material da uespi simone
TRANSCRIPT
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 1/127
UAB – UNIVERSIDADE ABERTA DO BRASILFUESPI – FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE ESTADUAL DO PIAUÍ
NEAD – NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA
LICENCIATURA PLENA EM BIOLOGIA
FUESPI2011
SISTEMÁTICA E BIOGEOGRAFIA
Paulo Lopes Sobrinho
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 2/127
S6779s Sobrinho, Paulo Lopes.Sistemática e biogeografia / Paulo Lopes Sobrinho. – Teresina
: UAB/FUESPI/NEAD, 2011.
127 p.
1. Biologia - Ecossistemas. 2.Biogeografia - Sistemática ediversidade biológica l. Paulo Lopes Sobrinho. II. Título.
CDD: 578.09
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 3/127
Presidente da RepúblicaDilma Vana Rousseff
Vice-presidente da RepúblicaMichel Miguel Elias Temer Lulia
Ministro da EducaçãoFernando Haddad
Secretário de Educação a DistânciaCarlos Eduardo Bielschowsky
Diretor de Educação a Distância CAPES/MECCelso José da Costa
Governador do Piauí
Wilson Nunes MartinsSecretário Estadual de Educação e Cultura do Piauí
Átila de Freitas Lira
Reitor da UESPI – Universidade Estadual do Piauí Carlos Alberto Pereira da Silva
Vice-reitor da UESPINouga Cardoso Batista
Pró-reitor de Ensino de Graduação – PREG
Marcelo de Sousa Neto
Coordenadora da UAB-UESPIMárcia Percília Moura Parente
Coordenador Adjunto da UAB-UESPIRaimundo Isídio de Sousa
Pró-reitor de Pesquisa e Pós-graduação – PROPIsânio Vasconcelos de Mesquita
Pró-reitora de Extensão, Assuntos Estudantis e Comunitários – PREX
Francisca Lúcia de Lima
Pró-reitor de Administração e Recursos Humanos – PRADAcelino Vieira de Oliveira
Pró-reitor de Planejamento e Finanças – PROPLANRaimundo da Paz Sobrinho
Coordenadora do curso de Licenciatura Plena em Ciências Biológicas – EADRoselis Ribeiro Barbosa Machado
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 4/127
EdiçãoUAB - FNDE - CAPESUESPI/NEAD
Diretora do NEADMárcia Percília Moura Parente
Diretor AdjuntoRaimundo Isídio de Sousa
Coordenadora do Curso de LicenciaturaPlena em Ciências BiológicasRoselis Ribeiro Barbosa Machado
Coordenador de TutoriaLúcio Mauro Estolano de Mattos
Coordenadora de Produção de MaterialDidáticoCândida Helena de Alencar Andrade
Autor do LivroPaulo Lopes Sobrinho
RevisãoTeresinha de Jesus Ferreira
Diagramação
Luiz Paulo de Araújo FreitasCapaLuiz Paulo de Araújo FreitasFonte da imagem: <http://inss.nireblog.com>
MATERIAL PARA FINS EDUCACIONAISDISTRIBUIÇÃO GRATUITA AOS CURSISTAS UAB/UESPI
UAB/UESPI/NEAD
Campus Poeta Torquato Neto (Pirajá),NEAD, Rua João Cabral, 2231, bairro
Pirajá, Teresina (PI). CEP: 64002-150,Telefones: (86) 3213-5471 / 3213-1182
Web: ead.uespi.brE-mail:[email protected]
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 5/127
SUMÁRIO
UNIDADE 1 – NASCIMENTO E AVANÇOS DA BIOLOGIA
1 INTRODUÇÃO: SISTEMÁTICA E DIVERSIDADE BIOLÓGICA..........131.1. A Diversidade Biológica ..................................................................... 14
1.2. Dimensionando a diversidade biológica ............................................15
2 O NASCIMENTO DA BIOLOGIA: ARISTÓTELES ...............................15
2.1 Aristóteles: Breve Histórico .................................................................15
2.2 Métodos de Investigação ....................................................................15
2.3 Aristóteles e a teoria da Pangênese .................................................... 16
ATIVIDADE 01 ..........................................................................................17
3 ORIGEM DA VIDA NA TERRA..............................................................183.1 Introdução ...........................................................................................18
3.2 Por que na Terra?................................................................................18
3.3 A origem da Vida na Terra – o princípio ...............................................18
3.4 As primeiras ideias e os mitos sobre o surgimento dos primeiros seres
vivos .........................................................................................................19
3.4.1 Criação Especial .............................................................................19
3.4.2 Teoria Cosmozóica ..........................................................................19
3.4.3 Teoria Naturalista .............................................................................20
3.4.4 Geração Espontânea ou Abiogênese versus Biogênese .................20
3.4.5 Início da Década de 1860 – o queda definitiva da abiogênese .........25
3.5 Evolução Gradual dos Sistemas Químicos ..........................................26
3.6 O Experimento de Miller ......................................................................28
3.7 A Terra e a Probabilidade do Aparecimento da Vida ...........................29
ATIVIDADE 02 ..........................................................................................31
4 A ORIGEM DO CARBONO ....................................................................31ATIVIDADE 03 ..........................................................................................35
UNIDADE 2 – COMO TRABALHO O CIENTISTA E AS CLASSIFICAÇÕES
DOS SERES VIVOS
5 MÉTODO HIPOTÉTICO-DEDUTIVO: INTRODUÇÃO .........................39
5.1 Definição de Método Científico ...........................................................40
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 6/127
5.2 A Ciência é uma atividade intelectual sistemática ...............................42
5.3 História do Método Científico ..............................................................44
ATIVIDADE PRÁTICA SOBRE MÉTODO CIENTÍFICO .............................46
6 A COLEÇÃO TAXONÔMICA..................................................................466.1 Fontes de Material para Coleções ......................................................49
6.2 Permuta ..............................................................................................49
6.3 Retenção ............................................................................................50
6.4 Tipos de Coleções ..............................................................................50
6.5 Coleta .................................................................................................55
ATIVIDADE 04 ..........................................................................................55
7 CONCEITOS FUNDAMENTAIS EM FILOGENIA: APOMORFIA,
PLESIOMORFIA, MONOFILETISMO E POLIFILETISMO .......................56
7.1 Homologia ..........................................................................................57
7.2 Séries de transformação .....................................................................59
7.3 Caracteres compartilhados .................................................................62
7.4 Polarização de Séries de transformação ............................................63
7.5 Forma e Agrupamentos Taxonômicos .................................................65
ATIVIDADE 05 ..........................................................................................68
UNIDADE 3 – DISTRIBUIÇÃO DA VIDA NA TERRA
8 NOÇÕES BÁSICAS SOBRE CLASSIFICAÇÕES BIOLÓGICAS ....... 71
8.1 O Sistema Geral de referência da Diversidade Biológica e o Sistema
Lineano.....................................................................................................71
8.2 As Escolas Taxonômicas: Princípios Gerais ........................................75
8.3 Os Princípios Gerais das Classificações Filogenéticas.......................81
ATIVIDADE 06 ..........................................................................................82
9 NOÇÕES DE BIOGEOGRAFIA – DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES ...829.1 Escolhendo onde viver e forragear ......................................................83
9.2 O ambiente influencia a evolução das sociedades animais .................84
9.3 Ecossistemas .....................................................................................84
9.3.1 Os Climas da Terra ..........................................................................84
9.3.2 A Circulação Atmosférica Global influencia os climas .......................85
9.3.3 Alguns Ecossistemas não são movidos pela Luz Solar direta...........87
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 7/127
9.3.4 A atmosfera regula as temperaturas próximo à superfície da Terra ...88
9.4 Biogeografia .......................................................................................89
9.4.1 Porque as espécies são encontradas em suas atuais distribuições 89
9.4.2 Os eventos do passado influenciam as atuais distribuições .............909.4.3 Métodos Biogeográficos Modernos .................................................92
9.5 O Papel da História na Biogeografia ................................................... 92
9.5.1 A Vicariância e a dispersão podem explicar as distribuições ...........93
9.5.2 Os Biogeógrafos usam a parcimônia para explicar as distribuições.94
9.5.3 Histórias biogeográficas são reconstruídas a partir de vários tipos de
evidências ................................................................................................95
9.5.4 A Terra pode ser dividida em regiões biogeográficas .......................95
9.6 Ecologia e Biogeografia ..................................................................... 96
9.6.1 A riqueza de espécies de uma área é determinada pelas taxas de
colonização e extinção ..............................................................................96
9.6.2 A riqueza de espécies varia com a latitude .......................................97
UNIDADE 4 – ORGANIZAÇÃO DA VIDA NA TERRA: ECOSSISTEMAS
10 BIOMAS TERRESTRES ..................................................................101
10.1 Os Biomas são identificados por seus climas distintos e suas plantas
dominantes .............................................................................................101
10.2 A Tundra é encontrada em altas latitudes e em montanhas altas ......102
10.3 As Florestas Boreais são dominadas por árvores perenifólias ........102
10.4 As Florestas Temperadas decíduas mudam com as estações ........103
10.5 As Pradarias Temperadas...............................................................103
10.6 Os Desertos frios são altos e secos ................................................103
10.7 Os Desertos quentes ocorrem por volta dos 30º de latitude.............104
10.8 O clima do Bioma Mediterrâneo é seco e agradável .......................10410.9 Os bosques espinhosos (thorn forests) e as savanas tropicais têm climas
semelhantes ...........................................................................................105
10.10 As Florestas Tropicais Decíduas ocorrem nas planícies quentes ...105
10.11 As Florestas Tropicais Perenifólias são ricas em espécies ...........106
11 BIOGEOGRAFIA AQUÁTICA ............................................................106
11.1 Os Ecossistemas de água doce têm pouca água e muitas espécies ... 107
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 8/127
11.2 As regiões biogeográficas marinhas são determinadas principalmente
pela temperatura da água e pelos nutrientes ...........................................107
11.3 Eventos Vicariantes marinhos influenciam a distribuição das espécies... 108
12 A BIOGEOGRAFIA E A HISTÓRIA DO HOMEM ...............................109ATIVIDADE 07 ........................................................................................ 110
13 NOÇÕES DE NOMENCLATURA TAXONÔMICA ............................ 111
13.1 Algumas informações sobre a nomenclatura ................................... 113
13.2 Tipificação ...................................................................................... 114
13.3 Noções de Coleta ........................................................................... 114
13.4 Regras para Coleta e Herborização ................................................ 117
13.5 Análise em Laboratório ................................................................... 118
14 BIBLIOGRAFIA .................................................................................127
15 ANEXO 01. RELAÇÃO DE FIGURAS ..............................................128
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 9/127
OBJETIVOS
1. Apresentar a disciplina2. Destacar a diversidade biológica da Terra
3. Conhecer a História do Nascimento da Biologia com Aristóteles
4. Compreender o processo de origem da vida
5. Conhecer as experiências com vistas a desvendar os detalhes da origem
da vida
6. Entender a importância do Carbono no desenvolvimento da vida
UNIDADE 1NASCIMENTO E AVANÇOS DA BIOLOGIA
OBJETIVOS
1. Apresentar a disciplina
2. Destacar a diversidade biológica da Terra
3. Conhecer a História do Nascimento da Biologia com Aristóteles
4. Compreender o processo de origem da vida
5. Conhecer as experiências com vistas a desvendar os detalhes da origem
da vida
6. Entender a importância do Carbono no desenvolvimento da vida
UNIDADE 1NASCIMENTO E AVANÇOS DA BIOLOGIA
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 10/127
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 11/127
13
UESPI/NEAD Biologia
1 INTRODUÇÃO: SISTEMÁTICA E DIVERSIDADE BIOLÓGICA
1.1 A Diversidade Biológica
É impossível compreender plenamente uma área do conhecimento
ou uma teoria sem saber precisamente qual é o problema subjacente que
pretende resolver. O problema da Biologia Comparada, de modo geral, e da
Sistemática, em particular, é a diversidade biológica. Ou seja, as diferenças
entre a miríade de grupos de plantas, animais, organismos unicelulares e
procariotos.
Uma divisão muito útil pode ser feita da Biologia em duas grandes
áreas, denominadas “biologia geral” e “biologia comparada”. A biologia geral
(às vezes chamada de Biologia Experimental) trata, em princípio, de processos
biológicos internos: o processo de digestão de proteínas, o processo de
transmissão de impulsos nervosos; o processo de construção de ninhos, o
processo de maturação de gametas nas gônadas, o processo de divisão
mitótica de células etc. Esse conhecimento de modo geral é descritivo, no
sentido que relata da maneira mais precisa possível um determinado processo
em um sistema. Essa descrição pode ser extremamente elaborada, inclusive
apresentada sob a forma de modelos matemáticos, com predições testáveis.
A fisiologia, a bioquímica, a genética celular, a etologia etc. são áreas referidas
como pertencentes à biologia geral. Por outro lado, a biologia comparada
analisa as características de espécies diferentes, procurando claramente as
semelhanças e diferenças entre os grupos. A preocupação última da biologia
comparada certamente é compreender a origem do padrão de semelhanças
e diferenças; e a teoria por trás dessa área é a teoria da evolução, com os
seus processos ao nível populacional e de espécie (por exemplo, vicariância
e extinção). A sistemática, a biogeografia e a embriologia são áreas que
integram a biologia comparada. Note-se que a distinção diz respeito muito
mais a um projeto particular que a uma área de pesquisa ou ao trabalho de
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 12/127
14
Sistemática e Biogeografia
um laboratório. Um fisiologista faz biologia geral quando compreende o
mecanismo de transmissão de impulsos em uma sinapse em Mus musculus ;
por outro lado, faz biologia comparada, quando se preocupa em compreender
as diferenças entre os padrões de transmissão em ratos e em gambás.
O conhecimento da diversidade biológica parece ser tão antigo quanto
o próprio conhecimento humano. O Gênesis, por exemplo, refere-se à origem
das espécies por um processo de criação e relata a atribuição de nomes às
espécies de animais. De fato, esse é um dos exemplos mais antigos
conhecidos de preocupação formal do homem com a elaboração de nomes
para os organismos.
1.2 Dimensionando a diversidade biológica
Quando se aborda a questão da diversidade biológica é necessário
ter em mente a existência de dois aspectos distintos, ainda que entrelaçados.
Um deles é que a diversidade biológica implica em um certo número de grupos
diferentes. Ou seja, na existência de um número de entidades, táxons, que
de alguma maneira podem ser distinguidos uns dos outros. O outro aspecto
implica em um número de caracteres diferentes dessas entidades, ou seja,
cada organismo possui muitos caracteres que podem ser iguais ou diferentes
aos de outros grupos.
Isto posto, pode-se dimensionar de modo um pouco mais preciso
essa diversidade. Para as pessoas que não estão diretamente ligadas à área
biológica, é difícil visualizar a extensão da diversidade. O número de espécies
de animais, plantas e outros grupos formalmente descritos na literatura é
ligeiramente inferior a 2.000.000. Contudo, esse número pode ser
extremamente conservador em relação à real diversidade existente. Alguns
levantamentos de fauna de matas tropicais estimaram que a diversidade de
artrópodes de uma região pode ser de algumas centenas de milhares ou de
até um milhão de espécies. Em diferentes áreas do planeta ou mesmo de um
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 13/127
15
UESPI/NEAD Biologia
continente, as espécies geralmente não são as mesmas de modo que uma
aproximação do número total de espécies poderia ser obtida com um
levantamento do número total de áreas de endemismo. É evidente que nem
todos os ambientes são tão ricos em número de espécies quanto as matas
tropicais. Mesmo assim, deve haver pelo menos uma centena de áreas de
endemismo de mata em todo o globo e algumas dezenas de áreas de
endemismo de ambientes de vegetação aberta. (texto retirado de: AMORIM,
D. S. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Dalton de Souza Amorim.
Ed. Holos: Ribeirão Preto - SP. 153p. 2002).
2 O NASCIMENTO DA BIOLOGIA
2.1 Aristóteles: Breve Histórico
Aristóteles nasceu em Estagira, na Calcidica, em 384 a.C, no seio de
uma família tradicionalmente ligada à medicina e à casa reinante da
Macedônia. Dedicou-se desde cedo a estudos de medicina e da natureza.
A incrível produção intelectual de Aristóteles inclui obras que abrangem
desde a Lógica até detalhes da anatomia de animais (“Corpus Aristotelicus ”,
conjunto de suas obras).
