Universidade Federal do Espírito Santo Centro Universitário Norte do Espírito Santo ORIGEM E...

Universidade Federal do Espírito SantoCentro Universitário Norte do Espírito Santo

ORIGEM E EVOLUÇÃO DA VIDA

AULAS 9 E 10:SISTEMÁTICA

Prof. Elaine Della Giustina Soares

Prof. Frederico Falcão SallesProfa. Adriana Quintella Lobão

Multicelularidade

Diversificação a partir de espécie

ancestral

= Novidade evolutiva

= Ramificação da linhagem

Para entendermos toda esta diversidade é necessário nomeá-

la e organizá-la

TAXONOMIA OU SISTEMÁTICA

A Taxonomia (do latim taxon - grupo e nomos - normas) é a ciência

responsável por nomear, descrever e classificar os seres vivos, e serve

de base para disciplinas como a genética, ecologia, ou qualquer

outra na área biológica.

Por que nomear?

• Para facilitar a comunicação

E porque normas para dar nomes?

• Para tornar estes nomes universais

Globo

penal

vina

patente

Nomenclatura científica:

Tem a finalidade de permitir a comunicação entre a comunidade científica

• Códigos Internacionais de Nomenclatura:

– CÓDIGO INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA ZOOLÓGICA;

– CÓDIGO INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA BOTÂNICA;

– Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana;

– Código Internacional de Classificação e Nomenclatura de Vírus.

• IndependentesIndependentes

OBJETIVO PRINCIPAL

Promover a ESTABILIDADE e a máxima UNIVERSALIDADE dos

nomes científicos; assegurar que cada nome seja único e

distinto.

Pela independência dos códigos plantas e animais podem ter o

mesmo nome

• Para se nomear uma espécie, utiliza-se um SISTEMA

BINOMIAL, onde os binômios são latinos ou latinizados;

Homo sapiens Linnaeus, 1758

• Nomes de gêneros e espécies devem aparecer destacados no texto

Nome do

gênero

Epíteto específic

o

Autor

DataNão usado no ICBN

NUNCA DEVE SER USADO SOZINHO

TAXONOMIA OU SISTEMÁTICA

A Taxonomia (do latim taxon - grupo e nomos - normas) é a ciência

responsável por nomear, descrever e classificar os seres vivos, e serve

de base para disciplinas como a genética, ecologia, ou qualquer

outra na área biológica.

Classificação

• Construir classes sobre as quais possamos fazer generalizações

• De acordo com a finalidade• Artificiais (teleológica, ecológica)

– i.e. plantas daninhas, animais de corte; decompositores, predadores

• Natural (respeitam as relações filogenéticas e a origem evolutiva)– P.e. Insecta, Primatas, aves– Classificação filogenética – GRUPOS NATURAIS

Gênese da linhagem

Classificação

Hierárquica• Categorias taxonômicasReinoClasseOrdemFamíliaGêneroEspécie

Qual a diferença entre táxon e categoria

taxonômica?

História da Classificação

Pré – lineana

Tipológica (Aristotélica)

Divisão lógica dos organismos

Lineana

Pré-evolutivo

Até o séc. XIX acreditava-se que os organismos, frutos de criação divina, não se modificavam ao

longo do tempo.

Toda a diversidade atual teria sido criada por Deus e mantida inalterada por toda a história geológica

da Terra.

Período Evolutivo

A idéia de que os organismos mudavam ao longo do tempo e de que tais mudanças poderiam ser

transmitidas de uma geração para outra foi bem estabelecida após o surgimento da

TEORIA DA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA.

Período Evolutivo

TEORIA DA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA

A origem das Espécies pela Seleção Natural (1859)

Charles Darwin&

Alfred Wallace

Premissa atual

A sistemática, além de documentar e COMPREENDER a diversidade biológica...

E por isto, ... deve reconstruir a história da diversidade

desenvolvendo CLASSIFICAÇÕES NATURAIS dos organismos

Princípios da Classificação Zoológica

CLASSIFICAÇÕES NATURAIS

...são aquelas que refletem a...

HISTÓRIA EVOLUTIVAFILOGENIAReúnem os organismos por ancestralidade comum

Princípios da Classificação Zoológica

Árvore filogenética...

É um diagrama ramificado que mostra as relações entre táxons, de acordo com sua origem a partir de ancestrais comuns.

Uma filogenia mostra com qual outra espécie (ou grupo de espécies) uma determinada espécie (ou grupo de espécies)

compartilha o ancestral comum mais recente.

CladogramaÁrvore filogenética construída a

partir da análise cladística

Sistemática Filogenética

Hennig (1950) Theorie der phylogenetischen systematik

Oferecer um método claro, testável e objetivo

Hennig (1966)

1950

“Seu objetivo principal é desenvolver a classificação

organismal baseada na INFERÊNCIA correta DA CLADOGÊNESE.” (Avise

2004)

Cladograma-Terminologia

Ramos, linhagens

Nó, ancestral inferido

Raiz

Terminal Topologia

Propriedades do cladograma

Nenhum significado de ordenação

Padrão dicotômico de quebra

Tempo relativo

Basal X Derivado

Agora que vocês já sabem ler uma árvore vamos

voltar ao grupos naturais

Grupos Naturais

• GRUPO MONOFILÉTICO– Ancestral e todos os descendentes

• Parafilético e polifilético– Não inclui todos os descendentes

Princípios da Classificação Zoológica

CLASSIFICAÇÕES NATURAIS

...são aquelas que refletem a...

