Seleção Natural

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.1.A: Descrever as causas da seleção natural.

• 7.1.A.1 A seleção natural é um mecanismo importante da evolução.
• 7.1.A.2 De acordo com a teoria darwiniana da seleção natural, a competição por recursos limitados resulta em sobrevivência diferencial. Indivíduos com fenótipos mais favoráveis têm maior probabilidade de sobreviver e produzir mais descendentes, transmitindo assim esses traços favoráveis às gerações seguintes.

Objetivo de Aprendizagem 7.1.B: Explicar como a seleção natural afeta populações.

• 7.1.B.1 A aptidão evolutiva é medida pelo sucesso reprodutivo.
• 7.1.B.2 Ambientes bióticos e abióticos podem flutuar, afetando a taxa e a direção da evolução. Diferentes variações genéticas podem ser selecionadas em cada geração.

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.2.A: Descrever a importância da variação fenotípica em uma população.

• 7.2.A.1 A seleção natural atua sobre variações fenotípicas em populações.
• 7.2.A.2 Ambientes mudam e aplicam pressões seletivas às populações.
  • Exemplos ilustrativos para 7.2.A.2: Tempo de floração em relação às mudanças climáticas globais
• 7.2.A.3 Algumas variações fenotípicas podem aumentar ou diminuir a aptidão de um organismo em ambientes particulares.
  • Exemplos ilustrativos para 7.2.A.3: Anemia falciforme; Resistência a DDT em insetos

Objetivo de Aprendizagem 7.2.B: Explicar como a variação em moléculas dentro de células se conecta à aptidão de um organismo.

• 7.2.B.1 Variação no número e tipos de moléculas dentro de células pode fornecer às populações uma maior capacidade de sobreviver e se reproduzir em diferentes ambientes.

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.3.A: Explicar como os humanos podem afetar a diversidade dentro de uma população.

• 7.3.A.1 Por meio da seleção artificial, os humanos afetam a variação em outras espécies.

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.4.A: Explicar como eventos aleatórios afetam a composição genética de uma população.

• 7.4.A.1 A evolução também é impulsionada por eventos aleatórios.
  • i. A mutação é um processo aleatório que adiciona nova variação genética a uma população.
  • ii. Deriva genética é uma mudança nas frequências alélicas atribuída a um processo não seletivo que ocorre em pequenas populações.
  • iii. O efeito gargalo é um tipo de deriva genética que ocorre quando o tamanho de uma população é reduzido a um pequeno número de indivíduos por pelo menos uma geração.
  • iv. O efeito fundador é um tipo de deriva genética que ocorre quando uma população é separada de outros membros da população. A frequência de genes e traços mudará com base nos genes dessa nova população fundadora.
  • v. A migração pode resultar em fluxo gênico (adição ou remoção de alelos de uma população).

Objetivo de Aprendizagem 7.4.B: Descrever o papel de processos aleatórios na evolução de populações específicas.

• 7.4.B.1 Processos aleatórios podem levar a mudanças nas frequências alélicas em uma população.
  • i. Mutações resultam em variação genética, que fornece fenótipos sobre os quais a seleção natural atua.
  • ii. A deriva genética pode permitir que uma pequena população diverja de outras populações da mesma espécie.
  • iii. O fluxo gênico entre duas populações impede que elas diverjam em espécies separadas.

Objetivo de Aprendizagem 7.4.C: Descrever a mudança na composição genética de uma população ao longo do tempo.

• 7.4.C.1 Mudanças nas frequências alélicas fornecem evidências para a ocorrência de evolução em uma população.

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.5.A: Descrever as condições sob as quais as frequências de alelos e genótipos mudarão em populações.

• 7.5.A.1 O Equilíbrio de Hardy–Weinberg é um modelo para descrever e prever frequências de alelos em uma população não evolutiva. As condições para que uma população ou um alelo esteja em equilíbrio de Hardy–Weinberg são:

  • i. Tamanho populacional grande
  • ii. Sem migração
  • iii. Sem novas mutações
  • iv. Acasalamento aleatório
  • v. Sem seleção natural

  Essas condições nunca são atendidas, mas fornecem uma hipótese nula valiosa.

• 7.5.A.2 As frequências alélicas em uma população não evolutiva podem ser calculadas a partir das frequências genotípicas.

