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domingo, 7 de agosto de 2011

Evolução dos organismos multicelulares

Texto de biologia adaptado de James W. Valentine - Scientific American 239:3 (104-117).

Arbusto hospedeiro de briófitas e líquens
Nos 400 milhões de anos que se seguiram ao aparecimento de alguma forma de reprodução sexual, a rápida diversificação de organismos eucariontes levou ao surgimento de formas de vida multicelulares, algumas delas reconhecíveis antecessores de plantas e animais de hoje.
Ciperaceae
A evolução no PreCambriano foi, em estilo e em tempo, diferente à da Era posterior, a Paleozoica. No PreCambriano os organismos eram microscópicos e procariontes, e até próximo ao fim da Era a taxa de mudança evolutiva estava limitada pela ausência da vantagem da reprodução sexual. Foi um tempo no qual os principais marcos na história da vida foram o resultado de inovações bioquímicas e metabólicas mais do que mudanças morfológicas. Por tudo isso, a influência na vida da Terra ocorrida no PreCambriano foi tão importante quanto a influência do ambiente na vida. Na verdade, o metabolismo de todas as plantas e animais também (por quê não?) que evoluíram subsequentemente se tornou possível pela atividade fotossintética das cianobactérias primitivas há mais de 2 bilhões de anos atrás.
Bromélia

Orquídea
Os animais e plantas que são vistos hoje no planeta são todos multicelulares, constituídos por até bilhões de células. Mesmo o mais simples organismo multicelular inclui vários tipos diferentes de células e os mais complicados podem ter cerca de 200 tipos celulares. Todas as plantas e animais evoluiram de eucariotos unicelulares. G. Ledyard Stebbins supõe que organismos multicelulares evoluiram independentemente de ancestrais unicelulares pelo menos 17 vezes. Existem hoje pelo menos 2 milhões de espécies multicelulares e muitas outras surgiram e foram extintas no decorrer do tempo.
Claramente, o nível de construção celular atingido hoje é vantajoso e bem sucedido. As principais vantagens provêm da repetição da maquinaria celular que ela encerra. Desta característica segue a habilidade para viver mais (algumas células individuais podem ser substituídas), para produzir mais descendentes (algumas são destinadas para a reprodução), para ser maior e ter maior estabilidade fisiológica interna e construir corpos com uma variedade de arquitetura. Além disso as células se tornam especializadas para uma função específica (não é à toa que estrutura e função andam lado a lado) com um resultante aumento na eficiência funcional.
Fungos em tronco
Muito do que é conhecido vem do registro fóssil. Os fungos são tão pobremente representados que sua evolução ainda é obscura, diferente de outros reinos. Os padrões de adaptação vistos hoje demonstram amplamente efetividade da evolução em adaptar individuos para enfrentar seu ambiente. Cada ambiente possui organismos particularmente adaptados para explorar as condições existentes nele (inclusive o homem no sertão ou no deserto), cada tipo de organismo desenvolveu-se por seleção para realizar um papel na biosfera. Quando um ambiente muda, a seleção natural atua de forma a mudar as adaptações, algumas vezes novos papéis ambientais estão evoluindo. A história da vida reflete uma interação entre mudança ambiental de um lado, feita paulatinamente, e o potencial evolutivo dos organismos de outro. As mudanças ambientais causadas hoje pelo ser humano, são tão bruscas que muitos organismos não conseguem se adaptar tão rapidamente a elas e acaba por extinto.
Entre as principais causas das mudanças biologicamente mais importantes, são os processos tectônicos. Continentes se deslocando nas gigantescas camadas da litosfera que se movem a uma taxa de poucos centímetros por ano, quebram ou colidem e podem se tornar consolidados, seguindo a uma colisão. Assim, um continente pode se fragmentar ou aumentar de tamanho e os padrões geográficos podem mudar radicalmente. Bacias oceânicas também podem se alterar e as consequências para os organismos podem ser profundas.
No curso da diversificação dos reinos multicelulares, pelo fim do PreCambriano, as algas marinhas multicelulares evoluiram, mas pouco é conhecido da diversidade ou abundância delas. É possível que as bactérias do lodo, fungos e plantas inferiores tenham colonizado a terra no período Cambriano e provavelmente as margens de pântanos e enseadas suportaram as plantas semiaquáticas. Contudo, as primeiras linhas de plantas terrestres cujos descendentes formam os principais elementos da flora de hoje surgiram no Siluriano.
A história evolutiva, na verdade, aparece como uma série de respostas biológicas a oportunidades ambientais. As diversificações perto do início do Cambriano produziram uma série de planos de corpos, adaptados a um modo de vida particular. Muitos desses planos provaram ser pré-adaptados a modos de vida futuros e foram extensivamente diversificados, hoje são os que chamamos de Filos. Outros foram extintos, oportunidades são criadas para a seleção desenvolver novos tipos de organismos entre os sobreviventes.
Os grupos que desapareceram não foram necessariamente os menos adaptados ou estruturalmente inferiores aos sobreviventes, exceto em relação à sequência de mudanças ambientais que ocorreram. Não se pode dizer que formas de vida habitariam a Terra hoje se a história física do planeta tivesse sido diferente. Pode-se apenas estar certo de que eles difeririam dos que existem hoje aqui e ainda nem sabemos o que vai acontecer com toda a mudança que o homem está provocando no plante.
Tudo pode acontecer.

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