Uma solução perfeitamente simples
O mundo dito civilizado que conhecemos hoje pode afastar a noção de que compartilhamos a mesma ancestralidade com outros primatas, os quais são vistos apenas como vagamente parecidos conosco quando, em uma visita ao zoológico, podemos olhá-los em um ambiente que, muitas vezes, não lembra em nada seu habitat. Nesses passeios familiares, algumas semelhanças muito aparentes – no que se refere à forma e ao comportamento – entre o homem e os chimpanzés, por exemplo, despertam em algumas pessoas lampejos de questionamentos sobre se somos realmente “parentes” ou sobre quais seriam as razões para a existência de espécies distintas e, ao mesmo tempo, tão semelhantes. O fato de o homem ser mais habilidoso, viver em cidades, não ter tantos pelos no corpo, demonstrar enfaticamente tantos sentimentos e desenvolver relações sociais aparentemente mais fortes e complexas induz muitos a acreditar que as semelhanças não passam de coincidências. Com isso, descarta-se rapidamente aquela dúvida que também poderia incomodar o fim de semana com questionamentos existenciais. Porém, ao olhar com mais atenção e curiosidade para esses seres, seria possível perceber claramente muitas evidências da evolução e, dessa forma, entender com mais facilidade o significado forte e realmente perturbador da coancestralidade.
Todas as características que muitas pessoas consideram únicas da espécie humana, como os fortes laços familiares, a demonstração de sentimentos, a vida social complexa e a habilidade intelectual, também são encontradas em variados graus no mundo dos outros primatas, que, como se pode afirmar, são nossos parentes. São tão evolutivamente próximos a nós em relação aos outros organismos que, se nos desarmássemos de nossa arrogância de espécie pretensamente muito distinta, poderíamos até mesmo chamá-los de primos. Antes de perturbar a paz de pensamento, a percepção dessas e de outras evidências relacionadas à coancestralidade e à evolução permite algo essencial: o entendimento de como funciona a vida no planeta Terra. No mínimo, com essa percepção seria possível olhar, de outra forma e de modo mais próximo, os outros seres vivos e o próprio planeta, e talvez respeitá-los mais por conta disso.
As evidências da evolução estão por toda parte. Encontram-se disponíveis em simples passeios de fim de semana, como nas observações zoológicas já descritas ou nos inúmeros resultados de pesquisas realizadas nos últimos 150 anos, em vários ramos da ciência – como biologia, ecologia, antropologia e paleontologia. Algumas dessas evidências serão apresentadas neste capítulo.
Evolução é fato
A teoria da evolução tem seus alicerces fundamentados em um conjunto de fortes evidências observadas tanto no mundo natural quanto por experimentos humanos. Assim como a maçã – que, ao cair de uma árvore, demonstra a evidência irrefutável da teoria da gravidade na Terra –, a existência de fósseis, as homologias, bem como a seleção artificial de raças animais e de variedades de plantas pelo homem, são exemplos de fatos explicados com riqueza de detalhes pela evolução. De fato, a teoria da evolução vem sendo apoiada pelas evidências em todos os campos da biologia moderna e, principalmente, pela genética e pela biologia evolutiva, após o avanço ocorrido nessas ciências em meados do século XX. As contribuições da genética, no início do século XX, juntamente com os estudos de sistemática e o avanço da paleontologia, moldaram a teoria da síntese evolutiva, principalmente durante a década de 1940, e fortaleceram ainda mais a teoria que Darwin havia postulado quase um século antes. Já se sabia então que a evolução era resultado de alterações genéticas. Porém, nessa época ainda não eram conhecidos os genes, que seriam o centro das alterações de formas e funções dos organismos no processo evolutivo.
A partir da década de 1980, ao trabalharem com moscas-de-fruta (drosófilas), geneticistas começaram a desvendar outro importante pilar de sustentação da evolução que ainda não havia sido explorado suficientemente até então: os genes que controlavam a embriogênese, ou seja, o desenvolvimento e a formação dos corpos dos animais. Essas descobertas, que eclodiram em razão de uma nova disciplina – a biologia evolutiva do desenvolvimento (também conhecida como evo-devo) –, causaram uma revolução no estudo da biologia evolutiva. Descobriu-se que a maioria dos genes que organizam a constituição de órgãos das drosófilas apresentava homólogos idênticos em outros animais e com as mesmas funções. Em suma, moscas, peixes, borboletas, aranhas, sapos, homens e outros animais compartilham o mesmo conjunto ancestral de ferramentas genéticas para as mesmas funções e formas. Além disso, os novos dados estão mostrando que a construção disso é baseada na ativação e desativação de genes durante a formação do embrião (ver Capítulo 3).

Genes de um agrupamento de genes Hox na Drosophila são expressos em diferentes regiões em seu embrião e permitem o desenvolvimento das regiões corporais do adulto. Esses mesmos genes também são encontrados em quatro agrupamentos de genes Hox de camundongos e são expressos em diferentes regiões de seu embrião.
Depois dessas descobertas, feitas ao longo de 150 anos, as quais mostram de forma incontestável a coancestralidade dos organismos vivos – o princípio básico de toda fundamentação de Darwin –, a teoria da evolução acumulou evidências mais do que suficientes para sustentar-se como o pilar de toda a ciência biológica.
A evidência dos fósseis
Ao longo do tempo, a vida sobre a Terra sofreu grandes mudanças na composição das comunidades de organismos, acompanhando as mudanças relacionadas ao clima, ao nível dos oceanos e ao deslocamento dos continentes. Formas de vida que não existem mais podem ser conhecidas por meio de seus fósseis, os quais são vestígios de seres vivos, na forma de moldes dos indivíduos ou de partes deles, preservados em rochas, gelo e âmbar. São reflexos das mudanças nos organismos vivos sobre a Terra ao longo do tempo.

