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Compreender a evolução das espécies ao longo do tempo ajuda a explicar a variedade de formas e características físicas presentes nas populações atuais.

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O meu nome é Diva e a coisa que eu mais gosto no mundo é o meu gato Tim. Tenho 17 anos e sinto que não faço ideia do que estou a fazer da vida (mas sei que adoro o meu gato). Quando for grande quero ser feliz (com o meu gato), não sei a fazer o quê mas quero viver para sempre perto do mar. Estou praticamente sempre a ouvir musica e/ou com fome (e saudades do meu gato). Este ano estou focada em ganhar outro título nacional e representar Portugal a nível europeu no meu desporto. Odeio ter de me introduzir e adoro o meu gato.

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1. Começamos por analisar os gráficos baseados nos resultados da experiência da aula anterior.

->Tendo em conta que os discos são representativos de uma espécie, as suas diferentes cores representam os diferentes fenótipos de uma determinada característica entre indivíduos dessa mesma espécie e as esferas verdes correspondem a um meio ambiente em que estão inseridos concluímos:

Que quanto à deriva genética a variação da frequência dos fenótipos era aleatória.

Já quanto à seleção natural podemos observar que os discos da mesma cor das esferas obtiveram uma maior taxa de sobrevivência.

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Fig. 8 Estudo da localização dos diferentes fenótipos, AUTOR: DIVA MARQUES

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Nesta sessão estudámos a distribuição geográfica de um determinado fenótipo.

1. Foi dada uma folha com a longitude e latitude em que se podia encontrar um determinado fenótipo e um mapa que representava 1/4 da Europa a cada grupo. Depois marcamos no mapa a laranja onde se podia encontrar o fenótipo "pelo castanho" e a amarelo o fenótipo "pelo branco".

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2. Utilizamos o programa RStudio, um software livre de ambiente de desenvolvimento integrado, para simular e analisar digitalmente a deriva genética. Isto é feito através de uma fórmula que possui as seguintes variáveis:

p: a frequência com que a mutação se observa numa população.

Ne: tamanho efetivo de uma população.

nrep: número de simulações que seriam executadas.

time: número de gerações incluídas na simulação.

Ao simularmos duas situações diferentes em que alterávamos apenas o número efetivo da população, podemos observar que quanto maior o Ne mais estável eram os resultados finais e quanto menor era esse número mais variavam.

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Olá, o meu nome é Guilherme Miranda estudo no 12º ano. Tenho interesse em ciências, tecnologias e desporto e estou a preparar-me para o próximo passo da minha jornada escolar. Já frequentei o desporto: polo aquático onde fui 5 vezes campeão nacional, este momento não faço nenhum desporto apenas treino num ginásio. Procuro sempre aprender e evoluir. O meu objetivo é entrar para a faculdade.

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Fig.3 Atividade prática sobre a deriva genética; AUTOR: DIVA MARQUES

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Nesta sessão exploramos fenómenos neutrais e não neutrais.

1. Simulamos a deriva genética (fenómeno neutral):

Retiramos de um saco com 7 conjuntos de cinco discos de cores diferente 15 discos de forma aleatória registando quantos discos de cada cor foram retirados. De seguida, duplicamos o número de discos por cor e desses 30 voltamos a retirar outros 15 repetindo este processo 5 vezes.

-Observamos uma mudança de frequência de uma mutação, de geração a geração em consequência de eventos ao acaso.

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Resultados da simulação da deriva genética.

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Fig. 4 Atividade prática sobre a seleção natural; AUTOR: DIVA MARQUES

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2. Simulamos a seleção natural (fenómeno não neutral):

Em um cesto com esferas verdes foram postos 7 conjuntos de 5 cinco discos de cores diferentes. De seguida, tivemos 5 segundos para retirar o maior números de discos de dentro do cesto possível. Repetimos este procedimento 3 vezes.

-Observamos uma mudança na frequência de uma mutação, de geração a geração pois esta confere uma vantagem.

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Fig. 5 AUTOR: DIVA MARQUES; GRELHA EM EXCEL

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Resultados da simulação da seleção natural.

