Biologia do ensino fundamental · Grades 1–9
67As provas da evolução
Duas vezes este livro parou à beira de uma grande afirmação: os ramos da árvore de parentesco se encontram todos (Observação 44.8) e todo ser vivo lê um código só (Observação 65.7). A afirmação para a qual eles apontam tem um nome — a evolução: as espécies mudam através das gerações, e todas descendem de antepassados comuns. Antes que o próximo capítulo pergunte como, este faz o que o Exercício 44.12 exigia: expõe as provas.
67.1 O testemunho das rochas
Definição 67.1 (Os fósseis)
Um fóssil é um vestígio conservado de vida do passado — concha, osso, marca de folha, pegada — selado em rocha sedimentar. As camadas de rocha se empilham em ordem de tempo, com as mais antigas embaixo; ler para cima é ler a história. Os fósseis são a metade dos restos do inventário da Definição 37.1, guardada por milhões de anos.
Proposição 67.2 (O que o registro em camadas mostra)
Lido em ordem, o registro testemunha três vezes:
- as faunas mudam: cada idade de camada tem o elenco dela — nenhum coelho entre os trilobitas, nenhum trilobita nas camadas dos coelhos; a maioria das espécies de toda camada profunda está extinta (a palavra da Proposição 30.8, agora com o tempo profundo por trás dela);
- a ordem é encaixada como a árvore: os peixes aparecem nas camadas profundas, os parentes anfíbios de quatro membros acima deles, os parentes dos répteis acima destes, e os mamíferos e as aves mais acima ainda — as caixas da classificação (Problema 44.1) se empilham no tempo exatamente como o parentesco prevê;
- existem intermediários: a famosa laje do Archaeopteryx — penas e asas sobre uma armação de réptil com dentes e cauda de ossos compridos — fica onde os ramos das aves e dos répteis se separam; e baleias fósseis com patas traseiras funcionais ficam onde a ascendência de mamífero terrestre do Exemplo 44.5 as exigia.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 67.3 (A série das baleias)
O dossiê da baleia, preenchido pelas rochas: fósseis sucessivos, em ordem de tempo, vão de um mamífero de costa de quatro patas do tamanho de um lobo, passando por formas de pernas encolhendo e caudas se fortalecendo, até nadadores completos sem pernas — enquanto a baleia de hoje ainda constrói ossinhos escondidos de quadril e de perna (o Exemplo 44.3 reparou nos vestígios) e ainda amamenta, respira ar e cria pelo fetal. Previsão, fósseis, vestígios: três chaves, uma fechadura.
67.2 O testemunho dos corpos vivos
Proposição 67.4 (A anatomia se lembra)
Os corpos vivos carregam a história deles:
- o plano compartilhado: a asa do morcego, a nadadeira da baleia, a perna do cavalo e o seu braço são um mesmo arranjo de ossos (a bifurcação dos quatro membros do Problema 44.1) esticado, encurtado e reempregado — a herança explica o que uma engenharia nova jamais repetiria;
- os vestígios: os quadris da baleia, as asas seladas do besouro que não voa, o seu próprio cóccix e o estado encolhido do apêndice — partes mantidas porque a ascendência constrói por cima, e não do zero;
- os embriões concordam: os embriões vertebrados de peixe, de galinha e de humano correm impressionantemente parecidos pelas primeiras semanas deles (o assentamento do plano da Proposição 58.4) — instruções de construção compartilhadas, divergindo tarde.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Proposição 67.5 (As moléculas votam)
A testemunha mais nova é o código da Observação 65.7. Compare a grafia de um gene bem conservado em várias espécies: o humano e o chimpanzé diferem em poucas letras, o humano e o camundongo em mais, o humano e o peixe em mais ainda, e o humano e a levedura no máximo — e as distâncias, somadas gene após gene, redesenham a mesma árvore que os anatomistas desenharam a partir dos ossos e os paleontólogos a partir das camadas. Três testemunhas independentes, uma árvore genealógica só: essa concordância é a razão de os biólogos terem parado de discutir o se e passado ao como.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 67.6 (Vendo a mudança acontecer)
A mudança até dá para ver onde as gerações se sucedem depressa. A forma escura da mariposa-salpicada se espalhou pelos bosques industriais manchados de fuligem e recuou quando o ar limpou; insetos à prova de inseticida e micróbios que desafiam os antibióticos (o Capítulo 69 vai encontrar o caso médico) surgem em poucos anos; a distribuição do tamanho do bico dos tentilhões das ilhas se desloca com a seca e com a fartura, medida ao vivo por estudos de anilha e paquímetro. Movimentos pequenos, tempos curtos — o mecanismo pego em funcionamento, seja qual for o alcance dele no longo prazo.