2.2 Métodos de Investigação
Como todos os processos utilizados pela natureza redundam em um
produto atualizado, a função do investigador é iniciar sua pesquisa por esteproduto. O indivíduo concreto, segundo Aristóteles, era a única coisa concreta.
Portanto, todo o conhecimento teria que se esforçar por classificar e
hierarquizar as propriedades comuns dos indivíduos. Existiam, segundo ele,
propriedades comuns a todos os seres (p. ex: ser mortal), outras eram próprias
da espécie humana (ser dotada de “alma racional”).
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 14/127
16
Sistemática e Biogeografia
Através do silogismo, criação aristotélica, poder-se-iam determinar
certas características de um indivíduo, não observáveis, se ele possuía outras
exclusivas de uma classe. Por exemplo: se os homens todos fazem parte da
classe dos mortais, o individuo Sócrates, como homem, necessariamente seria
um mortal.
Inversamente, através de determinadas características de um indivíduo,
já observadas, poderíamos situá-lo em uma classe em que essa característica
fosse exclusiva e onde ela estivesse ligada a uma outra; formaríamos um
silogismo deste tipo:
O cão tem pelos (Premissa menor)
Todos os animais com pelos são mamíferos (Premissa maior)
Logo, o cão é um mamífero.
Através de silogismos múltiplos, tanto em um sentido como no outro,
poderíamos então estabelecer todas as ocasiões em que determinadas
características ocorriam sempre juntas, definindo uma determinada classe.
O passo fundamental na pesquisa, portanto, seria proceder à coleta básica
de dados, estabelecer as diferenças existentes entre os vários animais, o que
foi feito por Aristóteles, por exemplo, em sua História Natural. Apesar de conter
certos dados de fisiologia, a preocupação fundamental do filósofo, nessa obra,
foi a obtenção de dados, e usou não só características físicas, mas também
observações sobre o modo de vida, as atividades, etc., dos animais que lhe
eram conhecidos.
2.3 Aristóteles e a Teoria da Pangênese
NaGeração dos Animais , Aristóteles examinou as evidências pró e contra
a pangênese. Em favor, enumerou:
I. O intenso prazer da cópula, sentido por todo o corpo (todas as partes
do corpo participavam da formação do sêmen);
II. A alegada herança das mutilações;
III. A semelhança dos jovens a seus pais, parte por parte;
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 15/127
17
UESPI/NEAD Biologia
IV. A racionalidade da suposição de que, como
o todo surge de algum primórdio (o sêmen), cada parte
deva ter uma semente peculiar a ela.
Os argumentos contrários à pangênese,
entretanto, pareciam-lhe superiores, e acabou rejeitando
essa doutrina. A principal razão apresentada era que a
semelhança dos jovens a seus pais não era prova da
pangênese, pois se assemelhavam a seus pais no cabelo, unhas, voz, movimento
etc., caracteres estes que não podiam provir de gêmulas. Apesar disso, ele cria
na herança de caracteres adquiridos, apesar de ponderar que nem sempre as
mutilações eram hereditárias. (texto retirado de: PAPAVERO, N.; LLORENTE-
BOUSQUETS, J.; ORGANISTA, D. E.; MASCARENHAS, R.C.S. 2000. História
da Biologia Comparada: desde o Gênero até o fim do Império Romano do
Ocidente. 2ª Ed. Ribeirão Preto – SP: Holos Editora. 168 p.)
SAIBA MAIS
Extra! Teoria da Pangênese: cada
estrutura de um organismo produzcópias microscópicas de sim mesma,as quais “montariam” um novoorganismo durante a gestação. Estaideia deveria explicar as semelhanças.
ATIVIDADE 01
01. Pesquise sobre outras contribuições Aristóteles para o conhecimentohumano.
02. Aristóteles utilizou como critério importante para agrupar os animais, o
Hábitat. Explique porque este critério não é adequado a uma classificação
científica.
03. Explique porque Aristóteles não aceitava a ideia da Pangênese (pesquise
sobre esta teoria).
04. Caracterize a concepção de Aristóteles a respeito do Universo.05. Explique o que eram as “causas” no Universo aristotélico.
06. Explique, dando um exemplo, como é desenvolvido o método de
investigação de Aristóteles (premissas).
07. Nos trabalhos de Aristóteles, o que eram fósseis?
08. Como podiam ser explicadas as “diferenças” entre os animais, segundo
Aristóteles?
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 16/127
18
Sistemática e Biogeografia
3 A ORIGEM DA VIDA NA TERRA
3.1 Introdução
Ao olhar para a Constelação de Sagitário, estamos olhando para o centro
da Via Láctea, a galáxia da qual faz parte o nosso Planeta. Há 250 bilhões de
estrelas na via Láctea e, ao alcance dos telescópios mais potentes, cerca de 10
bilhões de galáxias. De acordo com hipóteses em voga, o Sol formou-se da
condensação de partículas de pó e gases de Hidrogênio e de Hélio.
Os planetas formaram-se do remanescente do gás e do pó, que se
moviam em torno da estrela recém-formada. O pó em movimento e as esferas
em formação continuaram a revolver em torno do Sol, até que cada planeta
limpasse seu percurso, tomando matéria solta, como gigantesca bola de neve.
Calcula-se que o sistema solar, inclusive a Terra, passou a existir há cerca de 4,5
bilhões de anos.
3.2 Por que na Terra?
Entre todos os planetas do sistema solar, a Terra é a mais favorecida
para a produção da vida. Isto porque não está muito perto nem muito longe do
Sol. A temperaturas muito baixas, as reações químicas indispensáveis a
qualquer forma de vida devem cessar. A altas temperaturas, os compostos
químicos são demasiado instáveis para que a vida surja ou se mantenha.
Planetas muito menores não têm atração gravitacional bastante para
manter atmosfera adequada e o planeta muito maior pode tê-la tão densa queas radiações do Sol não alcançam a superfície.
3.3 A origem da Vida na Terra – o princípio
Cerca de um bilhão de anos medeiam entre a formação da Terra e a
data dos fósseis mais antigos até agora descobertos. A matéria-prima mais
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 17/127
19
UESPI/NEAD Biologia
importante para a vida estava na atmosfera do jovem planeta. O componente
principal do Sol e do seu sistema é o Hidrogênio. O oxigênio ocorria
principalmente na composição da água (H2O). Em presença de muito
hidrogênio, o oxigênio, o nitrogênio e o carbono existentes tenderiam a
combinar-se com ele para formar água, amônia (NH3), metano (CH4) e outros
gases constituídos de carbono e hidrogênio. Foram estes os componentes
da matéria-prima dos seres vivos. Mais de 95% dos tecidos de todos os seres
vivos são compostos das combinações de quatro elementos: hidrogênio,
oxigênio, carbono e nitrogênio. (texto retirado de: CURTIS, H. Biologia. Helena
Curtis. Traduzido por Heni Sauaia – 2ª Ed. Guanabara Koogan – RJ. 1985.)
3.4 As primeiras idéias e mitos sobre o surgimento dos primeiros seres vivos
A humanidade busca, de há muito, saber como, quando e onde a vida
se originou e de que modo surgiram as numerosas espécies de animais e
plantas.
3.4.1 Criação Especial
Até meados do séc. XIX havia crença geral de que a vida havia sido
criada por um poder sobrenatural, de uma só vez ou em intervalos sucessivos,
ou então pensava-se que cada espécie havia sido criada separadamente.
Esta não é uma ideia científica, pois o assunto não se presta à observação ou
estudo experimental.
3.4.2 Teoria Cosmozóica
O protoplasma, sob a forma de esporos resistentes de formas simples
de vida, poderia ter chegado acidentalmente à Terra de algum outro ponto do
Universo. O frio e a seca extremos e as radiações letais do espaço interestelar,
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 18/127
20
Sistemática e Biogeografia
no entanto, não permitiriam a sobrevivência da vida. Por outro lado, esta teoria
não explica como realmente a vida e originou, mas apenas como ela chegou
o nosso Planeta.
3.4.3 Teoria Naturalista
Em alguma época, há mais de 1 bilhão de anos atrás, as condições
de temperatura e umidade tornaram-se apropriadas à vida. Não havia oxigênio
livre, mas a atmosfera continha, metano (CH4), Amônia (NH3), hidrogênio (H2)
e vapor d’água. Sabe-se que se produzem aminoácidos como a glicina e a
alanina quando aqueles gases são expostos à luz ultravioleta ou a cargas
elétricas como as dos raios. Agregados de tais moléculas orgânicas ter-se-
iam acumulado, provavelmente em bolsões rasos de água do mar. No
prolongado decurso da evolução química, tais agregados competiam pelo
estoque limitado de matérias-primas e somente os “mais aptos” sobreviviam.
3.4.4 Geração Espontânea ou Abiogênese versus Biogênese
Os “biólogos” antigos compreenderam acertadamente como os
animais superiores se reproduzem, mas por muitos séculos acreditou-se que
muitas formas de vida originavam-se de materiais não-vivos, por geração
espontânea – vermes e girinos a partir do lodo e moscas de cadáveres de
animais. (STORER, T. Zoologia Geral. Tracy Irwin Storer, et al. 6ª ed. revista e
ampliada. Companhia Editora Nacional – SP. 2003.)
a) A geração espontânea foi aceita, entre outros, pelo filósofo grego
Aristóteles (384 – 322 a. C.). A grande influencia do pensamento aristotélico
sobre a cultura ocidental fez com que filósofos e cientistas ilustres do
Renascimento, como o francês René Descartes (1596 – 1650) e o inglês Isaac
Newton (1642 – 1727), adotassem a abiogênese para explicar a origem de
certos organismos. Jan Baptista van Helmont (1577 – 1644), célebre médico
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 19/127
21
UESPI/NEAD Biologia
de Bruxelas e pesquisador da fisiologia das plantas, chegou mesmo a elaborar
uma “receita” para produzir ratos por geração espontânea. Dizia ele:
“[...] colocam-se, num canto sossegado pouco iluminado, camisassujas. Sobre elas espalham-se grãos de trigo e o resultado será queem 21 dias, surgiram ratos [...]”.
b) Essas ideias errôneas foram
gradualmente abandonadas depois de
Francesco Redi, médico italiano, (1626? –
1697) ter demonstrado, em 1668, que larvas
e moscas aparecem na carne somente se
moscas vivas aí tiverem colocado seus ovos.
Seu experimento foi um dos primeiros sobre
a origem de seres vivos. Redi formulou a
hipótese que os “vermes” da carne em
putrefação eram estágios imaturos do ciclo
de vida de moscas. Ele acreditava que os
“vermes” (larvas) nasciam de ovos
depositados por moscas na carne. (Amabis,
J. M. e Martho, G. R. Biologia das Células, José Mariano Amabis e Gilberto
Rodrigues Martho. – 2. ed. – São Paulo. Ed Moderna, 2004).
Redi testou sua hipótese por meio do seguinte experimento: colocou
cadáveres de animais em frascos de boca larga, vedou alguns deles com
uma gaze muito fina e deixou outros abertos. Nestes últimos, em que as moscas
entravam e saíam livremente, logo surgiram “vermes”. Nos frascos tampados
com a gaze, que impedia a entrada das moscas, não apareceu nenhum “verme”,
mesmo depois de passados muitos dias. O experimento de Redi deu um duro
golpe na Abiogênese. Fortalecendo a ideia que os seres vivos provêm apenas
de outros seres vivos por meio da reprodução, ideia conhecida como
Biogênese.
Fig. 1. Experimento de Redi: comprovação
de que os “vermes” são parte do ciclo devida das moscas
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 20/127
22
Sistemática e Biogeografia
c) Em meados do século XVII, o holandês Antonie van
Leeuwenhoek (1632 – 1723), descobriu o mundo microscópico dos
microrganismos, o que reacendeu as discussões sobre origem da vida,
favorecendo a ideia de geração espontânea. Era difícil imaginar que seres
tão simples, presentes praticamente em todos os lugares, pudessem surgir
por meio da reprodução.
d) O francês Louis Joblot (1645 – 1723) realizou, em 1711, o seguinte
experimento: ferveu um caldo nutritivo preparado à base de carne e o repartiu
entre duas séries de frascos cuidadosamente limpos. Os frascos de uma das
séries ficaram abertos e os da outra série foram tampados com pergaminho.
Após alguns dias, ele observou o conteúdo dos frascos ao microscópio. Os
frascos destampados estavam repletos de microrganismos, ausentes no
líquido dos frascos tampados. Ele concluiu que os microrganismos surgiam
de “sementes” provenientes do ar e não pela transformação espontânea da
matéria inanimada constituinte do caldo nutritivo.
e) Needham versus Spallanzani: em 1745, o inglês John Needham
(1713 – 1781) colocou caldos nutritivos em diversos frascos, ferveu-os por 30
minutos e, imediatamente, vedou-os com rolhas de cortiça. Depois de alguns
dias, os caldos estavam repletos de seres microscópicos. Needham
argumentou que só havia uma explicação para a presença de microrganismos
nos frascos: eles haviam surgido por geração espontânea.
O padre e pesquisador italiano Lazzaro Spallanzani (1729 – 1799),
refez os experimentos de Needham. Preparou oito frascos com caldos
nutritivos, vedou 4 deles com rolhas de cortiça e derreteu no fogo os gargalos
dos outros quatro, vedando-os hermeticamente. Em seguida, ferveu os frascos
durante longo tempo. Enquanto nos frascos arrolhados com cortiça
desenvolveram-se microrganismos, eles não apareceram nos frascos vedados
hermeticamente, mesmo depois de muitos dias. Spallanzani concluiu que o
tempo de fervura e a vedação utilizada por Needham não tinham sido capazes
de impedir a contaminação do caldo.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 21/127
23
UESPI/NEAD Biologia
Needham defendeu-se com o argumento de que a fervura prolongada
realizada por Spallanzani havia destruído a força vital do caldo, um princípio
imaterial que ele acreditava ser indispensável ao surgimento de vida. E assim
a polêmica continuou. (texto retirado de: Amabis, J. M. e Martho, G. R. Biologia
das Células, José Mariano Amabis e Gilberto Rodrigues Martho. – 2. ed. –
São Paulo. Ed Moderna, 2004)
f) Monismo e Dualismo: entenda-se por dualismo a atribuição de duas
características importantes à matéria viva. A matéria propriamente dita e o
espírito, a alma, a força vitalista, ou o que quer que defina a fração imaterial e
invisível que comporia o ser vivo.
Na visão dualista, há também algo mais, que promove e controla todas
as manifestações do ser vivo e que, de certa maneira, lhe da uma direção, um
propósito. Somente quando o ser morre, o corpo se torna exclusivamente
matéria. Porém, após a morte, a alma ingressaria então, em um plano
sobrenatural, cuja estrutura varia de acordo com as diversas crenças que
interpretam a vida dualista.
De forma geral, o dualismo também implica que tanto o Universo como
todas as formas de vida tenham sido criadas por um demiurgo, uma entidade
divina, ou um princípio organizador que transformou o caos do Universo em
compartimentos organizados e com propriedades distintas. A um desses
sistemas denominamos vida.
O monismo interpreta a natureza estritamente do ponto de vista da
física, da matéria, sem a intervenção de um componente espiritual. No monismo
ou materialismo, tudo que observamos ao nosso redor, direta ou indiretamente,
é produto de interações físico-químicas. Esse cenário também inclui a vida.
Como consequência da forte aliança entre o monismo e o método
científico, a visão materialista da natureza evita sempre que possível apelar
para o criacionismo como explicação razoável tanto para a vida como para a
própria matéria. O materialismo procura usar o conhecimento disponível para
propor hipóteses que expliquem de maneira razoável as observações feitas
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 22/127
24
Sistemática e Biogeografia
pelos filósofos e cientistas. Foi desse modo que as ideias evolucionistas
substituíram o criacionismo.
Para que a diferença entre a interpretação dualista e a monista fique
clara, apresentaremos antes algumas versões dualistas para a origem do
Universo.
Segundo os egípcios, Ra ou Re , deu à luz si mesmo. De sua saliva
nasceram Shu (o ar), e Tefnut (a umidade). Shu e Tefnut geraram Geb , o
deus da Terra, e Nut , a deusa dos céus. Os seres humanos vieram das lágrimas
de Ra e assim por diante.
