A visão de Ciência como processo dinâmico e produto da ação humana deverá ser favorecida nesta(s) aula(s), na(s) qual(is), partindo de Aristóteles e chegando à Teoria Sintética da Evolução proposta por Fischer, Haldane e Wright, o aluno perceberá as transformações sofridas pelo conceito EVOLUÇÃO ao longo do tempo e das sociedades. Compreender as principais teorias evolutivas, evidenciando-se as contribuições de Lamarck para a fundamentação da Evolução Biológica como ciência e, das contribuições de Wallace para a elaboração do conceito de Seleção Natural..

De duas a três aulas de cinqüenta minutos cada.

Origem e Evolução do Pensamento Evolutivo

Construindo conceitos

Para a construção dos conceitos relacionados às transformações ocorridas ao longo do tempo em relação à Evolução Biológica, recomendamos que o professor trabalhe com seus alunos baseando-se nos capítulos sobre o pensmaneto evolutivo contido nos livros  Biologia Evolutiva de Futuyma, Evolução de Ridley e/ou Princípios Integrados de Zologia de Hickman et al. (Estes e outros livros encontram-se à disposição para download no site BIOCISTRON). Recomendamos que o professor utiliza uma aula expositivo-dialogada na qual estimule a participação dos alunos a cerca da temática, questionando-os quanto à importância de compreender a ciência como um processo (em constante transformação) e também que esta, como produto da humanidade, carrega ideologias de uma época e de uma sociedade. Nesta perspectiva, é extremamente interessante que o professor abra um canal dálógico para que os alunos sintam-se livres para opinar e posicionar-se durante todo o processo de construção dos conceitos.

Abaixo segue um apanhado geral dos principais conceitos que o professor poderá abordar nesta(s) aula(s).

 

De Aristóteles à Igreja Católica

 

 

Em toda a Ciência, as idéias dominantes e mesmo as questões formuladas são produtos do desenvolvimento histórico. Desta maneira, para compreender as preocupações da Biologia Evolutiva moderna, é essencial conhecer algo de sua história.
Embora os antigos gregos possuíssem a idéia de um mundo dinâmico, a explicação não estática, grandemente mitológica, da origem dos seres vivos deu lugar à filosofia de Platão, que foi incorporada à teologia cristã e teve um efeito dominante e permanente sobre o pensamento ocidental. A filosofia platônica compreendia o conceito de eicos, a “forma” ou “idéia”, uma forma ideal e transcendental imperfeitamente imitada por seus representantes mundanos. A “idéia” é uma essência eterna, imutável. Os seres vivos que vemos no mundo físico são, de acordo com Platão, são apenas cópias imperfeitas dos seres vivos perfeitos, verdadeiros, que existem no mundo das idéias. Dentro desta filosofia do essencialismo, a variação não tem sentido, apenas as essências interessam.

A Escola de Athenas. Aristóteles e Platão ao centro.

