Aos 22 anos, embarcou a bordo do barco inglês Beagle, e durante cinco anos viajou ao redor do mundo. Nas terras visitadas coletou dados e inúmeros exemplares de organismos, que levou para a Inglaterra.
Quando iniciou os estudos e a organização do material coletado como resultado de suas observações, Darwin admitiu que as transformações que ocorriam com as espécies eram alterações das espécies já existentes. Mas Darwin desconhecia as causas que levariam as espécies a se modificar. Uma pista surgiu quando, lendo um trabalho publicado por Thomas Malthus sobre populações, no qual afirmava que as populações tendem a crescer em progressão geométrica, e os alimentos cresciam em progressão aritmética. O crescimento acelerado da população levaria à escassez de alimentos e de espaço necessário à sobrevivência.
A obra de Malthus contribuiu para que Darwin elaborasse a TEORIA DE SELEÇÃO NATURAL, na qual concluiu que todos os organismos que nascem nem sempre apresentam condições de sobrevivência. Apenas sobrevivem os que têm maiores condições de adaptarem-se às condições ambientais, e eles reproduzem-se deixando descendentes férteis.
A seleção natural constitui-se da ação limitante do meio, impedindo a sobrevivência dos indivíduos menos aptos e permitindo a sobrevivência e a reprodução dos melhores. O resultado de milhares de anos de seleção seria a adaptação da população ao meio e, eventualmente, a origem de uma nova espécie.
Darwin mostrou que a seleção natural tende a modificar as características dos indivíduos ao longo das gerações, podendo gerar o aparecimento de novas espécies.
O principal problema da teoria darwiniana foi não explicar a origem e a transmissão das variações. As mutações e as leis de Mendel não eram conhecidas na época.
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