O mito sérvio da criação afirmava que no começo não havia nada a
não ser Deus, que dormia e sonhava durante muitas eras. Quando finalmente
Deus despertou, cada um de seus olhares transformou-se numa estrela. Deus
gostou do que viu e dispôs a viajar, mas aonde quer que chegasse não percebia
um fim ou um limite. Quando, enfim, chegou à Terra, estava cansado e o suor
de sua testa caiu no chão e deu origem à vida.
O mito chinês narra a criação da seguinte forma: no começo dos
tempos, tudo era caos e o caos apresentava a forma de um ovo de galinha.
Dentro do ovo estavam Yin e Yang , que eram a escuridão e a luz, o feminino
e o masculino, o frio e o calor e o seco e o molhado. Essas forças opostas
acabaram quebrando o ovo. Os elementos mais pesados desceram e formaram
a Terra e os mais leves flutuaram e formaram os céus.
O mito dos aborígenes da Austrália descreve o começo da Terra como
uma planície nua, onde tudo era escuro. Não havia vida nem morte. O Sol, a
Lua e as estrelas dormiam embaixo da Terra. Todos os ancestrais eternos
também dormiam, até que um dia eles acordaram de sua própria eternidade
e dirigiram-se à superfície da Terra. Os ancestrais assumiam várias formas
enquanto vagavam pela Terra.
Dois desses ancestrais autocriados a partir do nada eram os
Ungambikula , que, em suas excursões encontraram pessoas feitas pela
metade, não passavam de montes disformes, sem membros, ou rostos, e
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 23/127
25
UESPI/NEAD Biologia
estavam jogados e amontoados perto de poços de água e lagos salgados.
Os Ungambikula passaram então a esculpir nesses montes cabeças, corpos,
pernas e braços, até que finalmente os seres humanos foram terminados.
É importante ressaltar que, em quase todos os mitos, a água e a
energia sob uma forma ou outra estão sempre presentes. O mesmo acontece
com o problema da falta de organização, pois em muitos mitos o início é
invariavelmente descrito como um estado caótico.
Para os monistas, o Universo tanto pode ter sido criado num dado
momento, como pode ter sempre existido. Os materialistas tentam explicar o
surgimento do Universo somente por meio de forças físicas. (texto retirado
de: RUMJANEK, F. D. 2009. Ab Initio: origem da vida e evolução. Rio de Janeiro:
Vieira et Lent. 184 p. il.)
3.4.5 Início da década de 1860 – a queda definitiva da abiogênese
Estimulado por um prêmio
oferecido pela Academia Francesa
de Ciências para quem realizasse
um experimento definitivo sobre a
origem dos microrganismos, o
francês Louis Pasteur (1822 –
1895), começou a trabalhar no
assunto. Ele preparou quatro frascos
de vidro com caldos nutritivos e
amoleceu seus gargalos no fogo,
esticando-os e curvando-os na forma do pescoço de um cisne. Em seguida,
ferveu o caldo dos frascos até sair vapor pelas extremidades dos gargalos
longos e curvos. Pasteur deixou que os frascos esfriassem lentamente; assim
as partículas em suspensão no ar ficavam presas nas paredes do gargalo
longo e curvo, que funcionava como um filtro de ar.
Fig. 2.Experimento de Pasteur: balões com pescoço de cisne.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 24/127
26
Sistemática e Biogeografia
Em nenhum dos quatro frascos com “pescoço de cisne”
desenvolveram-se microrganismos, apesar de o caldo estar em contato direto
com o ar. A explicação é que os microrganismos presentes no ar, retidos nas
curvas do gargalo, não atingiram o líquido do frasco. Pasteur quebrou os
gargalos de alguns dos frascos e verificou que, em poucos dias, seus
conteúdos tornavam-se repletos de microrganismos. Essas experiências
sepultaram definitivamente a teoria da geração espontânea. (texto adaptado:
Amabis, J. M. e Martho, G. R. Biologia das Células, José Mariano Amabis e
Gilberto Rodrigues Martho. – 2. ed. – São Paulo. Ed Moderna, 2004)
3.5 Evolução Gradual dos Sistemas Químicos
Uma vez mostrado que nenhuma forma de vida pode surgir a não ser
a partir de seres vivos pré-existentes, a questão agora é descobrir como as
primeiras formas de vida se originaram. Voltemos, então, à situação inicial do
nosso planeta.
A fim de romper as moléculas dos gases simples da atmosfera e
reorganizar as partes em moléculas orgânicas havia necessidade de energia,
abundante na Terra jovem. Existia calor, capaz tanto de cozinhar (calor úmido)
quanto de assar (calor seco). Vapor d’água emanava dos mares primitivos,
esfriava nas partes altas da atmosfera, coletava-se em nuvens, caía de volta
sobre a crosta da Terra e tornava a se formar. (H. Curtis)
Tempestades violentas eram acompanhadas de relâmpagos, que
forneciam energia elétrica. O Sol bombardeava a Terra com partículas de alta
energia e luz ultravioleta. Elementos radiativos da Terra liberavam energia na
atmosfera. Todas estas formas de energia promoveram reações entre aqueles
gases, gerando diversos tipos de pequenas moléculas orgânicas; por exemplo
alguns aminoácidos (alanina, glicina).
Em seguida, na sequência que conduziu à vida, segundo a
reconstrução de Bioquímicos, com destaque para Aleksandr I. Oparin (1894 –
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 25/127
27
UESPI/NEAD Biologia
1980) e John B. S. Haldane (1892 – 1964), esses compostos foram lavados
da atmosfera pelas chuvas e começaram a se concentrar em certas áreas do
oceano. Algumas moléculas orgânicas tendem a se agregar no oceano
primitivo, esses agregados provavelmente tomaram a forma de gotas,
semelhantes a gotas de óleo na água. O acúmulo dessas moléculas durante
milhões de anos teria transformado os lagos da Terra primitiva em verdadeiras
sopas orgânicas; quando a evaporação fazia esses lagos secarem, as
moléculas orgânicas tornavam-se altamente concentradas. O calor intenso e
a forte radiação solar que atingia a mistura ressecada de compostos orgânicos
pode ter feito essas moléculas reagirem quimicamente, dando origem a
substâncias mais complexas. Como proteínas e ácidos nucléicos.
Quando a água
voltava a encher os lagos,
as novas moléculas
orgânicas acumuladas
podiam se agregar e
formar sistemas isolados
do meio. Os aglomerados
de moléculas deviam ser
envolvidos por uma
“película” de moléculas de
água, ainda segundo
Haldane e Oparin, os
quais receberam o nome
de coacervatos, e
podiam ser capazes de
captar mais moléculas do
meio. (adaptado de:
CURTIS, H. Biologia. Helena Curtis. Traduzido por Heni Sauaia – 2ª Ed.
Guanabara Koogan – RJ. 1985. )
Fig.3. Eventos da origem da vida, segundo Oparin e Haldane. A, B, C e Dtransformações na atmosfera e oceanos da Terra, que culminaram com asubstâncias orgânicas que serviram de “matéria-prima” para a vida
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 26/127
28
Sistemática e Biogeografia
Corroborando as teorias de Haldane e Oparin, em 1957, o
pesquisador norte-americano Sidney Fox (1912 - 1998) aqueceu
aminoácidos em uma superfície seca e, em seguida, adicionou água levemente
salgada. Ao analisar a solução no microscópio, ele observou a presença de
pequenas esferas que podiam aumentar de tamanho e se partir em esferas
menores. Essas esferas (microsferas) eram bolsas delimitadas por
membranas constituídas por moléculas de proteínas, as quais tinham se
formado pela união dos aminoácidos durante o aquecimento a seco. Fox
passou a defender a ideia de que elas teriam sido importantes no processo
de formação dos primeiros seres vivos.
Os fósseis mais antigos, de cerca de 3,5 bilhões de anos já são
bastante complexos. Temos que admitir, portanto, que essa fase crepuscular,
que separou o tempo do vivo e do não-vivo, fase em que ocorreram essas
pequenas agregações de substâncias químicas, deve ter durado um bilhão
de anos. (adaptado de: CURTIS, H. Biologia. Helena Curtis. Traduzido por
Heni Sauaia – 2ª Ed. Guanabara Koogan – RJ. 1985.)
3.6 O Experimento de Miller
As ideias difundidas por Haldane e
Oparin, no início do século passado,
necessitavam de uma base experimental. Em
1953, o norte-americano Stanley L. Miller (1930-
2007), um jovem aluno do então iminente
químico Harold C. Urey (1893 – 1981) construiu
um aparelho que simulava as condições
supostamente existentes na Terra primitiva.
Neste simulador (fig 4), foi colocada uma mistura dos gases metano (CH4),
amônia (NH3), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O). A mistura gasosa foi
submetida a fortes descargas elétricas durante alguns dias. No simulador
Fig. 4. Aparelho criado por Miller para simular aAtmosfera Primitiva
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 27/127
29
UESPI/NEAD Biologia
também havia um condensador. O vapor d’água se condensava e escorria
para a parte inferior do aparelho, onde se acumulava. Com isso, Miller simulava
as chuvas, os mares e os lagos da Terra primitiva. Um aquecedor fazia ferver
a água acumulada, que novamente se transformava em vapor, simulando a
evaporação da água na superfície quentíssima do jovem planeta Terra.
Após uma semana, Miller examinou o líquido acumulado na parte
inferior do aparelho. Testes químicos revelaram a presença de diversas
substâncias ausentes no início do experimento, entre elas os aminoácidos
alanina e glicina, além de outras substâncias orgânicas simples. (adaptado
de: AMABIS, J. M. e MARTHO, G. R. Biologia das Células, José Mariano
Amabis e Gilberto Rodrigues Martho. – 2. ed. – São Paulo. Ed Moderna, 2004)
Com este experimento, Miller comprovou a possibilidade da formação
de compostos importantes para a vida na Terra, como os aminoácidos, a partir
dos gases, provavelmente, presentes na nossa Atmosfera Primitiva, quando
submetidos a um conjunto de fatores que devem ter coincididos no início da
formação do nosso planeta. (CURTIS, H. Biologia. Helena Curtis. Traduzido
por Heni Sauaia – 2ª Ed. Guanabara Koogan – RJ. 1985).
3.7 A Terra e a Probabilidade do Aparecimento da Vida
Após cerca de 1 bilhão desde sua formação, a crosta da Terra já
havia se resfriado e solidificado e, nessa época, a vida surgiu. Com certeza a
vida não apareceu antes porque as temperaturas muito elevadas, de centenas
de graus Celsius, eram mais altas que as energias de ligação dos compostos
e, portanto, incompatíveis até com a manutenção das valências químicas
tipicamente formadas entre o carbono e os outros elementos.
O estudo registro fóssil é chamado de cronoestratigrafia ou
bioestratigrafia. Brevemente, para se estabelecer a idade dos fósseis faz-se
uma correlação entre a idade de uma determinada camada geológica e o
registro dos fósseis nela contido.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 28/127
30
Sistemática e Biogeografia
De acordo com os registros publicados, o microfóssil mais antigo
teria cerca de 3,5 bilhões de anos, resultado obtido por J. William Schopf e
colaboradores (estes resultados foram depois contestados, permanecendo a
questão, portanto em aberto). Há argumentos que apóiam a noção de que a
vida tenha surgido há cerca de 3,8 bilhões de anos. Uma evidência para tal
baseou-se na análise da razão entre as concentrações de carbono-13, um
isótopo do carbono-12 e o próprio carbono-12. Essa análise foi feita em
inclusões carbonáceas em rochas encontradas na Groelândia, dentre as mais
antigas que se conhece.
Como as formas vivas “preferem” consumir o carbono-12, a ocorrência
com valor acima do esperado sugere a intervenção de processos biológicos.
Por outro lado, inclusões carbonáceas que não tivessem resultado de
processos vitais apresentariam um valor constante.
Microfósseis foram encontrados na Austrália, em 1980, por John
Dunlop, e morfologicamente não diferem muito da descrição diagramática
dos supostos fósseis de Schopf. Os microfósseis consistiam em formações
chamadas estromatólitos, estruturas compostas por tipos especiais de rochas.
Dunlop sabia que os estromatólitos da Austrália eram antigos, pois foram
detectados em rochas sedimentares encontradas no fundo de uma lagoa
vulcânica.
Os estromatólitos são rochas estratificadas, formadas por camadas
de colônias de bactérias que usavam a luz solar para obter energia. Os
estromatólitos das rochas sedimentares parecem-se muito com formações
modernas encontradas no Caribe e na parte ocidental da Austrália. A estrutura
peculiar dos estromatólitos deve-se à atividade metabólica das cianobactérias
que secretam um muco pegajoso, composto primariamente por carboidratos.
Durante sua vida, as cianobactérias depositam grãos minerais em
camadas típicas que podem ser identificadas com segurança porque as
cianobactérias modernas ainda realizam este processo. Há, no entanto, relatos
mostrando que formações como os estromatólitos poderiam ser surgido de
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 29/127
31
UESPI/NEAD Biologia
maneira abiótica. (texto retirado de: RUMJANEK, F. D. 2009. Ab Initio: origem
da vida e evolução. Rio de Janeiro: Vieira et Lent . 184 p. il.)
ATIVIDADE 02
01. Explique como eram as condições do nosso planeta no período “pré-vida”
(cerca de 3,5 a 4,0 bilhões de anos atrás).
02. Caracterize o que é a ideia da Criação Especial e explique por que ela
ainda hoje encontra defensores.
03. Enumere alguns fatos que serviam como “evidências” para fortalecer a ideia
da Geração Espontânea (Abiogênese), segundo os defensores desta hipótese.
04. Explique por que não foi possível definir um “vitorioso” na disputa entre os
experimentos de L. Spallanzani e J. Needhan no século XVIII.
05. Qual a principal diferença do experimento de L. Pasteur para o de
Spallanzani, que permitiu ao primeiro ser bem sucedido na derrubada definitiva
da Abiogênese, visto que os dois experimentos eram semelhantes?
06. Faça um resumo do processo descrito por A. I. Oparin e J. B. S. Haldane,
para tentar explicar o surgimento dos primeiros seres vivos na Terra.
07. Descreva o experimento de S. L. Miller (1953) e explique sua importância
para a elucidação de dúvidas sobre a origem da vida.
08. A partir da década de 1970, muitos pesquisadores defendem uma Hipótese
Autotrófica para explicar o surgimento da vida na Terra. Pesquise e faça um
resumo sobre esta ideia.
4 A ORIGEM DO CARBONO
Este átomo merece um destaque especial porque a química do ser
vivo usa e abusa deste elemento. Apesar de o carbono exibir características
químicas que o tornam adequado ao processo vital, tem também que preencher
outro requisito: a abundância.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 30/127
32
Sistemática e Biogeografia
Especula-se que as partículas fundamentais da matéria, os bárions
(prótons, elétrons e nêutrons), tenham se formado 10-5 segundos depois do
Big Bang. Aos 3 minutos ocorreu a nucleossíntese, durante a qual os elementos
propriamente ditos se formaram. O processo de fusão nuclear pode ser
observado nas estrelas. No Sol e em grande número de estrelas, a produção
de energia decorre da fusão de átomos de hidrogênio formando átomos de
hélio. Quando todo o hidrogênio se esgotar no Sol, o próprio hélio será
consumido, dando origem à formação de elementos mais pesados.
O carbono teria se formado pelo processo chamado triplo alfa. Nessa
reação, dois átomos de hélio se fundem formando o núcleo do Berílio. Em
seguida, um núcleo de hélio e um núcleo de berílio se fundem, formando então
o núcleo excitado do carbono-12, cuja característica é a emissão de raios
gama.
O carbono reúne várias características não encontradas em outros
elementos; dentre estas, podemos destacar:
I. Pode estabelecer quatro valências diferentes. Com si próprio, ou
com outros elementos, tais como o oxigênio, o nitrogênio, o enxofre e o
hidrogênio. Forma compostos ramificados.
II. As valências entre o carbono e os vários outros átomos, embora
estáveis nas temperaturas terrestres, possuem energias de ligação não muito
altas. Isso significa que é possível romper as ligações com energias que são
facilmente obtidas na célula viva.
III. Os compostos de carbono (em especial os hidrocarbonetos) são
praticamente infinitos em sua variedade estrutural.