A teologia cristã adotou uma interpretação quase literal da Bíblia, incluindo a criação direta de todos os organismos efetivamente em sua forma atual, mas também incorporou o essencialismo platônico no conceito de plenitude. As essências eternas, imutáveis, existem na mente de Deus, mas seria uma imperfeição divina negar a existência material a algo que Ele imaginou. Todos os organismos devem ter sido criados no começo, e nada que Deus considerou apropriado criar poderia se extinguir, porque negar a existência de qualquer coisa em qualquer tempo introduziria imperfeição em sua criação. Uma vez que a ordem é claramente superior à desordem, as criações de Deus devem se adequar a um padrão: a Scala Nature, ou Grande Escala dos Seres. Essa “escada da vida”, percebida na gradação entre as matérias inanimada e animada, passando pelas plantas, animais “inferiores” e humanos, até os anjos e outros seres espirituais, deve ser prefeita e não apresentar lacunas; ela deve ser permanentemente imutável, e todo ser deve ter seu lugar fixado de acordo com o plano de Deus. Uma vez que esta ordem natural foi criada por um Deus perfeito, aquilo que é natural é bom e este deve ser o melhor dos mundos possíveis. Esta hierarquia natural se estendeu às classes sociais altas e baixas nas sociedades humanas. Aspirar à mudança da ordem social era imoral, e a evolução biológica era impensável.
Nesta perspectiva, o papel das ciências naturais foi o de catalogar os elos da Grande Escala dos Seres e descobrir sua ordenação, de tal modo que a sabedoria de Deus fosse revelada e reconhecida. A “Teologia Natural” considerava as adaptações dos organismos como evidência da benevolência do Criador. A obra de Lineu, profundamente influente sobre a classificação biológica, foi igualmente concebida “para a maior glória de Deus”.
Estes pontos de vista tradicionais cederam lugar ante o desenvolvimento da ciência empírica. Conceitos consagrados, tais como a posição central da Terra no universo foram desafiados. Newton, Descartes e outros desenvolveram teorias estritamente mecanicistas dos fenômenos físicos. Ao final do século XVIII, o conceito de um mundo mutável foi aplicado à Astronomia por Kant e Laplace, que desenvolveram noções sobre a evolução estelar; à geologia, quando vieram à luz evidências de mudanças na crosta terrestre e da extinção das espécies; aos assuntos humanos, quando o Iluminismo introduziu ideal de progresso e aperfeiçoamento humanos.
Os geólogos reconheceram que as rochas sedimentares tinham sido depositadas em épocas diferentes e começaram a perceber que a Terra poderia ser muito mais velha do que se pensava. Buffon, o grande naturalista francês, sugeriu em 1779 que ela poderia ter até 168.000 anos. Os fósseis que caracterizavam diferentes estratos foram geralmente considerados como evidências de catástrofes sucessivas, tais como grandes inundações; alguns sustentavam também que numerosas sucessões de criações ocorreram. Entretanto, por volta de 1788, James Hutton desenvolveu o princípio do Uniformitarismo, o qual sustentava que os mesmos processos são responsáveis por eventos passados e atuais. O Uniformitarismo foi fortemente defendido pelo geólogo Charles Lyell, cuja obra Principles of Geology (1830-1833) influenciou Darwin a adotar um ponto de vista uniformitarista das mudanças geológicas e biológicas, ainda que o próprio Lyell adotasse um visão estática da Terra, que não reconhecia a evolução biológica.
No final do século XVIII, foi enunciada não somente a possibilidade de criações divinas sucessivas, mas a contínua origem de novas espécies por meios mais naturais. Maupertuis, Diderot e Goethe, entre outros, especularam que novas formas de vida poderiam se originar ou por geração espontânea a partir da matéria inanimada ou pelo desdobramento das potencialidades contidas nas espécies existentes. Neste sentido, “evolução” significa não a modificação das espécies, mas a manifestação das essências que estavam latentes em espécies anteriores. Somente Buffon, em 1766, expressou a possibilidade de que diferentes espécies tivessem surgido por variação a partir de ancestrais comuns, mas ele, simultaneamente, apresentou evidência contrária a esta posição.

Lamarck era um louco ou um injustiçado?

 

 

O primeiro defensor da evolução biológica foi Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Lamarck não afirmou que os seres vivos descendiam de ancestrais comuns, mas tinha uma explicação de duas partes para justificar o porquê as espécies mudam. O principal mecanismo por ele proposto era uma “força interna” – algum tipo de mecanismo desconhecido no interior do organismo que o levava a produzir uma prole levemente diferente de si próprio. Desta maneira, quando as mudanças se acumulassem ao longo de muitas gerações, a linhagem estaria visivelmente transformada, talvez o suficiente para tornar-se uma nova espécie. O segundo mecanismo de Lamarck (e possivelmente o de menor importância para ele) é aquele pelo qual ele é lembrado hoje: a herança de caracteres adquiridos. À medida que um organismo se desenvolve, ele adquire muitos caracteres individuais devido à sua história particular de acidentes, doenças e exercícios musculares. Lamarck sugeriu que uma espécie poderia ser transformada se essas modificações adquiridas individualmente fossem herdadas pela progênie do indivíduo.

Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829).