  • Equação: Equação de Hardy–Weinberg— $p^2 + 2pq + q^2 = 1$; $p + q = 1$, onde: $p$ = frequência do alelo 1 na população; $q$ = frequência do alelo 2 na população
  • Exemplos ilustrativos para 7.5.A.2: Análise gráfica de frequências alélicas em uma população

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.6.A: Descrever os tipos de dados que fornecem evidências para a evolução.

• 7.6.A.1 A evolução é suportada por evidências científicas de muitas disciplinas (dados geográficos, geológicos, físicos, bioquímicos e matemáticos).

Objetivo de Aprendizagem 7.6.B: Explicar como dados morfológicos, bioquímicos e geológicos fornecem evidências de que os organismos mudaram ao longo do tempo.

• 7.6.B.1 Evidências moleculares, morfológicas e genéticas de organismos extantes e extintos contribuem para nossa compreensão da evolução.
  • i. Fósseis podem ser datados por diversos métodos. Estes incluem 1) a idade das rochas onde um fóssil é encontrado; 2) a taxa de decaimento de isótopos, incluindo o carbono-14; e 3) dados geográficos.
  • ii. Homologias morfológicas, incluindo estruturas vestigiais, fornecem evidências de ancestralidade comum.
• 7.6.B.2 Uma comparação de sequências de nucleotídeos de DNA e sequências de aminoácidos de proteínas fornece evidências para a evolução e ancestralidade comum.

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.7.A: Descrever evidências estruturais e funcionais nos níveis celular e molecular que fornecem evidências para a ancestralidade comum de todos os eucariotos.

• 7.7.A.1 Evidências estruturais e funcionais indicam ancestralidade comum de todos os eucariotos. Essas evidências incluem:
  • i. Organelas limitadas por membrana
  • ii. Cromossomos lineares
  • iii. Genes que contêm íntrons

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.8.A: Explicar como a evolução é um processo em curso em todos os organismos vivos.

• 7.8.A.1 Todas as espécies evoluíram e continuam a evoluir. Exemplos incluem:
  • i. Mudanças genômicas ao longo do tempo
  • ii. Mudança contínua no registro fóssil
  • iii. Evolução de resistência a antibióticos, pesticidas, herbicidas ou medicamentos de quimioterapia
  • iv. Patógenos evoluindo e causando doenças emergentes

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.9.A: Descrever os tipos de evidências que podem ser usados para inferir relações evolutivas.

• 7.9.A.1 Árvores filogenéticas e cladogramas mostram relações evolutivas hipotéticas entre linhagens que podem ser testadas.
• 7.9.A.2 Árvores filogenéticas mostram a quantidade de mudança ao longo do tempo calibrada por fósseis ou um relógio molecular, enquanto cladogramas não mostram escala temporal ou diferença evolutiva entre grupos.
• 7.9.A.3 Características que são ganhas ou perdidas durante a evolução podem ser usadas para construir árvores filogenéticas e cladogramas. O grupo externo representa a linhagem menos relacionada ao restante dos organismos na árvore filogenética ou cladograma.
  • i. Características derivadas compartilhadas podem estar presentes em mais de uma linhagem e indicar ancestralidade comum. Estas são informativas para a construção de árvores filogenéticas e cladogramas.
  • ii. Dados moleculares geralmente fornecem evidências mais precisas e confiáveis do que características morfológicas na construção de árvores filogenéticas ou cladogramas.

Objetivo de Aprendizagem 7.9.B: Explicar como árvores filogenéticas e cladogramas podem ser usados para inferir parentesco evolutivo.

• 7.9.B.1 Árvores filogenéticas e cladogramas podem ser usados para ilustrar a especiação que ocorreu. Os nós em uma árvore representam o ancestral comum mais recente de dois grupos ou linhagens.
• 7.9.B.2 Árvores filogenéticas e cladogramas podem ser construídos a partir de semelhanças morfológicas de espécies vivas ou fósseis e de semelhanças nas sequências de DNA e proteínas.
• 7.9.B.3 Árvores filogenéticas e cladogramas representam hipóteses que estão constantemente sendo revisadas com base em evidências.

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 1 — Evolução): O processo de evolução impulsiona a diversidade e a unidade da vida.