IV. As valências entre o carbono e outros átomos e radicais possuem
uma flexibilidade tal que as estruturas tridimensionais podem apresentar muitas
formas diferentes. Isso significa que as valências do carbono sofrem torções
que tornam possíveis a aproximação de muitos grupos reativos. Essa é a
base da reação enzimática e da ligação entre ligantes e receptores.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 31/127
33
UESPI/NEAD Biologia
Tabela 1. Abundâncias relativas de vários elementos
no Sol e na crosta terrestre
Elemento Sol Terra
Hidrogênio 87 15,6
Hélio 12,9 Traços
Oxigênio 0,025 54,4
Nitrogênio 0,02 0,35
Carbono 0,01 0,12
Magnésio 0,003 1,43
Silício 0,002 16,3
Ferro 0,001 1,48
Enxofre 0,001 0,02
Fósforo Traços 0,07
Todos os demais 0,004 10,54
O Carbono possui uma abundância relativa que fica bem abaixo da
do hidrogênio, do oxigênio e do silício, por exemplo. O carbono ocupa
precisamente o oitavo lugar, ou seja, ele foi selecionado por suas propriedades
e não apenas pela abundância.
A propriedade de formar quatro valências não é exclusividade do
carbono. O Silício, que é muito mais abundante na crosta terrestre que ocarbono, também forma quatro valências, porém, não com a mesma
diversidade do carbono. Na tabela a seguir temos a energia necessária para
romper as ligações feitas pelo carbono.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 32/127
34
Sistemática e Biogeografia
C – H
C – O
C = O
C – C
C = C
C C
C – NC = N
C N
C – F
C – Cl
Tabela 2. Valências mais comuns do carbono
Tipo de valência Energia de ligação (kj/mol)
413
351
715
348
615
812
292615
891
439
328
Quanto mais alta for a energia de ligação, mais estável será a
molécula, e de certa forma, menos reativa. A célula viva somente é viável porquecontém um conjunto de moléculas que, no contexto das reações químicas,
caracterizou-se por apresentar energias de ligação não muito altas. Tal
situação facilita a reversibilidade das reações, as degradações de uma forma
geral, a substituição de radicais, etc. Ao conjunto destas reações químicas
dá-se o nome de metabolismo.
Neste caso do Silício, as valências são pouco flexíveis, o que restringe
o número de tipos possíveis de estruturas tridimensionais. Outras valênciassão muito estáveis, pouco reativas, como nas moléculas dos silicatos, o que
nem sempre é vantajoso no ambiente da célula viva (o metabolismo seria
excessivamente lento). Outros compostos de silício, por outro lado, já são muito
instáveis, por exemplo os silanos (polímeros de átomos de silício) são estáveis
apenas em temperaturas muito baixas.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 33/127
35
UESPI/NEAD Biologia
Outros compostos de silício são pouco solúveis, por exemplo, a
molécula do SiO2 (equivalente ao CO2), é sólido à temperatura ambiente, (o
cristal de quartzo é comumente encontrado como areia). Enquanto o dióxido
de carbono é gasoso (pode formar uma atmosfera) e é altamente solúvel em
vários solventes, sobretudo a água.
Ao contrário do silício, o carbono permite a existência de literalmente
milhões de compostos diferentes. Essa diversidade inclui pequenas moléculas
orgânicas e polímeros. Os hidrocarbonetos incluem estruturas lineares e
ramificadas, o que aumenta enormemente a diversidade destas moléculas.
Ademais, pode-se afirmar que sempre é possível acrescentar mais um átomo
de carbono a um hidrocarboneto.
A ocorrência do carbono na crosta terrestre, torna plausível uma
situação na qual os compostos de carbono, assumindo as mais variadas
estruturas, tenham interagido entre si, formando uma malha complexa que
oportunamente adquiriu propriedades distintas, que hoje denominamos vida.
(texto retirado de: RUMJANEK, F. D. 2009. Ab Initio: origem da vida e evolução.
Rio de Janeiro: Vieira et Lent . 184 p. il.).
ATIVIDADE 03
01. Quais qualidades ou características um átomo deveria ter para “servir”
como base das moléculas complexas necessárias à vida?
02. Explique por que outros átomos que também fazem quatro ligações não
poderiam substituir o carbono nas moléculas orgânicas da vida.
03. Pesquise sobre o ciclo do carbono e explique como ele “entra” e “sai” dos
seres vivos.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 34/127
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 35/127
OBJETIVOS
1. Conhecer o desenvolvimento do Método Científico
2. Compreender a história do Método Científico
3. Destacar a importância da Coleção Taxonômica
4. Entender os conceitos fundamentais em Filogenia
UNIDADE 2COMO TRABALHO O CIENTISTA E ASCLASSIFICAÇÕES DOS SERES VIVOS
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 36/127
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 37/127
39
UESPI/NEAD Biologia
5 MÉTODO HIPOTÉTICO-DEDUTIVO: INTRODUÇÃO
No mundo moderno é comum ouvirmos falar sobre método científico.
O que se aprende em salas de aula, em diversos níveis de ensino, resulta na
verdade de um exercício mental de cientistas de diversas áreas, procurando
ordenar ideias para chegar a descobertas de todas as dimensões.
O método científico não é usado apenas no ambiente escolar, uma
vez a mídia, em todas as suas formas tenta atingir consumidores de produtos
utilizando processos similares.
Mas se há tanta popularidade no método, por que ainda se olha com
certa desconfiança e até medo para o chamado Método Científico. Vamos
entender, ao pé da letra, o significado da palavra Método: Método [do grego:
caminho para chegar a um fim] – programa que regula previamente uma série
de operações que se devem realizar, apontando erros evitáveis, em vista de
um resultado determinado.
Há de se imaginar, por vezes, que o método científico é campo
exclusivo de cientistas. Entretanto, é atividade inerente do ser humano a
curiosidade. E matar a curiosidade implica por vezes na formulação de
perguntas e entabulação de respostas. Eis o tripé que sustenta o método
científico: curiosidade – pergunta – resposta.
A ideia geral desta unidade é desmistificar o método científico e induzir
cada aluno a pensar dentro da lógica do método. O método é necessário
para quem quer produzir ciência e é essencial para quem quer ensinar alunos
no papel de pensar a ciência. Introduzir a ideia que moveu o pensamento de
grandes cientistas como Charles Darwin e Alfred Russell Wallace, importantes
naturalistas, pais da Evolução Moderna.
Começando pela definição de Ciência:
Ciência – (Do latim Scientia). S.f. Conjunto de conhecimentos fundados
sobre princípios certos.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 38/127
40
Sistemática e Biogeografia
A ciência trabalha, portanto, com conhecimentos ordenados,
obedecendo uma lógica, uma organização.
Outra definição pode ser vista aqui:
Percebe-se assim que a observação é condição essencial para o
desenvolvimento do método. A formulação de uma pergunta é o passo seguinte
para o desenrolar do método. A experimentação decorre desta pergunta. O
método científico pode ser visto assim como um passo - a- passo que conduz
à própria ciência. Ou melhor: não há ciência sem método científico.
5.1 Definição de Método Científico
A ciência é, essencialmente, prática. Mesmo que na nossa formação
inicial o professor mais insistia em mostrar o livro de Ciências do que tentar
praticar – preferia mostrar o desenho da flor do que a flor ao natural, a ciência
é resultado da prática. Não há ciência sem prática.
A ciência parte de um conjunto de passos que se iniciam da simples
observação e da curiosidade. As crianças partem na frente no que se refere
ao método científico, especialmente porque são movidas pela curiosidade. A
descoberta é um processo ativo, e não necessariamente algo para ser
realizado apenas por estudiosos isolados em seus laboratórios. A ciência
busca a informação e a sua melhor explicação para a mesma. Em geral, a
ciência busca explicações para fenômenos que afetam nosso dia a dia.
Perguntas do tipo: como uma abelha informa às suas companheiras com
relação às fontes de néctar e pólen? Por que acontece um eclipse? Por que a
água é tão essencial para a vida? Não existem limites para indagações.
Ciência - é a atividade intelectual e prática que abarca a estrutura e o
comportamento do mundo físico e do natural, por meio da observação e
da experimentação [fonte: Oxford American Dictionary].
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 39/127
41
UESPI/NEAD Biologia
A ciência tem como base inicial a observação. Os cientistas aguçam
todos os sentidos para captar informações. A coleta de informações pode ser
direta ou por uso de aparelhos ou técnicas especialmente criadas para tal, às
vezes, inclusive, descobertas por acaso. As informações devem ser
registradas. Estes registros constituirão os dados da pesquisa.
Estes dados podem ser divididos em dois grupos: dados quantitativos
e dados qualitativos. Estes dados podem revelar toda a estrutura do
conhecimento.
Dados quantitativos são marcados por medidas ou grandezas
numéricas. Por exemplo:
A temperatura das aves, em média, é de 40ºC;
O Monte Everest apresenta 8.892 metros de altitude, acima do nível
do mar.
Dados qualitativos observam comportamentos. Por exemplo:
Quanto menos ganha o trabalhador menor é o seu grau de instrução;
As plumagens do flamingo são róseas.
Os dados quantitativos são formados por um valor seguido de uma
unidade de medida. Por exemplo, o litro é uma unidade de capacidade; o
hectare é uma unidade de área. Na ciência, temos o Sistema Internacional
(SI) de unidades, a forma mais moderna do sistema métrico, e padrão mundial.
Uma pesquisa pode apresentar dados que revelem comportamentos
(dados qualitativos), ou descrições escritas de um objeto ou organismo, ou
relações entre dados. John James Audubon, naturalista e ornitologista do século
XIX fez a seguinte afirmação comparando dados qualitativos e quantitativos:
“Em geral, cientistas recolhem dados tanto qualitativos quanto quantitativos,
que contribuem igualmente para o conhecimento aglomerado quanto a
um determinado tópico. Em outras palavras, os dados quantitativos não
são mais importantes ou mais valiosos porque se baseiam em medições
precisas”.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 40/127
42
Sistemática e Biogeografia
5.2 A ciência é uma atividade intelectual sistemática
É inegável afirmar que a ciência é uma atividade intelectual. Muitos
pensam que a ciência consiste em apenas fazer observações e recolher
dados, como objetivos únicos da Ciência. Observações e dados colhidos
precisam passar pela análise para compreensão dos fenômenos presentes
na natureza.
Esta análise requer raciocínio indutivo, ou a capacidade de derivar
generalizações com base em observações específicas. Uma passagem
interessante pode ser vista como exemplo de raciocínio indutivo:
A ciência faz previsões e as testa usando experiências. Muitos
cientistas, especialmente os teóricos, lançam generalizações, que são
ferramentas poderosas porque permitem predições. Quando Hubble afirmou
que o universo se estendia bem além da Via Láctea, tornou-se necessário
que astrônomos observassem essas outras galáxias.
Edwin Hubble chegou ao Monte Wilson, na Califórnia (EUA), em 1919,
para usar o Telescópio Hooker. Até esta data os astrônomos em geral
acreditavam que o Universo consistia em apenas uma galáxia - a Via
Láctea.
Quando Hubble começou a fazer observações descobriu que objetos
celestes conhecidos como nebulosas estavam localizados bem além das
fronteiras da Via Láctea. Ao mesmo tempo, ele observou que essas
nebulosas estavam se afastando rapidamente da Via Láctea.
Hubble usou essas observações para oferecer uma generalização
revolucionária, em 1925: o universo não consistia em uma galáxia, mas
de milhões delas. Não só isso, argumentou Hubble, mas todas as galáxias
estavam se distanciando umas das outras devido a uma expansão uniforme
do universo.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 41/127
43
UESPI/NEAD Biologia
Para constatar que o universo estava em expansão, os astrônomos
trabalharam com a hipótese de que ondas de luz criadas por objetos celestes
se comportariam da mesma maneira que o efeito Doppler (ou seja: quando o
ruído se aproxima apresenta sonoridade mais aguda por estar a favor das
ondas sonoras criadas, quando está se distanciando as ondas ficam mais
graves). Eles partiram dos seguintes palpites:
*caso uma galáxia distante esteja correndo em direção à nossa, estará
mais próxima das ondas de luz que produz (o que diminui a distância entre os
picos das ondas e altera a cor para banda azul do espectro);
*caso uma galáxia distante esteja se afastando da nossa, ela se
afastará das ondas de luz que está criando (o que aumenta a distância entre
os picos das ondas e altera a cor para a banda vermelha do espectro).
Para testar a hipótese, os astrônomos empregaram um instrumento
conhecido como espectrógrafo, para observar o espectro - as faixas de cores
no céu que os diversos objetos celestes produzem. Eles registraram os
comprimentos de onda de linhas espectrais e as intensidades das bandas,
recolhendo dados que acabaram provando que a segunda hipótese estava
correta.
Outra experiência interessante foi conduzida por Francesco Redi no
século XVIII quando utilizou alimentos em dois grupos de frascos (descobertos
ou cobertos com tampa de tecidos). Criou-se deste modo a primeira
observação com grupo controle. (ver capítulo 3)
A ciência é rigorosamente sistemática e metódica, exigindo que os
testes sejam repetidos de modo que os resultados possam ser verificados. O
desvio para o vermelho, previsto pela hipótese, foi provado em repetidas
experiências. De fato, ele foi tão bem documentado que se tornou parte
integrante da teoria do Big Bang, que descreve a expansão do universo a
partir de um estado extremamente denso e quente.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 42/127
44
Sistemática e Biogeografia
Assim, a ciência pode ser considerada como uma forma de pensar,
mas também como uma forma de se trabalhar - um processo que requer que
os cientistas façam perguntas, formulem hipóteses e as testem por meio de
experiências.
5.3 História do Método Científico
A Idade Média, entre os anos 500 d.C. e 1100 d.C., foi caracterizada
por uma decadência geral da civilização. De pouco antes do início da Idade
Média até um século depois de seu fim, não existiu praticamente nenhum
avanço científico importante. A Igreja Católica se tornou muito poderosa na
Europa e o dogma religioso determinava muito do que as pessoas pensavam
e acreditavam. Aqueles cujas crenças ou práticas se desviavam da norma da
Igreja eram "reabilitados" e acabavam voltando ao seio do rebanho. Os que
mostravam resistência eram perseguidos ou excomungados.
No século 12, surgiu o Renascimento. Os estudiosos europeus
começaram a ter contato com o conhecimento e as culturas cultivadas no
mundo islâmico e em outras regiões além de suas fronteiras, e voltaram a se
familiarizar com os trabalhos de antigos pensadores como Aristóteles,
Ptolomeu e Euclides.
Veja a seguir alguns dos importantes pensadores que surgiram na
época do Renascimento.
Albertus Magnus (1193 - 1250) e Tomás de Aquino (1225 - 1274)
- dois estudiosos do escolasticismo, um sistema filosófico que enfatiza o
uso da razão na exploração de questões de filosofia e teologia. Magnus fazia
uma distinção entre verdade revelada (a revelação de algo desconhecido por
meio do poder divino) e ciência experimental, e realizou muitas observações
científicas nos campos da astronomia, química, geografia e fisiologia.
Roger Bacon (1210 - 1293) - frade franciscano, cientista e estudioso
inglês, apelou para o fim da aceitação cega de alguns textos muito difundidos.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 43/127
45
UESPI/NEAD Biologia
Ele tomou por alvo, em especial, as ideias de Aristóteles, as quais, ainda que
valiosas, eram muitas vezes tomadas como se fossem fatos, mesmo não
havendo provas que as sustentassem.
Francis Bacon (1561-1626) - advogado (inglês) de sucesso e influente
filósofo que reformou o pensamento científico. Em seu "Instauratio Magna", Bacon
propôs uma nova abordagem da investigação científica. Ele o publicou em 1621
sob o título "Novum Organum Scientiarum". A nova abordagem advogava o
raciocínio indutivo como fundação do pensamento científico.
Francis Bacon foi o primeiro a formalizar o conceito de método
científico. Foram os trabalhos de Nicolau Copérnico (1473-1543) e Galileu
Galilei (1564-1642) que influenciaram fortemente o pensamento de Bacon.
Copérnico propôs, com base em suas observações, que os planetas do
Sistema Solar giravam em torno do sol, e não da Terra. Galileu conseguiu
confirmar uma estrutura centrada no sol, quando usou um telescópio projetado
por ele mesmo para obter dados sobre, entre outras coisas, as luas de Júpiter
e as fases de Vênus.
Na época da morte de Galileu, o terreno estava preparado para uma
verdadeira revolução no pensamento científico. Isaac Newton (1642-1727)
contribuiu bastante para impulsionar essa revolução. Seu trabalho no campo
da matemática resultou no cálculo integral e diferencial. Seu trabalho na
astronomia ajudou a definir as leis do movimento e da gravitação universal.
