O QUE PODEMOS EXPOR?
A validade da seleção natural foi aceita em partes graças a analogia feita por Darwin com a seleção artificial (criação de pombos). Assim como o criador escolhe as características que mais lhe chamam atenção para preservar em seus animais por meio de cruzamentos específicos, a natureza seleciona as características que mais se adaptam as suas mudanças.
O QUE PODEMOS QUESTIONAR?
Na natureza não há um objetivo pré ordenado, que regula a historia da vida, quaisquer características possuídas pelos sobreviventes são consideradas mais evoluídas (como o meio seleciona, se ele não tem um objetivo, muda sem razão certa).
DO SITE: O POLEGAR OPOSITOR
Não há dúvidas de que a seleção natural é mesmo uma maneira muito elegante de explicar a biodiversidade do planeta. No entanto, a despeito disso, Darwin não a considerava como única forma de seleção. No próprio Origem das Espécies, Charles dedica um capítulo para comentar sobre a ação da seleção artificial. Em “The Descent of Man” ele acaba estabelecendo uma novar força selecionadora, a seleção sexual. Ironicamente, no que diz respeito à seleção sexual, ela não foi muito bem aceita por alguns dos defensores de Darwin, entre eles, Alfred R. Wallace.
A Seleção Natural.
Para melhor compreendermos o processo de seleção natural, é preciso antes compreender a maneira como os animais variam em suas formas, mesmo em indivíduos do mesmo grupo. É comum observar que existem diferenças sutis entre membros de uma mesma espécie ou comunidade. Se observarmos com atenção um bando de chimpanzés, vamos logo notar que alguns são mais altos, outros mais fortes, as cores dos pelos podem ter uma determinada variação e por aí vai. Em verdade, observamos as mesmas características entre os humanos. Embora sejamos todos de uma mesma espécie, carregamos diferenças morfológicas evidentes em comparação com os membros de nossas sociedades.
Embora o processo que resulta nessas diferenças não precise ser tratado detalhadamente neste momento, é importante considerar que ele é originário das etapas de divisão das células germinativas, ou seja, ocorre antes da formação do embrião que poderá vir a se tornar um novo indivíduo. Também vale observar que, a despeito de considerarmos as pequenas modificações como aleatórias, isso não é bem verdade. O fator de aleatoriedade existe, mas esta limitado a agir dentro de alguns parâmetros. Por exemplo, o filho de pais negros não poderá nunca nascer branco, ou de olhos puxados. No entanto, pode ter o tom de pele levemente mais claro ou escuro que de seus pais.
Mas deixemos os humanos de lado em benefício de um exemplo mais didático. Podemos imaginar uma espécie qualquer de ave vivendo em uma ilha com pouca ou nenhuma interferência do homem. Vamos supor que esta ilha possui uma particularidade, uma espécie de arbusto que cresce entre os rochedos e que produz pequenos frutos que servem de alimento ao grupo de aves que vive ali. Em alguns pontos da ilha existe um tipo de árvore que também produz frutos, mas eles são maiores e com uma casca um pouco resistente.
As aves que se alimentam do fruto produzido pelo arbusto provavelmente possuem bicos alongados, capazes de entrar pelos vãos dos rochedos permitindo à ave a alcançar seu alimento. Em uma população é possível imaginar que algumas aves tenham bicos mais alongados que outras. Não é difícil de imaginar que os indivíduos que nasceram com um bico levemente menor podem passar por situações difíceis na disputa pelo alimento, já que terão acesso à menos arbustos que as aves com os bicos mais alongados. Deste modo, estes poucos indivíduos menos afortunados provavelmente viverão menos, ou por deficiência de nutrição não serão capazes de se reproduzir. Deste modo, terão maior dificuldade em deixarem descendentes.
