View
1.934
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
Princípios da Classificação
dos Organismos
Quantas
espécies
existem e
existiram?
Como
organizá-
las?
Desafio
• Como organizar nosso conhecimento
sobre os diferentes grupos de organismos
• A biodiversidade corresponde a uma
quantidade tão grande de informações,
que a síntese desse conhecimento e a
decisão sobre a melhor maneira de
organizá-lo constituem grandes desafios.
Como organizar o
conhecimento biológico
Táxons: grupos de organismos (espécies ou
grupos hierarquicamente mais abrangentes)
Taxonomia: teoria e prática de descrever,
nomear e classificar a diversidade biológica
Sistemática: estudo da biodiversidade
enfocando suas relações comparativas e
evolutivas, incluindo a inferência filogenética
(ou seja, as relações de parentesco evolutivo
entre os táxons)
História da taxonomia
• A história da taxonomia é antiga:
identificar e nomear a diversidade
biológica são elementos fundamentais da
inteligência e linguagem humanas
• Atributos da taxonomia:
– descrição,
– atribuição de nomes para os táxons e
– classificação da diversidade biológica
Organizando o conhecimento
biológico Sem um sistema de classificação biológica
padronizado, a comunicação e utilização do
conhecimento sobre a biodiversidade seria impossível
de ser realizado objetivamente.
Felis silvestris catus
(Linnaeus, 1758) Canis lupus familiaris
(Linnaeus, 1758)
http://tolweb.org/tree/
phylogeny.html
Tree of Life web
project
http://species.wikimedia.
org/wiki/Página_principal
WIKISPECIES
Classificação biológica
• Tem suas raízes em teorias de
classificação dos objetos formalizadas na
antiguidade
• Considerar apenas dois personagens, que
estão entre os mais importantes no
desenvolvimento histórico da disciplina:
Aristóteles e Linnaeus
História da Taxonomia
Aristóteles (384-322 AC,
filósofo grego): método da
divisão lógica
Carl Linnaeus (1707-
1778, botânico,
zoólogo e médico
sueco): sistema de
classificação “natural”
Aristóteles
• Considerado o inventor da lógica
• A lógica era uma ferramenta para atingirmos o conhecimento sobre o mundo
• Na concepção aristotélica, a lógica determina as normas para que o pensamento seja preciso e nos conduza a conclusões precisas sobre aquilo que desejamos conhecer
• A teoria da classificação dos objetos constitui um elemento importante da lógica de Aristóteles.
Método aristotélico de classificar os
objetos
• Método da divisão lógica:
– Para classificar um grupo de objetos,
primeiramente selecionamos uma ou um
conjunto de características
– Em seguida, agrupamos aqueles que
possuem tal característica daqueles que não
a possuem
– Em seguida, subdividimos cada um dos
subgrupos
Exemplos
Exemplos
• Animais terrestres e animais aquáticos
• Neste primeiro passo da divisão, o conjunto de objetos inicial constitui o gênero (genos) e cada um dos dois grupos subordinados constituem a espécie (eidos)
• Subdividir “animais aquáticos” em animais “ovíparos” versus “vivíparos”. Nesse caso, o gênero é “animais aquáticos” enquanto que as espécies são “ovíparos” e “vivíparos”.
Característica do método de
divisão lógica
• Todo o sistema de classificação resultante depende, em grande parte, do ponto de partida, ou daquelas características utilizadas nos primeiros passos da classificação
• Aristóteles enfatizou que um sistema de classificação para a diversidade biológica baseado na divisão lógica jamais geraria um sistema sem contradições
Problemática
• Na divisão entre “animais aquáticos” e “animais terrestres” dividimos grupos de organismos claramente relacionados
• Cetáceos e outros mamíferos aquáticos estariam separados dos mamíferos terrestres
• Mas o que fazer com as outras similaridades entre cetáceos e os outros mamíferos?
• Os pingüins poderiam ficar junto com os mamíferos aquáticos e peixes, mas o que fazer com todas as outras semelhanças entre os pingüins e outras aves terrestres?
Problemática
• Outro problema: as características
consideradas importantes para o primeiro
passo da divisão podem ser muito
variáveis, dependendo do classificador
• Diferentes classificadores gerariam
sistemas de classificação distintos e
contraditórios entre si.
