Noções de sistemática

Disciplina: Biodiversidade de Invertebrados Marinhos - IO-FURG

Prof. Maurício Garcia de Camargo

2024-08-05

Taxonomia, classificação e sistemática

1. Perguntar bastante sobre taxonomia, sem passar os slides.
   
2. Começar: tem livros de sistemática, até em pt.
3. Taxonomia sempre foi um bicho-papão para os Oceanógrafos (rivalidade com os Biólogos).
   
4. Taxonomia não é apenas a parte chata da história.

“A taxonomia descreve a biodiversidade, a classificação procura algum tipo de ordem e a sistemática apresenta um sistema geral de referência (Amorim, 2005).”¹

• A Taxonomia descreve, nomeia e classifica os seres vivos.
  

• É um trabalho minucioso, mas gratificante (pdf dissertação).

1. AMORIM, D. S. Fundamentos de sistemática filogenética. Ribeirão Preto: Holos, 2005. :::

O trabalho do taxonomista é na lupa e no microscópio

O trabalho de identificação de espécies envolve exame detalhado das estruturas.

Taxonomia, classificação e sistemática

Em Classificação, propor uma classificação para os indivíduos da turma.

Falar da sistemática clássica e dos parâmetros morfológicos de Lineu.

“A taxonomia descreve a biodiversidade, a classificação procura algum tipo de ordem e a sistemática apresenta um sistema geral de referência (Amorim, 2005).”

• Taxonomia descrever, nomear e classificar os seres vivos.
  
• A classificação separa os organismos em grupos, baseado num conjunto de critérios (ou parâmetros) pré-estabelecidos.
• Sistemática é um sistema de classificação biológica. Cada sistema de classificação depende dos parâmetros escolhidos, e os parâmetros mudaram ao longo da história.

Lineu criou a sistemática clássica, baseada em parâmetros morfológicos para agrupar a hierarquia de táxons (= unidade taxonômica).

Parâmetros de classificação da biodiversidade

Linha do tempo
< 4000 aC (alfabeto) - Pré-história
Até 476 dC (fim de Roma) - Idade antiga
Até 1453 (queda de constantinopla) - Idade média
Até 1789 (rev. franc) - Idade moderna
Até hoje - Idade Contemporânea

Parâmetros mudaram ao longo da história

• 1. Sistemática antiga
  • Aristóteles (400 aC)
    
  • Parâmetros intuitivos

• 2. Sistemática clássica
  (Systema naturae )
  • Linneaus (1758)
  • Parâmetros morfológicos

• 3. Sistemática evolutiva
  • Darwin (1858)
  • Parâmetros evolutivos

• 4. Sistemática filogenética = cladística
  • Hennig (1966)
  • Parâmetros evolutivos e filogenéticos

Sistemática antiga de Aristóteles

Aristóteles (400 a.C.) e a sistemática biológica intuitiva

Criança de 8 anos.

• Conhecia apenas o mundo macroscópico
  
• Em Historia animalium descreveu 500 espécies.

Sistemática clássica de Linneaus

Carolus Linneaus (ou Lineu ou só L.) e o “Systema naturae” (1758)

As edições da obra de Lineu podem ser encontradas em: https://www.biodiversitylibrary.org/page/728487#page/1/mode/1up

• Antes de Lineu:
  • Descrição de leão: “gato com cauda longa e crina negra.”
  • Descrição de girafa: “camelo-leopardo com cauda muito longa e pernas dianteiras longas.”

• Lineu criou o sistema binomial, que identifica cada organismo a partir do gênero e da espécie, que vigora até hoje, sendo mantido pelo Código Internacional de Nomenclatura Zoológica.

• Gênero e espécie aparecem em letras miníusculas sempre em destaque (negrito, itálico ou sublinhado), e somente o gênero começa com letra mauíscula, seguido pelos autores e ano da publicação.

Ex. Isolda sepultura (Garraffoni & Lana, 2003)

O sistema hierárquico de classificação de Lineu (original)

Sistema de classificação em zoologia

Em Botânica difere o filo, que vira divisão.

Sistemática evolutiva de Darwin

Darwin & Wallace e a origem das espécies por seleção natural (1858)

Inauguraram a escola da sistemática evolutiva:

“Os organismos descendem a partir de ancestrais comuns e o principal agente de mudança é a seleção natural.”

“Todos os organismos assemelham uns aos outros em graus descendentes, dessa forma eles podem ser classificados em grupos contidos em grupos.”