Rochas sedimentares são rochas formadas pela deposição e consolidação sobre pressão do material mineral e orgânico e pela precipitação de minerais em solução, incluindo entre 75% e 80% das rochas da Terra. No exemplo (A), são encontrados alguns fósseis de conchas. O processo de formação desse tipo de rocha ocorre na superfície da Terra e em corpos d’água. As camadas de rochas que se sobrepõem são denominadas estratos. Geralmente as camadas mais profundas correspondem às deposições mais antigas, e as camadas superiores às deposições mais recentes, com fósseis de organismos mais semelhantes aos atuais (B).
Foto A: Brocken Inaglory; sites.google.com/site/ thebrockeninglory
Geralmente, os fósseis são encontrados em rochas sedimentares depositadas no passado. O processo de fossilização não é um evento comum; mesmo organismos com esqueleto duro só foram fossilizados em locais onde os restos foram cobertos por sedimentos, como areia e lama, em rios, pântanos, lagos e oceanos. Com o passar do tempo, esses sedimentos foram compactados pela sobreposição de outras camadas de sedimentos, e isso deu origem às rochas sedimentares. Essas condições especiais explicam a raridade de muitas espécies nos registros fósseis atuais e é provável que a maioria das espécies que existiu não tenha deixado registro fóssil algum (FUTUYMA, 2002; KIDWELL; HOLLAND, 2002).
Deposições temporais
A posição dos fósseis nas camadas de rochas (estratos) indica uma sequência temporal (datação relativa): os registros mais antigos foram depositados primeiro nos estratos inferiores, os quais foram sobrepostos por estratos com registros fósseis mais recentes. Esse é o princípio da sobreposição. Dessa forma, a sequência temporal dos organismos pode ser esclarecida. Assim, já era possível na época de Darwin inferir sobre a cronologia dos períodos geológicos (DARWIN, 1859, 1871). Nessa época, a percepção pelos cientistas do quanto antiga era a Terra tornou mais fácil a compreensão das transformações na vida causadas pela evolução.
Em alguns locais na Terra, como no Grand Canyon, nos EUA, os estratos rochosos estão preservados por cerca de 500 milhões de anos (Ma) em uma posição horizontal que mostra a sucessão no tempo. Esse tipo de arranjo não é tão comum no nosso planeta. Muitas vezes, é difícil a determinação da idade das rochas por causa da sobreposição ou mesmo pela inversão dos estratos. Mesmo assim, a existência dos mesmos grupos de fósseis em rochas sedimentares de mesma idade, em diferentes regiões, ou o princípio da sucessão faunística, permitiu o estudo da história da vida, a comparação da história geológica de diferentes regiões e o nascimento de uma nova disciplina, a paleontologia, ainda no século XIX (WARD, 1997).
Antes de sabermos a idade dos fósseis, conhecíamos apenas a ordem em que eles eram depositados. Os fósseis cambrianos eram mais antigos que os ordovicianos, os quais, por sua vez, eram mais antigos que os silurianos, e assim por diante. Essa ordenação é uma das evidências mais antigas e didáticas da evolução. Não há nenhum trilobita acima dos estratos permianos, assim como nenhum dinossauro acima dos estratos cretáceos. Nenhum mamífero foi encontrado em rochas devonianas ou em qualquer estrato mais antigo. Se algum mamífero fosse encontrado na era Cambriana (c. 530 Ma), a evolução poderia ser refutada como teoria científica (DAWKINS, 2009).
Naquela época, diante da grande importância dos registros fósseis para esclarecer os processos evolutivos e fundamentar sua teoria, Darwin lamentava não somente o fato de as coleções dos museus geológicos serem incompletas, mas também a falta de fósseis para formar os elos que apresentavam todos os degraus de transição entre as espécies atuais e as que as precederam (DARWIN, 1859), incluindo a espécie humana (DARWIN, 1871). Também comparava os arquivos geológicos, muito apropriadamente, com livros dos quais restaram apenas alguns fragmentos de capítulo de um volume e algumas linhas esparsas de cada página1 (DARWIN, 1859, p. 310-311). Mas, mesmo assim, Darwin era capaz de perceber o erro dos paleontólogos da época, que pensavam que grupos inteiros de espécies surgiam bruscamente, o que na verdade era um equívoco derivado dos poucos registros disponíveis até então. Darwin percebeu que organismos do passado eram aparentados a formas atuais e que alguns grupos nunca deixaram de existir.
Os registros fósseis foram essenciais para que Darwin observasse que as espécies pertencentes a grupos extensos e predominantes no passado deixaram numerosos descendentes e que os grupos de espécies aumentaram lentamente em número e persistiram durante períodos desiguais antes de se extinguirem. Os registros fósseis também permitiram a ele entender que, antes da extinção, as espécies apresentavam maior raridade. Esse foi o caso dos trilobitas, que abundaram no Cambriano, passaram a ser raros no Siluriano (c. 440 Ma), até se extinguirem no final do Permiano (251 Ma) (FORTEY, 2001). Da mesma forma, outros grupos antigos permaneciam ao longo do tempo, mesmo com algumas espécies sendo extintas. A evolução, então, permitiria o surgimento de novas espécies com vantagens adaptativas em relação aos elementos extintos que as precederam (DARWIN, 1859).
Ainda no século XIX, considerando-se as grandes mudanças ocorridas, ao longo do tempo, nas formas de vida sobre o planeta, os geólogos adotaram a classificação em unidades geológicas, que foram então definidas pelas principais mudanças nos grupos de fósseis encontrados em seus depósitos. Duas grandes mudanças universais e abruptas na maioria dos fósseis de animais e plantas, que na realidade eram grandes eventos de extinção em massa de espécies, levaram o geólogo inglês John Phillips, em 1841, a dividir o registro estratigráfico em três faixas temporais. Esses dois grandes eventos são hoje conhecidos como as extinções em massa do Permiano-Triássico e do Cretáceo-Terciário (PHILLIPS, 1860). As três faixas temporais foram: a) Paleozoico – período de registro fóssil dos primeiros animais (até então conhecidos), do domínio dos invertebrados marinhos e peixes, iniciado há 542 Ma e estendido até 251 Ma; b) Mesozoico – domínio dos répteis, que se estendeu até 65,5 Ma, quando os dinossauros foram extintos; c) Cenozoico – iniciado com a ocupação de áreas de habitat vazias em razão extinção dos dinossauros, pelos mamíferos e outros grupos, e que se estende até hoje (WARD, 1997). Atualmente, a escala de tempo geológico inclui os éons, subdivididos em eras, períodos, épocas e idades (ver Capítulo 6 e Encarte 1).
Na época em que os geólogos começaram a entender que de fato existiram grandes eventos de extinção no passado, a colonização por novas espécies nas áreas de habitat disponíveis e vazias não era compreendida. Charles Darwin juntou as peças desse complexo quebra-cabeça que formatou a sua teoria (DARWIN, 1859). Os registros fósseis mostravam que, após os eventos de extinção em massa, a diversidade de fósseis aumentava gradualmente até se estabilizar, e isso indica que novas espécies colonizavam os espaços deixados livres. Além desses dois eventos de extinção em massa, outros três perfazem o que hoje se conhece como cinco grandes extinções em massa. Elas foram as extinções do Ordoviciano-Siluriano, do Devoniano Superior e do Triássico-Jurássico (RAUP; SEPKOSKI, 1982). As evidências da existência recente de extinção em massa da megafauna foram também fonte de inspiração para que os cientistas do século XIX que estudavam os fósseis buscassem explicações lógicas para esses eventos no mundo natural.