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Fig. 6 Exemplo da variação entre os gráficos consoante a variação de Ne (número de população); FONTE: https://pt.wikipedia.org/wiki/Deriva_gen%C3%A9tica

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Estes gráficos representam a variação da frequência de um determinado fenótipo em função da passagem do tempo, neste caso medida através de gerações.

-> Quando o tamanho da população é mais pequeno (Gráfico 1, n=20), verifica-se uma variação drástica na frequência dos diferentes fenótipos, por exemplo, podemos verificar que certas característica extinguiram-se após algumas gerações e outras atingiram valores muito elevados.

-> Quando o tamanho da população é maior (Gráfico 3, n=2000), a variação da frequência das características é notoriamente mais estável, não se verificando nenhuma extinção ou dominância total.

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Fig. 10 Mapas das diferentes variáveis; AUTOR: DIVA MARQUES 

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3. Foi dado a cada grupo 6 mapas europeus que representavam seis variáveis diferentes que não estavam identificadas. Cada grupo discutiu entre si e escolheu os mapas correspondentes às variáveis que pensavam influenciar a distribuição dos fenótipos.

4. Todos os grupos juntaram-se novamente e debateram as suas escolhas. No final, concordaram em escolher o mapa da variável 3 e o mapa da variável 6.

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Diferentes espécies podem apresentar o mesmo fenótipo, como é o caso da mudança sazonal de cor e do polimorfismo da cor de inverno.

O ADN das espécies representa a média da história de divergência entre elas.

No entanto, distintos genes podem revelar narrativas diferentes, contribuindo para a compreensão da origem de fenótipos adaptativos.

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Compreender os fatores que determinam a manutenção ou a perda da diversidade de formas e fenótipos nas populações atuais.

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• As mutações no ADN podem ser neutras, prejudiciais ou benéficas, influenciando a adaptação das espécies ao meio ambiente.

• O destino de uma mutação numa população resulta da interação entre processos neutrais, como a deriva genética, e processos não-neutrais, como a seleção natural.

• Os processos neutrais ocorrem ao acaso, mas a sua influência é afetada por fatores como o tamanho efetivo da população (Ne).

• Os processos não-neutrais favorecem mutações que aumentam o fitness, promovendo uma melhor adaptação ao ambiente.

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Olá, eu sou o Emanuel e estou no 12º ano em ciências e tecnologias, sou praticante de futsal e estou no edc gondomar. Neste momento estou prestes a dar um grande passo da minha vida acadêmica, ao ingressar na faculdade. O meu grande objetivo no momento é ingressar na faculdade a que pretendo. Sempre fui uma pessoa muito curiosa e gosto de explorar novas coisas.

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Compreender como o nosso conhecimento atual sobre a distribuição geográfica de diferentes fenótipos adaptativos pode ajudar a prever como esses fenótipos estarão distribuídos no futuro.

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Fig. 7 Gráfico do efeito gargalo; FONTE: RSTUDIO; AUTOR: DIVA MARQUES

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3. Simulamos o "efeito gargalo" ou "efeito fundador" que é um evento genético causado por uma redução drástica do tamanho da população (evento delimitado a cinzento), onde há perda de variabilidade genética.

-> Como verificamos anteriormente, a diminuição súbita do número de indivíduos da população resultou em uma variação drástica na frequência do fenótipo A.

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Fig. 11 Programa Rstudio. FONTE: RSTUDIO; AUTOR: DIVA MARQUES

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Nesta sessão exploramos o Rstudio e as suas funcionalidades.

1. Introduzimos diferentes variáveis e os seus dados relativos a fim de percebermos de que maneira estas se relacionam, se são proporcionais, inversamente proporcionais ou se não se relacionam.

2. Exploramos o script que guiará o trabalho final do projeto recebendo orientações e demonstrações.

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Estas deduções pode ser usado para informar ações de gestão e conservação das espécies que promovam a manutenção de diversidade genética e fenotípica nas populações.

As populações mais diversas poderão ter maior probabilidade de adaptação a novas condições ambientais no futuro, já que terão uma maior diversidade de alelos e fenótipos que poderão permitir essa adaptação.

