Sistemática Filogenética ou Cladística Aula 4º Ano

Sistemática Filogenética ou Cladística

• Entende-se que a diversidade de seres vivos é resultante de processos evolutivos e que esses processos ocorrem por anagêneseanagênese e por cladogênesecladogênese.

• As relações evolutivas entre os seres vivos são representadas por diagramas denominados cladogramas (clado = ramo), em que se destacam os pontos onde ocorreram os eventos cladogenéticos e se considera a anagênese como processo que origina as novidades evolutivas.

• A filogenia só pode ser reconstruída com base em caracteres derivados compartilhados.

Evolução e Sistemática• A sistemática é a área da Biologia que se

preocupa principalmente em compreender a filogeniafilogenia: história evolutiva das espécies de seres vivos.

• Sistemática evolutiva X sistemática filogenética ou cladística:

• diferem nos critérios para se definir os táxons: a filogenética usa apenas as novidades evolutivas para formar grupos e há um método para se testar hipóteses de parentesco.

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

Anagênese e Cladogênese

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

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

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).

Cladogramas

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

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

• Somente são aceitos grupos monofiléticosmonofiléticos:: formados por organismos que compartilham a mesma condição derivada de um ou mais caracteres e que descendem de um ancestral comum exclusivo.

Cladogramas• 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.• Nó: ponto de onde partem as ramificações.

Representa o ancestral comum hipotético para todos os grupos acima dele. Os grupos acima de cada nó são monofiléticos. Cada nó simboliza um evento cladogenético.

Princípio da parcimônia Marcar o menor número possível de passos no

cladograma: características que ocorrem em um

número maior de organismos são as primeiras a

serem colocadas no cladograma a partir da raiz e

assim sucessivamente. O princípio da parcimônia sugere que uma

determinada característica derivada deve ter

surgido uma única vez na evolução. Por isso deve

ser apontada no cladograma uma única vez.

Cladograma

Allosaurus Stegosaurus Parasaurolophus Pachycephalosaurus Triceratops

Quadril

Púbis

Dente

Crânio

Chifre

Conceitos de espécie

• Conceito biológico: organismos capazes de se reproduzir e dar origem a descendentes férteis.

• Conceito filogenético: população ou grupo de populações definidas por uma ou mais condições derivadas.

Tipos de SeleçãoSeleção DirecionalAs condições ambientais favorecem um fenótipo extremo, diferente do que representa a média da população.

Melanismo industrial

Resistência a antibióticos

Resistência a inseticidas

Tipos de SeleçãoSeleção Estabilizadora - NormalizadoraAtua em populações que vivem em ambientes relativamente estáveis, nas quais a média dos indivíduos está bem adaptada às condições ambientais.

Tipos de SeleçãoSeleção Disruptiva – Diversificada

O ambiente favorece os indivíduos de ambos os extremos da curva de distribuição normal, enquanto os indivíduos médios levam desvantagens.

Esse tipo de seleção leva à diversificação da população – pode ser o primeiro passo para a formação de novas espécies.

Adaptação Individual

Adaptação evolucionáriaResultado da Seleção Natural durante os milhões de anos de nosso desenvolvimento

Homeostase - consiste em manter constante determinada função orgânica, pela utilização de mecanismos que compensam a variação ambiental.

O fenótipo resulta da interação entre o genótipo e o meio ambiente.

A capacidade de um genótipo produzir diferentes fenótipos em resposta ao ambiente é o que se denomina sua NORMA DE REAÇÃO.

EspeciaçãoConceito biológico de espécie

Espécies são grupos de populações naturais potencialmente capazes de se cruzar e que estão reprodutivamente isoladas de outros grupos semelhantes.

UNIDADE REPRODUTIVA – seus membros se cruzam entre si, mas não com os de outras espécies.

UNIDADE ECOLÓGICA – apresentam características próprias e que mantém relações bem definidas com o ambiente e com outras espécies.

UNIDADE GÊNICA – possui um patrimônio gênico característico, que não se mistura com o de outras espécies e evolui independentemente.

EspeciaçãoConceito de raça ou subespécie

São populações de mesma espécie que diferem em determinadas características e estão adaptadas a ambientes diferentes. Na natureza, porém, essas subespécies raramente se cruzam.

EspeciaçãoOrigem de novas espécies

ANAGÊNESE – a população vai se modificando gradativamente, em função de contínuas alterações nas condições ambientais, o que resulta em uma população tão diferente da original que pode ser considerada nova espécie.

CLADOGÊNESE – as novas espécies se formam por irradiação adaptativa, isto é, a partir de grupos que se isolam da população original e se adaptam a diferentes regiões. Depois de longo tempo de isolamento, as populações originam novas espécies.

Modelo Cladogênico de Especiação

Etapas seqüenciaisIsolamento geográfico; Diversificação gênica; Isolamento reprodutivo

Tipos de Isolamento Reprodutivo

Mecanismos Pré-Zigóticos de IsolamentoOs membros de duas espécies não se cruzam pelo fato de viverem em habitats diferentes.• Isolamento sazonal ou estacional – os membros de duas espécies não se cruzam porque seus períodos de reprodução não coincidem.•Isolamento etológico ou comportamental - os membros de duas espécies não se cruzam porque seus comportamentos de corte, antes do acasalamento, são diferentes e incompatíveis.•Isolamento mecânico - os membros de duas espécies não se cruzam por incompatibilidade entre seus órgãos reprodutores.

Mecanismos Pós-Zigóticos de IsolamentoOs membros de duas espécies podem copular, mas o embrião morre ou o híbrido que surge do cruzamento é estéril.

ROCHAS SEDIMENTARES: ESTRATIFICADAS

• Nas camadas mais antigas somente são encontrados organismos muito primitivos.

• Cordados, mamíferos e entre eles os primatas somente são encontrados em camadas mais recentes.