“…toda verdadeira classificação é genealógica.”

A árvore da vida: todos somos parentes.

“A árvore representa a melhor imagem das estruturas que sobrescrevem a hierarquia da vida.”

Processo de evolução: homologia e analogia

Caracteres homólogos: estrutura herdada a partir de um mesmo ancestral comum, com morfologia e origem embrionárias semelhantes, mas não necessariamente com a mesma função. Ex: membros dianteiros dos diversos mamíferos.

Caracteres análogos: estruturas análogas aparecem por evolução convergente, ou seja, convergem para estruturas semelhantes e podem executar as mesmas funções, mas têm origens ancestrais distintas.

Homologia é a similaridade devida ao ancentral comum.

Exemplos:

• Asas de morcego e pássaros não são homólogas, pois o ancestral comum não possuia asas. As asas evoluíram independentemente.
• Pêlos de humanos e cachorros são homólogos, pois o ancestral comum possuia pêlos.
• Asas de borboletas e pássaros são homólogas?

Sistemática evolutiva de Darwin

Darwin incorporou na classificação o critério evolutivo de ancestralidade comum entre os taxa.

O critério evolutivo de Darwin substituiu o critério morfologico de Lineu e teve enorme impacto nas árvores de classificação.

Sistemática filogenética de Hennig

Sistemática filogenética (ou cladística)

Hennig (1966) introduziu a sistemática filogenética, ou cladística, baseada no conceito do caráter derivado que marca os grupos naturais.

A história evolutiva dos grupos se tornou a base para a definição dos grupos.

É hora de aprender sobre dendrogramas e cladogramas.

Dendrogramas e cladogramas

Cuidado

Você vai encontrar muito por aí: DENDOGRAMA.
Isso é errado!
O correto é:

DENDROGRAMA!

Dendros significa árvore, em grego.

Cladograma e dendrograma

Vantagem do cladograma: os comprimentos relativos dos ramos representam unidades de tempo.

Cladogênese e anagênese

• Cladogênese é o aparecimento de um novo clado.
• Anagênese é o processo que leva à cladogênese.

Processo de anagênese: especiação alopátrica, ocasionada por barreira geográfica (isolamento reprodutivo), como no ístmo do Panamá.

Existe também a especiação simpátrica, (mesma pátria), que é um isolamento reprodutivo sem separação geográfica.

Grupos monofiléticos e polifiléticos

Grupos monofiléticos

Grupo monofilético é aquele formado por um ancestral e todos os seus descendentes, ou seja, possui um ancestral comum exclusivo.

Sinapomorfias e simplesiomorfias

• Sinapomorfia: estado derivado. Define grupo monofilético.
• Plesiomorfia: estado ancestral. Define espécies que não fazem parte do grupo monofilético.
• Autapomorfia: estado ancentral a partir de um nó que gerou uma plesiomorfia e uma sinapomorfia.

Exemplos de sinapomorfia:

• As penas distinguem as aves dos outros vertebrados e por isso é uma sinapomorfia das aves.
• Os pêlos nos mamíferos os distinguem dos outros vertebrados.
• A subclasse de insetos Pterygota é definida pela presença de asas.
• A presença de parapódios em poliquetas é uma sinapomorfia da classe em relação a outros Annelida.

Resumo de cladística

• Baseia-se no padrão de ancestralidade comum e modificação das espécies e não em mera similaridade morfológica.
• Deve usar apenas caracteres derivados (apomórficos) compartilhados (sinapomórficos ou homólogos derivados).
• Portanto, objetiva traçar a história evolutiva real, o padrão de descendência com modificação.
• Cada ramo da árvore evolucionária é chamado “clado”.
• O “cladograma” é uma árvore evolucionária que considera apenas homologias que são caracteres derivados compartilhados (sinapomorfias), gerando grupos monofiléticos.

Concluindo

A sistemática filogenética (Hennig) se diferencia da sistemática evolutiva (Darwin) pela discriminação de caracteres primitivos (plesiomérficos) e derivados (apomórficos).

Filogenia dos Metazoa

Tarefa altamente complexa.

Filogenia dos Annelida

• É um dos filos com a filogenia menos conhecida.
• Recentes avanços em biologia molecular incluíram em Annelida outros filos menores: Pogonophora (Siboglinidae), Echiurida e Sipunculida.
• Biologia molecular revelou que Clitellata (Oligochaeta e Hirudines) são derivados da classe Polychaeta.