 

Lamarck é injusta e infelizmente mais lembrado como alguém que estava errado. A herança das características adquiridas, da qual sua teoria “dependia”, não era, entretanto, original. Era uma crença geral que o próprio Darwin incorporou em A Origem das Espécies. Lamarck merece respeito como o primeiro cientista que destemidamente defendeu a evolução e tentou apresentar um mecanismo para explicá-la. Suas idéias foram rejeitadas quase universalmente, não porque ele abraçava a herança das características adquiridas, mas porque os principais naturalistas de então não reconheciam evidências de evolução biológica. Particularmente Georges Cuvier (1769-1832), o fundador da Anatomia Comparada e um dos biólogos e paleontólogos mais respeitados do século XIX, criticou duramente Lamarck, argumentando que o registro fóssil não revelava séries graduais intermediárias de ancestrais e descendentes, e que os organismos são tão harmoniosamente construídos e perfeitamente adaptados que qualquer mudança destruiria a integridade de sua organização.
Em parte devido a Lamarck, a evolução biológica era um assunto de discussão em meados do século XIX. Entretanto, as evidências favoráveis à evolução ainda não haviam sido completamente agrupadas e ordenadas e, uma vez que Lamarck tinha sido desacreditado, nenhum mecanismo satisfatório era reconhecido. Curiosamente, o conceito de “luta pela existência” foi utilizado para explicar a extinção, mas ninguém reconheceu que poderia explicar a modificação das espécies, exceto William Wells (1818) e Patrick Matthew (1831), que descreveram o conceito de seleção natural, quase que de passagem, em publicações pouco lidas e devotadas a outros assuntos.

 

Darwin e A Origem das Espécies

 

 

A carreira de Charles Robert Darwin (1809-1882) começou com sua viagem a bordo do H.M.S. Beagle (27 de dezembro de 1831 a 2 de outubro de 1836) como naturalista de bordo. Membro ortodoxo da Igreja Anglicana durante a viagem, ele aparentemente não aceitou a idéia de evolução biológica até março de 1837, quando o ornitólogo John Gould lhe indicou que seus espécimes de tentilhões das ilhas Galápagos eram tão diferentes de uma ilha para outra que chegavam a representar espécies diferentes. Esta revelação parece ter levado Darwin a duvidar da imutabilidade das espécies e a começar a juntar as evidências sobre sua “transmutação”. Ele estava preocupado não somente em agrupar evidências de evolução, mas também em propor um mecanismo que pudesse explicá-las. A teoria da seleção natural começou a emergir em 28 de setembro de 1838 quando, como Darwin rememora em sua autobiografia: “aconteceu de eu ler, como entretenimento, o ensaio de Malthus sobre população e, estando bem preparado para avaliar a luta pela existência que prossegue em toda parte pela longa e continuada observação dos hábitos de animais e plantas, imediatamente percebi que, sob estas condições, variações favoráveis tenderiam a ser preservadas e as desfavoráveis, destruídas”.
Vinte anos se passaram entre esse memorável evento e a primeira publicação de Darwin sobre o assunto. Talvez por medo da hostilidade que as especulações de Lamarck tinham encontrado, Darwin se ocupou em acumular evidências sobre a evolução.

 

Charles Robert Darwin (1809-1882).

 

Trajetória da viagem do Beagle.

 

Em 1844 ele escreveu, mas não publicou um ensaio sobre seleção natural e, em 1856, começou a trabalhar naquilo que seria seu “grande livro”, Natural Selection. Esse livro, entretanto, nunca foi completado porque, em junho de 1858, Darwin recebeu um manuscrito intitulado “Sobre a Tendência das Variedades de se Afastarem Indefinidamente a Partir do Tipo Original”, de autoria de um jovem naturalista, Alfred Russel Wallace (1823-1913). Coletando espécimes biológicos na América do Sul e no arquipélago malaio, Wallace concebeu, independentemente, a seleção natural. Darwin, por intervenção de seus amigos Charles Lyell e Joseph Hooker, fez com que partes de seu ensaio de 1844 fossem apresentados juntamente com os manuscritos de Wallace em uma reunião da Linnaean Society de Londres em 1º de julho de 1858; nem a apresentação ou a publicação dos ensaios teve muita resposta. Seguindo o conselho de seus amigos, Darwin publicou em 24 de novembro de 1859 A Origem das Espécies por meio da Seleção Natural, ou a Preservação das Raças Favorecidas na Luta pela Vida – um livro que esgotou sua primeira impressão em um dia e pôs em movimento uma controvérsia que ainda não desapareceu inteiramente.
A Origem das Espécies contém duas proposições separadas: (1) que todos os organismos descenderam com modificação a partir de ancestrais comuns, e (2) que o principal agente de modificação é a ação da seleção natural sobre a variação individual. Darwin foi o primeiro a ordenar em grande escala a evidência da primeira tese, a realidade histórica da evolução, recorrendo a todas as fontes importantes de informação: o registro dos fósseis, a distribuição geográfica das espécies, anatomia e embriologia comparadas e a modificação de organismos domesticados. Entretanto, a seleção natural convenceu poucos e, na realidade, caiu cada vez mais em descrédito até o final dos anos vinte do século XX. O conceito de “luta pela existência” tinha sido empregado para explicar a extinção das espécies, mas, enquanto as espécies fossem vistas como essências platônicas ou “tipos”, a seleção poderia apenas eliminar os organismos inferiores, não dar origem ao novo. A percepção de Darwin e Wallace estava no reconhecimento de que a variação entre os organismos individuais de uma espécie não era mera imperfeição, mas sim o material a partir do qual a seleção podia moldar formas de vida mais bem adaptadas.