Descrição feita por John Phillips, em seu livro Life on the Earth: its origin and succession [Vida na Terra] (PHILLIPS, 1860), da “prevalência numérica de vida” das três principais eras geológicas por ele nomeadas: a) vida Cenozoica; b) vida Mesozoica; c) vida Paleozoica. As extinções em massa do Cretáceo-Terciário e do Permiano-Triássico encontram-se perfeitamente distintas separando as eras geológicas.
Somente a partir do século XX, foi possível adotar métodos de datação numérica das unidades estratigráficas. Essa datação baseia-se na taxa de desintegração de elementos radioativos, tais como urânio, rubídio e carbono, os quais são instáveis e emitem partículas e energia a uma taxa constante, que pode ser medida até a transformação em elementos estáveis não radioativos (FUTUYMA, 2002).
Formas intermediárias
Outra questão importante na paleontologia foi o fato de, durante muito tempo, a carência de registros das formas intermediárias dos fósseis ter limitado os cientistas no que se refere a evidenciar mudanças em grande escala (macroevolução), como as linhagens de sáurios que evoluíram para mamíferos e aves. Por exemplo, a descoberta do fóssil do dinossauro Archaeopteryx ocorreu apenas em 1861, dois anos após a publicação de A origem das espécies. Porém, foi um dos primeiros fósseis, entre muitos, a mostrar características intermediárias entre dinossauros e aves, com todas as evidências necessárias para os primórdios da capacidade de voo (REYNER, 1988). O Archaeopteryx apresenta ossos na cauda e dentes como os dinossauros, mas também diferenças no esqueleto que caracterizam a transição para as aves. Também apresenta vestígios de penas preservados no calcário (JONES, 1999). A descoberta recente de fósseis de Sinosauropteryx, um dinossauro bípede com penas que apresentava características esqueléticas não compatíveis com o voo, anterior ao Archaeopteryx, sugere que as penas possuíam originalmente uma função de isolante térmico (THULBORN, 1984) ou atração sexual (ZHANG et al., 2008) e, posteriormente, foram cooptadas para o voo. Novos fósseis de dinossauros com penas estão sendo descobertos mais rotineiramente no norte da China, como o pequeno Epidexipteryx, o que indica que esses pássaros primitivos eram relativamente comuns (ZHANG et al., 2008).

Fóssil de Archaeopteryx lithographica – Jurássico (150 Ma) – em exposição no Museu do Naturalismo, em Berlim, Alemanha. Archaeopteryx é o elo perdido entre dinossauros e aves, com características comuns às aves (penas) e aos dinossauros (cauda) bem visíveis.
Foto: H. Raab
Com o avanço atual das pesquisas e coleta de dados, percebe-se, por exemplo, que inúmeros organismos apresentam formas transicionais que fornecem muitas evidências de mudanças graduais ao longo do tempo. Com novos registros sendo descobertos, formas transicionais entre mamíferos terrestres e marinhos, como as baleias a partir de mamíferos terrestres aparentados à vaca e ao hipopótamo, foram indicadas por Van Valen, em 1966, e confirmadas por evidências moleculares recentes (THEWISSEN et al., 2007). Os registros transicionais evidenciam todo um conjunto de estruturas ósseas que possibilitaram, de forma gradual, a vida em águas rasas e, posteriormente, a evolução para as estruturas necessárias para suportar a pressão em mergulhos profundos. Um exemplo disso é a transição observada no orifício respiratório (espiráculo) do Pakicetus, um ancestral da baleia de 50 Ma, com a posição frontal no crânio, passando à posição intermediária no crânio do Aetiocetus, de 25 Ma, até a posição atual no topo do crânio nas baleias modernas (GOULD, 1997).

Formas transicionais de baleias: mudança na posição do espiráculo de Pakicetus – Eoceno (55,8–40,4 Ma) – para Aetiocetus – Oligoceno (33,9–23,0 Ma) –, até a atual baleia azul (Balaenoptera musculus).
Registros fósseis intermediários, bem documentados atualmente, lançaram luz sobre outra transição em grande escala – a evolução sáurio-mamífero. Essa transição mostra como alguns ossos da mandíbula dos sáurios foram reduzidos e mudaram de posição para o ouvido médio dos mamíferos, e hoje são responsáveis pela condução do som ao ouvido interno. As espécies transicionais encontradas apresentam até mesmo mandíbulas com articulação dupla, envolvendo o padrão primitivo sauriano do osso quadrado para o articular, que evoluiu para uma nova articulação dentário-esquamosal, típica dos mamíferos atuais (GOULD, 1997).

Formas transicionais e a transferência de ossos da mandíbula dos sáurios para o ouvido médio nos mamíferos. Os diversos ossos que compunham a mandíbula dos sáurios passaram a compor a estrutura de ressonância do ouvido dos mamíferos, e apenas um osso se manteve na mandíbula.
Outros exemplos estão bem documentados para diferentes taxa. Formas transicionais foram encontradas na transição entre lagartos e serpentes, com a consequente perda de membros nas serpentes e sua transformação em órgãos vestigiais (PALCI; CALDWELL, 2007). A transição dos peixes primitivos para os tetrápodes (animais vertebrados de quatro membros) no ambiente terrestre foi evidenciada por muitas descobertas recentes de fósseis bem preservados. As estruturas responsáveis por essa transição são observadas nas nadadeiras de fósseis de peixes de nadadeiras lobadas, com redução de dígitos e coluna vertebral flexível (DAESCHLER et al., 2006).
Recentemente, os registros fósseis nos permitiram entender, por exemplo, duas grandes mudanças que nos separaram dos outros primatas, como o bipedalismo e o crescimento cerebral. Fósseis de hominídeos bem próximos ao Homo sapiens, do gênero Australopithecus, encontrados na África, evidenciam que, há 3 Ma, esses primatas já exibiam características que permitiam o bipedalismo, como o arco dos pés, o polegar não opositivo e características do joelho e da pelve. Ainda que as razões para o desenvolvimento cerebral, que passou a ocorrer, não estejam muito claras, a colonização de novos ambientes com as mãos livres, permitida pelo bipedalismo, e as forças seletivas por trás disso podem indicar as direções para a necessidade de uma aprendizagem mais complexa (BOBE; BEHRENSMEYER, 2004).
A evolução dos olhos nos vertebrados, um tanto perturbadora para o próprio Darwin em uma época de poucos registros fósseis (ver seção sobre homologias, a seguir), está muito bem documentada atualmente por meio de um registro fóssil de cerca 400 Ma. O estudo desses fósseis permitiu observar a evolução dos olhos de vertebrados por meio de pequenas modificações no sistema morfológico craniano, músculos e nervos associados com a visão, em menos de um milhão de anos (YOUNG, 2008).
Homologias
Um antigo enigma da História Natural era o aparente conflito entre a grande diversidade de organismos e a observação de que alguns grupos compartilhavam as mesmas características. Rãs, cobras, lagartos, pássaros e mamíferos possuem uma anatomia básica semelhante, embora muito diferente de um inseto. Os sistematas, estudiosos da classificação dos seres vivos, utilizavam, antes de Darwin, o grau de similaridade para o estabelecimento de hierarquias taxonômicas. Assim, organismos mais similares foram agrupados na mesma espécie; espécies similares foram agrupadas no mesmo gênero, os quais foram agrupados na mesma família, e assim sucessivamente até a categoria de reino. Essa classificação, baseada no grau de similaridade, é conhecida como hierarquia lineana, em homenagem ao naturalista Carolus Linnaeus, que inventou o sistema de classificação binomial. A natureza e a causa desses agrupamentos eram um mistério sem explicações racionais até Darwin entender e demonstrar, com riqueza de detalhes e força de argumentos, que a razão era simplesmente a ancestralidade comum. Assim, cada grupo de organismos era constituído pelos descendentes do ancestral comum mais próximo; as diferenças observadas em relação ao ancestral eram explicadas pela evolução (MAYR, 2009).
Entre as similaridades morfológicas, as homologias são características herdadas de um ancestral comum e compartilhadas por suas várias espécies descendentes. Essas características são importantes para entender as mudanças promovidas pela evolução ao longo do tempo. Por meio das homologias, pode-se entender, por exemplo, como estruturas originalmente semelhantes diferenciam-se para desempenhar diferentes funções. A homologia não pode ser comprovada, é sempre inferida por meio de testes de acordo com uma série de critérios, tais como: posição em relação aos órgãos adjacentes, presença de estágios intermediários em outros taxa, semelhanças na ontogenia, existência de estágios intermediários em ancestrais fósseis e concordância com as evidências proporcionadas por outras homologias (MAYR, 2009).

