Princpios da Classificao dos Organismos

Quantas espcies existem e existiram?

Como organizlas?

Como organizar o conhecimento biolgico

Txons: grupos de organismos (espcies ou grupos hierarquicamente mais abrangentes) Taxonomia: teoria e prtica de descrever, nomear e classificar a diversidade biolgica Sistemtica: estudo da biodiversidade enfocando suas relaes comparativas e evolutivas, incluindo a inferncia filogentica (ou seja, as relaes de parentesco evolutivo entre os txons)

Organizando o conhecimento biolgicoSem um sistema de classificao biolgica padronizado, a comunicao e utilizao do conhecimento sobre a biodiversidade seria impossvel de ser realizado objetivamente.Felis silvestris catus (Linnaeus, 1758) Canis lupus familiaris (Linnaeus, 1758) WIKISPECIEShttp://species.wikimedia. org/wiki/Pgina_principal

Tree of Life web projecthttp://tolweb.org/tree/ phylogeny.html

Histria da Taxonomia

Aristteles (384-322 AC, filsofo grego): mtodo da diviso lgica

Carl Linnaeus (17071778, botnico, zologo e mdico sueco): sistema de classificao natural

Aristteles: mtodo da diviso lgicaMtodo da diviso lgica: mtodo aristotlico de classificar os objetos normatizado pela lgica 1. selecionar uma ou um conjunto de caractersticas 2. agrupar aqueles que possuem tal caracterstica e separar daqueles que no a possuem. Ex. animais terrestres x animais aquticos (gneros) 3. dentro de cada grupo, subdividir em subgrupos selecionando uma gneros ou um conjunto de caractersticas. Ex. Dentro dos animais aquticos: animais ovparos x vivparos (espcies) espcies

Aristteles: mtodo da diviso lgica

O mtodo de classificao de Aristteles se mantem at hoje. Ex1. vertebrados (para Aristteles, 'animais com sangue') x invertebrados (para Aristteles, 'animais sem sangue') Ex2. 'Animais com sangue' eram sub-divididos naqueles que 'carregam a vida' (incluindo humanos e mamferos) e aqueles que carregam ovos (incluindo aves e peixes) Ex 3. 'Animais sem sangue' eram sub-divididos naqueles que 'sem concha' (incluindo polvos) e os 'com concha' (incluindo caracis)

Aristteles: mtodo da diviso lgica

Todo o sistema de classificao depende do ponto de partida, ou daquelas caractersticas utilizadas nos primeiros passos da classificao As caractersticas consideradas importantes para o primeiro passo da diviso dependem do classificador, gerando sistemas distintos e contraditrios entre si. Ex. animais aquticos x animais terrestres Separa-se mamferos aquticos dos mamferos terrestres

O que fazer com todas as outras similaridades entre os cetceos e os outros mamferos de modo geral? Os pingins estariam agrupados com mamferos aquticos e peixes O que fazer com todas as outras semelhanas entre os pingins e outras aves terrestres?

Linnaeus (1707-1778): sistema de classificao natural

Viso de mundo dele: o universo havia sido criado por Deus exatamente como , e as espcies so fixas e imutveis Sistema natural: reflete a ordem verdadeira por trs da organizao dos seres vivos tal qual o Plano Divino 5 nveis hierrquicos: Reino, Classe, Ordem, Gnero e Espcie (em ordem decrescente de generalidade)

Linnaeus: sistema de classificao natural

Usava o mtodo da diviso lgica de Aristteles Listava e classificava com base nas 'caractersticas essenciais' dos organismos Ele assumia que esse mtodo poderia atingir a um duplo objetivo: 1. correta identificao dos txons; 2. correta definio de suas caractersticas essenciais

Linnaeus: sistema de classificao natural1. Sistema binomial: nome em latim, constitudo pelo nome do gnero, com letra maiscula seguido pelo epteto especifico, em letras minsculas. O nome completo de uma espcie so os dois nomes combinados. Ex. Canis lupus. 2. Padronizao da prtica taxonmica: Anteriormente a Lineu, no havia consenso, ou padronizao sobre vrios aspectos da pesquisa taxonmica. Com a obra de Lineu, muitas dessas atividades foram padronizadas.