A Teoria Sintética da Evolução

 

 

Na segunda década do século XX, as pesquisas sobre a genética mendeliana tornaram-se um empreendimento de grandes proporções. As pesquisas preocupavam-se com muitos problemas, a maioria dos quais tinham mais a ver com genética do que com biologia evolutiva. Porém, na teoria da evolução biológica, o principal problema era reconciliar a teoria mendeliana da genética com a descrição biométrica da variação em populações reais. Essa conciliação foi conseguida por vários pesquisadores em muitos estágios, mas, nesse contexto, um artigo 1918, de R .A. Fisher, foi particularmente importante. Fisher demonstrou que todos os resultados conhecidos pelos biometristas poderiam ser derivados de princípios mendelianos.

R. A. Fisher, J. B. S. Haldane e Sewall Wright

 

O próximo passo era demonstrar que a seleção natural poderia operar com a genética mendeliana. O trabalho teórico foi feito principalmente e de forma independente por R. A. Fisher, J. B. S. Haldane e Sewall Wright. A síntese da teoria da seleção natural de Darwin com a teoria mendeliana da hereditariedade, feita por eles, estabeleceu-se o que é conhecido como neodarwinismo, teoria sintética da evolução ou síntese moderna. A antiga disputa entre mendelianos e darwinistas havia terminado. A teoria de Darwin agora possuía aquilo que necessitou por meio século: uma base firme em uma teoria da hereditariedade bem testada. A partir da genética de populações, a síntese moderna espalhou-se por outras áreas da biologia evolutiva. A questão de como uma espécie se divide em duas – o evento chamado de especiação – foi um exemplo inicial.

 

Gradualismo e Equilíbrio Pontuado

 

 

Por volta de 1859 a 1972, vigorava a teoria do gradualismo, proposta por Charles R. Darwin, defendendo o acúmulo de pequenas modificações ao longo de várias gerações, portanto um evento lento, condicionado pela transferência hereditária de mudanças no comportamento morfológico e fisiológico do indivíduo. Desta maneira, o que se pode observar nas populações naturais são mudanças pequenas e contínuas nos fenótipos. Tais mudanças contínuas podem produzir grandes diferenças entre espécies, simplesmente acumulando-se durante milhares ou milhões de anos.
Contrária a esta corrente, surgiu uma teoria científica formulada após 1972, pelos paleontólogos evolucionistas Stephen Jay Gould e Niles Eldredge, denominada de equilíbrio pontuado, saltacionismo, pontualismo ou teoria dos equilíbrios intermitentes. Segundo esta teoria, a evolução de uma espécie não ocorre de forma constante, mas alternada em períodos de escassas mudanças, com súbitos saltos que caracterizam alterações estruturais ou orgânicas adaptadas e selecionadas. Este entendimento, para compreensão da especiação, fundamentou-se em questionamentos acerca da descontinuidade do registro fóssil, conseqüência da não constatação de indícios com relação às mudanças graduais.

Stephen Jay Gould

A teoria do equilíbrio pontuado inclui os processos neodarwinistas tradicionais de evolução gradual: dentro de populações que estão se especiando, os caracteres se modificam de forma gradual, ainda que rapidamente, sob a influência da deriva genética e seleção individual. Além do mais, as mudanças morfológicas que se acreditam ocorrer durante as pontuações são preferencialmente modestas e não foram concebidas para explicar a origem de táxons mais derivados.
Contudo, a verificação intermitente (de tempo em tempo) de espécies fósseis, contidas em extratos sedimentares formados ao longo da escala geológica, demonstrava um contexto evolutivo em que as especiações provavelmente ocorressem em períodos pontuais, ou seja, bem curtos, pelos quais os organismos passavam por mudanças, estabilizados em momento subseqüente (em saltos). No entanto, várias contestações surgiram, partidas da tendência tradicional darwinista, visto que o registro fóssil é impreciso e falho (incompleto).
 

