Especiação

RKA2MB - Em qualquer discussão sobre biologia ou discussão sobre evolução, a ideia de "espécie" estará presente. Tradicionalmente, "espécie" pode ser definida como um grupo de organismos que pode procriar (ou seja, cruzar) e produzir descendentes férteis. Assim, por exemplo, nessa foto aqui você tem um monte de espécies de elefantes. Esses dois aqui são os elefantes modernos; e temos também espécies de elefantes que já estão extintas, que são esses outros aqui. Nós podemos ver nessa figura aqui que os elefantes modernos estão relacionados aos elefantes já extintos. Hoje, na Terra, você tem elefantes asiáticos e elefantes africanos. Eles são espécies diferentes. Um elefante asiático pode cruzar e produzir descendentes férteis com outro elefante asiático, e um elefante africano pode cruzar e produzir descendentes férteis com outro elefante africano, mas um elefante asiático e um elefante africano não podem produzir descendentes férteis. A próxima pergunta é uma pergunta óbvia, e uma das questões centrais da evolução: como surgiram essas duas espécies? Vemos, nesse desenho à direita, mostrada a evolução dos elefantes; e temos à esquerda alguns desenhos originais do Darwin, mostrando essa árvore evolutiva, mostrando como, várias e várias vezes, temos essa ramificação de uma espécie parental derivando em duas. Eu acho que você poderia dizer "uma espécie derivar em duas espécies filhas". Você pode ver isso com os elefantes bem aqui. Em algum momento, o elefante asiático e o elefante africano compartilharam um ancestral comum. Esse ancestral, neste diagrama, também foi um ancestral em comum do mamute. E você pode ainda ir mais atrás: este é um ancestral em comum de todos esses elefantes e do Anancus, por exemplo. Mas como é que surgiram todas essas ramificações na árvore? Como é que começa o processo de especiação? Como é que a variação dentro de uma população, dentro de uma mesma espécie, fica tão extrema que algumas formas já não podem mais cruzar e produzir descendentes férteis? Bem, há algumas maneiras de pensar sobre isso. A maneira mais óbvia que você poderia imaginar, ou talvez a forma mais intuitiva, é através da separação geográfica. A especiação é a formação de novas espécies; e o termo técnico para especiação devido à separação geográfica é especiação alopátrica. Assim, a especiação é a formação de novas espécies; e "alo" vem da palavra "outro", e "pátrica" vem da palavra "pátria". Então, estamos falando de outras geografias, de outras terras, ou separação geográfica. E um exemplo de especiação alopátrica são esses esquilos aqui. Esse esquilo vive no Sudoeste americano. Então, se você fosse ao Grand Canyon (ilustrado aqui por essa figura) há muito tempo atrás, quando o rio Colorado não era uma barreira importante para esses esquilos, havia uma espécie-mãe (uma espécie ancestral desses dois esquilos). Esses esquilos viveram de ambos os lados do rio. Em diferentes épocas do ano, os esquilos eram capazes de atravessar o rio. Os esquilos do Norte e os esquilos do Sul foram capazes de cruzar e produzir descendentes férteis, de modo que todos eram uma única espécie. Mas, ao longo do tempo, o rio Colorado começou a corroer mais e mais o solo e a rocha, e, com isso, ele se tornou o Grand Canyon. Ao longo do tempo isso se tornou uma barreira geográfica muito significativa; tornou-se impossível esquilos do Norte irem para o Sul, e vice-versa. Em função do isolamento, criou-se duas populações diferentes que possuem o mesmo ancestral em comum. Desde que se tornou muito difícil (ou impossível) atravessar o Grand Canyon, você já tinha o suficiente; tanto a deriva genética como a seleção natural, que são processos evolutivos, contribuíram para o surgimento dessas duas espécies. Então, essa espécie aqui vive na região Sul; ao passo que essa espécie aqui vive na região Norte. Mesmo que eles pareçam bastante similares, como você pode ver a partir dessas imagens, eles têm agora divergido o suficiente; eles são espécies diferentes já que não são capazes de cruzar e nem de produzir descendentes férteis. Portanto, é bastante intuitivo como a especiação alopátrica pode trabalhar. Com a separação geográfica e o passar do tempo, os milhares de anos, os genes de cada população se alteraram através do processo de seleção natural e deriva genética. Mas o que pensar sobre situações onde espécies permanecem no mesmo lugar? Onde, teoricamente, elas podem