A seleção natural, ou qualquer outro mecanismo evolutivo, tais como a deriva genética, as migrações e as mutações, não são providenciais. Neste sentido, estesmecanismos são meros favorecedores da sobrevivência e do maior sucesso reprodutivo de alguns indivíduos em comparação a outros de uma mesma população, sob quaisquer condições ambientais que estejam prevalecendo em um determinado momento. Desta maneira, estes mecanismos não provêm uma espécie para enfrentar mudanças ambientais futuras e também não apresentam direção. Assim como os ambientes variam, também o fazem os agentes da seleção natural, tais como recombinação e mutação. Embora tendências evolutivas possam ser percebidas em certos grupos de organismos, não se pode esperar uma direção consistente na Evolução Biológica de qualquer linhagem, muito menos, uma direção a causas finais e eficientes.

Duas a quatro aulas de cinqüenta minutos cada.

Mecanismos Evolutivos

 

 

Para a construção do conceito de seleção natural recomendamos que o professor proponha uma atividade prática e/ou lúdica  a ser desenvolvida em peqeunos grupos, na qual os alunos serão convidados a relacionar alterações ambientais com as modificações que ocorrem nas diferentes populações de seres vivos. Para tanto, sugerimos que o professor forneça aos seus alunos um exercício impresso (ou transcrito no quadro-negro) em que são descritas as características físicas de um determinado ambiente fictício e os atributos de diferentes populações, como o exemplo abaixo.

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SELEÇÃO NATURAL

Os grupos de animais são populações da mesma espécie. As características devem ser consideradas como adaptações presentes nos indivíduos.

AMBIENTE

• Temperatura média de 28ºC
• Ambiente úmido, com pluviosidade boa
• Muitas árvores e vegetação rasteira
• Presença de um rio
• Quantidade razoável de oxigênio dissolvido na água

POPULAÇÕES E CARACTERÍSTICAS

• Peixes 1: tiram o oxigênio apenas da água
• Peixes 2: conseguem também tirar o oxigênio da interface ar/água
• Mamífero 1: poucos pêlos pelo corpo
• Mamífero 2: muitos pêlos pelo corpo
• Ave 1: penas com cores vibrantes
• Ave 2: penas com cores menos chamativas (marrom, preto)
• Anfíbio 1: girinos que necessitam de muito oxigênio disponível
• Anfíbio 2: girinos que não necessitam de muito oxigênio disponível
• Inseto 1: caminham muito e voam pouco
• Inseto 2: caminham pouco e voam muito
• Planta 1: muito resistente à seca
• Planta 2: pouco resistente à seca

 

(OBSERVAÇÃO: Deixe claro que  os indivíduos pertencem à mesma população, sendo que as características 1 e 2 de cada espécie correspondem aos fenótipos encontrados nas mesmas e que tais fenótipos, inicialmente, apresentam a mesma freqüência na população, ou seja, cada fenótipo está presente em 50% da população antes das alterações ambientais).

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Posteriormente, solicite aos alunos que imaginem e provoquem alterações ambientais neste ambiente fictício como a elevação da temperatura, por exemplo, e peça para que os alunos analisem como os diferentes fenótipos das diferentes populações interagem com esta perturbação ambiental, ou seja, qual dos dois fenóticos das diferentes populações terá sucesso frente às novas condições do ambiente. (Vale ressaltar que nem sempre haverá fracasso ou sucesso entre os fenótipos dependendo da alteração ambiental provocada).

Recomendamos que o professor faça um exemplo com os alunos, para que estes compreendam como as populações interagem com as mudanças ambientais. No exemplo citado, a elevação de temperatura favorece a evapotranspiração, desta maneira, os corpos d'água podem apresentar uma diminuição, favorecendo assim o fenótipo 2 dos peixes já que estes indivíduos conseguem respirar na interface ar/água e, conseqüentemente, ocorrerá diminuição da freqüência do fenótipo 1 na população de peixes; em relação às plantas, as que possuem pouca resistência à seca poderão ser afetadas devido ao aumento da evapotranspiração, podendo ocorrer diminuição deste fenótipo na população de plantas; prossiga com este raciocínio com todas as populações, evidenciando que algumas populações podem ser afetadas por mudanças ambientais enquanto que em outras, tais alterações do ambiente são neutras.