Estruturas ósseas homólogas (em cores semelhantes) do membro anterior, com distintas funções (segurar, andar, voar e nadar), de quatro diferentes vertebrados de duas classes distintas (mamíferos e ave).
As relações biológicas dos ossos dos membros anteriores de diferentes tipos de vertebrados é um exemplo de homologia, pois são derivados de uma mesma estrutura. Os mesmos ossos apresentam diversas formas para ter diferentes funções, como segurar, andar, voar e nadar. Por sua vez, asas de borboletas e de pássaros não são derivadas das mesmas estruturas e são exemplos de analogia.
Outro exemplo de homologia clássica inclui as folhas, que foram herdadas por todas as plantas vasculares (traqueófitas) a partir de um coancestral. Ao longo de sua evolução, contudo, as folhas se diferenciaram na forma e na função. Há aquelas que se modificaram para espinhos, como em espécies de cactos, para diminuir a perda de água nos ambientes mais secos e promover proteção contra herbivoria. Outras folhas se converteram em estruturas para aprisionar insetos, como nas plantas carnívoras. E existem as folhas comuns, que apenas são utilizadas como painéis para captação da luz solar e realização da fotossíntese.
Para entender como as homologias podem ser traçadas ao longo das transições entre espécies, os registros fósseis documentados mostram que uma mudança impressionante ocorreu quando, há 365 Ma, nadadeiras de peixes do Devoniano transformaram-se nos quatro membros dos tetrápodes. Essa transformação permitiu que esses “peixes” conquistassem o ambiente terrestre, para mais tarde se diferenciarem em outros grupos, como os anfíbios e répteis. A diferença crucial entre as nadadeiras dos peixes desse período e os membros dos tetrápodes é que estes últimos apresentavam patas e dígitos. Os homólogos dos braços, coxas, antebraços e panturrilhas já eram encontrados nas nadadeiras dos peixes primitivos, mas apenas um elemento, o autopódio, era encontrado nos fósseis do Devoniano Superior. Fósseis encontrados em meados de 1990 mostraram que as nadadeiras de peixes do Devoniano apresentavam semelhanças muito mais pronunciadas com os membros dos tetrápodes, incluindo oito ossos radiais articulados, com posição e número relacionados ao padrão de dígitos dos tetrápodes primitivos.
A qualidade do registro fóssil
O registro fóssil é altamente variável em qualidade em diferentes locais; e, em escala temporal, no mesmo local. Essa variação – na preservação de grupos mais importantes, nas lacunas dos registros sedimentares e nos ambientes representados e na resolução temporal e espacial de fósseis – pode representar problemas de diferentes magnitudes na correta interpretação dos dados paleontológicos (KIDWELL; HOLLAND, 2002). A variação na qualidade do registro fóssil pode ser agrupada nas seguintes categorias:

Fóssil de grilo do Cretáceo Inferior (146–100 Ma), da Formação Santana, em Santana do Cariri, Ceará. Este depósito fossilífero brasileiro é do tipo Lagerstätte, considerado de riqueza extraordinária, um dos melhores do mundo.
Foto: Stickpen
• Probabilidade de preservação: os organismos não possuem probabilidades iguais de preservação. A preservação de organismos de corpo mole requer condições ambientais incomuns, tais como anoxia ou rápida mineralização por comunidades de micróbios especialistas. Em contraste, os organismos com esqueletos que sofrem biomineralização, com partes compostas por carbonato de cálcio, fosfato de cálcio, sílica ou lignina, são bem representados e constituem o foco da maior parte dos estudos de paleontologia. Dentro dos grupos com maior biomineralização, a fossilização é mais difícil nos grupos com menor tamanho, com maior conteúdo orgânico e com menores populações (KIDWELL; FLESSA, 1996).
• Resolução temporal: considerando-se que a acumulação de sedimentos em uma camada depende, em muitos ambientes, de episódios como inundações e tempestades, as taxas de acumulação estratigráficas podem ser mais lentas que os ciclos de vida dos organismos. Consequentemente, os esqueletos mineralizados de múltiplas gerações podem ser misturados em uma única camada. Para conseguir uma resolução temporal fina (anual ou sazonal), os paleontologistas devem se concentrar nos depósitos de sedimentos mais contínuos, como os sedimentos do fundo do mar. De qualquer forma, os paleontologistas são capazes de gerar séries de tempo, com resolução anual ou de décadas, em apenas poucos locais. Entretanto, mesmo em séries de tempo para camadas com centenas ou milhares de anos, a resolução temporal é refinada o suficiente em muitas ordens de magnitude para avaliar as modificações e separações de espécies (KIDWELL; HOLLAND, 2002).
• Lacunas sedimentares: as lacunas no registro estratigráfico são produzidas por episódios de não deposição de sedimentos, o que pode ser causado pela falha no suprimento dos sedimentos e pela erosão dos sedimentos depositados. Alguns ambientes são mais propensos à produção de lacunas sedimentares do que outros, como as áreas terrestres que sofrem maior grau de erosão. Dessa forma, os paleontologistas procuram regiões particulares – como planícies aluviais, alagados e lagos –, as quais favorecem uma deposição de sedimentos mais contínua e com menor grau de erosão (KIDWELL; HOLLAND, 2002).
Embora a preservação dos registros fósseis seja influenciada por uma série de limitações, como as já mencionadas, os dados coletados de organismos com elementos duros mais suscetíveis à fossilização têm fornecido informações abrangentes a respeito da composição de comunidades, das variações morfológicas e da distribuição geográfica das espécies (KIDWELL; FLESSA, 1996).