Um tema comum a todo o trabalho de Newton era uma capacidade quase
sobrenatural de desenvolver alguns conceitos e equações relativamente
simples, mas com enorme poder de previsão.
Seria justo dizer que o período coberto pela carreira de Newton marca
o começo da ciência moderna. No início do século 19, a ciência estava
estabelecida como campo independente e respeitado de estudos, e o método
científico - baseado em testes e observação - estava sendo adotado em todo
o mundo. (texto obtido em: HARRIS, W. Como funciona o Método Científico.
Disponível em: http://ciencia.hsw.uol.com.br/metodos-cientificos.htm)
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 44/127
46
Sistemática e Biogeografia
ATIVIDADE PRÁTICA SOBRE MÉTODO CIENTÍFICO
A presença de “vermes” (larvas de insetos) dentro de frutos era vista
como uma grande evidência da ocorrência de geração espontânea. Em uma
plantação de goiabeiras, verifica-se este fato: ao abrir um fruto maduro
encontrar-se-á um (ou mais) pequeno “verme”.
Sendo você um defensor da Biogênese, elabore um experimento para
tentar demonstrar que estes “vermes” não surgem por geração espontânea.
Elabore o experimento observando todas as etapas do método científico.
6 A COLEÇÃO TAXONÔMICA
A vastidão do mundo animal, com mais de 1 milhão e 500 mil espécies
conhecidas, restringe os zoólogos a um ou alguns campos de interesse e
pesquisa; é obviamente impossível colecionar, preservar e estudar tudo. Por
isso, cada grupo animal ou cada tipo de pesquisa exigem particularidades
específicas para captura ou coleta do material, para preservação ou para
acesso às coleções. Compreende-se claramente que a captura de um mamífero
há de ser totalmente diferente da de um anelídeo; que a preservação de
exemplares para estudo anatômico será completamente diversa da dos
indivíduos para estudos de distribuição geográfica.
A coleção taxonômica é a reunião ordenada de espécimes mortos ou
partes corporais desses espécimes, devidamente preservados para estudos.
Frequentemente incorporam-se às coleções objetos e produtos resultantes
de atividades dos animais (“trabalho de um animal”), tais como ninhos e
abrigos, excrementos, rastros e pegadas, galerias, galhas, minas e outros.
A parte da Biologia que visa à classificação dos animais, Taxonomia,
fundamenta-se principalmente na análise comparativa de seus atributos
(caracteres taxonômicos). Uma vez que as coleções encerram exemplares
mortos, parcela ponderável de atributos não pode ser observada. Referimo-
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 45/127
47
UESPI/NEAD Biologia
nos aos caracteres que só são observáveis em animais vivos, como caracteres
etológicos (emissão de som e de luz, padrões de corte, construção de ninhos,
de teias ou de abrigos), de cunho ecológico (preferência de hospedeiro, de
habitat, etc.) e assim por diante.
Entretanto, caracteres morfológicos frequentemente podem ser
analisados em espécimes preservados e, com raríssimas exceções, toda
classificação animal se fundamenta no estudo comparativo desses caracteres.
Fica claro então que a coleção é imprescindível para estudos taxonômicos.
Fica também patente que quanto mais representativa for a coleção
de determinado grupo, maiores possibilidades terá o taxonomista para efetuar
sua análise. A grande representatividade refere-se ao maior número possível
de espécies e a maior quantidade possível de populações geograficamente
diversas. Este agrupamento numeroso de indivíduos de uma espécie numa
coleção denomina-se série. É então desejável que uma coleção, para
fundamentar pesquisas taxonômicas, encerre geograficamente
representativas, isto é, coligidas ao longo da distribuição global da espécie.
Mayr (1964) menciona que Miller (1941) examinou 11 mil 724
espécimes de pássaros do gênero Junco , que reúne 21 formas (espécies e
subespécies). Tal volume de material certamente possibilitou uma análise
altamente satisfatória. Outra importância maior das coleções é oferecer os
elementos para comprovação de toda pesquisa pregressa. Todo material
utilizado por pesquisadores anteriores para publicação dos resultados de seus
estudos há que estar devidamente preservado e será utilizado, posteriormente,
em confrontações. Este procedimento é habitual e frequente.
Lamentavelmente, em nosso país, o hábito de preservar os “elementos
de prova”, isto é, o material utilizado na elaboração de um trabalho, não é
frequente nas áreas mais vinculadas à zoologia aplicada. Parece, por exemplo,
de somenos importância guardar numa coleção os instares larvais de uma
lagarta nociva, mencionada numa publicação que vise ao seu controle químico
ou biológico. Suspeita-se e comprova-se, mais tarde que na realidade são
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 46/127
48
Sistemática e Biogeografia
duas as espécies, muito próximas, que danificam uma certa cultura. Como
saber qual delas foi mencionada se o material de prova não foi preservado?
Em certos países mais desenvolvidos, a importância dada às coleções
é inconteste; além de seu valor cultural e científico, interessa-lhes também seu
valor material propriamente dito. Tal procedimento permite que se façam lá
pesquisas mais completas, inclusive com nossa fauna, desde muito e ainda
ativamente colecionada por europeus e norte-americanos. À guisa de
comparação permitimo-nos resumir tópicos constantes no “Annual report of
the Smithsonian Institution for the year ended September 30, 1979 ”.
O National Museum of Natural History , de Washington, procede o
inventário de 60 milhões de espécimes (arqueológicos, paleontológicos,
zoológicos e botânicos), com adoção de processamento automático de dados,
objetivando um registro total da coleção em computador. É preciso que se
repita: 60 milhões de espécimes, só nessa instituição! Pouco menos de 380
cientistas e pesquisadores associados militam ali.
Os cientistas do National Museum são colaboradores do projeto
internacional de proteção às ilhas Galápagos, para impedir a degradação do
ecossistema particularíssimo representado por essas lhas. Assim, para avaliar
o efeito do turismo na qualidade da água do mar, procedeu-se à coleta e
análise da vegetação marinha; em 24 ilhas e em duas estações sazonais
coletaram-se 20 mil espécimes botânicos. Os levantamentos faunísticos e
florísticos das ilhas, por seu turno, já produziram 13 estudos taxonômicos nos
mais diversos grupos.
Vale ainda mencionar que esse Museu possui uma coleção de
aproximadamente 500 mil exemplares de mosquitos (e mais de 250 mil
em preparação); a maior parte dela coligida pelo então “Southeast Asia
Mosquito Project”, fundado em 1964, hoje “Medical Entomology Project ”,
que envolve também a África e a América do Sul, onde os mosquitos são
especialmente importantes como vetores da febre amarela, malária,
filariose, encefalite, etc.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 47/127
49
UESPI/NEAD Biologia
6.1 Fontes de Material para Coleções
A obtenção de material para coleções depende muito frequentemente
da busca e captura dos animais nos seus habitats. Essa tarefa envolve o
conhecimento das técnicas de coleta e das técnicas de preservação. As
expedições zoológicas ou viagens de coleta têm a missão de coligir esse material.
É muito habitual que tais expedições ou viagens visem a captura de
apenas ou alguns poucos grupos zoológicos, escolhidos de acordo com os
interesses dos pesquisadores participantes. Por essa razão, o crescimento das
coleções zoológicas de uma instituição é desuniforme. As coleções de grupos
nas quais há pesquisadores em atividade tendem a desenvolver-se, enquanto as
dos outros grupos permanecem estacionárias, às vezes por longos períodos.
De maneira geral, os coletores concentram-se mais na captura dos
grupos que lhes interessam, mas incorporam sempre às coleções outros
animais que eventualmente possam aparecer. Estas “coletas ao acaso”
contribuem significativamente para o aumento das coleções gerais. Por
exemplo, o pesquisador interessado em obter cupins xilófagos há que se
envolver com a demanda de troncos e ramos, caídos ou não, habitat tambémde um sem número de outros animais pequenos: Collembola e Acari, larvas e
imagos de insetos, moluscos, sapos, lagartos e até pequenos mamíferos, que
serão, eventualmente, também coligidos. O malacólogo especialmente
preocupado com a captura de espécies dulcícolas encontrará em sua peneira
outros animais aquáticos: pequenos peixes, girinos, ninfas e larvas de insetos,
vermes e assim por diante.
6.2 Permuta
Impossível para qualquer instituição, por poderosa que seja, obter
material representativo do mundo todo. O material exótico, raro ou crítico para
uma determinada pesquisa pode ser conseguido por permuta, institucional
ou com pesquisadores.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 48/127
50
Sistemática e Biogeografia
6.3 Retenção
É corriqueiro o procedimento de enviar ou receber material científico
para identificação. O pesquisador que desempenha a tarefa de identificação
dedica grande parcela do seu tempo em bem executá-la. Como compensação
pelo seu trabalho, certamente árduo, retêm para sua instituição parte do
material identificado, mormente quando abundante.
6.4 Tipos de Coleções
a) Coleções didáticas
Encerram material destinado a ensino, demonstrações e treinamento.
Encontram-se nas instituições vinculadas ao ensino da zoologia. O aprendizado
é mais afetivo e imediato quando os interessados encontram-se diante do
material objeto de estudo.
Habitualmente, o material didático tem curta duração, pois é destruído
ou danificado pelo manuseio constante. As coleções didáticas são, e devem ser,
completamente independentes das coleções de pesquisa. O acesso de pessoal
despreparado a estas últimas é sempre desastroso; para muitos, é difícil avaliar
a importância de determinados exemplares numa coleção de pesquisa. As
coleções didáticas podem, contudo, receber material impróprio para as coleções
de pesquisa. Exemplares com dados incompletos de procedência ou espécimes
parcialmente danificados podem servir para inúmeras finalidades didáticas.
b) Coleções de pesquisa
I. Grandes coleções gerais
Encontram-se em instituições públicas, geralmente museus, e em
algumas universidades, e contam geralmente com pelo menos cerca de um
século de existência.
Em boa parcela destas instituições, curiosamente, é usual que se
obtenham amplos recursos para financiar grandes e espetaculares expedições
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 49/127
51
UESPI/NEAD Biologia
de coletas, em contraposição aos parcos recursos destinados à manutenção
das coleções já existentes. Por essa razão (e algumas outras) tem-se perdido,
aqui e alhures, coleções muito importantes, reunidas com sacrifício e
dedicação durante décadas de duro trabalho. Desde que as coleções
científicas são patrimônio nacional e internacional, é preciso que se
sensibilizem as entidades mantenedoras no sentido de que sejam
providenciados recursos suficientes a fim de que se possa legá-las aos
pósteros em perfeitas condições.
As coleções de pesquisa, pelo vultuoso material que encerram,
requerem grandes espaços. Para que se tenha uma ideia, em 1976, o National
Museum of Natural History possuia 7 milhões de espécimes de coleóptera
guardados em 12.000 gavetas entomológicas. Este material pode ser
acondicionado em 240 armários de 50 gavetas e ocupa uma área de integral
de 144 m² (corredores de circulação não computados). Possuía o American
Museum of Natural History em Nova York, em 1964, uma coleção de aves
com cerca de 800 mil peles; o Museu de Zoologia da Universidade de São
Paulo guarda uma coleção deste mesmo grupo de 55.200 peles, que ocupa
cerca de 184 m². Nestas mesmas proporções, aquela coleção, quase 15 vezes
maior, teria que ser acomodada em área com mais de 2.500 m².
Como já mencionado, o desenvolvimento numérico destas coleções
gerais é desuniforme. Em todos os museus, alguns grupos têm representação
soberba, enquanto outros, nunca pesquisados, estão insuficientemente
representados. Intercâmbio entre instituições e entre pesquisadores, e
solicitação de material por empréstimo, para estudo, normalmente suprem o
taxonomista de materiais necessários para exame.
II. Coleções particulares
Há colecionadores e aficionados que reúnem com recursos
particulares vultoso material de grupo ou de grupos zoológicos ou de outrem.
Por ficarem restritas a um determinado tipo de interesse ou a um único grupo
zoológico, em geral estas coleções são muito boas e valiosas. Quer nos parecer
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 50/127
52
Sistemática e Biogeografia
que a incompatibilidade é completa quando o pesquisador vinculado a qualquer
instituição mantém coleção particular paralela; embora possam ser
apresentadas justificativas, a duplicação de esforços é sempre indesejável,
mormente quando a instituição, eventualmente, venha a ser prejudicada.
III. Coleções regionais
São extremamente importantes, pois encerram, com o passar do
tempo, graças a coletas constantes, representação quase integral da fauna. A
organização de coleções regionais é, lamentavelmente, procedimento pouco
habitual entre nós. Cremos, deveria ser preocupação primordial nos centros
de ensino zoológico, notadamente nos do interior (escolas superiores e
técnicas, institutos e entidades de pesquisa, etc.). Nesses centros, contudo,
frequentemente faltam recursos, interesse, tempo, apoio ou orientação para
que se organizem boas coleções.
O exame de muitas coleções regionais, dispersas por toda parte,
permitiria estudar acuradamente a distribuição da fauna nacional ou mesmo
continental. Este procedimento é habitual em outros países, onde os
pesquisadores quase sempre podem dispor (por empréstimo ou visita) de
representação vultosa para exame.
IV. Coleções especiais
Este tópico envolve enorme diversidade de tipos de coleções,
variáveis segundo a área de interesse da pesquisa a desenvolver. Em resumo,
essas coleções reúnem material destinado a fundamentar estudos específicos.
Salientamos algumas à guisa de exemplo.
V. Coleções de interesse econômico
Abarcam vários aspectos: médico-sanitários, agropecuários,
alimentares, florestais, de vigilância aduaneira, etc. Assim, coleções em
instituições dedicadas à pesquisa e resolução de problemas médico-
sanitários, colecionarão apenas grupos de importância para sua área (vetores
de doenças, hospedeiros intermediários, etc.). Por seu turno, coleções de
instituições à agricultura ou à veterinária conservarão animais nocivos (por
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 51/127
53
UESPI/NEAD Biologia
tipo de cultura que danificam ou destroem, ou para culturas e criações que
prejudicam toda uma região), seus parasitos e predadores (visando ao eventual
controle biológico), ou animais úteis, dos mais diversos pontos de vista (para
alimentação, produtores de alimentos, decompositores de matéria orgânica,
etc.). Os entomologistas australianos montaram uma coleção internacional de
escaravelhos (vinculados biologicamente a toda sorte de excrementos) e
enviaram pesquisadores a toda a parte para estudar-lhes os hábitos. Problema
a resolver: introduzir na Austrália espécies com grande capacidade para
pulverizar ou para enterrar excrementos de bovinos a fim de aumentar a
capacidade de pastoreio das pastagens (o bovino não pasta o capim daperiferia dos excrementos) e incorporar matéria orgânica ao solo.
VI. Levantamentos faunísticos
São coleções que reúnem material para servir de base a
levantamentos faunísticos, espécies do cerrado ou da caatinga, aves da ilha
do Bananal, moluscos do Parque Nacional Sooretama, peixes da bacia do
Rio Paranaíba, ou insetos da Serra do Cipó.
Podem ser enquadradas como coleções especiais um sem-númerode outras: pelos hábitos (animais produtores de galhas, parasitas e predadores
de determinadas plantas ou animais), pelo tipo de alimentação (xilófagos,
insetívoros, micetófagos, necrófagos, etc.), pelo tipo de habitat (cavernícolas,
dulcícolas, edáficos) e assim por diante.
VII. Coleções de identificação
Servem de apoio à rotina de identificação de material zoológico para
as mais diversas finalidades. Pertencem a instituições primordialmente
preocupadas com essa prestação de serviços, como o Systematic Entomology
Laboratory, do Agricultural Research Service (U.S. Departament of
Agriculture) que identifica, em média, 600 mil insetos a cada ano, para
cientistas, agrônomos, inspetores de vigilância alfandegária, agricultores e
público em geral.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 52/127
54
Sistemática e Biogeografia
Instituições desse tipo devem, preferencialmente, funcionar junto aos
grandes centros de bibliografia especializada, tais como museus e
universidades. No Brasil ainda não existem instituições com essa finalidade e
grande parte do pessoal técnico que necessita identificações terá que recorrer
ao exterior.