Txon x Categoria taxonmica

Txons: agrupamentos de entidades biolgicas reais, formados com base em uma definio. Ex. txon Canis lupus = todos os indivduos, do tempo presente e do tempo passado, considerados como pertencentes mesma espcie (C. lupus) por possurem certas caractersticas usadas para definir esse conjunto Txons so agrupamentos e, portanto, podem variar em relao ao seu nvel de incluso, pois conjuntos de txons podem ser reunidos em txons mais inclusivos, num esquema hierrquico Categoria taxonmica: posio hierrquica (status) de um agrupamento em um sistema de classificao

Categorias taxonmicas: atualmente

Hierarquia Lineana: Reino, Filo, Classe, Subclasse, Ordem, Subordem, Famlia, Subfamlia, Tribo, Subtribo, Gnero, Subgnero, Espcie e Subespcie Acima de Reino foi proposta uma nova categoria taxonmica: Domnio

TRIBO

Classificao Taxonmica: HomemDomnio: Eukarya Reino: Animalia (ou Metazoa) Sub-Reino: Metazoa (ou Eumetazoa) Filo: Chordata Classe: Mammalia Subclasse: Theria Infraclasse: Placentalia Ordem: Primates Famlia: Hominidae Gnero: Homo Espcie: Homo sapiens

O trabalho do taxonomista1. Trabalhos descritivos: descries e redescries de txons 2. Trabalhos de sntese: revises e monografias taxonmicas, manuais, chaves de identificao 3. Trabalhos sobre nomenclatura: correes de nomes, escolha de novos nomes pr-ocupados (sinonmias) 4. Trabalhos faunsticos: inclui trabalhos zoogeogrficos e fitogeogrficos 5. Trabalhos bibliogrficos: snteses sobre as publicaes sobre um determinado txon, reavaliao das datas de publicao de obras importantes; catlogos 6. Trabalhos histricos: trabalhos sobre a histria do conhecimento de um txon, histrias de colees e coletores 7. Trabalhos sobre mtodos e tcnicas

Sistemtica: Classificao FilogenticaAtualmente, um sistema de classificao natural aquele que reflete algo sobre a histria evolutiva dos organismos (as relaes de parentesco entre os txons)

Sistemtica filogentica: 3 princpios fundamentais do mtodo de reconstruo filogentica (Hennig, 1950)1. A sistemtica busca a delimitao de grupos naturais 2. A definio dos grupos monofilticos s possvel com a descoberta das semelhanas homlogas e apomrficas (novidades evolutivas compartilhadas) 3. Um sistema geral de referncia para a diversidade biolgica (classificao)

Como ler uma rvore filogentica

Sistemtica filogentica: 3 princpios1. A sistemtica busca a delimitao de grupos naturais (monofilticos)parafiltico

monofilticoEx. rpteis

Grupos no monofilticos: Parafiltico: inclui um grupo de descendentesde um ancestral comum em que no esto includos todos os descendentes Polifiltico: inclui um grupo de descendentes que no compartilham um ancestral comum imediatoO grupo de "animais de sangue quente" polifiltico.

polifiltico

Txons Monofilticos, Parafilticos e Polifilticos

Monofilticos, Parafilticos ou Polifilticos?

Grupos Monofilticosinclui um grupo dos descendentes com um ancestral comum

Monofilticos, Parafilticos ou Polifilticos?

Grupos Polifilticosinclui um grupo de descendentes que no compartilham um ancestral comum imediatoEx. animais de sangue quente

Monofilticos, Parafilticos ou Polifilticos?

