- explicar, com exemplos, que a variação fenotípica deve-se a fatores genéticos ou fatores ambientais ou a uma combinação de ambos
- explicar o que se entende por variação descontínua e variação contínua
- explicar a base genética da variação descontínua e da variação contínua
- usar o teste t para comparar as médias de duas amostras diferentes (a fórmula do teste t será fornecida, conforme mostrado nos Requisitos Matemáticos)
Seleção e evolução
Biologia do A-Level · Tópico 17
8:23
Variação e Evolução
No início dos anos mil oitocentos, quase todas as traças-pimenta na Inglaterra eram pálidas e manchadas, o que as escondia lindamente na casca coberta de líquen. Então o…
Narração em inglês · Legendas em inglês + 中文 gravadas
17.1
Variação
Programa
Fonte: Programa Cambridge International
Variação 变异 refere-se às diferenças entre indivíduos. Tem três causas possíveis:
- fatores genéticos apenas — definidos pelos alelos 等位基因 que você herda (por exemplo, tipo sanguíneo humano).
- fatores ambientais 环境因素 apenas — definidos pelo seu entorno (por exemplo, uma cicatriz ou a língua que você fala).
- uma combinação de ambos — a maioria das características, como altura e massa corporal, depende de genes e de dieta e estilo de vida.

Existem dois padrões de variação:
- variação descontínua 不连续变异 — grupos claros e separados, sem nada no meio (por exemplo, tipos sanguíneos A, B, AB ou O). Geralmente é controlada por um ou poucos genes 基因, com pouco efeito ambiental.
- variação contínua 连续变异 — uma faixa suave de um extremo ao outro (por exemplo, altura). É controlada por muitos genes juntos, além do ambiente.

Para comparar as médias de duas amostras (por exemplo, alturas de plantas ao sol e à sombra), usa-se o teste t, que indica se a diferença é grande o suficiente para ser real ou apenas devida ao acaso.
A distribuição t por trás do teste t
O teste t compara duas médias amostrais contra um valor crítico que você procura em uma tabela t. Esta é essa tabela ao vivo: o valor depende dos graus de liberdade (aqui $n_1+n_2-2$). Arraste gl e veja o valor crítico mudar — amostras pequenas têm caudas mais pesadas, então precisam de uma diferença maior para contar como real.
Laboratório de tipos de variação
Classifique exemplos pela fonte e padrão de variação.
| Inglês | Chinês | Pinyin |
|---|---|---|
| variation/ˌveərɪˈeɪʃn/ | 变异 | biàn yì |
| allele/əˈliːl/ | 等位基因 | děng wèi jī yīn |
| environmental factor/enˌvaɪrənˈmentl ˈfæktə/ | 环境因素 | huán jìng yīn sù |
| discontinuous variation/dɪskənˈtɪnjuːəs ˌveərɪˈeɪʃn/ | 不连续变异 | bù lián xù biàn yì |
| gene/dʒiːn/ | 基因 | jī yīn |
| continuous variation/kənˈtɪnjuːəs ˌveərɪˈeɪʃn/ | 连续变异 | lián xù biàn yì |
| population/ˌpɒpjʊˈleɪʃn/ | 种群 | zhǒng qún |
| offspring/ˈɒfsprɪŋ/ | 后代 | hòu dài |
| compete/kəmˈpiːt/ | 竞争 | jìng zhēng |
| adapted/əˈdæptɪd/ | 适应 | shì yìng |
| reproduce/rɪprəˈdjuːs/ | 繁殖 | fán zhí |
17.2
Seleção natural
Programa
- explicar que a seleção natural ocorre porque as populações têm a capacidade de produzir muitos descendentes que competem por recursos; na ‘luta pela existência’, indivíduos melhor adaptados são mais propensos a sobreviver para se reproduzir e transmitir seus alelos à próxima geração
- explicar como fatores ambientais podem atuar como forças de seleção estabilizadora, disruptiva e direcional na seleção natural
- explicar como a seleção, o efeito fundador e a deriva genética, incluindo o efeito gargalo, podem afetar as frequências alélicas nas populações
- esboçar como as bactérias tornam-se resistentes a antibióticos como exemplo de seleção natural
- usar o princípio de Hardy–Weinberg para calcular frequências alélicas e genotípicas em populações e afirmar as condições em que este princípio pode ser aplicado (as duas equações para o princípio de Hardy–Weinberg serão fornecidas, conforme mostrado nos Requisitos Matemáticos)
- descrever os princípios da seleção artificial (seleção direcionada)
- esboçar os seguintes exemplos de seleção direcionada: • a introdução de resistência a doenças em variedades de trigo e arroz • endogamia e hibridização para produzir variedades vigorosas e uniformes de milho • melhoria da produção de leite em bovinos leiteiros
Fonte: Programa Cambridge International
Uma população 种群 produz muito mais descendentes 后代 do que podem sobreviver, então os descendentes devem competir 竞争 por recursos como alimento e espaço. Isso é a "luta pela existência". Os indivíduos melhor adaptados 适应 têm maior probabilidade de sobreviver, reproduzir 繁殖 e passar seus alelos para a próxima geração. Ao longo de muitas gerações, os alelos benéficos tornam-se mais comuns na população. Isso é seleção natural 自然选择.