Nas coleções para identificação, as séries são dispensáveis; basta
que contenham pequena representação de cada espécie. Esta representação
pode se restringir a um casal (formas com dimorfismo sexual) ou a um pequeno
número de exemplares, representantes dos diversos graus de variabilidade
intra-específica. Há casos em que a representação de formas jovens ou
imaturas é desejável.
O material contido nas coleções de identificação serve para
comparações com o material que se deseja identificar, em geral após
aproximação efetuada pelo uso de chaves ou de diagnoses. É assim
fundamental que o material das coleções para identificação esteja
corretamente determinado por especialistas ou por comparação com material-
tipo.
VIII. Coleções tipos
Tipos são exemplares nos quais se fundamentam descrições de
espécies. São sempre muito importantes e valiosos, pois geralmente seu
exame permite elucidar uma série de problemas taxonômicos.
Algumas instituições preferem manter, por segurança e ativamente
cuidados, todos os tipos primários (holótipos, lectótipos e neótipos) em
coleções independentes, mais seguras que as coleções gerais. Nos casos
de catástrofe (incêndio, terremoto, inundação ou bombardeio), quando as
coleções devem ser rapidamente evacuadas, as possibilidades de
salvaguardar os tipos concentrados em um único local será eventualmente
maior. O inverso também é verdadeiro. É possível que exatamente esse local
onde estejam encerrados os tipos seja o mais duramente atingido e em
primeiro lugar.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 53/127
55
UESPI/NEAD Biologia
6.5 Coleta
O material a coletar é variável segundo o fim a que se destina. O
ornitólogo envolvido em estudos de anatomia comparada contentar-se-á,
provavelmente com o abate de alguns espécimes, enquanto outro, interessado
na análise de variação intra-específica das aves, procurará obter boas séries
em cada localidade visitada. Em geral, para estudos taxonômicos, busca-se
obter amostras adequadas de cada população, para se avaliar a variabilidade
específica. O número de indivíduos co-específicos a coletar deverá ser maior
onde a variabilidade também é grande e no perímetro da distribuição
geográfica da espécie, onde geralmente ocorrem “populações aberrantes”.
Nos grupos muito numerosos, como Insecta, o coletor menos avisado
satisfaz-se com pequena amostra de uma “espécie”; o exame acurado posterior,
no laboratório, revela que, na realidade, exemplares aparentemente co-específicos
são representantes de duas ou mais espécies próximas, separáveis por
peculiaridades imperceptíveis no campo. É, portanto, aconselhável, nestes casos,
coligir o máximo de indivíduos para posterior triagem sob lupa.
Obviamente, o local específico da captura depende dos hábitos dogrupo em que se está interessado. O pesquisador dedicado a estudar animais
necrófagos providenciará armadilhas com cadáveres em diferentes graus de
decomposição; aquele que estuda insetos polinizadores buscá-los-á em
plantas em floração e assim por diante. (texto retirado de: MARTINS, U. P. A
Coleção Taxonômica. In: PAPAVERO, N. (org.) 1994. Fundamentos Práticos
de Taxonomia Zoológica. 2ªed. Rev.Amp. São Paulo: Ed. UNESP. p. 19 - 43.)
ATIVIDADE 04
01. Explique a importância das coleções taxonômicas para o desenvolvimento
da ciência.
02. Pesquise a respeito dos Herbários das Universidades estaduais do
Nordeste, destacando a dimensão de seus respectivos acervos.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 54/127
56
Sistemática e Biogeografia
7 CONCEITOS FUNDAMENTAIS EM FILOGENIA: APOMORFIA,
PLESIOMORFIA, MONOFILETISMO E POLIFILETISMO
A ideia de Evolução tem certas consequências importantes. Uma
delas é que quaisquer duas espécies devem ter pelo menos uma espécie
ancestral comum. De quaisquer três espécies atuais, duas têm uma ancestral
comum que não é comum à terceira – exceto se as três foram originadas
simultaneamente. Ao conjunto dessa história de ancestralidade entre todas
as espécies denominamos, genericamente, FILOGENIA.
Na verdade, a Filogenia é uma entidade transtemporal . Ela
corresponde à sequência de todos os momentos das espécies ao longo do
tempo, desde seu surgimento. O que podemos ver com nossos olhos, portanto,
é apenas um corte temporal dessa filogenia. Se não podemos ver filogenias,
o que podemos ver, de fato? Podemos ver espécies? Diferentemente do que
parece ser o senso comum, não podemos ver espécies. Os indivíduos que
morreram há mil anos pertencem à mesma espécie que seus descendentes
atuais, mas não podem ser vistos. Assim, uma espécie é a soma de todos os
indivíduos e de suas relações de parentesco desde sua origem, o que quer
dizer que as espécies também são entidades transtemporais.
Até mesmo indivíduos não podem ser vistos em sua totalidade. Hennig
(1966) denominou, assim, de Semarofontea forma particular de um indivíduo
ao longo de determinadas etapas de sua vida. Os insetos holometabólicos,
por exemplo, têm as fases de ovo, embrião, larva, pupa e adulto, que são
semarofontes diferentes de um mesmo indivíduo.
É necessário considerar uma questão singular da Biologia
Comparada: é impossível recuperar a história completa das relações de
parentesco entre os grupos. Isso ocorre, de um lado, porque a maioria absoluta
das espécies extintas não está preservada através de fósseis e porque ainda
se conhece apenas uma parte pequena das espécies recentes. Qualquer
reconstrução filogenética contará apenas com uma parte das espécies que
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 55/127
57
UESPI/NEAD Biologia
existem e existiram. Por outro lado só conhecemos uma parte ínfima das
características biológicas de todos os grupos.
7.1 Homologia
O primeiro passo para dominar o método filogenético é entender o
conceito de Homologia, que é, sem dúvida, um dos conceitos mais
fundamentais de toda a Biologia Comparada, uma vez que é a ferramenta
básica que permite a comparação entre partes de indivíduos distintos.
À luz da teoria da evolução, a afirmação de que estruturas de diferentes
espécies são homólogas implica que essas espécies têm um ancestral comum
que também apresentava essa estrutura. A existência de estruturas homólogas
em espécies diferentes deve ser entendida como o resultado de cópias da estrutura
que existiu em sua espécie ancestral comum mais recente. Estruturas homólogas
podem ser iguais ou não. Os braços direitos de dois homens são homólogos; do
mesmo jeito, o bico de um papagaio é homólogo ao bico de um beija-flor.
A proposição de que duas estruturas são homólogas baseia-se em
evidências indiretas . Há três métodos básicos para inferir homologia
comparando indivíduos. Um considera homólogas estruturas de indivíduos
diferentes que, em suas partes componentes e em seu conjunto, são
notoriamente semelhantes, o seja, que têm formas parecidas. Outro critério
considera homólogas estruturas de indivíduos diferentes que têm
aproximadamente a mesma posição relativa a outras estruturas do corpo.
Finalmente, de um ponto de vista ontogenético , estruturas homólogas de
diferentes indivíduos formam-se a partir de células ou conjuntos celulares que
ocupam posição similar em estágios embrionários iniciais de uma mesma
sequência de modificações. De um ponto de vista evolutivo, o bico de um
papagaio e de um beija-flor podem ser considerados homólogos (ou
homogenéticos), visto que, a espécie ancestral comum às duas espécies
supostamente também apresentava bico.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 56/127
58
Sistemática e Biogeografia
As asas de um morcego e as asas da ema, por outro lado, não
podem ser consideradas homólogas. Uma comparação cuidadosa entre
a forma e a posição das asas de um morcego e da ema mostra que elas
diferem de diversas maneiras: na ave, as membranas alares ligam a parte
distal do membro anterior ao tórax; em um morcego, as membranas estendem-
se entre dedos extremamente alongados do membro anterior. A semelhança
é superficial.
Como há um grande número de outros caracteres que mostram que
os morcegos formam um subgrupo de mamíferos, pode-se inferir que as
modificações genéticas que produziram aquilo que se chama de “asa” em um
e em outro desses grupos surgiram duas vezes, em ancestrais
independentes. Há muitas evidências de que a espécie ancestral mais recente
comum a aves e morcegos – o ancestral de todos os Amniota – não
apresentava asa.
É necessário ter claro que, dentro de um paradigma evolutivo, ao se
fazer uma afirmação de homologia de uma estrutura em grupos distintos, está
sempre implícita uma afirmação de que essa estrutura supostamente esteve
presente na espécie ancestral comum mais recente entre os grupos envolvidos.
É necessário, agora, discernir entre os conceitos de “caráter” e de
“estrutura”, utilizados muitas vezes de modo impreciso na literatura.
ESTRUTURA pode ser considerada qualquer parte do corpo, no sentido de
qualquer expressão fenotípica (morfológica, comportamental, fisiológica, etc.)
ou qualquer porção do DNA, por exemplo, um cromossomo, um gene, um
conjunto de bases ou uma única base.
Por outro lado, fala-se em CARÁTER quando são consideradas as
diferenças entre estruturas homólogas de organismos diferentes. Ou seja, fala-se
em caráter quando há modificações envolvidas. Caráter corresponde àquilo que
foi modificado em uma estrutura; é a diferença entre uma condição apomórfica e
uma condição plesiomórfica. Muitas vezes na literatura, utiliza-se caráter como
sinônimo de novidade evolutiva ou mutação, o que seria correto.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 57/127
59
UESPI/NEAD Biologia
De fato, há uma relação hierárquica entre estrutura e caráter. Este é a
modificação surgida em uma determinada estrutura, mas o surgimento da
própria estrutura será um caráter em um nível de generalidade mais abrangente.
“Asa” em Aves é um caráter quando comparado com “membro anterior com
apoio no solo”. Por outro lado, “asa é uma estrutura morfológica na qual os
caracteres “cor da pena” ou a “extensão do rádio” ocorrem. As estruturas como
um todo nas quais os caracteres ocorrem, de modo geral, contêm
determinadas informações que auxiliaram a discussão de homologia entre
partes dessas estruturas.
É mais seguro proceder, primeiramente, à determinação de homologia
em um nível “morfológico” (ou fisiológico, etológico, etc.) mais abrangente,
que partir diretamente para a comparação de detalhes de estruturas, as quais
podem não ser, elas mesmas, homólogas. Em um segundo momento, então,
poder-se-ia comparar a parte ou as partes mais restritas da estrutura para
detectar diferenças e, logo encontrar caracteres.
Um exemplo é a comparação dos côndilos de ossos em membros
anteriores de duas espécies de vertebrados: primeiro determina-se a
homologia do próprio osso, levando-se em consideração a forma, a posição
e a articulação com outros ossos; depois, comparam-se partes do osso,
anotando-se as diferenças entre eles (os caracteres).
7.2 Séries de Transformação
A homologia indica que é razoável proceder à comparação entre
determinadas partes que não são iguais em indivíduos distintos. A questão
que se coloca, agora é:
Qual é o método que permite, analisando estruturas homólogas e
diferentes entre si, inferir relação de ancestralidade comum?
A resposta a essa questão é uma das contribuições mais importantes
de Willi Hennig à solução do problema do método filogenético e corresponde
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 58/127
60
Sistemática e Biogeografia
a um verdadeiro ovo de Colombo. Anagênese é um processo que ocorre
apenas no nível da espécie. Se, em uma espécie, surgiu e se fixou uma
novidade evolutiva (uma mutação), então, todas as suas espécies descendentes
serão herdeiras dessa modificação. Logo, o conjunto de espécies que
compartilha a condição modificada de um caráter descende da espécie
ancestral na qual essa condição modificada surgiu.
A primeira etapa da reconstrução da história dos táxons, desse modo,
é a reconstrução das modificações ocorridas na história de uma estrutura,
determinado quais são, de um conjunto de condições homólogas e diferentes
entre si, as condições modificadas e quais são as condições mais antigas a
partir das quais as novas surgiram. Hennig (1966) denominou de Série de
Transformações a sequência de modificações que uma determinada
estrutura sofreu, tornando-se sucessivamente mais derivada.
É importante realçar que essa é uma representação linear (vertical,
no sentido temporal) de modificações ocorridas na evolução do grupo. Essa
relação não pode ser vista diretamente entre as espécies atuais. O que se
observam são conjuntos de espécies que apresentam cópias de uma ou outra
das condições da série de transformações, que hoje convivem co-
temporalmente. Quando se analisa a evolução das asas dos insetos, por exemplo,
podemos destacar particularmente, em uma série de transformações, a condição
em que as asas posteriores estão transformadas em halter. Essas duas condições
- a mais antiga, original, e a mais recente, modificada ou derivada – de um caráter
representam apenas dois dos inúmeros passos da evolução das asas.
De duas condições quaisquer em uma série de transformações
Hennig (1966) chamou de Plesiomorfia a condição mais antiga, que foi
alterada resultando em uma outra condição mais recente . Em oposição,
chamou de Apomorfia a condição mais recente em uma série de
transformação, surgida por modificação de uma condição mais antiga .
A série mais simples envolve duas condições, uma plesiomórfica e
uma apomórfica. Séries de transformação mais complexas podem incluir uma
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 59/127
61
UESPI/NEAD Biologia
sucessão linear de modificações de uma estrutura, na qual uma condição é
sempre apomórfica em relação à condição a partir da qual ela se modificou,
mas ao mesmo tempo é plesiomórfica em relação a outra modificada a partir
dela. Há inúmeros exemplos bem conhecidos de condições plesiomórficas e
apomórficas. A presença de escamas epidérmicas é plesiomórfica em relação
à presença de pelos em vertebrados. A condição de ausência ou presença de
carioteca são condições plesiomórficas e apomórficas encontradas,
respectivamente, em procariotos e eucariotos. A presença de vértebra
representa uma condição apomórfica em relação à ausência de vértebras.
Séries de transformação lineares com mais de um passo podem ser
citadas. Um exemplo é a modificação da condição tetrápode original dos
amniota na postura bípede dos humanos. É possível verificar uma série de
etapas entre os dois extremos, com modificações sucessivas na inclinação
da coluna vertebral. Uma parte dessas condições intermediárias está mantida
em espécies atuais de primatas; estágios mais avançados só podem ser
encontrados em fósseis de hominídeos.
Um exemplo (relativamente simplificado) de série de transformação
ramificada é o processo de tagmatização de artrópode. A condição original
de metameria, com os diversos segmentos com estrutura virtualmente idênticas
entre si, pode ser encontrada em alguns poliquetos. Nos aracnídeos, essa
condição inicial sofre várias modificações: (1) um grupo de sete segmentos
funde-se para formar o cefalotórax (prossoma), com os apêndices do primeiro
e segundo metâmeros modificados para a alimentação; (2) os metâmeros
posteriores têm modificações no formato e na função dos apêndices
(opistossoma).
Nos Hexapoda, a fusão de segmentos para formar a cápsula cefálica
completa, o tórax tem três metâmeros com apêndices pouco modificados
utilizados na locomoção, e há um abdômen, que apresenta 11 metâmeros
com os apêndices reduzidos ou ausentes, em que estão concentrados órgãos
internos com função gástrica e reprodutiva.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 60/127
62
Sistemática e Biogeografia
Em síntese, espécies distintas podem diferir em caracteres
homólogos. De cada par de condições homólogas de um caráter, uma delas
deve corresponder à forma original, plesiomórfica, a partir da qual a outra,
apomórfica, se modificou.
7.3 Caracteres compartilhados
A visão leiga da diversidade biológica, como a que aparece na maioria
dos compêndios atuais de Zoologia, Botânica, entre outros, mostra apenas
como as espécies e táxons supra-específicos são. Numa abordagem
verdadeiramente evolutiva da diversidade dos organismos, cada caráter tem
sua própria história de origem e diferenciação. Adotar a teoria da evolução
como explicação para a diversidade biológica implica necessariamente em
aceitar não somente que os táxons, mas também que suas estruturas se
interconectam no passado . Isso é homologia.
As diferentes condições de uma estrutura são compartilhadas pelos
indivíduos de uma ou mais espécies. Assim os estados de uma série de
transformação são chamados plesiomórficos e apomórficos, sendo que o
compartilhamento desses estados dos caracteres por grupos são
denominados Simplesiomorfias e Sinapomorfia. Ou seja, diz-se que um
determinado caráter é simplesiomórfico para um determinado grupo ou
sinapomórfico para um determinado grupo.