ficar juntas e interagir? Ainda assim seria possível ter a especiação? E essa forma de especiação onde ainda se encontram na mesma geografia é o que chamamos de especiação simpátrica. Os exemplos de especiação simpátrica são um pouco menos óbvios e um pouco menos intuitivos; mas há um exemplo em que as pessoas podem observar a especiação simpátrica acontecendo diante dos seus olhos. Antes de os colonizadores europeus terem trazido maçãs para a América do Norte, essa espécie de mosca colocava seus ovos e larvas dentro de frutos de pilriteiro. Então, essas moscas iam para as árvores de pilriteiro, e usavam o fruto do pilriteiro para colocar seus ovos. Essas larvas consumiriam o fruto ao longo do desenvolvimento. Mas, uma vez que os colonizadores europeus introduziram as maçãs na América do Norte, um certo... eu acho que você poderia dizer um subgrupo de Rhagoletis pomonella... começou a usar as maçãs; começou a colocar seus ovos e suas larvas dentro das maçãs. As moscas, então, divergiram. Não em espécies totalmente diferentes agora; em teoria, elas ainda podem cruzar e produzir descendentes férteis, mas elas não cruzam entre si. Mesmo que as moscas estejam na mesma geografia, e que não seja difícil voar a partir do pilriteiro para as maçãs, as moscas tendem a não fazer isso. E por causa dessa divergência de comportamento (que algumas vão para a maçã e outras ficam no pilriteiro), elas agora estão desenvolvendo características diferentes, que são selecionadas para usar e colocar seus ovos em frutos diferentes. Assim, por exemplo, as que estão na maçã têm seu ciclo de reprodução mais alinhado com o crescimento das maçãs; enquanto as que sobrevoam o pilriteiro estão com o ciclo de reprodução mais alinhado com o ciclo de crescimento do pilriteiro. Os biólogos acreditam que este é um exemplo de especiação simpátrica acontecendo diante dos nossos olhos; que, se pudéssemos esperar mais algumas centenas de anos a mais, possivelmente milhares de anos, poderíamos ver que essa espécie poderá divergir em duas e não será mais capaz de cruzar e produzir descendentes férteis. Outro exemplo de especiação simpátrica é o caso de algumas plantas. Assim como aprendemos em outros vídeos da Khan Academy, organismos como seres humanos, e muitos outros que se reproduzem sexualmente, são organismos diploides. Isso significa que eles têm dois conjuntos de cromossomos. Por exemplo, os seres humanos têm dois conjuntos de 23 cromossomos: um total de 46 cromossomos, 23 da mãe e 23 do pai. Assim, somos organismos diploides. Em geral, ocorrem erros durante a reprodução. Ocorrem, durante a meiose, erros que podem levar à poliploidia, onde um organismo pode ter mais de dois conjuntos de cromossomos. Um organismo em potencial poderia ter mais do que dois conjuntos de cromossomos. Nos animais, isso não funciona muito bem. Normalmente, a poliploidia nos animais não produz um embrião viável, um zigoto viável. Mas, nos vegetais, podemos observar indivíduos poliploides. Então, você poderia ter uma situação onde tem uma planta diploide, que, através de um erro da meiose, em vez de produzir gametas haploides, ela produz gametas diploides (ou seja, 2n); que, então, são capazes de se juntar para formar uma planta tetraploide, ou seja, uma planta que tem quatro conjuntos de cromossomos em vez de dois conjuntos de cromossomos. Uma vez que exista uma planta tetraploide, ela só pode ser capaz de reproduzir com plantas tetraploides ou plantas diploides. Então, você pode ter plantas diploides aqui, na qual a meiose está funcionando adequadamente, ou seja, quando não ocorre na planta nenhum erro na meiose, produzindo, assim, gametas haploides. Os gametas da tetraploide, por meio da meiose, produziriam um gameta diploide 2n. Um gameta haploide e um diploide formariam um vegetal triploide. Esse vegetal seria um triploide infértil; isso porque não é viável a meiose de uma planta triploide. Então, de repente, essa planta tetraploide agora é uma espécie. Então, aconteceu a especiação simpátrica. Esta planta pode ser vista como uma nova espécie. Com este mecanismo, podemos imaginar por que algumas espécies possuem mais cromossomos do que outras. Esperamos que você esteja respondendo a algumas perguntas, mas também esperamos que tenham surgido novas perguntas, porque este é um tema muito emocionante: sobre como surgem espécies de outras espécies, e como surge a diversidade a partir de um ancestral comum.