Ciências da Natureza e suas tecnologias Ensino Médio, 2° ano As novas técnicas de classificação biológica

Ciências da Natureza e suas tecnologiasEnsino Médio, 2° ano

As novas técnicas de classificação biológica

BREVE HISTÓRIA DA CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS

• A vida em grupos, o início das práticas agrícolas e a domesticação de animais exigiram que os seres humanos passassem a olhar para a natureza de uma maneira mais atenta (1);

• Surgiram também as primeiras tentativas de classificar as espécies já conhecidas;

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• Classificar é agrupar objetos (ou seres vivos) de acordo com um critério, como suas semelhanças ou diferenças;

• O ramo da biologia que trata da descrição, da nomenclatura e da classificação dos seres vivos denomina-se Taxonomia (2).

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ARISTÓTELES (348-323 a.C.)

• No século IV a.C, nasceu e viveu na Grécia o filósofo e naturalista Aristóteles;



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• Além de sua contribuição para filosofia, Aristóteles realizou importantes observações acerca dos seres vivos (3);

• Estabeleceu o primeiro sistema de classificação com bases científicas;



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• Destacou a importância da organização corporal dos animais como critério para dividi-los em grupos;Por exemplo: Aristóteles argumentava que baleias e golfinhos, apesar de viverem em ambiente aquático e apresentarem semelhanças como os peixes, diferiam notadamente destes na organização de seus corpos, nisso assemelhando-se aos mamíferos, junto aos quais deveriam ser classificados.



• Após Aristóteles, praticamente não ocorreram progressos significativos até o renascimento;

• A partir de então, começou a pensar em um sistema que agrupasse os seres vivos de acordo com suas características mais típicas, como estrutura corporal, funções orgânicas.



O SISTEMA DE CLASSIFICAÇÃO DE LINEU

• A classificação biológica teve início com os trabalhos do botânico sueco Carl von Linné (1707-1778);



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• Suas ideias sobre classificação biológica foram publicadas em seu livro Systema Naturae (Sistema natural), cuja primeira edição saiu em 1735;

• Lineu acreditava que as características anatômicas eram as mais adequadas para agrupar os seres vivos.





Imagem: Carl Linnæus, published in 1760 in Halle (Germany) / Public Domain

• No sistema de Lineu a unidade básica de classificação é a espécie. Espécies semelhantes são agrupadas em um mesmo gênero. Gêneros semelhantes são agrupados em uma mesma família. Famílias são agrupadas em ordens, que são agrupadas em classes, que são agrupadas em filos ou divisões, que são agrupados em reinos.



Exemplo:

HOMEM CÃO MOSCA

REINO Animalia Animalia Animalia

FILO Chordata Chordata Arthropoda

CLASSE Mammalia Mammalia Insecta

ORDEM Primata Carnívora Díptera

FAMÍLIA Hominidae Canidae Muscidae

GÊNERO Homo Canis Musca

ESPÉCIE Homo sapiens Canis familiaris Musca domestica

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CLASSIFICAÇÃO ATUAL• Antigamente, a classificação fundamentava-se principalmente em aspectos morfológicos;

• Mas nem sempre essas semelhanças refletem as relações de parentescos entre as espécies.

Conceito biológico de espécie: É um grupamento de populações naturais, realmente ou potencialmente intercruzantes, produzindo descendentes férteis e reprodutivamente isolados de outros grupos de organismos.



• Os sistemas atuais consideram um conjunto de caracteres relevantes, os quais permitem propor e testar hipóteses de relações de parentescos evolutivos e construir a filogenia dos diferentes seres vivos, ou seja, estabelecer as principais linhas evolutivas desses grupos.

EVOLUÇÃO E SISTEMÁTICA

• A sistemática é a área da Biologia que se preocupa principalmente em compreender a filogenia (história evolutiva das espécies de seres vivos) (4).



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• Sistemática evolutiva X sistemática filogenética ou cladística:

• A cladística foi introduzida a partir da divulgação dos trabalhos de Willi Hennig, em 1966 (5).



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SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA OU CLADÍSTICA

• Entende-se que a diversidade de seres vivos é resultante de processos evolutivos e que esses processos ocorrem por anagênese e por cladogênese (6).

• As relações evolutivas entre os seres vivos são representadas por diagramas denominados cladogramas (clado = ramo) (7).



http://www.slideshare.net/ivomars/taxonomia-6825878

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ANAGÊNESE E CLADOGÊNESE

• Anagênese: processo pelo qual um caráter surge ou se modifica numa população ao longo do tempo, sendo responsável pelas novidades evolutivas (8).

• Cladogênese: processo responsável pela ruptura da coesão inicial numa população, gerando duas ou mais populações que não mais se comunicam.





Cladograma

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Esquema de formação de espécies por cladogênese e anagênese.

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CLADOGRAMAS

• Vamos trabalhar apenas com uma das formas de cladogramas: o enraizado.