(Ser for possível, é recomendável que o professor construa com seus alunos uma cadeia/teia alimentar com as populações  trabalhadas no exercício porque desta maneira as relações presa-predador também serão consideradas dentro dos mecanismos de seleção natural).

Posteriormente ao exemplo desenvolvido com todos os alunos, solicite que, em pequenos grupos, os alunos continuem a imaginar e provocar alterações no ambiente fictício e continuem a analisar (juntamente com os outros memebros do grupo), quais populações serão afetadas com a mesma. Desta maneira, ao analisarem e relacionarem a interação populações X ambiente, os alunos construirão os conceitos de adaptação e seleção natural.

Esta estratégia metodológica concorda com a proposta do PCNEM que sugere que a construção dos conceitos referentes aos mecanismos evolutivos deve ser favorecida por meio de situações em que o aluno seja solicitado a relacionar “mecanismos de alterações no material genético, seleção natural e adaptação, nas explicações sobre o surgimento das diferentes espécies de seres vivos”.

O professor poderá ainda utilizar as seguintes dinâmicas:

• As aves-pregadodores (disponível em http://www.ucmp.berkeley.edu/education/lessons/clipbirds/) - Os alunos poderão compreender a seleção natural a partir de uma dinâmica na qual a seleção e adaptação dos passáros ocorre em relação aos alimentos disponíveis no ambiente. Esta dinâmica permite ainda compreender os processos de especiação ocorridos devido à sepação geográfica.
• A seleção dos doces  (disponível em http://www.ucmp.berkeley.edu/education/lessons/candy_dish.html) - Nesta dinâmica, o professor poderá desenvolver os conceitos de selação natural tendo como plano de fundo a casualidade da mesma, além da possibilidade de abordar a seleção artificial devido à natureza desta dinâmica.
• Jogo Galápagos (disponível em http://www.sbg.org.br/geneticaescola2/web/ano3vol1/10.pdf) - Simula a dispersão e colonização das espécies levando em consideração as condições ambientais.
• Como a Vida Ganha Novas Formas(disponível em http://revistaescola.abril.com.br/online/planosdeaula/ensino-medio/PlanoAula_294438.shtml) - A espantosa variedade de espécies da região amazônica ajuda a relacionar conceitos de ecologia à seleção natural.

 

O site Concepts and Lessons (http://evolution.berkeley.edu/evosite/search/search_lessons.php?sort_by=audience_rank&audience_level%5B3%5D=9-12&topic_id=13&keywords=&Submit=Search) contém outras dinâmicas e leituras que poderão ser utilizadas como primeiro momento para a construção do conceito de seleção natural. O fato de o conteúdo deste site 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.
 

Após o desenvolvimento da dinâmica, discuta com os alunos suas percepções durante a realização do exercício e/ou dinâmica estabelecido(s) e como as populações adaptam-se às mudanças ambientais e que estas adaptações não conferem "proteção" às futuras alterações que o ambiente possa sofrer. Desta maneira, ressalte que a seleção natural e a adaptação são mecanismos aleatórios (casuais) e não apresentam direção. Abaixo segue uma sugestão de sitematização do conteúdo abordado:

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SELEÇÃO NATURAL E ADAPTAÇÃO

Uma adaptação é uma característica que é comum em uma população auxiliando na exploração de recursos do meio em que os indivíduos desta estão inseridos. A adaptabilidade é uma conseqüência da relação entre o genótipo do organismo e o ambiente no qual o organismo está inserido, de modo que o mesmo genótipo terá diferentes adaptabilidades em ambientes distintos. Em parte, esta diferença ocorre porque a exposição a ambientes diferentes durante o desenvolvimento resultará em fenótipos diferentes para o mesmo genótipo. Mas, mesmo que o genótipo seja o mesmo, o sucesso do organismo depende do ambiente.
Adaptações podem assumir várias formas: um comportamento que permite escapar de predadores, uma proteína que funcione melhor em certa temperatura corporal, ou uma característica anatômica que permite ao organismo acessar um valioso recurso do meio – tudo isso poderiam ser adaptações.
A seleção natural é a peça central da teoria da evolução de Darwin. Ela fornece uma explicação natural para as origens da adaptação incluindo todos os atributos anatômicos, comportamentais, ontogenéticos (desenvolvimento do indivíduo desde a fecundação até a maturidade para a reprodução) e fisiológicos que aumentam a capacidade de um organismo de sobreviver à seleção do meio em que ele está inserido e obter sucesso reprodutivo.