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2. Os grupos juntaram os seus mapas para formar o mapa Europeu completo e observar como os fenótipos se distribuíam.

->Verificamos que a noroeste do mapa e nos alpes o fenótipo que predominava era o "pelo branco", e no resto do mapa o "pelo castanho".

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Fig.1 Foto da árvore filogenética montada pelos alunos

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Nesta sessão exploramos a genética através de uma atividade entre turma.

1. Começamos por relembrar o conceito de espécie e de adaptação ao meio ambiente.

2. Após a teoria foram dadas imagens com diferentes espécies de animais.

3. Nesse dia o objetivo era ordenar as imagens conforme a árvore filognética projetada pelos investigadores.

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Fig.2 Observação da árvore filogenética feita pelos alunos

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Nesta sessão continuamos a estudar a genética através do computador.

1. Inicialmente começamos por utilizar um programa no computador para analisar como se ordenavam geneticamente as espécies numa árvore filogenética.

2. Verificamos que algumas espécies se ordenavam pelas cores da pelagem e outras por espécie.

3. De seguida, foram distribuídas novamente as imagens das espécies para ordenarem conforme o conhecimento que adquirimos através do estudo no computador.

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Padlet incompleto. Falta o projeto do grupo, ficando cada tema à responsabilidade de cada elemento. Os alunos foram alertados via TEAMS. 31 mqaio 2025 - 15:56h

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-> O objetivo deste tema é prever a distribuição futura do fenótipo em estudo, com base em observações e variáveis climáticas. Depois, comparar com a distribuição atual desse fenótipo e concluir quais a áreas necessitariam de medidas de conservação e proteção da biodiversidade mais urgentemente. O processo incluiu os seguintes passos:

1. Recolha de Observações: Complementa-mos o ficheiro base com pelo menos 15 observações adicionais por fenótipo, retiradas do iNaturalist, garantindo que são observações válidas e nos meses de inverno.

2. Obtenção da Distribuição Geográfica: Fazer o download da distribuição oficial da espécie a partir da IUCN Red List, em formato shapefile.

3. Processamento das Variáveis Climáticas: Usar dados climáticos (1981-2010 e 2071-2100, sob SSP5-RCP8.5), cortando-os para a área de distribuição da espécie com base no shapefile, utilizando o script “tema3_preparar_variaveis.R”.

4. Análise de Correlações e Seleção de Variáveis: Com o script “tema3_processar_observacoes_variaveis.R”, cruzar as observações com as variáveis ambientais, eliminar variáveis altamente correlacionadas, e selecionar as mais relevantes para explicar a presença de cada fenótipo.

5. Modelação e Projeção: Com o script “tema3_modelacao_distributicao_fenotipos_pres_fut.R”, construir modelos de distribuição atual com base nas variáveis selecionadas e projetar esses modelos para o futuro, sob o cenário climático fornecido.

Dificuldades surgiram no processo:

Tivemos dificuldade em encontrar observações suficientemente claras para identificar o fenótipo presente, pois a maioria das fotos eram tiradas de noite.

Tivemos um problema com conversão de ficheiros para o formato exigido pelo R ( vírgulas como separadores decimais em vez de pontos).

Algumas fotos geradas no Rstudio não tinham as dimensões ou qualidade adequada ao poster

Tivemos alguma incerteza inerente à projeção com base em cenários climáticos, e desafios técnicos em garantir que o modelo se aplica corretamente aos dados futuros.

Apesar disto o nosso mentor ajudou-nos a contornar todos estes problemas, tornando possível concluir este projeto.

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Banca do Grupo 5, Autoria: Professora Natália

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O nosso jogo consistia em um cartaz com um excerto da árvore filogenética do género Lepus, porém as extremidades estavam vazias, sem os nomes das espécies que pertenciam a cada ramo. À parte, 7 cartões e, em cada, estava a foto de uma lebre de uma das espécies presentes na árvore e, atrás, uma série de pistas que ajudavam o jogador a deduzir onde seria a posição daquela espécie na árvore filogenética.