Grupos Parafilticosinclui um grupo de descendentes de um ancestral comum em que no esto includos todos os descendentes Ex. rpteis

Sistemtica filogentica: 3 princpios2. A definio dos grupos monofilticos s possvel com a descoberta das semelhanas homlogas e apomrficas (sinapomorfias)As semelhanas compartilhadas entre os organismos podem ser de trs tipos: Homoplsicas: no homlogas (ou seja, semelhanas devido a convergncias ou paralelismos). Ex. asas morcegos e aves. Simplesiomrficas: herdadas de nveis anteriores (mais ancestrais) ao surgimento de um grupo natural, no informando sobre o grau de parentesco entre os organismos. Ex. vertebras. Sinapomrficas: as caractersticas compartilhadas por um grupo devido herana destas caractersticas do ancestral comum exclusivo deste grupo. Ex. deuterostomia (cordados+equinodermos)

A definio dos grupos monofilticos se d, portanto, atravs da descoberta de suas caractersticas sinapomrficas, ou seja, suas novidades evolutivas compartilhadas.

HomoplasiasSemelhanas compartilhadas entre os organismos que no so homlogas, ou seja, semelhanas devido a convergncias ou paralelismos (evoluram independentemente e no so derivadas de um ancestral comum)Asas so no-homlogas = Homoplsicas

Semelhanas HomlogasSemelhanas compartilhadas entre os organismos que so derivadas de um ancestral comum

Sinapomorfia x SimplesiomorfiaCLADOGRAMA DO REINO METAZOA

blastporo origina o nus

Deuterostomia uma sinapomorfia (homologia derivada, novidade evolutiva compartilhada) do clado contendo cordados e equinodermos Multicelularidade uma simplesiomorfia (homologia ancestral) do mesmo clado.

Sinapomorfia x Simplesiomorfia

sangue quente Homoplasia (paralelismo)

Plos so uma homologia derivada (sinapomorfia) dos mamferos. Coluna vertebral uma homologia ancestral (simplesiomorfia) dos mamferos e uma homologia derivada (sinapomorfia) dos vertebrados.

Sistemtica filogentica: 3 princpios3. Um sistema geral de referncia para a diversidade biolgica (classificao)A vantagem de uma classificao filogentica que, alm de fornecer um sistema geral de referncia para a diversidade como qualquer outro sistema de classificao, ainda permite resgatar o conhecimento sobre as relaes evolutivas entre os txons.

Exerccio: Construindo um CladogramaConceitos Fundamentais:

para um dado par de espcies, existiu pelo menos um ancestral comum um carter til para a comparao entre espcies justamente aquele em que as estruturas diferem O estado (ou condio) de um carter o modo como essa estrutura se apresenta numa dada espcie. Ex. orelha uma estrutura, forma da orelha um carter e orelha redonda um estado desse carter Suponha que orelha redonda tenha dado origem a orelha pontuda. A primeira uma plesiomorfia, condio j existente e que foi modificada, originando uma apomorfia, que uma condio nova ou derivada (uma novidade evolutiva) Cladograma exibe sries de modificaes como essas, em vrios caracteres estudados simultaneamente

Exerccio: Construindo um Cladograma

Grupo externo

Peixe

Canguru

Tartaruga

Rato

Homem

Sapo

A

B

C

D

E

Quais as caractersticas cada animal apresenta e em qual estado?Grupo Externo Caracterstica (Peixe) Coluna Vertebral (Sim/No) Patas (Sim/No) Tipo de Ovo (Depende de gua / Concha dura / Desenvolve dentro da me) Tipo de desenvolvimento (Em ovos / Marspio / Placenta) Plo (Sim/No) Presena de bolsa (Sim/No) Postura Bpede (Sim/No) Sapo Tartaruga Canguru Rato Homem

Quais as caractersticas cada animal apresenta e em qual estado?Caracterstica Coluna Vertebral (Sim/No) Patas (Sim/No) Tipo de Ovo (Depende de gua / Concha dura / Desenvolve dentro da me) Tipo de desenvolvimento (Em ovos / Marspio / Placenta) Plo (Sim/No) Presena de bolsa (Sim/No) Postura Bpede (Sim/No) Grupo Externo (Peixe) Sim No Depende de gua Sapo Sim Sim Tartaruga Sim Sim Canguru Sim Sim Rato Sim Sim Homem Sim Sim