HISTÓRIA EVOLUTIVAFILOGENIAReúnem os organismos por ancestralidade comum

Se baseiam em grupos monofiléticos

Conceitos básicos de filogenia

MONOFILÉTICO

Agrupamento natural de táxons.Inclui um ancestral e TODOS os seus

descendentes!!!

Conceitos básicos de filogenia

PARAFILÉTICO e POLIFILÉTICO

Agrupamento artificial de táxons.

Inclui um ancestral e PARTE dos seus descendentes!!!

Princípios da Classificação Zoológica

SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA

Classificações baseadas em similaridade não refletem, necessariamente, a filogenia!!

Semelhança, simplesmente, não deve ser usada como evidência de proximidade filogenética.

Novidades Evolutivas

Tipos de semelhanças

HomologiaAristóteles

- homologia: correspondência topológica

- analogia: correspondência de função

Richard Owen, 1843

- Homologia: “O MESMO ÓRGÃO em diferentes animais apresentando uma grande variedade de formas e funções” “The same organ in different animals under every variety of form and function”

- Analogia: “parte ou órgão em um animal com a mesma função de uma outra parte de um outro animal” ‘part or organ in one animal which has the same function as another part or organ in a diferent animal”

HOMOLOGIA – ORIGEM COMUM

HomologiaAristóteles

- homologia: correspondência topológica

- analogia: correspondência de função

Richard Owen, 1843

- Homologia: “O MESMO ÓRGÃO em diferentes animais apresentando uma grande variedade de formas e funções” “The same organ in different animals under every variety of form and function”

- Analogia: “parte ou órgão em um animal com a mesma função de uma outra parte de um outro animal” ‘part or organ in one animal which has the same function as another part or organ in a diferent animal”

HOMOLOGIA – ORIGEM COMUM

Dentro do paradigma evolutivo a afirmação de HOMOLOGIA em

GRUPOS DISTINTOS está associada a idéia de que esta estrutura estava presente no ANCESTRAL COMUM destes grupos.

O objetivo da reconstrução filogenética é reconhecer estas homologias e estes grupos

Homologia

FERRAMENTA BÁSICA para a comparação dos indivíduos distintos .

Um dos conceitos mais fundamentais da biologia comparada.

Homologia EvidênciasA evolução não pode ser vista (então

temos que nos basear no que vemos nos organismos atuais)

Critérios para o reconhecimento

• Forma

• Posição

Homologia Evidências

A evolução não pode ser vista

Critérios para o reconhecimento

• Forma

• Posição

• Ontogenético – estruturas que se formam a partir de conjuntos de células que ocupavam a mesma posição nos estágios embrionários iniciais

gato

golfinho

Analogia• Pré-evolutivo• Função• Independente de:

– Posição– Homologia

Outro tipo de semelhança

Não deve ser utilizada na classificação

HomoplasiaConceito do período “evolutivo”

Homoplasia

Semelhança adquirida independentemente em dois ou mais grupos

HOMOPLASIA

Paralelismo

Gillot, 1995

HOMOPLASIA

Paralelismo

A B C D E F

Paralelismo

HOMOPLASIAConvergência

Paralelismo

HOMOPLASIA

Convergência

Paralelismo

HOMOPLASIAReversão

Convergência

Paralelismo

Gillot, 1995

HOMOPLASIAReversão

A B C D E F

Convergência

Paralelismo

Reversão

Homologia

FERRAMENTA BÁSICA para a comparação dos indivíduos distintos .

Um dos conceitos mais fundamentais da biologia comparada.

Caráter-Caráter: Atributo- Asa anterior- Asa posterior-Estado: “Formas” apresentadas

pelo atributo (caracteristica)-Série de transformação:

sequência de mudanças evolutivas ocorridas entre dois ou mais estados de caráter

primitiva derivada

Caráter e sua série de transformação

-Série de transformação: sequência de mudanças evolutivas ocorridas entre dois ou mais estados de caráter

primitiva derivadaplesiomórfica apomórfica

•plesiomorfia•simplesiomorfia

•apomorfia•sinapomorfia

conceitos relativos

plesiomórfico

apomórfico

Haltere é a SINAPOMORFIA dos Diptera

Passos da análise cladística

• Passo 1

• Passo 2

• Passo 3 - Construção de cladograma

Universo de cladogramas possíveis

PARCIMÔNIA-Critério para a construção da árvore - Menor número de mudanças evolutivas possíveis- No começo da análise todos os caracteres são considerados HOMÓLOGOS

Leitura de Cladograma

Qual é o é diferente?