• Definir a raiz, ou seja, onde o cladograma se inicia, pode ser feito de várias formas:



• Analisando a ontogenia ou comparando os organismos que se pretende estudar (grupos internos) com outros grupos evolutivamente próximos, cuja cladogênese tenha sido anterior (grupos externos) (10) ;

• Para cada caráter é destacada qual a condição ancestral (ou primitiva) e qual a condição derivada que surgiu a partir desta condição primitiva (11);



• Somente as condições derivadas são usadas para definir os agrupamentos;

• Somente são aceitos grupos monofiléticos, formados por organismos que compartilham a mesma condição derivada de um ou mais caracteres e que descendem de um ancestral comum exclusivo (12);



• Partes que compõem um cladograma: raiz, ramos, nós e terminais;

• Os grupos de seres vivos compõem os

terminais nos cladogramas;

• Os ramos são as linhas do cladograma (13);



• Nó: ponto de onde partem as ramificações. Representa o ancestral comum hipotético para todos os grupos acima dele. Os grupos de cada nó são monofiléticos. Cada nó simboliza um evento cladogenético (14);

• A localização dos pontos de ramificação ao longo do cladograma fornece uma ideia do tempo relativo de origem dos diferentes ramos.





Cladograma

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Exemplo:

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• O ramo X tem a mesma idade de todo ramo Y (formado pelos grupos A + B + C + D), pois esses dois ramos pertencem ao mesmo nó;

• Quando se compara o ramo X como o ramo A, nota-se que A, parte de um nó mais apical. Isso significa que o ramo A surgiu depois do ramo X;



• Podemos dizer então que o ramo B surgiu depois do A, e os ramos C e D depois do B. Os dois últimos ramos (C + D) surgiram ao mesmo tempo, pois surgiram de um mesmo nó;

• A sequência hierárquica das ramificações do cladograma reflete de alguma maneira a sequência de subdivisões de linhagens observadas ao longo do tempo.



CONSTRUINDO UM CLADOGRAMA

• Vamos construir um cladograma hipotético em que se pretende analisar as relações filogenéticas entre quatro grupos de organismo: A, B, C e D;

• Devemos analisar de forma comparativa características presentes nesses grupos e como essas características variam.





Observe a tabela de dados em que as informações foram colocadas:

CARÁTERCARÁTER GRUPO EXTERNO X GRUPO A GRUPO B GRUPO C GRUPO D

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• Cada passo do cladograma é determinado pela condição derivada e deve-se construir o cladograma com o menor número possível de passos.



Cladograma

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SISTEMÁTICA: UMA ÁREA EM CONSTANTE MODIFICAÇÃO

• Ainda existem dúvidas na compreensão das relações filogenéticas entre vários grupos de seres vivos;• A sistemática hoje é uma das áreas da Biologia que mais cresce e sofre mudanças;



• Quando as relações filogenéticas de grupos estão bem resolvidas, são apresentadas em cladogramas formados apenas por dicotomia (dico = dois; tómos = divisão) (15);

• Quando vários ramos partem de um único ponto do cladograma, significa que as relações filogenéticas entre esses grupos não estão completamente resolvidas, formando politomias (poli = muitos) (16).

Cladogramas



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Atividade: Construindo um cladograma

Analise a seguinte matriz de dados sobre características de cinco gêneros de dinossauros e construa um cladograma que melhor reflita as relações de parentesco evolutivo entre esses gêneros. As condições derivadas estão destacadas em fundo colorido.





Allosaurus Stegosaurus Parasaurolophus Pachycephalosaurus TríceratopsOrifício no encaixe do osso do quadril Processo posterior do púbis

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Esmalte em camadas desiguais nos dentes

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Expansão na base do crânio Ausente Ausente Ausente Três chifres na cabeça Ausente Ausente Ausente Ausente Imag

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Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 4 Jastrow (2006) / Ludovisi Collection - National

Museum of Roma / Public Domain.http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Aristotle_Altemps_Inv8575.jpg

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8 Alexander Roslin. Restaurada digitalmente por Greg L. / United States Public Domain.

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Carolus_Linnaeus_(cleaned_up_version).jpg

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10 Carl Linnæus, published in 1760 in Halle (Germany) / Public Domain

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Systema_Naturae_cover.jpg

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20a J. G. Keulemans / Mivart, St. George Jackson, 1827-1900 / Public Domain.

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20b J. G. Keulemans / Mivart, St. George Jackson, 1827-1900 / Public Domain.

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20c J. G. Keulemans / Mivart, St. George Jackson, 1827-1900 / Public Domain.

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26 SEE-PE Acervo SEE-PE 07/02/201227 SEE-PE Acervo SEE-PE 07/02/201231 SEE-PE Acervo SEE-PE 07/02/2012



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32 SEE-PE Acervo SEE-PE 07/02/2012



37a Nobu Tamura / GNU Free Documentation License

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37b Nobu Tamura / GNU Free Documentation License

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Stegosaurus_BW.jpg

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37c LeCire / Public Domain http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Parasaurolophus.jpg

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37d Nobu Tamura / GNU Free Documentation License

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37e Nobu Tamura / GNU Free Documentation License

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