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Para a construção dos conceitos de Deriva Genética, Migração e Mutação, sugerismo que o professor retome o exercício/dinâmica anterior e introduza estes conceitos de modo a problematizá-los. Sendo assim, o professor, pode por exemplo, convidar seus alunos a refletir sobre o que ocorreria com a população de aves do exercício supracitado se ocorresse a migração das aves com penas de coloração menos chamativa e, ao mesmo tempo, ocorresse o aumento de predação das aves. Desta maneira, aliando a Seleção Natural aos demias mecanismos evolutivos, os alunos poderão compreender que os mesmos atuam em conjunto na natureza, sendo que todos os organismos estão expostos e sofrem influência destes.

Para a sitematização destes conteúdos, sugerismos:

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MIGRAÇÃO

Migração ou fluxo gênico é o movimento espacial dos genes. Quando um indivíduo migra de uma população para outra, ele carrega genes que são representativos de sua população ancestral para a população recipiente. Caso ele tenha sucesso em seu estabelecimento e realize cruzamentos, ele irá transmitir esses genes entre as populações.
A migração impede que diferentes populações de uma espécie venham a divergir uma da outra. Se uma espécie é dividida em muitas populações pequenas, a deriva genética e a seleção atuando separadamente em diferentes populações podem produzir divergências evolutivas entre elas. Uma pequena taxa de migração a cada geração impede que as diferentes populações tornem-se muito distantes geneticamente.

 

MUTAÇÃO

A mutação é uma fonte abundante de novas variações, fornecendo a matéria-prima para as mudanças evolutivas. Elas podem ocorrer em qualquer célula, mas as que importam para a evolução são aquelas que ocorrem nos gametas.
Mutações são erros gerados durante a replicação do DNA e que não foram reparados pelas enzimas de revisão e de reparação. Essas alterações, portanto são transmitidas na transcrição e tradução, consequentemente a proteína gerada terá uma forma diferente com propriedades diferentes da proteína original.

DERIVA GENÉTICA

Deriva genética é um mecanismo que, atuando juntamente com a seleção natural, modifica as características das espécies ao longo do tempo. É um processo estocástico, atuante sobre as populações, modificando a freqüência dos alelos e a predominância de certas características na população. É mais freqüente ocorrer em populações menores e as alterações induzidas poderão não ser adaptativas.

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O site Understanding Evolution (http://evolution.berkeley.edu/) traz uma síntese dos mecanismos evolutivos, possibilitando que o professor os trabalhe na sala de informática. 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 MECANISMO EVOLUTIVOS de maneira interdisciplinar.

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Para a condução desta(s) aula(s) é interessante que o professor leis os capítulos III (Luta pela Existência) e IV (Seleção Natural, ou a Sobrevivência do Mais Forte) do livro "A Origem das Espécies" de Charles Darwin. O livro encontra-se à disposição no site BIOCISTRON no endereço http://biocistron.blogspot.com/search/label/Evolu%C3%A7%C3%A3o.

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REFERÊNCIAS

 

 

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

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.

http://lablogatorios.com.br/marcoevolutivo ==== http://lablogatorios.com.br/rainha/category/evolucao ==== http://charlesmorphy.blogspot.com ==== http://evolution.berkeley.edu

Devido ao caráter dialógico favorecido pelo trabalho em grupo e discussões estabelecidas nesta(s) aula(s), 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 solicitar aos alunos que elaborem uma pequena redação sobre o exercício/ a dinâmica realizado(a) para a construção dos conceitos abordados, ou ainda 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.