Sítio fossilífero, conhecido como Xistos de Burgess, localizado nas Montanhas Rochosas do Canadá. Contém grande número de fósseis do período Cambriano Médio, incluindo vários tipos de invertebrados e também os animais a partir dos quais evoluíram os cordados, como o Pikaia. Este local é um exemplo de Lagerstätte, um tipo de depósito sedimentar com elevado grau de preservação de fósseis, incluindo, algumas vezes, tecidos moles preservados como resultado de sedimentação em ambiente anóxico, com poucas bactérias.
Foto: Wilson44691
Entre os fósseis que ilustram a presença de autopódio, encontram-se o Sauripteris e o Acanthostega. As nadadeiras do Sauripteris apresentam muitas semelhanças com os membros dos tetrápodes – os ossos radiais parecem “rudimentos de dedos”, com posição e articulação muito semelhantes. O Acanthostega, que surgiu após o Sauripteris, embora ainda apresentasse brânquias como os peixes, já possuía quatro patas (CARROL et al., 2005; JANIS, 1999), com oito dígitos nas anteriores e sete nas posteriores. Um anfíbio primitivo, o Tulerpeton, já apresentava a redução de dígitos, com apenas seis em suas patas. Na evolução, as modificações de forma e função ocorrem sempre a partir de estruturas preexistentes, transformadas ao longo de eras pelas pressões seletivas, e não repentinamente criadas a partir de um estágio rudimentar. São essas inovações que permitiram a explosão de diversidade de espécies pela exploração de novos ambientes (CARROL, 2006; GOULD, 1998).
Exemplos de folhas com diferentes funções: folhas modificadas em espinhos para evitar perda de água em ambientes áridos e proteção contra herbívoros – cactos (A); folhas modificadas para aprisionar insetos – planta carnívora (B); folha comum com função de captar luz (C).
Foto A: Michael L. Baird (flickr.bairdphotos.com)
Foto B: Stephen Doonan
Foto C: José Roberto Moreira
A ocorrência de órgãos vestigiais, geralmente reduzidos e sem função, é também um exemplo de homologia entre grupos de espécies. Serpentes pítons e jiboias ainda apresentam vestígios dos membros posteriores, ao contrário de outros grupos de serpentes que evoluíram mais recentemente. Esses vestígios são evidências do parentesco próximo entre répteis quadrúpedes e as serpentes. Nos estudos dos embriões dos pítons e das jiboias, a ausência de vestígios nos membros anteriores é explicada pela expansão de determinadas zonas de genes Hox ao longo de todo o corpo do animal. Nos membros posteriores, a formação das estruturas vestigiais é interrompida pela ausência da expressão de proteínas sinalizadoras (CARROL, 2006). Quando olhamos mais longe no tempo, serpentes da espécie Pachyrhachis problematicus, do período Cretáceo, possuíam a estrutura da pelve nos membros anteriores, como demonstram seus fósseis.

Evolução das patas dos tetrápodes observada a partir de fósseis do Devoniano (416,0–359,2 Ma), com a redução gradual do número de dígitos.

Órgãos vestigiais em serpentes: estrutura da pelve em fóssil de serpente Pachyrhachis problematicus do período Cretáceo Tardio (100,5–66 Ma); fóssil de serpente extinta do gênero Eupodophis descouensi, do mesmo período, com patas vestigiais, considerada uma forma transicional entre lagartos com patas e as atuais serpentes.
Foto: Ghedoghedo

A evolução dos genes Hox entre os animais, com a expansão de seus genes por diversas vezes durante a divergência dos diferentes taxa, e a tetraploidização do genoma dos vertebrados.
Homologias genéticas
Particularmente, as homologias genéticas têm sido muito esclarecedoras sobre a coancestralidade de todos os organismos vivos. A formação de proteínas é coordenada pelo DNA, o qual é responsável pelo ordenamento das combinações de cadeias de 20 aminoácidos. As homologias de proteínas e DNA são baseadas na similaridade entre as sequências comparadas, excetuando-se as semelhanças ao acaso entre trechos pequenos de DNA. A construção e a organização dos organismos animais são controladas por diversos tipos de proteínas do mesmo kit comum de ferramentas. De forma geral, todos os integrantes do kit de ferramentas afetam a ativação e desativação de genes durante a embriogênese.
Do ponto de vista genético, todos os filos de animais complexos apresentam modelos similares de formação de órgãos, produtos dos mesmos genes compartilhados de uma herança ancestral comum. Dessa forma, animais como artrópodes e vertebrados, separados por centenas de milhões de anos de evolução, compartilham os mesmos modelos genéticos de desenvolvimento, que, por sua vez, constituem as homologias que os conectam evolutivamente (CARROL, 2006; GIBSON-BROWN; HARTENSTEIN, 2008).
A existência de órgãos complexos como os olhos já era, na época de Darwin, considerada pelos opositores da evolução como incompatível com o processo evolutivo. Darwin (1859, p.186) mesmo colocava:
Supor que o olho, com todas as suas peculiaridades inimitáveis para o ajuste do foco para diferentes distâncias, para aceitar diferentes quantidades de luz, e para a correção de aberrações esféricas e cromáticas, possa ter sido formado por seleção natural, parece, eu devo confessar, absurdo no mais alto grau possível.2
Entretanto, não fraquejava na sua crença de que a seleção natural era a principal força por trás do processo evolutivo. Logo em seguida comentava (DARWIN, 1859, p. 186):
Porém, a razão me diz que numerosas gradações de um olho perfeito e complexo até um muito simples e imperfeito podem se mostrar existentes, se cada grau for útil ao ser que o possui, o que certamente é o caso.3

Evolução do olho. Diferentes fases que mostram a adição gradativa de complexidade, desde uma região com células fotossensíveis (A) até o desenvolvimento de mecanismos de foco e controle de luminosidade (F). Porém, o aumento na complexidade estrutural não se relacionou diretamente com maior eficiência no processamento das imagens. Arranjos ópticos (estrutura de vasos e nervos) de olhos mais simples podem ser mais eficientes no processamento de imagens e luz.
De fato, um exemplo marcante de homologia que mostra como a teoria da evolução é sustentada por descobertas recentes da biologia inclui o desenvolvimento dos olhos em filos distintos, como vertebrados, artrópodes e moluscos. Os olhos em filos diferentes pareciam ter, até certo tempo atrás, muitas diferenças em desenvolvimento e anatomia. Porém, os modelos embriológicos são similares nesses diferentes filos, com a participação dos mesmos genes no reino animal inteiro, resultando em um elevado processo de conservação de genes responsáveis pelo desenvolvimento e pela conexão entre grupos com morfologias completamente diferentes. Quando pesquisadores isolaram o gene eyeless nas moscas drosófilas, o qual conferia a perda dos olhos em moscas com mutações nesse gene, verificaram que correspondia a um gene humano chamado Aniridia, o qual provoca a redução da íris. Por sua vez, o Aniridia é o mesmo gene conhecido como small eye em camundongos, que, no caso de mutações, reduz ou impede a formação do olho (CARROL et al., 2005). O gene small eye dos camundongos, quando introduzido em embriões de drosófilas, em lugares formadores das asas ou patas, também forma estruturas oculares nesses lugares inapropriados. Conhecidos como Pax-6, esses genes estão associados com todos os tipos oculares de animais, desde as estruturas simples de captação de luz dos platelmintos até os olhos complexos dos vertebrados, e esse fato evidencia que a sua função ancestral foi preservada durante a evolução.