Depende Concha de gua dura

Desenvolve Desenvolve Desenvolve dentro da dentro da dentro da me me me

Em ovos

Em ovos

Em ovos

Marspio

Placenta

Placenta

No No No

No No No

No No No

Sim Sim Sim

Sim No No

Reduzido No Sim

Transforme as apomorfias (condio nova ou derivada) em 1 e as plesiomorfias (condio j existente) em 0Caractersticas Coluna Vertebral (Sim/No) Patas (Sim/No) Tipo de Ovo (Depende de gua / Concha dura / Desenvolve dentro da me) Tipo de desenvolvimento (Em ovos / Marspio / Placenta) Plo (Sim/No) Presena de bolsa (Sim/No) Postura Bpede (Sim/No) Grupo Externo (Peixe) 1 0 Sapo 1 1 Tartaruga 1 1 Canguru 1 1 Rato 1 1 Homem 1 1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

1 1 1

1 0 0

1 0 1

Transforme as apomorfias (condio nova ou derivada) em 1 e as plesiomorfias (condio j existente) em 0Caractersticas Coluna Vertebral (Sim/No) Patas (Sim/No) Tipo de Ovo (Depende de gua / Concha dura / Desenvolve dentro da me) Tipo de desenvolvimento (Em ovos / Marspio / Placenta) Plo (Sim/No) Presena de bolsa (Sim/No) Postura Bpede (Sim/No) Grupo Externo (Peixe) 1 0 Sapo 1 1 Tartaruga 1 1 Canguru 1 1 Rato 1 1 Homem 1 1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0 0 0

0 0 0

0 0 0

1 1 1

1 0 0

1 0 1

Posicione os txons no cladogramaTXONS

peixe, tartaruga, sapo, rato, homem e canguru

APOMORFIAS (condio nova ou derivada)

Posicione os txons no cladogramaTXONS

peixe

sapo tartaruga

peixe, tartaruga, sapo, rato, homem e canguru

Desenvolvimento interno e possui plos Ovo independente da gua Patas Coluna Vertebral

APOMORFIAS (condio nova ou derivada)

Canguru ou Rato mais prximo do Homem?1. Possuir plos mesmo em quantidades reduzidas, deve ligar humanos, cangurus e ratos 2. Observando as outras caractersticas, nota-se que ratos e humanos tem desenvolvimento placentrio e ento no tem bolsa. Assim ratos e humanos so mais prximos e cangurus mais distantes. 3. Ento a tendncia de postura bpede deve ter evoluido duas vezes (cangurus e humanos): caractersticas anlogas resultantes de uma convergncia evolutiva 4. Entretanto, poderamos ter considerado humanos mais prximos de cangurus por terem um ancestral comum bpede no compartilhado por ratos. Mas desenvolvimento da placenta requer mudanas anatmicas (ausncia de bolsa), necessitando de mais passos evolutivos do que o bipedismo, sendo menos eficiente (parsimoniosa) do que a outra soluo

Posicione os txons no cladogramaTXONS

peixe

rato tartaruga canguru sapoPostura Bpede Presena de bolsa

homem

Postura Bpede Placenta

peixe, tartaruga, sapo, rato, homem e canguru

Desenvolvimento interno e possui plos Ovo independente da gua Patas Coluna Vertebral

APOMORFIAS (condio nova ou derivada)

Cladograma FinalTXONS

peixe

sapo tartaruga canguru ratoPostura Bpede Presena de bolsa

homemPostura Bpede Placenta

peixe, tartaruga, sapo, rato, homem e canguru

Desenvolvimento interno e possui plos Ovo independente da gua Patas Coluna Vertebral

APOMORFIAS (condio nova ou derivada)

Onde estudar ...

Purves et al. Vida. Captulos 23 (tem na biblioteca) Santos & Calor. 2007. Ensino de biologia evolutiva utilizando a estrutura conceitual da Sistemtica Filogentica I. Cincia & Ensino 1: 1-8. (est no blog) Matioli. 2001. Biologia molecular e evoluo. Holos Editora, Ribeiro Preto. (tem na biblioteca)

Contato: Profa. Simone R. Freitas Email: simone.freitas@ufabc.edu.br Blog: http://origemdavida-ufabc.blogspot.com/