2016 Biologia Hoje Vomume 3-154-156

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Figura 11.2 Fotos de fósseis de diferentes animais.
Figura 11.3 Esqueleto fóssil de animal do 
gênero Dorudon (41 a 33 milhões de anos 
atrás; cerca de 5 m de comprimento). Na 
parte de baixo da foto, à direita, aparecem 
ossos em tamanho reduzido, semelhantes 
aos ossos dos membros posteriores dos 
mamíferos terrestres. Esses ossos 
também estão presentes em algumas 
baleias atuais.
Às vezes, as partes do corpo são substituídas 
por minerais e sua forma original é preservada (fi-
gura 11.2). Em outras, o organismo é completamen-
te destruído, mas sua marca ou seu molde fica es-
culpido na rocha.
São raros os casos em que um organismo fica 
intacto, como aconteceu com os mamutes (ances-
trais do elefante) – que tiveram a carne e a pele pre-
servadas – soterrados nas geleiras da Sibéria ou com 
insetos presos na resina de pinheiros. Em resina fos-
silizada, chamada âmbar, podemos encontrar insetos 
que viveram há milhões de anos (figura 11.2).
Como se vê, a probabilidade de se formarem fós-
seis é muito baixa. Além disso, depois de formados, 
muitos deles podem ser naturalmente destruí dos por 
agentes erosivos. Tudo isso faz com que o registro 
fóssil da evolução dos seres vivos seja incompleto.
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Cientistas trabalhando em um fóssil de titanossauro, dinossauro com 
cerca de 10 m de comprimento.
Insetos (cerca de 40 milhões de anos) conservados em âmbar 
(aumento de cerca de 1,5 vez).
A importância dos fósseis 
para o estudo da evolução
A Paleontologia (do grego palaios = antigo; 
ontos = ser; logos = estudo; estudo dos fósseis) for-
nece importantes dados sobre a história evolutiva 
de uma espécie, isto é, sobre sua filogenia ou filo-
gênese (do grego phylon = grupo; genos = origem). 
Além disso, contribui com valiosas informações 
sobre espécies extintas. Para isso usa métodos e 
dados de várias outras ciências, como a Geografia, 
a Geologia, a Química e a Biologia, etc. 
Estudando fósseis de ossos das pernas de um 
animal, por exemplo, podemos ter ideia de sua al-
tura e de seu peso. Já os dentes podem indicar o 
tipo de alimentação, pois cada animal possui adap-
tações ao ambiente em que vive e a determinado 
modo de vida: carnívoros, por exemplo, têm dentes 
geralmente pontiagudos e afiados, o que lhes per-
mite prender, perfurar e comer carne.
De particular interesse são os fósseis com ca-
racterísticas intermediárias entre dois grupos, como 
veremos no próximo capítulo. A forma intermediá-
ria, conhecida como fóssil de transição, indica o 
grau de parentesco entre dois grupos. Nesse grupo 
estão fósseis de dinossauros com penas e de aves 
com dentes, entre outras características, mostran-
do o parentesco evolutivo entre os dois grupos.
Esse também é o caso dos inúmeros fósseis in-
termediários entre baleias e mamíferos terrestres, 
que mostram uma progressiva adaptação ao am-
biente aquático. Uma das principais características 
são as aberturas nasais, que ao longo de muitas 
gerações migraram para o topo da cabeça e possi-
bilitaram que as baleias, por exemplo, respirassem 
sem precisar emergir totalmente. Além disso, o cor-
po delas adquiriu um formato hidrodinâmico; os 
membros anteriores modificaram-se em nadadei-
ras; os membros posteriores 
diminuíram até desaparecer 
(figura 11.3), o que tornou 
mais eficiente o deslocamen-
to no meio líquido.
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Biologia e Química
Determinação da idade de um fóssil
A idade de um fóssil corresponde, aproxi-
madamente, à do terreno em que ele se encon-
tra. Em geral, quanto mais profundo o terreno, 
mais antigo o fóssil. A idade absoluta das rochas 
e a dos fósseis são calculadas por meio da desin-
tegração de elementos radioativos (um fenômeno 
estudado na Física e na Química), que funcionam 
como “relógios” naturais.
Quando se desintegra, o urânio (238U) trans-
forma-se em um isótopo do chumbo (206Pb): 1 g 
de urânio demora cerca de 4,5 bilhões de anos 
para produzir 0,5 g de chumbo. Portanto, pela 
quantidade relativa de urânio e chumbo presen-
tes em uma rocha (feita com análises químicas), 
podemos saber sua idade. A taxa de desintegra-
ção não varia com mudanças de pressão, tem-
peratura ou reações químicas.
Com esse método, os cientistas determina-
ram a idade da Terra. Análises de meteoritos, 
rochas da Lua e rochas antigas do planeta com-
provaram que ele tem 4,5 bilhões de anos.
Outro isótopo do urânio, 235U, tem meia-vida 
de 704 milhões de anos, ou seja, nesse intervalo 
de tempo metade dos átomos transforma-se 
em um isótopo do chumbo, 207Pb. 