Varredura eletrônica de olhos ectópicos no lugar da antena, em uma espécie de inseto do gênero Drosophila. A introdução do gene small eye dos camundongos em diferentes locais do embrião de Drosophila causa o desenvolvimento de olhos em locais inusitados.
Foto: Walter Gehring
Mesmo órgãos complexos como os olhos dos vertebrados, que são produtos da evolução, não podem ser qualificados como perfeitos, como muitos ainda podem pensar no que se refere a muitos aspectos encontrados na natureza. Como afirma Pinna (2009): Se fosse um projeto de engenharia, [o olho dos vertebrados] seria reprovado por erros grosseiros. Pinna (2009) observa que muito mais eficiente e racional seria se os vasos sanguíneos e os nervos dos olhos dos vertebrados simplesmente trocassem de posição com a retina e atingissem-na por detrás, sem atrapalhar a passagem da luz. Dessa forma a imagem seria mais eficiente e necessitaria de menos processamento pelo cérebro. Também seria possível evitar o chamado ponto cego, se o nervo óptico saísse pela superfície externa, sem precisar interromper a retina no lado de dentro. Descolamentos de retina também seriam menos prováveis, se ela fosse fixada na parte interior do olho pela própria rede de vasos e nervos que a atenderiam por detrás. Nesse aspecto, o olho de um polvo é estruturalmente mais eficiente que o de vertebrados, porque o conjunto de vasos e nervos atinge a retina por detrás, evitando os problemas citados. De fato, as inúmeras doenças e defeitos em órgãos como os olhos, ao longo da vida dos animais, sinalizam a transformação para formas adaptadas e, em alguns casos, mais complexas, mas que não são necessariamente mais perfeitas.
Quando inferia sobre a origem da nossa espécie na África, Darwin já tentava descrever a similaridade entre os humanos e outros primatas por meio do estudo do comportamento e da anatomia comparada (DARWIN, 1871), mesmo sem as amplas evidências fósseis atualmente disponíveis para justificar essa suposição (BENTON et al., 2009; LEAKEY; LEWIN, 1988; LEWIN, 1993). Hoje sabemos que o homem e o chimpanzé compartilham, por exemplo, os mesmos aminoácidos para a formação da molécula de hemoglobina, além de mais de 98% do genoma, o que evidencia a coancestralidade das duas espécies. Também existem inúmeras outras evidências de que compartilhamos o comportamento, a vida social e a inteligência (LEWIN, 1993).
Ao contrário das eventuais posições bípedes dos chimpanzés e de outros macacos antropoides, a nossa recente postura bípede permanente também nos trouxe os inúmeros problemas de coluna derivados de um arranjo evolutivo original do esqueleto de mamíferos, desenvolvido há centenas de milhões de anos para a postura quadrúpede. Isso nos afasta, mais uma vez, das ideias equivocadas de “perfeição” de formas e funções dos seres vivos ou de um “design inteligente”. Na realidade, isso nos aproxima das evidências do funcionamento do mecanismo da seleção natural e dos problemas de forma e função, eventualmente, e naturalmente, associados quando ocorrem algumas mudanças durante o processo evolutivo.

Pombo-correio inglês, uma das raças estudadas por Charles Darwin para a compreensão da seleção artificial dos animais domésticos. Darwin colecionou várias raças de pombos para estudar seus aspectos comportamentais e anatômicos. Com a adição de estudos biogeográficos, foi possível compreender a origem do ancestral silvestre.
Seleção artificial
O funcionamento da seleção artificial aplicada por criadores de animais domésticos foi muito bem observado por Darwin e contou como mais uma evidência para a formulação de sua teoria. Em A origem das espécies, Darwin (1859) dedica um capítulo inteiro à “variação das espécies no estado doméstico”. Ele se dedicou ao estudo pormenorizado da seleção artificial de vários animais e plantas domesticadas, em indagações na busca de um coancestral ou de vários. Nessa fase dos estudos, Darwin não conhecia os mecanismos da hereditariedade mais tarde desvendados pela genética e se perguntava por que determinados caracteres de antepassados mais remotos reapareciam nos indivíduos de gerações mais recentes (DARWIN, 1859). Com uma atenção especial para o tema da domesticação e de como ocorrem as mudanças entre raças e variedades, Darwin estudou com particular intensidade de detalhes os pombos domésticos. Ele adquiriu raças provenientes de várias partes do mundo, pois ficou impressionado com a diversidade da espécie. Chegou a ser membro de uma associação de criadores de pombos e participava de suas exposições. Por meio do estudo das morfologias externas e internas, da distribuição geográfica e do comportamento diversificado, chegou à conclusão que as diversas raças do pombo doméstico seriam descendentes de um mesmo ancestral. A prática da seleção sistemática e antiga pelos criadores e agricultores foi então bem observada como processo de seleção e fixação de caracteres nos animais e plantas domesticados. Para as plantas, ao observar detalhes de cores, formas e diferenças nas flores e folhas, Darwin constatou que variedades cultivadas em poucas dezenas de anos já apresentavam caracteres muito diferenciados dos tipos antecessores.
A seleção artificial é um tipo de experimentação por meio da qual a evolução opera com clareza ao produzir inúmeras formas diferentes de uma mesma espécie. Nessa seleção, além da escolha de características desejáveis, os cruzamentos são feitos com o objetivo de aumentar ou fixar essas características nas gerações posteriores. Darwin já percebia que esse processo poderia ser consciente ou inconsciente, quando, por exemplo, neste último caso, um criador apenas procura naturalmente os melhores indivíduos para reproduzir. Sobre o processo consciente, ele mencionou (DARWIN, 1859, p. 29-30):
“[...]uma das características mais marcantes nas nossas espécies domésticas é que vemos nelas adaptações, não necessariamente para o proveito do animal ou planta, mas para a conveniência ou capricho do ser humano”4.