O sistema de classificação
“natural”
• Preocupação com a busca de um sistema “natural”, ou seja, um sistema de classificação que refletisse a ordem verdadeira por trás da organização dos seres vivos
• A definição do que constitui um sistema “natural” dependerá daquilo em que acreditamos ser a causa para a organização biológica
O sistema de classificação de
Lineu
Lineu (1707-1778)
Linnaeus: sistema de
classificação “natural”
Visão de mundo dele: o universo havia
sido criado por Deus exatamente como é,
e as espécies são fixas e imutáveis
Sistema “natural”: reflete a ordem
verdadeira por trás da organização dos
seres vivos tal qual o Plano Divino
5 níveis hierárquicos: Reino, Classe,
Ordem, Gênero e Espécie (em ordem
decrescente de generalidade)
Linnaeus: sistema de
classificação “natural”
Usava o método da divisão lógica de
Aristóteles
Listava e classificava com base nas
'características essenciais' dos organismos
Ele assumia que esse método poderia
atingir a um duplo objetivo:
1. correta identificação dos táxons;
2. correta definição de suas características
essenciais
Linnaeus: sistema de
classificação “natural”
1. Sistema binomial: nome em latim, constituído pelo
nome do gênero, com letra maiúscula seguido pelo
epíteto especifico, em letras minúsculas. O nome
completo de uma espécie são os dois nomes
combinados. Ex. Canis lupus.
2. Padronização da prática taxonômica:
Anteriormente a Lineu, não havia consenso, ou
padronização sobre vários aspectos da pesquisa
taxonômica. Com a obra de Lineu, muitas dessas
atividades foram padronizadas.
Grupos naturais de Lineu
• Vários dos agrupamentos feitos por Lineu
ainda são considerados grupos “naturais”
• Era Lineu um seguidor estrito da divisão
lógica?
• No fim de sua vida, Lineu admitiu que os
agrupamentos são feitos por inspeção e
não pelo uso estrito da divisão lógica
Exemplos de desvios da utilização
do método de divisão lógica
• Inclusão em um mesmo gênero, espécies de plantas que diferiam no número de estames
• Inclusão de dípteros ápteros entre os Diptera (insetos de duas asas)
• Aparentemente, Lineu estava ciente das deficiências do método da divisão lógica
• Mas acreditava que tais dificuldades eram provisórias, e que quando todos os gêneros fossem descobertos e corretamente descritos, tais dificuldades não mais existiriam
A finalidade da classificação para
Lineu
• Gerar um sistema geral de referência para
fins utilitaristas de identificação
Táxon e categoria taxonômica
• Os táxons são os agrupamentos de
entidades biológicas reais, formados com
base em uma definição
• a categoria refere-se ao status de um
agrupamento em um esquema de
classificação
Táxon
• Exemplo: reunir todas as populações
conhecidas da mosca doméstica no táxon
Musca domestica
• Musca domestica é o nome dado ao conjunto
formado por todos os indivíduos, do tempo
presente e do tempo passado, considerados
como pertencentes à mesma espécie por
possuírem certas características usadas para
definir esse conjunto
Categoria taxonômica
Hierarquia
lineana
Classificação Taxonômica:
Homem Domínio: Eukarya
Reino: Animalia (ou Metazoa)
Sub-Reino: Metazoa (ou Eumetazoa)
Filo: Chordata
Classe: Mammalia
Subclasse: Theria
Infraclasse: Placentalia
Ordem: Primates
Família: Hominidae
Gênero: Homo
Espécie: Homo sapiens
Sistema Geral de Referência para
a diversidade biológica
• Nosso atual sistema de classificação
biológica
• Tem suas origens na teoria de
classificação dos objetos (Aristóteles)
• Foi aprimorada ao longo dos anos por
outros autores, como Lineu
A classificação filogenética
• Um sistema de classificação constitui um sistema geral de referência para a diversidade
• Mas não necessariamente esse sistema de referência precisa refletir nosso conhecimento sobre as relações de parentesco evolutivo (relações filogenéticas) entre os diferentes organismos
A classificação filogenética
• Para Lineu e seus contemporâneos, um sistema de classificação natural refletia a ordem como estabelecida pelo plano do Criador
• No entanto, com o desenvolvimento de idéias evolutivas, houve uma mudança radical sobre o que constitui um Grupo Natural
• Com o tempo, estabeleceu-se a idéia de que um sistema de classificação natural era aquele que refletia algo sobre a história evolutiva dos organismos.