Mas a natureza é imprevisível e, por um evento qualquer, os arbustos sofreram com as intempéries ou pragas e entraram em extinção. As aves que se alimentavam quase que exclusivamente deles ficaram sem muitas opções a não ser passar a sobreviver consumindo os frutos grandes e de casca resistente das árvores da ilha. No entanto existe um problema. Os bicos alongados não são tão eficientes para a nova alimentação. Capturam com dificuldade os frutos e sua estrutura não ajuda o acesso à polpa da fruta. Eventualmente, aqueles indivíduos de bico menor realizam tal função com maior capacidade, se beneficiando de sua característica singular em relação ao grupo e tendo maior sucesso na disputa pelo alimento. Essa mudança de cenário provavelmente vai acarretar na mudança completa da população, aonde os indivíduos de bico menor passarão a deixar mais descendentes do que os de bico mais alongado.
Embora o exemplo seja totalmente hipotético, existem diversos casos reais semelhantes. É por exemplo o que Darwin observou ao visitar as Ilhas Galápagos. Todas elas eram habitadas por tentilhões que, no entanto, eram substancialmente diferentes entre sim. Era possível até mesmo identificar de que ilha cada indivíduo vinha, apenas observando suas características morfológicas. É muito provável que uma única espécie de tentilhão tenha colonizado a ilha, mas as diferentes dificuldades exercidas pelas diferentes ilhas acabou selecionando características diferentes em cada grupo de indivíduos.
A Seleção Artificial.
Esta é bem simples de compreender. O funcionamento é praticamente o mesmo da seleção natural, mas a força selecionadora em geral vem da ação do homem. Podemos por exemplo citar criadores de cães. Normalmente o criador escolhe características particulares de seus animais, talvez indivíduos mais peludos ou menores, e favorece esta característica permitindo que estes indivíduos procriem.
Embora neste caso as características continuem a se desenvolver de maneira mais ou menos aleatória, a força selecionadora do homem direciona o desenvolvimento de determinadas características. De modo que a seleção artificial, além de ter um objetivo (neste caso, comercial) age de maneira muito mais rápida que a seleção natural.
A Seleção Sexual.
A seleção sexual diz respeito à maneira que algumas espécies encontram para maximizar suas chances de reprodução. Neste caso, embora a seleção natural atue sobre a luta pela sobrevivência de cada indivíduo, os membros da espécie acabam por desenvolverem táticas para garantir um maior sucesso reprodutivo.
Podemos citar como exemplo o pavão. Trata-se de uma espécie de ave em que os machos carregam uma cauda vistosa e colorida. A disputa pela fêmea é feita pela exibição da cauda, que se abre feito um leque para impressionar a parceira pretendida. Em geral, o animal que tiver a cauda mais estravagante ganha a parceira e se reproduz com sucesso. Deste modo, indivíduos com caudas ainda que levemente menos coloridas que de seus concorrentes, acabam tendo maior dificuldade em gerar descendentes.
A seleção sexual em geral ocorre em paralelo à seleção natural. Praticamente todas as espécies animais possuem estratégias reprodutivas de competição. Essas estratégias de reprodução não diferem muito das estratégias de sobrevivência e luta por recursos naturais. Agem de forma similar, garantindo ao indivíduo maior ou menor sucesso competitivo na dinâmica de sua população.
Vale observar que, INDEPENDENTE do método de seleção, as características surgem de maneira mais ou menos aleatórias. A seleção atua no sentido de beneficiar determinadas características que foram desenvolvidas, ainda assim,excetuando-se talvez a seleção artificial, as características são selecionadas sem um propósito ou fim. DE MANEIRA ALGUMA qualquer característica adquirida pelo indivíduo surge em resposta ao meio ambiente, nem mesmo na seleção artificial.
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Evolução Artificial - uma curiosidade...
Evolução de Vida Artificial
Experiências que envolvem o estudo da macro-evolução são difíceis de serem observados e acompanhados, mesmo ao longo de uma carreira de investigação científica! No entanto, esta realidade tem mudado com avanços na bioinformática.