Em rochas recentes, porém, a quantidade 
relativa de urânio e de chumbo é muito pequena 
e difícil de ser analisada. Nesse caso, é usado o 
método do carbono-14 (14C) (figura 11.4), isótopo 
radioativo do carbono normal (12C), que se forma 
quando nêutrons de raios cósmicos colidem com 
átomos de nitrogênio atmosférico. Veja a equação 
que representa essa reação:
14
7
N + 1 nêutron 14
6
C + 1 próton
O 14C pode combinar-se com o oxigênio do ar 
e formar gás carbônico, que se incorpora aos ve-
getais na fotossíntese e, indiretamente, aos ani-
mais pela cadeia alimentar. Todos os seres vivos 
possuem uma pequena taxa de isótopos radio-
ativos do carbono (um em cada trilhão de átomos 
de carbono). Quando morre, o organismo para de 
absorver esse isótopo, que se desintegra do cadá-
ver lentamente e forma nitrogênio. 
A cada 5 730 anos, a taxa de carbono radioati-
vo cai pela metade. Assim, a medida da radioa-
tividade causada pelo carbono radioativo fornece 
a idade aproximada do organismo.
Os dados obtidos pelo estudo dos fósseis são 
confrontados com outras evidências, como as obti-
das pelo estudo comparado da anatomia e da em-
briologia dos organismos atuais e de suas proteínas 
e ácidos nucleicos. Esses estudos indicam que os 
peixes devem ter surgido antes dos anfíbios; estes, 
antes dos répteis, que surgiram antes das aves e dos 
mamíferos. Essa sequência é confirmada pela idade 
relativa dos fósseis de cada grupo.
De acordo com a teoria da evolução, espera-se 
que os fósseis mais semelhantes às espécies atuais 
sejam encontrados nas camadas mais superficiais 
(recentes) do terreno examinado (veja o boxe Biolo­
gia e Química, “Determinação da idade de um fóssil”). 
Espera-se também encontrar fósseis de organismos 
de transição entre grupos com um ancestral comum 
mais recente, como aves e dinossauros, peixes e an-
fíbios, etc. 
Figura 11.4 Equipamento que realiza a datação com 
carbono-14. Universidade de Oxford, Reino Unido. 
Foto de 2012.
Capítulo 11154
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Figura 11.5 Homologia nos ossos do membro dianteiro dos mamíferos. Mudanças no número e no comprimento dos dedos ou em outras 
características funcionam como adaptações a diversas funções. Observe a perda e a fusão de ossos no cavalo, e o alongamento 
dos dedos do morcego formando a estrutura da asa. (Os elementos da figura não estão na mesma escala; cores fantasia.)
Figura 11.6 Órgãos análogos: asas dos insetos e das aves. A função 
é a mesma, mas esses órgãos não têm a mesma origem embrionária, 
isto é, eles não se originam de uma mesma estrutura ancestral. 
(Os elementos da figura não estão na mesma escala; cores fantasia.)
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gatoser humano cavalo baleiamorcego
Asa de aves
penas
ossos
2 Embriologia e 
anatomia comparadas
Muitas vezes, comparando o desenvolvimento 
embrionário e a anatomia de diversos organismos é 
possível determinar o grau de parentesco entre eles. 
Estudando os detalhes da anatomia do braçodo ser 
humano, da nadadeira da baleia e da asa do morce-
go, vemos que, apesar de terem funções diferentes, 
esses órgãos apresentam o mesmo “padrão de cons-
trução”: a formação e o arranjo dos ossos são muito 
semelhantes. Essas semelhanças podem ser explica-
das pelo fato de que esses órgãos evoluíram a partir 
de um mesmo órgão presente no ancestral comum 
desses grupos que se adaptou a funções diferentes.
Estruturas como essas, originadas de um ances-
tral comum exclusivo, que podem ou não desempe-
nhar a mesma função, são estruturas homólogas 
(figura 11.5). A diferença de funções entre tais estru-
turas, quando presente, deve-se a uma divergência 
evolutiva, ou seja, a seleção de características mais 
adaptadas a cada ambiente.
O conceito de homologia pode ser aplicado 
não apenas a órgãos, mas a outras características: 
anatômicas, embriológicas, comportamentais e 
moleculares (como a sequência de aminoácidos 
de uma proteína ou a sequência de nucleotídeos 
no DNA ou RNA). É com base em todo um conjun-
to de semelhanças (homologias) entre dois ou 
mais grupos, que podemos supor uma ancestra-
lidade comum.
No caso dos mamíferos, um ancestral exclusivo 
desse grupo deu origem a um grande número de 
espécies adaptadas a condições de vida muito dife-
rentes. Chamamos esse fenômeno irradiação adap-
tativa. Como resultado dessa evolução, os ossos dos 
membros anteriores dos mamíferos sofreram modi-
ficações e hoje desempenham diferentes funções: 
correr (cavalo); manipular objetos (ser humano); na-
dar (baleia); cavar (tatu); voar (morcego); etc.
A embriologia e a anatomia comparadas mostram 
também que as asas dos insetos e as das aves têm 
origem embrionária e estrutura anatômica diferentes, 
embora desempenhem a mesma função. Essas são 
as chamadas estruturas análogas. As asas das aves 
não se originaram de um ancestral comum entre aves 
e insetos. Nesse caso, esses dois grupos adaptaram-se 
de forma semelhante ao mesmo tipo de ambiente 
(figura 11.6). Esse fenômeno é chamado convergência 
evolutiva (ou adaptativa) ou evolução convergente.
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