Condições ambientais podem impulsionar a seleção de três formas:
- seleção estabilizadora 稳定选择 favorece a média e elimina os extremos (a população permanece igual).
- seleção direcional 定向选择 favorece um extremo, deslocando a média nessa direção.
- seleção disruptiva 分裂选择 favorece ambos os extremos e elimina a média.

As frequências alélicas também podem mudar de outras formas:
- o efeito fundador 奠基者效应 — alguns indivíduos iniciam uma nova população, carregando apenas alguns dos alelos do grupo original.
- deriva genética 遗传漂变 — em uma pequena população, as frequências alélicas mudam por acaso de geração em geração.
- o efeito gargalo 瓶颈效应 — uma queda súbita no tamanho da população deixa poucos sobreviventes, reduzindo a variedade de alelos.

Resistência a antibióticos como seleção natural
Uma mutação aleatória 突变 torna algumas bactérias resistentes a um antibiótico 抗生素. Quando o antibiótico é usado, as bactérias não resistentes morrem, mas as resistentes sobrevivem e se reproduzem. Com o tempo, a resistência 耐药性 espalha-se pela população. Esta é a seleção natural em ação.
Seleção natural
Passe pela ideia de Darwin: variação + uma pressão seletiva significa que os melhor adaptados sobrevivem e passam seus alelos.
| Inglês | Chinês | Pinyin |
|---|---|---|
| natural selection/ˈnætʃərəl sɪˈlekʃn/ | 自然选择 | zì rán xuǎn zé |
| stabilising selection/ˈsteɪbəlaɪzɪŋ sɪˈlekʃn/ | 稳定选择 | wěn dìng xuǎn zé |
| directional selection/daɪˈrekʃənl sɪˈlekʃn/ | 定向选择 | dìng xiàng xuǎn zé |
| disruptive selection/dɪsˈrʌptɪv sɪˈlekʃn/ | 分裂选择 | fēn liè xuǎn zé |
| founder effect/ˈfaʊndə ɪˈfekt/ | 奠基者效应 | diàn jī zhě xiào yìng |
| genetic drift/dʒɪˈnetɪk drɪft/ | 遗传漂变 | yí chuán piāo biàn |
| bottleneck effect/ˈbɒtəlnek ɪˈfekt/ | 瓶颈效应 | píng jǐng xiào yìng |
| mutation/mjuːˈteɪʃn/ | 突变 | tū biàn |
| antibiotic/ˌæntɪbaɪˈɒtɪk/ | 抗生素 | kàng shēng sù |
| resistance/rɪˈzɪstəns/ | 耐药性 | nài yào xìng |
| Hardy–Weinberg principle/ˈhɑːdi ˈwaɪnbɜːɡ ˈprɪnsɪpl/ | 哈迪-温伯格原理 | hā dí - wēn bó gé yuán lǐ |
| allele frequency/əˈliːl ˈfriːkwənsi/ | 等位基因频率 | děng wèi jī yīn pín lǜ |
| genotype/ˈdʒenətaɪp/ | 基因型 | jī yīn xíng |
17.2
O princípio de Hardy–Weinberg
O princípio de Hardy–Weinberg 哈迪-温伯格原理 permite calcular as frequências alélicas 等位基因频率 e as frequências genotípicas 基因型 em uma população. Só se aplica quando há uma grande população, acasalamento aleatório, e ausência de mutações, migração e seleção natural.
Chame a frequência do alelo dominante $p$ e a frequência do alelo recessivo $q$. Como só há dois alelos, temos:
As frequências genotípicas somam 1, onde $p^2$ é homozigoto dominante, $2pq$ é heterozigoto (os portadores), e $q^2$ é homozigoto recessivo:
Exemplo resolvido. Uma condição recessiva afeta $1$ em cada $100$ pessoas. Encontre a frequência de portadores.
Apenas o genótipo homozigoto recessivo ($q^2$) manifesta a condição, logo $q^2 = \tfrac{1}{100} = 0.01$, resultando em $q = \sqrt{0.01} = 0.1$. Então $p = 1 - q = 0.9$. Os portadores são os heterozigotos:
Assim, cerca de $18\%$ da população são portadores — muito mais do que os $1\%$ que manifestam a condição.