Seleção artificial: diferenças marcantes entre uma raça doméstica de cão e seu coancestral selvagem, em relação à morfologia e ao tamanho: raça Yorkshire Terrier de cão doméstico (A); lobo Canis lupus (B). Expressivas diferenças comportamentais também caracterizam a grande variedade de raças domésticas caninas.
Foto A: Manuel González Olaechea y Franco
Foto B: Santiago Atienza (flickr.com/photos/freakyman)
As variadas formas e tamanhos de cães domésticos existentes atualmente são apenas o exemplo mais comum dessa afirmação. As diferenças entre os cães domésticos atuais (Canis lupus familiaris) e seu coancestral – o lobo (Canis lupus) – ilustram como a evolução é capaz de produzir mudanças profundas nas estruturas e funções dos seres vivos. Sem dúvida, pequenos cães domésticos de apartamento criados atualmente, como os da raça poodle ou yorkshire-terrier, não lembram em nada os lobos selvagens. Pelas análises de DNA mitocondrial, a separação e a formação dessa subespécie remontam há pouco mais de 10 mil anos. De fato, o primeiro crânio fóssil parecido com o do cão moderno possui o mesmo tempo da emergência dos humanos modernos (JONES, 1999). A manipulação das raças de cães para modificar formas e comportamentos, ao mesmo tempo em que selecionou caracteres convenientes para os criadores, também estreitou a base genética da subespécie. Consequentemente, as raças domésticas ficaram mais suscetíveis a inúmeras doenças, assim como ocorre com os outros animais e plantas domesticados, ao perderem a variabilidade genética que lhes conferiam mais chances de resistência (JONES, 1999).
Da mesma forma que manipulamos raças de animais e plantas para modificar drasticamente suas formas e comportamentos, o meio ambiente age sobre as populações para produzir efeitos semelhantes. Em populações de organismos, essa acumulação de mudanças em uma situação de isolamento geográfico, por exemplo, permite então as condições para o surgimento de uma nova espécie. Como Darwin (1859, p. 83) menciona em seu livro:
“Se o ser humano pode produzir, e certamente produziu, grandes resultados por meio de seus meios de seleção metodológicos e inconscientes, o que a seleção natural não seria capaz de realizar?”5.
Biogeografia
Quais seriam as explicações, excluindo-se a evolução, para os padrões de distribuição de espécies no nosso planeta? O cientista Richard Dawkins (2009, p. 253) enumera muitos exemplos de padrões de distribuição como evidências da evolução:
[...] por que todos esses marsupiais, mas absolutamente nenhum placentário, migrariam em massa do monte Ararat para a Austrália? [...] E por que nem um só membro de sua desgarrada caravana fez uma pausa no caminho e se fixou na Índia, talvez, ou na China, ou em algum reduto ao longo da Grande Rota da Seda? Por que toda a ordem Edentata (todas as vinte espécies de tatu, [...] todas as seis espécies de preguiça, [...] e todas as quatro espécies de tamanduá) marcharia resolutamente para a América do Sul, sem deixar vestígios de sua passagem, sem deixar couros, pelos ou couraças de colonizadores pelo caminho? Por que a eles se juntaria toda a infraordem dos roedores caviomorfos, incluindo os porquinhos-da-índia, as cutias, pacas, máras, capivaras, chinchilas e muitos outros, um grupo numeroso de roedores caracteristicamente sul-americanos, não encontrados em nenhuma outra parte do planeta? Por que toda uma subordem de macacos, os platirrinos, viriam parar na América do Sul e em mais nenhum outro lugar? [...] Por acaso todas as 37 espécies vivas de lêmur e as tantas outras mortas desceram em tropa coesa pela prancha de desembarque da Arca de Noé e debandaram rumo a Madagascar, sem deixar um único desgarrado pelo caminho em toda a vastidão do continente africano?
Os animais modernos também vivem nos mesmos continentes de espécies que se parecem com eles. Muitos enigmas de distribuição geográfica das espécies só foram explicados após a teoria da evolução. Esses enigmas têm, atualmente, uma explicação plausível e óbvia, visto que a dispersão das espécies (a partir de seus pontos de origem) e a ancestralidade comum explicam os padrões observados (DAWKINS, 2009; MAYR, 2009).
Um exemplo clássico é a distribuição descontínua dos camelos, que atualmente habitam a África e a Ásia, e seus parentes próximos, as lhamas, na América do Sul. Pela teoria evolutiva, deve ter havido uma ligação entre essas duas regiões hoje isoladas, ou seja, devem ter existido camelos na América do Norte em algum momento, servindo como elo entre os camelos asiáticos e os sul-americanos. De fato, um grande número de fósseis de camelo do período Terciário é encontrado na América do Norte. A distribuição, hoje descontínua, dos camelos verdadeiros e das lhamas é, na verdade, remanescente de uma distribuição anterior contínua (MAYR, 2009).

Dispersão geográfica de camelídeos, que levou à ocorrência de camelos na África e na Ásia, lhamas na América do Sul e fósseis de camelos na América do Norte.
A distribuição descontínua atual também é observada em espécies do Ártico que, durante a glaciação do Pleistoceno, foram capazes de colonizar e se estabelecer nos Alpes da Europa e nas montanhas Rochosas da América do Norte. Essas espécies permanecem nesses lugares mais frios, mesmo com o recuo das geleiras após a última glaciação, como relictos separados das populações árticas. Outra questão diz respeito às razões para a maior similaridade entre as faunas da Europa e da América do Norte. Há 4 Ma, havia uma larga ponte que unia os dois continentes e permitia um intercâmbio ativo da fauna. Por sua vez, a África e a América do Sul foram separadas pela deriva continental há 80 Ma, o que permitiu uma divergência muito maior da fauna (MAYR, 2009).

Fauna da Ilha de Galápagos, onde são encontradas várias espécies de répteis e aves. Nenhum mamífero nativo, com capacidade de dispersão mais limitada em mar aberto, foi registrado na ilha.
As proporções relativas de diferentes taxa não são as mesmas em ilhas e continentes, caracterizando o que é denominado “desarmonia” das ilhas. As diferenças na capacidade de dispersão dos organismos explicam boa parte dos padrões de distribuição em continentes e ilhas. Grupos de organismos com elevada capacidade de dispersão apresentam maior probabilidade de colonizar ilhas distantes do que grupos de organismos com fraca capacidade de dispersão (KOLAR; LODGE, 2001). Darwin (1859) já observava esses padrões como evidências de uma ancestralidade comum para explicar a composição faunística das ilhas oceânicas. Por exemplo, mamíferos e anfíbios são geralmente escassos em ilhas oceânicas em razão das limitações para atravessar maiores extensões de mar. Pássaros e plantas, por sua vez, possuem maior capacidade de dispersão e colonização de ilhas.
Efeitos do ambiente
Predadores e poluição
O ambiente afeta a vida, e as populações respondem a esses estímulos de forma rápida, fixando variações favoráveis à sobrevivência. As diferentes formas de uma mesma espécie em lugares diferentes são exemplos claros da atuação da evolução. Por exemplo, peixes machos coloridos de populações em ambiente com muitos predadores, que usam a visão para detecção da presa, apresentam cores mais discretas que populações da mesma espécie em ambiente com menos predadores. Em poucas gerações, os indivíduos que sobrevivem à predação são aqueles com as cores mais discretas, os quais deixam descendentes com essas características na população posterior (CHIVERS et al., 2008).
Populações de peixes lebistes (Poecilia reticulata) de rios com baixa predação, em comparação com rios com alta predação, atingem a maturidade sexual mais tarde, apresentam maiores tamanhos, disponibilizam mais recursos para a prole e produzem menos descendentes. Esses resultados, que são característicos de ambientes onde a seleção sexual apresenta maior importância, foram observados em apenas 11 anos de experimento, o que reforça quão rápidas podem ser as mudanças desencadeadas pelos mecanismos evolutivos, como, nesse caso, de seleção natural (REZNICK et al., 1997).