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No tema um fizemos os seguintes passos:

1. Instalar o Software

Fazemos o download do MEGA12, este serve para contruir a árvore filogenética

2. Obter os Dados Mitocondriais

Aceder ao NCBI:

No campo de pesquisa, procurar por:
mitochondrial genome [SISTEMA]

Clicar na caixa "Genomes", depois em "Nucleotide"

Usar os filtros à esquerda:

Filtrar por compartimento genético: selecionar "Mitochondrion"

Filtrar por tamanho da sequência: 15.000 a 18.000 bp

Supostamente era para pôr com estes filtros, mas com o desenvolvimento do nosso treabalho reparamos que a nossa espécie era limitada nestes dados e adaptamos para a utilizamos do gene citocromo b pois este evolui relativamente rápido, logo é útil para distinguir espécies próximas, onde tinha tamanho de sequência de 1.140bp

3. Selecionar e Obter Sequências

Confirmar presença de Lepus brachyurus na lista.

Selecionar mínimo de 5 espécies diferentes, preferencialmente com o termo “complete genome” no título.

O download das sequências será automático.

4. Preparar o Ficheiro FASTA

Abrir o ficheiro num editor de texto

Identificar e extrair apenas um gene codificante (preferencialmente dos maiores) comum a todas as espécies.

Guardar o novo ficheiro com a extensão .fasta (ex: geneX_lepus.fasta)

5. Análise Filogenética no MEGA12

Abrir o MEGA12 e importar o ficheiro .fasta

conclusão:

Por fim analisamos a árvore filogenética e concluimos que a Lepus brachyurus é a que diverge mais cedo em relação às outras espécies incluídas na árvore filogenética [figura 1], ou seja, não é particularmente próxima de nenhuma das outras espécies. Isto faz sentido já que esta é endêmica do Japão, um arquipélago isolado, o que significa uma evolução independente.

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Este projeto foi bastante desafiante, principalmente devido à sua longa extensão, grande quantidade de sessões dedicadas a este, e grau de complexidade. Fomos expostos a meios de trabalho completamente novos, com que nenhum de nós havia tido contacto antes, e que não possuem uma utilização intuitiva como o Rstudio e o programa MEGA12. Apesar disto, foi possível aprender e navegar estas ferramentas com a ajuda de um grupo de investigadores que nos guiaram perfeitamente por estes programas assim como nos proveram com o material necessário para completar a nossa pesquisa. Foi preciso abdicarmos do nosso dia livre para ter estas sessões mas no final valeu a pena pelo set de habilidades que adquirimos com este trabalho como a utilização de estes programas, a gestão e divisão do trabalho como grupo, a pesquisa e tratamento de dados, a seleção de informação relevante etc. Apesar de nos termos deparado com algumas dificuldades, mencionadas no nosso padlet, estas foram ultrapassadas com ajuda do nosso mentor e bastante perseverança nossa. Ficámos bastante orgulhosos do nosso projeto final assim como do nosso padlet que ilustra cada sessão e o seu conteúdo por de trás da elaboração deste projeto. Foi extremamente gratificante trabalhar em grupo especialmente por causa do nosso contentamento com o resultado final.

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No tema 2 tivemos que instalar o programa Rstudio, este programa ja tinha sido utilizado nas sessões anteriores, mas com valores e espécies já selecionados juntamente com os scripts.

Neste caso, foi-nos atribuida uma espécie (Lebre Japonesa ou Lepus Brachyurus) e tivemos que estudá-la no passado, no futuro e no presente. O tema 2 está situado no presente e é estudado através do Rstudio.

Para poder-mos completar este tema tivemos que intalar os scripts e as variáveis que os intrutores nos enviaram via email. Com estes scripts tinhamos de colocá-los no Rstudi, instalar os plots e packages, dar run nos comandos apresentados, alterar os valores para poderem ficar de acordo com a nossa espécie e por fim, observar os resultados obtidos.

Como está apresentado no poster os resultados obtidos foram dois gráficos: o gráfico da simulação da seleção natural e o gráfico da simulação da deriva genética

Em suma, neste tema conseguimos perceber como funcionava a nossa espécie no presente através de gráficos e dados.