Seres virtuais criaram notoriedade na biologia quando passaram a ser utilizados em pesquisas avançadas com o objetivo de visualizar mudanças evolutivas ao passar do tempo, sem necessariamente, percorrer escalas geológicas gigantescas como normalmente ocorre na evolução.
Hoje a “vida virtual”, como dita por alguns, é um fato que passou a ser utilizado inclusive em sala de aula. Para introduzir os principais conceitos evolutivos, professores têm utilizado softwares como ferramenta de aprendizado da evolução. O fato interessante destes softwares é que eles permitem a simulação da evolução biológica, e o acompanhamento em tempo real das mudanças adaptativas de criaturas virtuais. Aqui iremos apresentar dois destes programas: o Gene Pool e o Biomorphs.
Gene Pool
“The very idea of a gene pool has no meaning if there is no sex. ‘Gene Pool’ is a persuasive metaphor because the genes of a sexual population are being continually mixed and diffused, as if in a liquid. Bring in the time dimension, and the pool becomes a river, flowing through geological time…”
-Richard Dawkins, The Ancestor’s Tale , página 432
Software desenvolvido por Jeffrey Ventrella, é um tipo de simulação computacional que tenta reproduzir a evolução biológica darwinista. O programa envolve interação de diversos organismos que se desenvolvem, e se reproduzem utilizando diversas habilidades inatas, isto é, contidas no seu código genético. Estes organismos são chamados de “swimbots”. Swimbots comportam-se de acordo com algoritmos computacionais que determinam como convivem entre si, competem por alimentos, e por companheiros, e sofrem variação genética ao longo das gerações. A cada geração estas criaturas podem sofrer mutações gerando proles diferentes, que podem apresentar características novas e úteis à sua sobrevivência.
swimbots (Foto: Gene Pool)
Gene pool baseia-se no conceito ultradarwinista da seleção genética, isto é, de que a seleção natural favorece determinados genes no pool gênico da população e é mais bem compreendido como um ambiente aquático, habitado por formas de vida que compunham a sopa primordial da Terra.
Gene Pool e Alguns Conceitos Evolutivos
O software reproduz os fatores envolvidos na evolução de organismos virtuais e, ao mesmo tempo, explora os mecanismos adaptativos destes no ambiente. Para que a evolução ocorra são necessários fatores que levem ao aparecimento de variabilidade genética na população (mutação e recombinação genética), assim como, é necessária a presença da seleção natural – mecanismo físico capaz de moldar os seres vivos – que atuará sobre a variabilidade genética da população.
1.0 Seleção Natural
A seleção natural favorecerá genes que são mais adequados para o ambiente dos swimbots. Swimbots são selecionados em relação a seu sucesso reprodutivo (obtenção de parceiros sexuais e número de prole produzida), e capacidade de obter alimentos. A seleção só pode atuar sob o conjunto de variações produzidas pelas mutações. No Gene Pool, a variabilidade genética atua sob a locomoção dos swimbots pelo ambiente e interferem na atração dos parceiros sexuais; estes dois fatores influenciam na sobrevivência destas criaturas. Desta forma, a população de swimbots evolui de modo a aperfeiçoar a sua morfologia e controle motor envolvido na natação – responsável pela locomoção dos mesmos pelo ambiente e pelas características corporais que servem como fatores de atração de parceiros sexuais (cor, forma do corpo, tamanho etc.).
Para se locomoverem precisam de energia que somente é conseguida através dos alimentos (pequenos grão verdes) espalhados aleatoriamente no espaço, caso exista um desequilíbrio entre a quantidade de alimentos conseguida e energia gasta, o genótipo destes swimbots serão destruídos naturalmente. O parâmetro de longevidade destas criaturas é, portanto, determinado pela sua quantidade de energia, quando este valor atinge zero eles morrem, e em contrapartida, quando atinge um determinado limiar estipulado por seus genes eles podem produzir crias (reprodução sexuada). Para cada cria é doado certa percentagem de sua energia, também determinada pelo seu código genético. A obtenção de energia, portanto, é necessária para que se mantenham vivos e consigam se reproduzir no ambiente. Quanto maior o número de prole produzida maior será a quantidade de indivíduos com o genótipo de sucesso deixado para a geração futura. É desta forma que os genes lentamente se fixam no pool gênico da população.