Macho de peixes lebistes (Poecilia reticulata). Em ambiente com menor pressão de predação, as cores vivas se mantêm. Essa é uma das características transmitidas para as gerações posteriores.
Foto: Emílio17
Outro exemplo de efeitos do ambiente sobre a evolução de espécies inclui a adaptação a estresses ambientais por plantas, particularmente em solos saturados com metais pesados. A provável explicação para a resistência aos metais pesados em um ambiente altamente poluído, verificada em indivíduos de árvores de uma espécie de Bétula (Betula pubescens), em apenas uma ou duas gerações, pode ser a forte seleção de organismos sobreviventes por meio da eliminação de todos os genótipos sensíveis. O custo dessa adaptação inclui reduzida sobrevivência e reduzida germinação de plântulas (ERANEM, 2008). Em ambientes heterogêneos, uma forte pressão seletiva, como a descrita no exemplo anterior, é considerada um pré-requisito para que rápidos saltos evolutivos ocorram (KINNINSON; HENDRY, 2001).
Doenças e medicamentos
Para entender como bactérias e vírus adquirem resistência aos medicamentos, fato que é uma grande preocupação para a saúde humana nos últimos tempos, também é necessário buscar explicações na teoria da evolução. Algumas bactérias ou vírus nos corpos de indivíduos doentes submetidos a tratamento com antibióticos ou antivirais podem sobreviver por causa das variações genéticas em suas populações. As bactérias e os vírus resistentes aos medicamentos se multiplicam e fixam as características genéticas que permitem sua sobrevivência na geração seguinte (inteiramente descendente de indivíduos resistentes). Assim, uma característica que não era comum na população tende a se tornar dominante para as gerações seguintes, por meio da reprodução rápida desses organismos. Isso anula ou diminui a eficácia de tratamento com um determinado medicamento (JONES, 1999). Novos medicamentos têm de ser gerados a cada novo mecanismo de resistência em curso. As diferenças genéticas, que permitem às espécies adaptações a diferentes condições ambientais, também permitem a existência dos organismos patogênicos resistentes aos medicamentos (PERRON et al., 2008).

A resistência de bactérias patogênicas a antibióticos tornou-se um sério problema de saúde em vários países. O uso abusivo desses medicamentos contribuiu para a seleção de muitas cepas resistentes que causam diversas doenças bacterianas, incluindo pneumonia e infecções generalizadas.
Foto: Laboratorios Rocky Mountain, NIAID, NIH
O vírus que causa a síndrome da imunodeficiência adquirida (Aids) em humanos ilustra um desses exemplos de como a evolução opera em escalas de tempo pequenas, por meio da variação, da luta pela existência e da seleção natural, e de como isso dificulta a batalha pela cura dessa doença. A descoberta de novos medicamentos aumentou expressivamente a sobrevivência dos pacientes de Aids e, até mesmo, reduziu a carga viral a níveis não detectáveis. Porém, a resistência dos vírus aos novos medicamentos ainda não permitiu a cura completa da doença, e populações de vírus resistentes surgem após intervalos de supressão expressiva das cargas virais. Alguns poucos vírus menos afetados pela ação dos medicamentos formam uma população numerosa em pouco tempo (JONES, 1999). O entendimento de como opera a evolução pode também ajudar a tratar os pacientes que apresentam problemas de resistência recorrentes. Tratamentos experimentais para essa situação incluem a suspensão temporária dos medicamentos até que uma população de vírus mais “selvagem”, sem resistência aos medicamentos, porém mais bem adaptada ao “meio ambiente”, no caso o corpo do paciente, se multiplique a tal ponto que predomine no organismo.
O mesmo mecanismo de resistência a um elemento químico nocivo é observado em insetos que causam danos às culturas agrícolas. As variações genéticas entre os indivíduos de uma espécie permitem a sobrevivência de alguns resistentes quando o campo de cultura agrícola onde os insetos vivem e se alimentam sofre uma alteração. Novos elementos químicos, os agrotóxicos, entram no ambiente e eliminam uma parte muitas vezes significativa da população. Esse efeito de redução populacional também poderia ser causado pela entrada de um novo predador, bem como por uma mudança climática ou uma doença. Caso as variações dentro das populações, que permitem a sobrevivência de alguns e a fixação dessas características nas gerações posteriores, sejam baixas, a espécie pode desaparecer (ver Capítulo 7). Porém, geralmente existem alguns indivíduos resistentes que disseminam essa característica para as gerações seguintes; com isso, a população torna-se resistente ao agrotóxico. É a evidência da evolução em curso.

Seleção de insetos resistentes a um agrotóxico: comparação de populações em campos agrícolas com refúgio (áreas livres dos inseticidas) e sem refúgio. A aplicação indiscriminada de agrotóxicos é uma das principais causas da proliferação de insetos e patógenos resistentes e, particularmente, mais comum em grandes monoculturas, nas quais ocorre o uso intensivo de insumos.
Considerações finais
Antes do lançamento do livro A origem das espécies, uma das principais preocupações de Charles Darwin era o acúmulo de fortes evidências que sustentassem sua teoria. Tinha consciência de que suas ideias seriam apreciadas pelos cientistas de sua época com muita curiosidade e rigor, mas também com preconceitos, considerando-se o poder de perturbação em uma sociedade que vivia sob regras religiosas tradicionais. Assim, durante muitos anos, colecionou pacientemente evidências muito claras e detalhadas nas áreas de paleontologia, botânica, zoologia, biogeografia e seleção artificial. Essas evidências já foram suficientes para convencer – de forma lenta, mas crescente – o mundo científico a respeito da nova explicação para a origem das espécies. Desde então, as evidências nesses campos se acumularam de forma impressionante e surgiram outras vertentes de pesquisa, como a genética e a biologia evolutiva do desenvolvimento, com inúmeras outras evidências para testar e comprovar a evolução.
Além disso, alguns campos tradicionais de pesquisa, com novas ferramentas e metodologias, continuam produzindo um crescente conjunto de evidências. As novas descobertas da paleontologia estão eliminando muitas lacunas que existiam no registro fóssil; a biogeografia continua a esclarecer padrões de distribuição desconhecidos que só podem ser explicados pelos mecanismos evolutivos; e a botânica e a zoologia estão explicando em detalhes as relações evolutivas entre as espécies. Compreender a evolução já é essencial para o entendimento dos processos infecciosos e dos padrões de evolução das epidemias. A produção de alimentos também pode ser otimizada quando se compreende o processo evolutivo. Por isso, a busca por evidências e o interesse em divulgá-las atualmente não têm mais como objetivo convencer o mundo científico sobre a teoria da evolução, como na época de Darwin. As evidências, hoje, podem ser utilizadas não só para maior esclarecimento do público em geral, o qual ainda é frequentemente alvo de ideias pseudocientíficas de cunho religioso contra a teoria da evolução, mas também como acréscimo aos conhecimentos em áreas de pesquisa, às vezes, muito diversas, mas que convergem ou têm sempre a base comum sustentada na teoria da evolução.
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