Compreendendo...
 

Para favorecer a compreensão dos alunos sobre o equilíbrio gradual, sugerimos que o professor mostreI aos estudantes figuras de trilobitas e caranguejos-ferradura para exemplificar a evolução gradual. Nestas figuras, os alunos poderão observar como as modificações foram sutis na história evolutiva destes organismos, o que é evidenciado, por exemplo, pela semelhança morfológica. Sendo assim, questione os estudantes quanto as semelhnças e diferenças das figuras, o porque de tais similaridades ou não, etc.

 

Trilobita

Caranguejo-ferradura (Limulus sp.).

 

Para exemplificar a evolução pontual mostre uma figura de Theropoda (dinossauro aviano, como um Tyrannosaurus rex, por exemplo) e de uma ave atual. Forneça aos estudantes que as aves são descendentes dos dinossauros como o da e questione os alunos sobre a veracidade desta afirmação: O que vocês acham sobre as figuras? Vocês acham possível as aves descenderem dos dinossauros? Se sim, por quê? Se não, por quê? Por que parece improvável? Por que parece provável?

Tyrannosaurus rex
 

Carcará (Caracara plancus).

 

A discussão deverá manter-se até chegar ao fato de que neste exemplo de evolução biológica pontual falta um elo (o elo perdido). Neste momento é necessário explicar que muitas vezes os elos fósseis não são encontrados, e que são feitas inferências sobre a ancestralidade dos organismos. Saliente também que no caso do  exemplo o elo perdido fora encontrado e então apresente a figura do Archaeopteryx, contando que este fóssil fora descoberto na China e que guarda caracte´riricas de répteis (como os dentes, por exemplo) e de aves, desta forma, ele foi considerado como uma das aves mais primitivas, ou seja, menos derivadas

.

Archeopterix sp.

 

Understanding Evolution

O site Understanding Evolution  traz maiores informações sobre a História do  pensamento evolutivo abordando temas como História Terra, História da Vida, Mecanismos Evolutivos e Desenvolvimento e Genética, que poderão ser trabalhados na sala de infromática da escola. O fato de o conteúdo ser apresentado na língua inglesa pode constituir um obstáculo para o desenvolvimento desta aula. Para tanto sugerimos (e encorajamos) o estabelecimento de parcerias entre professores de Biologia e Inglês para trabalharem o tema EVOLUÇÃO de maneira interdisciplinar.

 

REFERÊNCIAS

 

 

FUTUYMA, D. J. 1992. Biologia evolutiva. SBG/CNPq, Ribeirão Preto, 631p.

Gradualismo e Equilíbrio Pontuado. Disponível em http://mundoeducacao.uol.com.br/biologia/gradualismo-equilibrio-pontuado.htm, acessado em 05 de setembro de 2008.

HICKMAN JR., C. P.; ROBERTS, L. S.; LARSON, A. Princípios Integrados de Zoologia, 11ª ed., Ed. Guanabara Kogan: Rio de Janeiro, 2004.

RIDLEY, M. Evolução. Tradução de Henrique Ferreira, Luciane Passaglia e Rivo Fisher. Porto Alegre: ARTMED, 3ª ed., 2006, 752p. Original inglês.

Abaixo seguem alguns sites que poderão auxiliar no desenvolvimento da(s) aula(s): http://lablogatorios.com.br/marcoevolutivo ===== http://lablogatorios.com.br/rainha/category/evolucao ===== http://charlesmorphy.blogspot.com ===== http://evolution.berkeley.edu

A avaliação deverá ocorrer de maneira contínua, ou seja, o professor deverá estar atento aos questionamentos e comentários realizados pelos alunos uma vez que estes revelaram a maneira pela qual os estudantes estão se apropriando dos conteúdos abordados. O professor poderá também solicitar que os alunos elaborem um relato ao final da aula contando quais assuntos chamaram mais sua atenção, quais as dúvidas ainda existentes, etc., revelando assim como assimilaram a temática abordada.