1.1 Seleção Sexual
Swimbots escolhem parceiros sexuais de acordo com preferências já pré-estabelecidas no seu código genético, em geral selecionam parceiros que apresentam cores semelhantes as suas. Outros critérios de atração entre os swimbots podem ser definidos pelo usuário. O aspecto mais interessante da seleção sexual é que ela é um dos fatores determinante para a evolução da morfologia e comportamento destes organismos.
2.0 Mutação
As mutações são aleatórias e suas ocorrências alteram o genoma do organismo. São responsáveis em aumentar a diversidade genética da população.A cada geração swimbots podem sofrer mutações passando para as próximas gerações.
3.0 Recombinação Gênica
Swimbots ao cruzarem entre si trocam informações genéticas, que são passadas para a prole.
4.0 Especificações do Gene Pool Versão 6.0
- Tamanho do arquivo: 344 KB
- Língua: Inglês
- Desenvolvedor: Jeffrey Ventrella
- Sistemas Operacionais: Windows e Mac OS
- Programa Gratuíto e disponível para download
Website de Jeffrey Ventrella contém informações sobre o funcionamento do programa e artigos escritos pelo próprio autor, além de uma galeria de swimbots desenvolvidos por fãs do Gene Pool.
Video: A Vida dos Swimbots
Biomorphs (na tradução Biomorfos)
Baseado em um algoritmo descrito por Richard Dawkins no seu livro “O relojoeiro Cego” (Cia da Letras,2001). Biomorphs foi inicialmente desenvolvido para computadores com plataforma Apple Macintosh RM Nimbus e compatíveis com IBM, mas atualmente encontra-se na versão para Microsoft Windows. Biomorphs é um programa utilizado para demonstrar o potencial e as limitações da seleção atuando sobre genes que interferem no desenvolvimento do fenótipo dos organismos.
Biomorfos (Foto: Good Night Software)
2.0 Como funciona?
O programa mostra ao usuário a imagem de um “biomorfo” ao centro – uma criatura com o fenótipo composto de ramificações e sobreposição de linhas, juntamente com um conjunto de sua prole ao redor, diferente do pai por uma ou poucas mutações. O usuário escolhe um favorito entre as opções mostradas para tornar-se o pai da próxima geração. Aplicando seleção artificial – que neste caso simularia a seleção natural realizado pelo ambiente, o utilizador pode evoluir os biomorfos em diferentes formas e cores. Os biomorfos podem variar de acordo com sua simetria, segmentação ou forma.
Biomorfos (Foto: Good Night Software)
Onde conseguir o programa?
Site do professor Keith Goodnight apresenta diferentes programas de genética de populações, utilizados para o ensino de biologia evolutiva e ecologia comportamental.
Especificações do Biomorphs
- Língua: Inglês
- Desenvolvedor: Keith Goodnight
- Sistemas Operacionais: Windows e Mac OS
- Programa Gratuíto e disponível para download
Para saber mais leia:
Dawkins, Richard “O Relojoeiro Cego” Cia da Letras 2001. (Clique para consultar preço no Buscapé)
Dawkins, R. The evolution of Evolvability” Em C. Laggton Artificial Life. New York: Addison- Wesley.
Ventrella, Jeffrey GenePool: Exploring The Interaction Between Natural Selection and Sexual Selection.
Ventrella, Jeffrey Attractiveness vs. Efficiency (How Mate Preference Affects Locomotion in the Evolution of Artificial Swimming Organisms). Artificial Life Vi Proceedings. MIT Press, 1998.
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