Um caráter é sinapomórfico para o conjunto de todas as espécies
que compartilham sua condição apomórfica. Um caráter é simplesiomórfico
para o conjunto de todas as espécies que compartilham a condição
plesiomórfica de um caráter. A presença de pelos, por exemplo, é sinapomórfico
para os mamíferos; a presença de celoma é sinapomórfica para os celomados.
Autapomorfias são caracteres apomórficas para um único ramo terminal
em um cladograma. Esse ramo pode ou não conter várias espécies. Isto é,
autapomorfias são casos particulares em que uma sinapomorfia é compartilhada
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 61/127
63
UESPI/NEAD Biologia
no cladograma por um único táxon terminal. A presença de penas nas Aves, em
uma filogenia dos grandes grupos de Amniota, por exemplo, é uma autapomorfia.
7.4 Polarização de Séries de transformação
Uma vez compreendida conceitualmente a questão das apomorfias
e plesiomorfias, pode-se abordá-la do ponto de vista prático ou metodológico:
De um par de condições homólogas diferentes de um caráter, como
determinar qual é a apomófica e qual a plesiomórfica?
Esse é o procedimento de determinação da polaridade do caráter, a
direção da evolução entre dois “pólos” opostos, em uma série de
transformação. Esse problema metodológico não havia sido solucionado antes
do aparecimento da Sistemática Filogenética. Muitos autores consideravam
que a condição mais frequente ou comum em um grupo seria a plesiomórfica
ou mais antiga. Outros sustentavam justamente o oposto.
Entretanto, a determinação de polaridade baseada na frequência é
equivocada. Em Hexapoda, por exemplo, há muito mais espécies com asa
do que sem asa. Na verdade, uma característica será mais comum ou mais
rara em um grupo se seu surgimento deu-se mais recentemente ou há mais
tempo na evolução do grupo. A questão foi também abordada de um ponto de
vista “ecológico”, resultando em enorme confusão: os caracteres derivados
seriam aqueles “adaptativos”. Nunca foi proposto como identificar caracteres
não adaptativos. Afirmar que condições plesiomórficas são inadaptativas
implicaria em aceitar que as espécies com a condição plesiomórfica fossem
menos adaptadas. No entanto, se isso fosse verdadeiro, elas não poderiam
sobreviver ou, ao menos, não poderiam sobreviver bem. De fato, plesiomorfias
e apomorfias são, ambas, adaptativas.
Assim, nem a frequência de uma característica em um grupo, nem a
suposta “superioridade adaptativa” de uma condição servem como
indicadores da condição apomórfica de caracteres. O sucesso do método
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 62/127
64
Sistemática e Biogeografia
filogenético dependeu, em grande parte, da capacidade de Willi Hennig
responder à questão da polarização de caracteres. Um exemplo: analisemos
os Coelomata. Nesse grupo, encontramos organismos metaméricos, como
anelídeos e artrópodes, e não metaméricos, como moluscos e nemérteos.
Uma condição é apomórfica se for mais recente . Logo, discernir
condições plesiomórficas e apomórficas é determinar qual é, entre duas condições
homólogas e diferentes entre si, a condição mais antiga. Se uma condição é
apomórfica dentro de um grupo, então surgiu necessariamente depois da origem
desse grupo. Isso implica que, na base da evolução do grupo, o que existia era a
condição plesiomórfica, mas herdada de níveis ainda anteriores.
Assim, de um par de condições homólogas diferentes, em princípio,
a plesiomórfica é aquela que pode ser encontrada em grupos externos ao
qual estamos analisando . Nos grupos não celomados, a condição metamérica
nunca aparece. Desse modo, é mais provável que o ancestral dos celomados
fosse não metamérico e que metameria tenha surgido dentro da história do
grupo. Desse modo, cada vez que temos duas condições homólogas
diferentes entre si dentro de um grupo supostamente monofilético e queremos
determinar qual deles é o apomórfico, temos que amostrar um conjunto de
espécies externas ao grupo em foco que sejam utilizadas como termo de
comparação. Este é o método de comparação com grupos externos para a
polarização de séries de transformação.
Uma das críticas contra a polarização por comparação com grupos
externos foi feita por Colless (1967), um dos grandes opositores da Sistemática
Filogenética nas décadas de 60 e 70. Colless, um feneticista com excelente
embasamento técnico, observou que só é possível aplicar o método se existir
uma hipótese a priori de monofilia para o grupo em estudo. Por exemplo, só é
possível considerar apomórfica a condição dos pêlos em Mammalia com o
apoio da hipótese de que os Amniota formam um grupo monofilético.
A crítica de Colless (1967), pretendia mostrar que, na prática, haveria
um raciocínio circular na polarização de caracteres utilizando o método
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 63/127
65
UESPI/NEAD Biologia
filogenético e que, consequentemente, o próprio método seria inválido. O
comentário de Colless é interessante, embora incorreto. A defesa do método
filogenético foi feita a partir de uma discussão epistemológica. Hull (1970), um
filósofo que desde o início da década de 60 se dedicou às Ciências Biológicas,
em particular à Sistemática, demonstrou que, se uma hipótese inicial está errada,
ela tende a levar, com o aumento dos estudos envolvendo o grupo, a um acúmulo
de dados inconsistentes, indicando um erro de premissa que pode ser detectado.
Assim, mesmo partindo de uma premissa inicial falsa, é possível haver uma
retificação em um momento posterior. Se a premissa inicial for verdadeira, por
outro lado, tende a haver um acúmulo gradual de dados congruentes, corroborando
a decisão inicial. Isso é chamado de iluminação recíproca .
7.5 Forma e Agrupamentos Taxonômicos
A questão que se apresenta agora, é: Como inferir uma filogenia
a partir de séries de transformações polarizadas?
Um caráter não se modifica de uma maneira difusa no espaço e
no tempo. Um evento de mutação – a origem de uma condição apomórfica
a partir de uma condição plesiomórfica preexistente – ocorre em uma
situação muito precisa nas células gaméticas de um único indivíduo de
uma população.
Assim, apenas uma pequena fração do número total de mutações
ocorridas em cada população chega a fixar-se. A fixação de um novo alelo,
eliminando o alelo preexistente, por sua vez, implica no aparecimento de uma
condição nova na população, que será transmitida a todos os indivíduos de
todas as gerações futuras. Esse raciocínio pode ser visto, agora, no sentido
inverso. O conjunto de todas as populações atuais cujos indivíduos portam
uma característica apomórfica devem ser descendentes de uma população
ancestral comum a elas e (exclusiva delas), na qual essa condição
apomórfica surgiu .
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 64/127
66
Sistemática e Biogeografia
Apomorfias compartilhadas são indícios de ancestralidade comum
exclusiva , ou seja, de monofilia. É necessário considerar que sejam apenas
indícios, pois, ao longo da análise, pode-se concluir que a mesma apomorfia
surgiu mais de uma vez independentemente. Lineu e os demais sistematas
antes de Hennig lidavam com a diversidade biológica reunindo espécies com
base em semelhanças.
O método de reconstrução filogenética, resumidamente, é um sistema
para listar sinapomorfias e, assim, delimitar grupos monofiléticos. Revejamos
alguns dos exemplos já citados e outros novos: a presença de flores em plantas
é tomada como uma condição apomórfica em relação à presença de órgãos
reprodutivos não dispostos em uma estrutura como essa, de modo que o
conjunto de espécies que apresentam flor deve corresponder a um grupo
monofilético . A presença de vértebras deve ser uma condição apomórfica, de
modo que os Vertebrata devem ser um grupo monofilético.
A monofilia das Angiospermas é sugerida pela presença de frutos. A
presença de asas é indício da monofilia de Pterygota (Insecta) e a presença
de apenas um par de asas (em relação a dois pares) é sinapomórfica para
Diptera. A presença de rádula é uma evidência da monofilia de Mollusca. O
número de grupos monofiléticos por descobrir deve ser muito maior que os já
descobertos na literatura. Finalmente muitos dos táxons das classificações
tradicionais não correspondem a grupos monofiléticos.
Cada par de espécies “irmãs” atuais tem uma espécie ancestral comum
exclusiva delas; essas duas espécies, que formam um pequeno grupo monofilético,
podem formar um grupo monofilético maior com uma terceira espécie (tendo,
juntas, uma espécie ancestral exclusiva das três). Essas três, por sua vez, poderiam
formar um grupo monofilético ainda mais abrangente, com um outro par de espécies
que, juntas, formariam também um pequeno grupo monofilético. Essas cinco
espécies teriam um total de quatro espécies ancestrais.
A regra geral é que um grupo com n espécies recentes e que tenha
sofrido apenas divisões dicotômicas tem n – 1 espécies ancestrais. O mesmo
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 65/127
67
UESPI/NEAD Biologia
raciocínio aplica-se para um cladograma em que os táxons terminais não são
espécies recentes, mas grupos supra-específicos. A cada espécie ancestral,
por sua vez, corresponde um grupo monofilético, o qual inclui ela própria e o
conjunto de todas as suas espécies descendentes. É necessário afirmar que
um determinado grupo tem uma espécie ancestral comum exclusiva . Ou seja,
afirmar que “duas espécies têm uma espécie ancestral comum” apenas
reafirma o paradigma filogenético. Papagaios e formigas, anêmonas e
margaridas, amebas e elefantes têm espécies ancestrais comuns, mas que
não são exclusivas desses pares.
Convém, agora, introduzir o conceito de táxon. Está-se tratando, não
mais de caracteres isoladamente, mas de espécies ou grupos de espécies
que compartilham determinadas características. Em uma definição geral,
Táxon é qualquer classe cujos elementos são organismos reunidos com
base em semelhanças , seja uma espécie, uma parte de uma espécie ou um
agrupamento de espécies. Exemplo: as serpentes, em seu conjunto, formam
um táxon; a totalidade das anêmonas-do-mar forma um táxon, assim como os
polvos ou os insetos entre outros. Os táxons podem ser discernidos, entre
outros critérios, pelo tipo de relações de parentesco existentes entre as
espécies que os compõem. Denomina-se Grupo Monofilético (ou táxon
monofilético), um conjunto de espécies incluindo uma ancestral e todas
as suas espécies descendentes.
Por outro lado, como foi comentado, um táxon na literatura pode não
corresponder a um agrupamento monofilético. Ou seja, duas espécies podem
não ter uma espécie ancestral comum que seja exclusiva delas. Houve disputa
também quanto aos nomes a serem utilizados para esses agrupamentos.
Bernardi (1981) resolveu satisfatoriamente a disputa criando o termo
merofilético para qualquer grupo que não corresponde a um agrupamento
monofilético.
Nas classificações biológicas propostas desde o século XVIII, há
táxons merofiléticos. Alguns deles foram eliminados das classificações antes
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 66/127
68
Sistemática e Biogeografia
mesmo do desenvolvimento do método filogenético, pois a falta de
“proximidade” entre seus membros era muito evidente e implicava em
agrupamentos muito heterogêneos. O caso dos “Vermes”, de Lineu, talvez
seja o mais típico. “Pisces”, por exemplo, compõem um táxon merofilético.
Fazem parte desse grupo os Agnatha (lampreias e peixes-bruxa),
Chondrichthyes (tubarões e arraias), Actinopterygii (peixes ósseos) e Dipnoi
(“peixes” pulmonados). De fato, “Pisces” corresponde ao táxon “Vertebrata
exceto Tetrapoda”. Os “Reptilia” também formam um grupo merofilético: foi
demonstrado que Crocodylomorpha forma um grupo monofilético com Aves
(chamados Archosauria), e não com os demais integrantes dos répteis.
“Reptilia”, na verdade, corresponde a “Amniota exceto Aves e Mammalia”.É necessário observar que, sem uma análise filogenética bem feita,
não é possível fazer senão uma aproximação grosseira se um grupo é ou não
monofilético (ou merofilético). A organização da diversidade com base em
semelhança simples foi útil até agora, mas produziu inúmeros equívocos
evolutivos sobre agrupamentos. Apenas uma análise filogenética cuidadosa
poderá demonstrar as relações de parentesco entre as espécies. (AMORIM,
D. S. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Dalton de Souza Amorim.
Ed. Holos: Ribeirão Preto - SP. 153p. 2002.)
ATIVIDADE 05
01. Defina Filogenia.
02. Explique o que é um semarofonte.
03. Descreva o que é homologia e dê um exemplo.
04. Tradicionalmente, se diz que a asa de uma ave e a asa de um morcego
são estruturas homólogas. Explique porque isto não é correto.
05. Explique o que é uma série de transformações.
06. Diferencie o que são apomorfias de plesiomorfias.
07. Explique o que são grupos monofiléticos.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 67/127
OBJETIVOS
1. Conhecer noções básicas sobre classificações biológicas2. Apresentar as noções básicas sobre Biogeografia
3. Reconhecer o papel da História na Biogeografia
4. Associar a Ecologia à Biogeografia
UNIDADE 3DISTRIBUIÇÃO DA VIDA NA TERRA
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 68/127
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 69/127
71
UESPI/NEAD Biologia
8 NOÇÕES BÁSICAS SOBRE CLASSIFICAÇÕES BIOLÓGICAS
8.1 O Sistema Geral de Referência da Diversidade Biológica e o Sistema
Lineano
O objetivo aqui é abordar mais particularmente o problema das
classificações biológicas. Em Sistemática, os “objetos” das classificações
são organismos – indivíduos – as classes denominam-se táxons e as
definições das classes correspondem a caracteres biológicos compartilhados.
Define-se Táxon (de origem grega, disposição, boa ordem, ordenação)
qualquer agrupamento de organismos biológicos, construído com base em
uma definição . Táxons são sempre classes e, assim como as classes de
modo geral, conjuntos de táxons podem ser reunidos em táxons maiores,
formando um sistema hierárquico.
Nas classificações biológicas, muitos táxons propostos na literatura
existem independentemente da capacidade dos taxônomos de descobri-las, isto
é, são descendentes de espécies ancestrais que existiram de fato. Ou seja, essas
“classes” não são abstrações criadas por taxônomos, mas são entidades
biológicas reais, históricas. Seria mais apropriado chamar a classificação, quando
ela reflete a filogenia, de sistematização, pois, nesses casos, apenas
descrevemos o sistema de relações de parentesco entre espécies.
A nomenclatura taxonômica formal começa com Carolus Linnaeus
(Lineu) o grande naturalista sueco que criou um sistema de classificação para
os organismos no século XVIII. O trabalho central de Lineu para a Zoologia é o
“Systema Naturae”, publicado em inúmeras edições. A 10ª edição (1758) foi
adotada oficialmente pelo Código Internacional de Nomenclatura Zoológica
como a primeira publicação válida para fins de prioridade.
As classificações biológicas são, assim, um depósito de informação,
uma fonte sintética de informação sobre a ordem que nós somos capazes de
perceber na diversidade biológica. Elas fornecem nomes e uma ordenação.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 70/127
72
Sistemática e Biogeografia
Perceba que os nomes são apenas adicionados a entidades que já haviam
sido percebidas com a compreensão das semelhanças compartilhadas.
O conhecimento especializado, com uma quantidade enorme de
informação sobre a diversidade biológica, inclui um número muito maior de níveis
de generalidade em todos os grupos. Assim, por exemplo, os dípteros (moscas e
mosquitos) são considerados “insetos” no conhecimento leigo ou, quando muito
“insetos alados”. Nas classificações científicas, no entanto, eles pertencem aos
Hexapoda e, dentro desse, a vários outros grupos em diversos níveis: Insecta,
Pterygota, Neoptera, Holometabola, Mecopteroidea, Antliophora, etc.
A outra parte das classificações lineanas, distinta da hierarquia de
táxons, é o sistema de categorias. Para entender o sistema de categorias, é
necessário compreender os conceitos aristotélicos de genus (do grego :
origem, tribo, descendência, gênero) e eidos (do grego : aspecto exterior,
forma, classe, modo de ser).
Esses termos indicam, em um sentido lógico, posições em uma
hierarquia: um nível mais geral, que inclui vários elementos, é um genus (plural
genera ), enquanto que um nível mais restrito, incluído em um nível maior, é um
eidos . Esses são conceitos relativos e o que é um genus em um nível poder
um eidos em outro. Um exemplo simples seriam os cães, que, em relação às
raças de cães, seriam um genus , mas que em relação aos demais carnívoros
correspondem a um eidos .