Os princípios da classificação
filogenética
• A classificação que produz um Sistema
Geral de Referência para a biodiversidade
• Reflete nosso conhecimento sobre as
relações de parentesco entre os táxons
• História evolutiva dos organismos vivos
Árvore filogenética- Darwin
A sistemática como o estudo de
padrões evolutivos
• Método de reconstrução filogenética
• Criado por Willi Hennig na década de
1950
• Utilizados no estudo dos padrões
evolutivos
Reconstrução filogenética
• Se baseia em três princípios
fundamentais:
• 1. A sistemática busca a delimitação de
grupos naturais
Grupos naturais
• Hennig definiu grupo natural aquele
constituído, exclusivamente, por uma
espécie ancestral e todos os seus
descendentes
• Monofilético (mono= um, único; filético=
linhagem)
• Grupos não monofiléticos: Hennig atribuiu
os termos parafilético e polifilético
Grupos monofiléticos
• A concepção Darwinista de evolução divergente
(ou seja, espécies ancestrais se diversificando
em espécies descendentes, numa grande
árvore da vida) implica na existência de grupos
monofiléticos de diferentes níveis de
universalidade, ou seja, grupos naturais dentro
de grupos naturais mais abrangentes
• A sistemática delimita os grupos monofiléticos
de diferentes níveis de universalidade
Monofiléticos, Parafiléticos ou
Polifiléticos?
Grupos
Monofiléticos
Monofiléticos, Parafiléticos ou
Polifiléticos?
Grupos
Polifiléticos
Monofiléticos, Parafiléticos ou
Polifiléticos?
Grupos
Parafiléticos
Segundo princípio fundamental
• A definição dos grupos monofiléticos só é
possível com a descoberta das
semelhanças homólogas e apomórficas
• As semelhanças compartilhadas entre os
organismos podem ser de três tipos:
homoplasias, simplesiomorfias e
sinapomorfias
As semelhanças compartilhadas
entre os organismos
• Semelhanças homoplásicas: não
homólogas (ou seja, semelhanças devido
a convergências ou paralelismos).
• Não têm mesma origem, exemplo: asas-
aves e mamíferos
Homoplasias
Semelhanças
compartilhadas entre os
organismos que não são
homólogas, ou seja,
semelhanças devido a
convergências ou
paralelismos (evoluíram
independentemente e
não são derivadas de
um ancestral comum)
Asas são
não-homólogas
=
Homoplásicas
Semelhanças Homólogas
Semelhanças
compartilhadas
entre os
organismos que
são derivadas de
um ancestral
comum
As semelhanças compartilhadas
entre os organismos
• Semelhanças simplesiomórficas
• Herdadas de níveis anteriores ao
surgimento de um grupo natural
• Semelhanças herdadas de níveis tão
ancestrais que não informam sobre o grau
de parentesco entre os organismos
As semelhanças compartilhadas
entre os organismos • Semelhanças sinapomórficas
• Características compartilhadas por um grupo devido à herança destas características do ancestral comum exclusivo deste grupo (novidades evolutivas compartilhadas)
• Apenas as sinapomorfias indicam o verdadeiro parentesco evolutivo
• A definição dos grupos monofiléticos se dá através da descoberta de suas características sinapomórficas, ou seja, suas novidades evolutivas compartilhadas.
Princípio geral da sistemática
• Um sistema geral de referência para a diversidade biológica (classificação) deve ser construído com base no conhecimento filogenético
• Reconhecer e delimitar os grupos naturais ou monofiléticos, podemos construir classificações, utilizando o tradicional sistema de hierarquias lineanas
• Agrupamentos de táxons monofiléticos de diferentes níveis hierárquicos
• Um sistema de classificação constitui o principal “produto” que a sistemática e a taxonomia podem fornecer aos usuários da informação sobre a diversidade biológica
Classificação filogenética
• A vantagem da classificação filogenética é
que, além de fornecer um sistema geral
de referência para a diversidade como
qualquer outro sistema de classificação,
ainda permite resgatar o conhecimento
sobre as relações evolutivas entre os
táxons
Onde estudar ...
Purves et al. Vida. Capítulos 23 (tem na biblioteca)
Santos & Calor. 2007. Ensino de biologia evolutiva
utilizando a estrutura conceitual da Sistemática
Filogenética I. Ciência & Ensino 1: 1-8.
Matioli. 2001. Biologia molecular e evolução. Holos
Editora, Ribeirão Preto. (tem na biblioteca)
Recommended