , depois que algumas plantas já estavam estabelecidas nesse ambiente. O grupo de artrópodes mais bem-sucedido na conquista da terra firme foi o dos insetos , que surgiu no Denoviano.

Um Exemplo de Especiação: Os Tentilhões de Darwin

Você pode ver os pássaros encontrados por Darwin em Galápagos , hoje conhecidos como tentilhões de Darwin. Essas aves são muito semelhantes entre si e diferem principalmente no tipo de bico, que é adaptado ao tipo de alimentação. Darwin supôs que as várias espécies de tentilhões teriam surgido de um grupo pequeno desses pássaros vindo do continente sul-americano. Análises de DNA confirmaram essa suposição e permitiram reconstruir a história evolutiva dessas espécies. O pássaro atual mais próximo evolutivamente dos ancestrais dos tentilhões é a cigarra-parda. Foram identificados também os genes que regulam o desenvolvimento , no embrião , do bico de algumas espécies de tentilhões , tornando-o mais largo ou mais estreito. Ocasionalmente , alguns descendentes desse grupo migraram para outras ilhas do arquipélago. Em cada ilha a população se adaptou a um tipo de comida disponível. As ilhas estão muito distantes  entre si , de modo que a migração de pássaros entre elas é muito rara. O isolamento geográfico , seguido do isolamento reprodutivo, levou à formação das várias espécies de tentilhões. Hoje , podemos encontrar diversas espécies vivendo na mesma ilha, mas, por causa do isolamento reprodutivo, elas não se cruzam. O processo pelo qual uma espécie se espalha por vários ambientes e  origina um número grande de espécies diferentes é chamado de irradiação adaptativa. Outro exemplo desse processo são os mamíferos , pois , de um único ancestral , surgiu um grande número de espécies diferentes, adaptadas aos mais variados modos de vida.

Isolamento Reprodutivo

As subespécies são populações da mesma espécie que, apesar de apresentarem diferenças genéticas , poderiam cruzar entre si, caso o isolamento geográfico terminasse em um intervalo de tempo não muito longo. Se isso acontecesse , as duas populações de raposas, a do Norte e a do Sul , poderiam reproduzir-se a recombinar seus genes e suas características. As mudanças genéticas ocorridas em uma populações se espalhariam para as outras, e não teríamos mais duas subespécies. Persistindo o isolamento geográfico, chega-se a um ponto em que as diferenças genéticas impedirão o cruzamento entre as populações, mesmo que o isolamento seja superado. Quando , pelo isolamento geográfico , uma população se torna diferente da original e atinge um isolamento reprodutivo , dizemos que surgiu uma nova espécie (especiação). Isso deve ter ocorrido com as duas populações de raposas: a raposa do Ártico pertence à espécie Alopex Lagopus e a do Sul , à espécie Urocyon Cinereoargenteus. Assim, os indivíduos de uma espécie estão isolados reprodutivamente dos indivíduos de uma espécie estão isolados reprodutivamente dos indivíduos de outras espécies. Isso quer dizer que uma espécie não troca genes com outra , mesmo que elas habitem a mesma região. Em outras palavras , não há fluxo gênico entre duas espécies ; os novos genes surgidos por mutação em uma espécie não passam para outra. Por isso cada espécie segue seu próprio "caminho evolutivo" , isto é , elas evoluem separadamente. Chama-se cladogênese o conjunto de processos que promovem a especiação, isto é , a separação de uma população em duas e a subsequente formação de novas espécies. A anagênese corresponde ao acúmulo de mudanças que uma população sofre ao longo do tempo, originando uma espécie com características diferentes. O processo de formação de novas espécies e de grupos superiores a espécies é chamado de macroevolução, enquanto as alterações das frequências gênicas que ocorrem dentro de uma espécie fazem parte do processo de microevolução. Os mecanismos responsáveis pelo isolamento reprodutivo podem ser pré-zigóticos e pós-zigóticos.

Limnociclo

Rios, córregos , lagos , lagoas , pântanos e brejos formam o limnociclo ou biociclo das águas doces. É o menor dos biociclos (0,017% da água do planeta) e possui, em relação ao mar , menor salinidade e profundidade. Pode ser dividido em províncias lêntica e lótica. A província lêntica ou sistema lêntico corresponde ao conjunto de águas paradas , como lagos , lagoas , pântanos , brejos , charcos e poças. Como exemplo, vamos analisar as zonas de um lago. 

+Litorânea - é a parte periférica , que faz fronteira com a terra e onde estão as águas mais rasas. Nela , a luz penetra até o fundo , o que possibilita a presença de plantas com raízes presas  no leito e folhas submersas, emergentes ou flutuantes. Além do plâncton , há caramujos , insetos , vermes e alguns vertebrados , como rãs , salamandras , tartarugas , peixes , garças e cisnes. 

+Límnica - corresponde à região mais afastada da margem , que se estende até o ponto em que a luz é suficiente para garantir a fotossíntese. O fitoplâncton fornece alimento ao zooplâncton, aos peixes e a outros animais aquáticos;

+Profunda - é a região que não recebe luz suficiente para a realização da fotossíntese , habitada por decompositores , predadores e animais que comem restos de matéria orgânica vindos da zona límnica. Nos lagos de regiões temperadas , onde há grande variação de temperatura entre as estações, ocorre circulação da água na primavera e no outono, resultado da diferença entre a temperatura da água da superfície e a da água do fundo. A água fria, mais densa , desce ; a quente , menos densa , sobe. Com isso , o oxigênio produzido na superfície é levado para o fundo e os minerais do fundo sobem , o que aumenta a produtividade do fitoplâncton. Em lagos de regiões tropicais , onde a circulação da água é difícil , o vento pode provocar a mistura da água superficial com a profunda. A província lótica ou sistema lótico corresponde ao conjunto em movimento , como rios , riachos , córregos e cascatas. Essa água agitada possui pouco ou nenhum plâncton , pois uma população de seres flutuantes não se mantêm nessas condições. Nesses meios , os produtores são algas presas no fundo do rio ou nas rochas das cascatas. Em água calma , como os remansos , o fitoplâncton é mais abundante e a fauna assemelha-se à dos lagos. A água em movimento , como nos rios , recebe muita matéria orgânica (folhas e insetos mortos , por exemplo) da terra ao seu redor . Sua fauna é representada por alguns insetos que se agarram às pedras , que voam sobre a água ou que nadam. Há também certos invertebrados capazes de se fixar ao substrato, como moluscos e sanguessugas. Alguns peixes , como a truta , estão adaptados para subir  a correnteza (o que ocorre na época da reprodução), passando de um remanso para uma cascata. A contaminação da água doce é um dos mais sérios problemas ecológicos causados pelo ser humano. Os rios estão sendo poluídos por lixo industrial, esgotos, agrotóxicos e resíduos de mineração, condenando à  morte diversos seres e comprometendo as já escassas reservas de água potável.