Método 67.7 (Pesando provas históricas)
A evolução é história, e as afirmações históricas se testam como o caso arquivado do Problema 66.1 — pela convergência de testemunhas independentes:
- pergunte o que a afirmação prevê: que intermediários, que vestígios, que distâncias moleculares;
- confira cada testemunha em separado: as rochas, os corpos, as moléculas, as observações ao vivo;
- pese a independência delas: testemunhas que não poderiam ter combinado a versão, ao concordar, multiplicam a credibilidade;
- mantenha o veredito aberto ao próximo achado — e repare em quando os achados continuam caindo onde a afirmação mandou cavar (as pernas das baleias foram procuradas, e encontradas).
67.3 Exercícios
Exercício 67.1 ★
O que é um fóssil, e por que as camadas de rocha se leem como uma linha do tempo?
Solução
Solução de Exercício 67.1.
Um vestígio conservado de vida do passado, selado em rocha sedimentar. As camadas se empilham em ordem de deposição, com as mais antigas embaixo — então subir pela pilha é avançar no tempo.
Exercício 67.2 ★
Enuncie os três testemunhos do registro em camadas.
Solução
Solução de Exercício 67.2.
As faunas mudam camada a camada, com a maioria das espécies profundas extinta; os grandes grupos aparecem na ordem encaixada da árvore — os peixes no fundo, os parentes de quatro membros acima, os mamíferos e as aves no alto; e os intermediários ficam nos pontos de ramificação.
Exercício 67.3 ★
Que mistura de características faz do Archaeopteryx um intermediário?
Exercício 67.4 ★
Dê três vestígios e diga o que cada um testemunha.
Solução
Solução de Exercício 67.4.
Os ossos escondidos de quadril e de perna da baleia: uma ascendência que andava. As asas seladas do besouro que não voa: antepassados que voavam. O cóccix humano (ou o apêndice encolhido): uma linhagem com cauda e com outra alimentação. Cada um é uma peça mantida que testemunha uma construção anterior.
Exercício 67.5 ★
Como as comparações moleculares redesenham a árvore?
Solução
Solução de Exercício 67.5.
Conte as diferenças de letras de um gene compartilhado entre duas espécies: quanto menos, mais próximo o parentesco. As distâncias, compiladas, montam uma árvore — e ela combina com a que os ossos e os fósseis desenharam.
Exercício 67.6 ★
Nomeie duas observações ao vivo da mudança do Exemplo 67.6.
Solução
Solução de Exercício 67.6.
A forma escura da mariposa-salpicada acompanhando a fuligem e o ar limpo; as pragas à prova de inseticida e de antibiótico surgindo em poucos anos; as medidas de bico dos tentilhões se deslocando com a seca e com a fartura.
Exercício 67.7 ★★
Por que o plano compartilhado dos membros defende a herança, e não um bom projeto reaproveitado? (O que uma engenharia nova teria liberdade de fazer?)
Solução
Solução de Exercício 67.7.
Uma engenharia nova poderia dar a cada membro o melhor mecanismo dele — longarinas para as asas, hidrofólios para as nadadeiras — e não repetiria contagem arbitrária de ossos nenhuma. O arranjo único, esticado desajeitadamente para todos os ofícios, é o que a construção por cima da herança produz e um projeto livre não produziria.
Exercício 67.8 ★★
Monte o dossiê completo da baleia: características de classe, vestígios, série de fósseis, parentesco molecular — uma linha para cada um.
Solução
Solução de Exercício 67.8.