17.2
Seleção artificial (seleção direcionada)
Na seleção artificial 选择育种, também chamada de seleção direcionada 人工选择, os seres humanos (e não a natureza) escolhem quais organismos se reproduzem, para que características úteis sejam transmitidas. Exemplos:
- criar resistência a doenças 抗病性 em variedades de trigo e arroz.
- usar endogamia 近交 e híbridos 杂交 (cruzamento de linhagens diferentes) para produzir milho vigoroso e uniforme.
- criar gado leiteiro para melhorar sua produção 产量 de leite.

Criação seletiva
Passo a passo. Os humanos assumem o papel do ambiente — escolhendo os reprodutores, geração após geração.
| Inglês | Chinês | Pinyin |
|---|---|---|
| selective breeding/sɪˈlektɪv ˈbriːdɪŋ/ | 选择育种 | xuǎn zé yù zhǒng |
| artificial selection/ˌɑːtɪˈfɪʃl sɪˈlekʃn/ | 人工选择 | rén gōng xuǎn zé |
| disease resistance/dɪˈziːz rɪˈzɪstəns/ | 抗病性 | kàng bìng xìng |
| inbreeding/ˈɪnbriːdɪŋ/ | 近交 | jìn jiāo |
| hybridisation/ˌhaɪbrɪdaɪˈzeɪʃn/ | 杂交 | zá jiāo |
| yield/jiːld/ | 产量 | chǎn liàng |
| evolution/ɪvəˈluːʃn/ | 进化 | jìn huà |
| species/ˈspiːsiːz/ | 物种 | wù zhǒng |
| gene pool/dʒiːn puːl/ | 基因库 | jī yīn kù |
| sequence/ˈsiːkwəns/ | 序列 | xù liè |
17.3
Evolução
Programa
- esboçar a teoria da evolução como um processo que leva à formação de novas espécies a partir de espécies preexistentes ao longo do tempo, como resultado de mudanças nos pools génicos de geração em geração
- discutir como os dados de sequência de DNA podem mostrar relações evolutivas entre espécies
- explicar como a especiação pode ocorrer como resultado de isolamento genético por: • separação geográfica (especiação alopátrica) • separação ecológica e comportamental (especiação simpátrica)
Fonte: Programa Cambridge International
Evolução 进化 é a lenta formação de novas espécies 物种 a partir das anteriores, enquanto o pool gênico 基因库 (todos os alelos em uma população) muda de geração em geração.
Dados de sequência 序列 de DNA podem mostrar o quão próximas duas espécies são: quanto mais similares forem suas sequências de DNA, mais recentemente elas compartilharam um ancestral comum.
Especiação 物种形成 ocorre quando duas populações tornam-se geneticamente separadas, impedindo que se reproduzam juntas. Esse isolamento 隔离 genético pode ocorrer de duas formas:
- especiação alopatrica 异域物种形成 — as populações são mantidas separadas por uma separação geográfica 地理隔离, como um mar ou uma cadeia de montanhas.
- especiação simpátrica 同域物种形成 — as populações vivem na mesma área, mas são separadas por diferenças no comportamento ou estilo de vida.

Especiação alopátrica
Passo a passo. Uma barreira divide uma população; as duas metades divergem até não conseguirem mais se cruzarem.
| Inglês | Chinês | Pinyin |
|---|---|---|
| speciation/ˌspiːʃɪˈeɪʃn/ | 物种形成 | wù zhǒng xíng chéng |
| isolation/ˌaɪsəˈleɪʃn/ | 隔离 | gé lí |
| allopatric speciation/ˌæləˈpætrɪk ˌspiːʃɪˈeɪʃn/ | 异域物种形成 | yì yù wù zhǒng xíng chéng |
| geographical separation/ˌdʒɪəˈɡræfɪkl ˌsepəˈreɪʃn/ | 地理隔离 | dì lǐ gé lí |
| sympatric speciation/ˈsɪmpətrɪk ˌspiːʃɪˈeɪʃn/ | 同域物种形成 | tóng yù wù zhǒng xíng chéng |
17.3
Dicas de prova
- Explicar a seleção natural como uma sequência: variação → pressão seletiva → os melhor adaptados sobrevivem e se reproduzem → mudança na frequência alélica.
- Usar as equações de Hardy–Weinberg ($p+q=1$, $p^2+2pq+q^2=1$); $q^2$ é a frequência do fenótipo recessivo — um cálculo comum.
- Diferenciar seleção estabilizadora, direcional e disruptiva com um exemplo de cada.
- Diferenciar especiação alopátrica vs simpátrica (isolamento geográfico vs reprodutivo).
Aulas interativas sobre este tópico
Passe por ele passo a passo, com exercícios de verificação instantânea.