Objetivo de Aprendizagem 7.10.A: Descrever as condições sob as quais novas espécies podem surgir.

• 7.10.A.1 A especiação ocorre quando duas populações tornam-se isoladas reprodutivamente umas das outras.
• 7.10.A.2 O conceito biológico de espécie fornece uma definição comumente utilizada de espécie para organismos sexualmente reprodutores. Ele afirma que espécies podem ser definidas como um grupo capaz de cruzar e trocar informações genéticas para produzir descendentes viáveis e férteis.

Objetivo de Aprendizagem 7.10.B: Descrever a taxa de evolução e especiação sob diferentes condições ecológicas.

• 7.10.B.1 O equilíbrio pontuado ocorre quando a evolução acontece rapidamente após um longo período de estase. O gradualismo ocorre quando a evolução acontece lentamente ao longo de centenas de milhares ou milhões de anos.
• 7.10.B.2 A evolução divergente ocorre quando a adaptação a novos habitats resulta em diversificação fenotípica. As taxas de especiação podem ser especialmente rápidas durante tempos de radiação adaptativa à medida que novos habitats se tornam disponíveis.
• 7.10.B.3 A evolução convergente ocorre quando pressões seletivas semelhantes resultam em adaptações fenotípicas semelhantes em diferentes populações ou espécies.

Objetivo de Aprendizagem 7.10.C: Explicar os processos e mecanismos que impulsionam a especiação.

• 7.10.C.1 A especiação simpátrica ocorre em populações com sobreposição geográfica. A especiação alopátrica ocorre em populações que estão geograficamente isoladas.
• 7.10.C.2 Vários mecanismos pré- zigóticos e pós- zigóticos podem manter o isolamento reprodutivo e impedir o fluxo gênico entre populações.
• Exemplos ilustrativos para 7.10.C: Drosophila havaianas; Anolis caribenho; Mosca da maçã Rhagoletis

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 4 — Interações de Sistemas): Sistemas biológicos interagem, e esses sistemas e suas interações exibem propriedades complexas.

Objetivo de Aprendizagem 7.11.A: Explicar como a diversidade genética de uma espécie ou população afeta sua capacidade de resistir a pressões ambientais.

• 7.11.A.1 O nível de variação em uma população afeta a dinâmica populacional.
  • i. A capacidade de uma população de responder a mudanças no ambiente é influenciada pela diversidade genética. Espécies e populações com pouca diversidade genética estão em risco de declínio ou extinção.
  • ii. Populações geneticamente diversas são mais resilientes a perturbações ambientais porque têm maior probabilidade de conter indivíduos que possam suportar a pressão ambiental.
  • iii. Alelos que são adaptativos em uma condição ambiental podem ser deletérios em outra devido a diferentes pressões seletivas.
  • Exemplos ilustrativos para 7.11.A.1: Cóndores da Califórnia; Feres de patas pretas; Galinha-do-campo; Tigna da batata; Ferrugem do milho; Diversidade genética e pressões seletivas; Resistência a antibióticos em bactérias (nem todos os indivíduos em uma população diversa são suscetíveis a um surto de doença)

Compreensão Duradoura (GRANDE IDEIA 4 — Interações de Sistemas): Sistemas biológicos interagem, e esses sistemas e suas interações exibem propriedades complexas.

Objetivo de Aprendizagem 7.12.A: Descrever as evidências científicas que sustentam modelos da origem da vida na Terra.

• 7.12.A.1 A origem da vida na Terra é apoiada por evidências científicas.
  • i. Evidências geológicas reforçam modelos da origem da vida na Terra.
  • ii. A Terra formou-se há aproximadamente 4.6 bilhões de anos atrás (bya). O ambiente era hostil demais para a vida até cerca de 3.9 bya, e as evidências fósseis mais antigas da vida datam de 3.5 bya. Em conjunto, essas evidências fornecem uma faixa plausível de datas para a origem da vida.
• 7.12.A.2 A hipótese do mundo do RNA propõe que o RNA poderia ter sido o primeiro material genético. Existem três suposições:
  • i. Em algum momento, a continuidade genética foi assegurada pela replicação do RNA.
  • ii. O pareamento de bases é necessário para a replicação.
  • iii. Proteínas codificadas geneticamente não estavam envolvidas como catalisadores.