Classe: o leite, a respiração de ar, o pelo fetal — heranças de mamífero (Exemplo 44.5). Vestígios: os quadris e os ossos das pernas escondidos. Fósseis: a série em ordem de tempo, do mamífero de costa de quatro patas ao nadador sem pernas. Moléculas: as distâncias de genes dela a colocam entre os mamíferos, com os parentes de casco mais perto. Quatro testemunhas, um dossiê.
Exercício 67.9 ★★
Por que a concordância das rochas, dos corpos e das moléculas vale mais do que qualquer testemunha isolada? Use o passo da independência da Método 67.7.
Solução
Solução de Exercício 67.9.
Porque as testemunhas não poderiam ter combinado a versão: as rochas foram depositadas, os corpos construídos e as moléculas escritas por processos sem acesso ao testemunho um do outro. Testemunhas independentes que concordam multiplicam a credibilidade — uma árvore só vinda de três fontes é a convergência que o método valoriza.
Exercício 67.10 ★★
“Nenhum coelho entre os trilobitas.” Por que essa ausência — sustentada em toda escavação já feita — é ela mesma uma prova forte?
Solução
Solução de Exercício 67.10.
Porque a afirmação proíbe isso: os mamíferos não podem aparecer abaixo das camadas dos antepassados deles. Toda escavação é uma chance nova de refutar — e a ausência, sustentada em toda escavação já feita, é a afirmação passando no teste dela todos os dias.
Exercício 67.11 ★★
A testemunha dos embriões: o que concorda, quando diverge e a maquinaria de qual capítulo diz por que as instruções iniciais compartilhadas importam mais?
Solução
Solução de Exercício 67.11.
Os embriões vertebrados concordam de modo impressionante pelas primeiras semanas de assentamento do plano e divergem tarde. A maquinaria do capítulo do desenvolvimento diz por quê: as instruções iniciais assentam o plano de corpo compartilhado — os capítulos mais profundos e mais antigos do texto — enquanto a leitura posterior escreve as particularidades da espécie. Texto inicial compartilhado, ascendência profunda compartilhada.
Exercício 67.12 ★★★
Escreva o argumento do capítulo como a Método 67.7 aplicada por inteiro: afirmação, previsões, quatro testemunhas, veredito — e a pergunta que o veredito entrega ao Capítulo 68.
Solução
Solução de Exercício 67.12.
Afirmação: as espécies mudam e compartilham a descendência. Previsões: faunas em ordem de tempo no encaixe da árvore; intermediários nas bifurcações; vestígios de construções anteriores; distâncias moleculares graduadas com o parentesco. Testemunhas: as rochas entregam a ordem e os intermediários; os corpos entregam o plano e os vestígios; as moléculas entregam a árvore que combina; as observações ao vivo entregam a mudança em movimento. Veredito: a descendência com mudança se apoia em testemunhos independentes e convergentes — e entrega ao próximo capítulo a pergunta dele: o que impulsiona a mudança?
67.4 Problema: A ala nova do museu
Problema 67.1
Problema de fim de semana — curando a sala das provas
O museu de história natural constrói uma ala da evolução, e a turma cura quatro salas: Rochas, Corpos, Moléculas e Observações ao Vivo.
Parte I — Sala por sala.
- Rochas: ordene a parede — laje de trilobita, primeiro peixe, pegadas de parentes anfíbios, esqueletos de réptil, molde de Archaeopteryx, mandíbula de mamífero antigo — e escreva a legenda de uma frase da sala a partir da Proposição 67.2.
- Corpos: a peça central abre asa de morcego, nadadeira de baleia, perna de cavalo e braço humano a partir de um suporte de esqueleto só. Legende o plano compartilhado — e acrescente as três peças do armário dos vestígios.
- Moléculas: o quadro de parede soma as diferenças de letras de um gene: chimpanzé 1, camundongo 8, peixe 24, levedura 41 (contagens ilustrativas). Com o que a árvore do quadro tem de combinar, para a sala funcionar?
- Observações ao Vivo: escolha duas peças do Exemplo 67.6 e diga o que cada uma mostra em movimento.
Parte II — As perguntas dos visitantes.
- “Por que ainda existem macacos, se descendemos de antepassados compartilhados com eles?” Responda com a ramificação da árvore — primos, e não degraus (Definição 44.6).
- “Onde estão os elos perdidos?” Aponte os encontrados — dois deles neste capítulo — e diga entre o que cada um ficava.
- “A evolução não é só uma teoria?” Responda com o método das provas históricas: o que “teoria” significa aqui, e o que a concordância das quatro salas estabelece.
- “A escavação de amanhã não poderia derrubar tudo?” Diga que tipo de achado derrubaria — coelhos entre trilobitas — e o que a ausência dele, escavação após escavação, significou.
Parte III — O painel de encerramento da ala.
- Redija o painel que liga a ala à sala da classificação ao lado: por que as antigas caixas encaixadas eram a árvore desde sempre.
- Acrescente o parágrafo das moléculas: o que o código compartilhado diz sobre o tronco.
- Acrescente o parágrafo honesto: o que a ala mostra (a mudança, o parentesco, os intermediários) e o que ela ainda não explica — nomeando a pergunta do mecanismo que a sala seguinte vai assumir.
- Encerre com uma frase que um garoto de doze anos vá lembrar, contendo família e tempo.
Solução
Solução de Problema 67.1.
1. Ordem: os trilobitas embaixo, depois o primeiro peixe, as pegadas de parentes anfíbios, os répteis, o Archaeopteryx e a mandíbula de mamífero antigo. Legenda: “Lidas de baixo para cima, as rochas trocam de elenco exatamente na ordem que a árvore genealógica prevê — com os meios-termos de pé nas ramificações.”
2. Legenda: “Um plano de ossos só — esticado para voar, remar, galopar e escrever: a herança reempregada, nunca reprojetada.” Armário: os quadris da baleia, as asas seladas do besouro, o cóccix humano.
3. A árvore implicada pelas contagens de letras — o chimpanzé mais perto, a levedura mais longe — tem de combinar com a árvore dos anatomistas e dos paleontólogos ao lado: a mesma ramificação, obtida de forma independente.
4. As mariposas: as cores de uma população acompanhando o ambiente dela em poucas décadas. Os tentilhões: as distribuições de bico se movendo com a oferta de sementes, medidas a paquímetro — mudança alimentada pela herança, vista ao vivo.
5. Porque a descendência se ramifica: nós e os macacos de hoje somos primos em ramos separados de uma bifurcação compartilhada — ninguém que está vivo é antepassado de ninguém, e a existência de um primo não nega o parentesco mais do que os seus primos negam o seu.
6. O Archaeopteryx, de pé entre a armação de réptil e o kit das aves; as baleias fósseis com pernas, de pé entre o mamífero de costa e o nadador. Os dois foram previsões antes de serem achados.
7. Na ciência, “teoria” nomeia uma explicação testada até organizar uma área — e não um palpite. O que as salas estabelecem é o fato histórico da mudança e da descendência, por testemunhas independentes e convergentes; a teoria propriamente dita é o mecanismo que a sala seguinte explica.
8. Um anacronismo verdadeiro — ossos de mamífero abaixo das camadas dos trilobitas, verificados — quebraria a ordem que a afirmação exige. E o fato de nenhuma escavação em dois séculos ter produzido um é a afirmação sobrevivendo ao teste mais duro dela, todo dia, em toda parte onde se continua cavando.
9. “As caixas dentro de caixas que você encontrou na sala ao lado nunca foram comodidade de arquivo: os atributos se encaixam porque a descendência se ramifica — a classificação era a árvore genealógica, desenhada antes que alguém soubesse o que estava desenhando.”
10. “Toda peça desta ala, e todo visitante diante dela, escreve a construção dele nas mesmas quatro letras lidas pelo mesmo código: os ramos diferem, a língua do tronco nunca diferiu.”
11. “Esta ala mostra que as espécies mudam, que elas compartilham a descendência e que o registro guarda os meios-termos. O que ela ainda não disse é o que impulsiona a mudança — a sala do mecanismo vem a seguir, e a resposta dela funciona com a variedade, a herança e os freios do ambiente.”
12. “Toda a vida é um álbum de família só, e as rochas guardaram as primeiras páginas — dado tempo, os primos ficam tão diferentes quanto as baleias e os morcegos, e continuam família.”