A classificação lineana original corresponde, assim, a uma associação
entre esses dois elementos diferentes, um sistema de categorias e um sistema
de táxons. O sistema de Lineu continha apenas cinco categorias:
a) ESPÉCIE – As classes cujos elementos são organismos e, assim,
são classes que não são genera de nenhum eidos ;
b) GÊNERO – As classes que são genera, mas cujos eidoi não são
genera (o genus proximum );
c) ORDEM – As classes que são eidoi de um genus que, por sua
vez, também é um eidos de um genus ;
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 71/127
73
UESPI/NEAD Biologia
d) CLASSE – As classes que são genera e que são eidoi de um
genus que não é o eidos de nenhum genus; e
e) REINO – As classes que são genera , mas que não são eidoi de
nenhum genus – o Gênero Supremo.
A essas classes, e classes de classes, Lineu denominou,
respectivamente, Species, Genus, Ordo, Classis e Regnum – Espécie,
Gênero, Ordem, Classe e Reino. Lineu, portanto, com o conjunto de unidades
ao nível de “Espécies” que descreveu ao longo de sua vida, ordenou-as em
“Gêneros”, estes em “Ordens”, estas em “Classes” e estas em “Reinos”. No
Systema Naturae foram aceitos três Reinos – Mineral, Vegetal e Animal.
A lógica do sistema lineano de categorias foi afetada antes mesmo
da mudança da ontologia do sistema, de essencialista-criacionista para
evolucionista. Começaram, então, a ser necessárias novas categorias
intermediárias – família, classe, tribo, divisão e suas subdivisões em “super-“,
“sub-“, “infra-“ etc. – para indicar esses níveis no sistema. Essas inovações
permitiram, certamente, criar um sistema mais complexo, com um maior
número de níveis de subordinação (e, de certa maneira, com maior quantidade
de informação).
Na década de 1980, discussões mais inflamadas entre as diferentes
escolas de Sistemática foram centradas na normatização da criação de
táxons para a classificação. Ou seja, em como construir a hierarquia de táxons.
De modo geral, no entanto, tem havido poucas recomendações em cada
escola sobre como aplicar coerentemente o sistema de categorias à hierarquia
de táxons. Exceto dentro do sistema lineano original, com apenas aquelas
cinco categorias, a associação entre táxons e categorias é
completamente arbitrária, exceto pela obrigatoriedade de que táxons
associados a uma categoria mais abrangente incluam apenas táxons de
categoria menos abrangente.
Mesmo na Sistemática Filogenética, há opiniões diferentes sobre
como utilizar as categorias. O uso das categorias, pelo menos para alguns
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 72/127
74
Sistemática e Biogeografia
táxons, apenas segue a tradição. Desse modo, o sistema de categorias
lineanas, modificado pelas adições posteriores de novas categorias,
permanece atualmente como um sistema artificial, sem base ontológica clara
e sem critério fixo de aplicação.
A contribuição de Lineu para a Biologia é extraordinária. Ainda que a
linguagem natural seja cheia de usos equívocos, os nomes para as categorias
propostos por Lineu são inadequados. Um deles é o uso do termo genus , que
tem um significado próprio em lógica. Como vimos, todos os níveis de
classificações que incluem eidoi são gêneros lógicos. Assim, o uso do termo
Gênero para uma categoria taxonômica particular é impróprio. Do mesmo
modo, Classe como nome de uma categoria biológica também é inadequado,
uma vez que qualquer agrupamento é uma classe.
O uso do termo Espécie, no entanto, talvez seja o que gerou maior
ambiguidade. “Espécie” passou a representar o nível basal na hierarquia de
categorias. Sendo que os táxons nesse nível devem receber binômios. Ao
mesmo tempo, “espécie” representa uma entidade com existência
biológica. Neste sentido, é visto como algo que existe ontologicamente: o
conjunto de indivíduos que correspondem a cópias imperfeitas do mesmo tipo
ideal que existiria em um universo ideal, atemporal.
Essas duas aplicações do termo “espécie” são muito diferentes uma
da outra. Essa diferença raramente é discernida até mesmo por sistematas e
evolucionistas, resultando em equívocos graves e discussões inúteis. Não
haveria problema algum (e na prática é assim que funciona), por exemplo, em
admitir que “Espécie” é um nível hierárquico do sistema de categorias, sem
qualquer implicação ontológica e que os táxons nesse nível devessem receber
binômios, tal qual ocorre hoje em dia.
Esses nomes são sempre latinos ou nomes latinizados. Lineu
convencionou que deveriam fornecer binômios latinos aos táxons do nível mais
basal na hierarquia de categorias. A ideia do uso de binômios é de imensa
valia. Seria impossível nomear milhões de espécies uninominalmente com o
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 73/127
75
UESPI/NEAD Biologia
vocabulário disponível em latim ou em outra língua qualquer. Papavero &
Llorente-Bousquets (1992b) propõem uma solução que pode resolver essa
controvérsia. Em primeiro lugar, o termo “espécie” seria usado apenas para
designar o nível mais baixo na hierarquia de categorias e, como convencionado
por Lineu, receberia um binômio latino, seguindo os Códigos de Nomenclatura.
As entidades biológicas (históricas), quando podem ser devidamente
identificadas, seriam denominadas eidoforontes e corresponderiam ao nível
de universalidade acima de “populações”.
Entretanto, em algumas situações, será possível encontrar um grupo
de eidoforontes incluídos em um único táxon monofilético que recebe um
binômio específico. Desaparecem, assim, os conflitos intermináveis entre os
conceitos de “espécie”, “subespécie”, super-espécie e “população”, como
conceitos biológicos, e “espécie” como nível da hierarquia lineana que exige
um binome latino. (texto retirado de: AMORIM, D. S. Fundamentos de
Sistemática Filogenética. Dalton de Souza Amorim. Ed. Holos: Ribeirão Preto
- SP. 153p. 2002.)
8.2 As Escolas Taxonômicas: Princípios Gerais
As escolas serão consideradas aqui apenas resumidamente, dentro
de uma perspectiva da sistemática filogenética.
a) A Escola Lineana: originalmente, fundamenta-se na lógica
aristotélica e na visão de mundo de Aristóteles, ou seja, em sua ontologia
essencialista: existem essências e essas essências podem ou não ser
compartilhadas por duas ou mais espécies. Assim, reunir espécies em táxons,
em uma abordagem lineana, significa indicar a existência de uma essência
compartilhada entre elas. Contudo, mesmo rejeitando uma ontologia
essencialista, pode-se manter o método de reunir táxons com base em
semelhanças compartilhadas, na verdade um método intuitivo de comparação
de semelhanças.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 74/127
76
Sistemática e Biogeografia
b) A Escola “Catalogatória”: essa não é propriamente uma escola, mas
uma prática descompromissada de determinados sistematas. Muitos taxônomos
não têm formação evolutiva ou interesse particular no conhecimento da evolução
biológica e assumem que o trabalho do sistemata – supostamente o melhor
conhecedor de um determinado grupo de organismos – é simplesmente o de
propor sistemas de classificação que sejam úteis. O sistema de classificação,
consequentemente, não passaria de um catálogo de espécies. Se se pretende,
diversamente, que a classificação tenha alguma relação com o processo evolutivo
e com seus padrões, há de se rejeitar essa prática taxonômica.
c) Taxonomia Numérica: muitas vezes referida como “Escola Fenética”,
surgiu, como escola taxonômica, junto com os primeiros computadores eletrônicos
disponíveis nos Estados Unidos para pesquisa no final da década de 1950. O
trabalho de Michener e Sokal (1957) efetivamente inaugura essa abordagem. No
início da década de 1960, surge o livro de Sokal & Sneath (1963), com as bases
conceituais da escola. Operações numéricas extensas, que não podiam ser
executadas manualmente até o final da década de 50, passaram a ser viáveis
com as novas calculadoras e computadores de cartão perfurado. Análises
numéricas de semelhanças médias para um conjunto grande de caracteres e de
espécies passaram a ser possíveis. A proposição dessa abordagem para a
Sistemática foi influenciada por fatores diferentes:
I. a dificuldade em lidar com os padrões aparentemente incongruentes
da evolução, encontrando explicações convincentes para esses padrões.
II. o subjetivismo das decisões dos sistematas tradicionais, que
criavam ou desfaziam táxons com base em um poucos caracteres e sem
critérios definidos.
III. pelo interesse em desenvolver um sistema operacional “ágil” para
atividades de identificação taxonômica, aproveitando os recursos
computacionais disponíveis.
Os métodos fenéticos dão tratamento numérico a matrizes de dados,
produzindo diagramas ramificados – fenogramas – em que a reunião ou
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 75/127
77
UESPI/NEAD Biologia
separação de táxons se faz com base na semelhança média dos
caracteres apresentados na matriz de dados. Supostamente, quanto maior
o número de caracteres de um grupo inseridos em uma matriz, maior a
estabilidade do sistema, uma vez que se aproximaria cada vez mais do
“número total de caracteres”.
Um dos argumentos utilizados pela escola fenética para tentar
demonstrar a superioridade de seu sistema (também usado pela escola
gradista) é que a quantidade de informação utilizada para construir o sistema
(em princípio, a informação introduzida no sistema) era maior que das outras
escolas. A crítica feita pelos filogeneticistas a esse argumento é que não
importa quanta informação se utiliza para construir um sistema (a
classificação), senão quanta informação alguém pode tirar dela. Do mesmo
modo que na sistemática tradicional, um táxon construído feneticamente
expressa apenas que o conjunto de espécies reunidas tem uma semelhança
média maior entre si que qualquer uma delas em relação a outras que
não pertencem ao grupo. Analisando uma classificação fenética, no entanto,
não é possível determinar a priori que tipo de semelhança (evolutivamente
falando) existe entre os grupos, ou seja, que tipo de agrupamentos são
formados do ponto de vista do parentesco. O fenograma informa apenas
que “há uma maior semelhança entre eles”.
d) A Sistemática Gradista: as críticas à escola gradista são de outra
espécie. Os gradistas têm a intenção declarada de trabalhar com o conhecimento
sobre a história filogenética e, exceto por alguns aspectos, o método filogenético
é aceito como tecnicamente correto. Contudo, os gradistas, de modo geral, não
crêem que a classificação deva ser um reflexo inequívoco das relações
filogenéticas entre os táxons. A classificação deveria, no entender dos defensores
dessa escola, incluir informação outra que exclusivamente as relações de
parentesco, contendo uma visão mais genérica da história evolutiva de um grupo.
O conceito subjacente mais importante nessa escola é o de grau
evolutivo ou Grado (inglês: grade ). Dado um grupo qualquer, sua evolução
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 76/127
78
Sistemática e Biogeografia
sempre começa com um conjunto de características “adaptativas” (ou
características ligadas à interação com o ambiente). Muitas das espécies
atuais descendentes da espécie ancestral desse grupo mantêm essas
características iniciais de hábitat, nicho, comportamento, alimentação,
reprodução.
Com isso, entre os descendentes de uma espécie ancestral, um ou
mais subgrupos diferenciam-se em características ligadas ao ambiente em
que vivem, alcançando um novo grau evolutivo. O exemplo clássico é o da
evolução dos vertebrados, que partem do grado de grupos aquáticos (Pisces);
no nível dos Tetrapoda, passam ao grado de grupos terrestres com alguma
dependência da água (Amphibia); a partir dessa condição, surgem os grupos
terrestres amniotas de “sangue frio” (Reptilia), a partir do qual surgem os
organismos voadores de “sangue quente” (Aves) e independentemente, os
organismos de “sangue quente” com pelos e outras características “adaptativas”
(Mammalia).
Essa percepção de quais seriam os grados na evolução dos grupos,
portanto, forma o critério de ordem para construir a hierarquia de táxons nas
classificações gradistas. Dentro de um grupo maior, assim, pode-se destacar,
de um grado inicial, um subgrupo que contém um conjunto de caracteres
“adaptativos” apomórficos, reunindo-se as demais espécies, que não contém
esses caracteres, em um outro grado. Nesse caso, a classificação conteria
dois grados apenas. Em outros casos, dentre as espécies do grado
apomórfico, há uma condição ainda mais derivada, de modo que formariam
três grados, dois ou mais fundamentados em plesiomorfias e um único
baseado em apomorfias.
O exemplo clássico é a classificação dos Vertebrata. A condição “vida
aquática” é sabidamente plesiomórfica: uma parte dos grupos com hábitat
aquático – os Dipnoi – formam um grupo monofilético com o grupo que
desenvolveu a condição “vida terrestre”, de maneira que o conjunto das
espécies que compartilha a condição “vida aquática” – Pisces – é merofilético.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 77/127
79
UESPI/NEAD Biologia
Há duas discussões diferentes envolvendo a questão dos grados
evolutivos. Uma delas é sobre a natureza dos grados e a outra sobre a eventual
relação entre grados e classificações. Alguns autores acham que os grados
são meras abstrações. “Encontrar” grados corresponderia, nesse caso, a
compor um ou mais agrupamentos com base em características ligadas à
interação com o ambiente, as quais, com frequência, correspondem a
condições plesiomórficas. Assim, grados corresponderiam a “estágios” de
determinadas séries de transformação na evolução de um grupo. Para isso, é
necessário estabelecer que a história de determinadas características é
mais importante que as outras.
Da mesma maneira que se pode utilizar, para os vertebrados, os
grados “vida aquática” / “vida terrestre com sangue frio” / “ambiente aéreo e
sangue quente” / “vida terrestre com amamentação e sangue quente” (ou outra
definição qualquer para os mesmos agrupamentos), poder-se-ia utilizar outros
sistemas completamente distintos. “Presença de vértebra e ausência de bexiga
natatória” poderia ser um primeiro grado, do qual surgiria o grado de “vida
aquática ou terrestre, com bexiga natatória ou pulmão, sem âmnion”, do qual
surgiria, por sua vez, o grado “com âmnion”.
Há dezenas de outras combinações possíveis, ou centenas, se
incluímos grupos menores dos vertebrados, que podem gerar grados
evolutivos. Para se construir uma classificação gradista, atribui-se a mesma
categoria taxonômica ao conjunto de grados mais importantes em um
determinado grupo maior. Assim, “Pisces”, Amphibia, “Reptilia”, Aves e
Mammalia recebem a categoria “Classe”, uma vez que teriam o mesmo status
como grados dentro da evolução dos Vertebrata. Em Insecta, por exemplo, os
grupos (primitivamente) sem asa são colocados em um grado separado dos
insetos alados – Apterygota e Pterygota – e atribui-se-lhes a categoria de
“Subclasse”. Logo, dentro de um mesmo táxon maior, os táxons subordinados
de mesma categoria são considerados grados igualmente importantes na
evolução “principal” de um grupo.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 78/127
80
Sistemática e Biogeografia
O debate sobre os princípios sistemáticos na década de 60 acabou
por forçar uma melhor caracterização das várias escolas sistemáticas, que
antes tinham princípios às vezes pouco claros ou posições indefinidas em
relação a vários aspectos. A sistemática gradista como executada por Simpson
(1961), por exemplo, antes do desenvolvimento da sistemática filogenética,
lidava apenas com filogenias construídas sem um método definido. Se é esse
o caso, os próprios grados eram construído apenas com base em semelhanças
entre grupos, sem determinar que tipo de semelhanças eram compartilhadas
(apomórficas, plesiomórficas ou homoplásticas) e sem poder determinar
precisamente as relações de parentesco entre os grupos envolvidos.
Ao tomarmos a classificação de um grupo qualquer produzida por um
sistemata gradista, sabemos que os táxons propostos correspondem a grados.
Contudo, a informação de que um grupo taxonômico corresponde a um grado
indica apenas que existe alguma característica ou um conjunto de
características autoecológicas comuns. Não nos informa, porém, se essas
características compartilhadas são plesiomórficas ou apomórficas e se os
grados são ou não monofiléticos.
Alguns casos podem ser citados como exemplos típicos dessa
dificuldade das classificações gradistas. Os “peixes” pulmonados, por exemplo,
são chamados de peixes porque não têm todas as características apomórficas
dos grados dos Tetrapoda, entre elas os membros anteriores bem
desenvolvidos para serem utilizados no deslocamento em ambiente terrestre.
Contudo, os Dipnoi sabidamente compõem um grupo monofilético com os
Tetrapoda, compartilhando várias características apomórficas com esse grupo,
entre elas a capacidade de utilizar, ao menos em certa extensão, a bexiga
natatória como órgão respiratório e a presença de nadadeiras peitorais com
sua estrutura óssea modificada. Essas características apomórficas dos Dipnoi
certamente estão associadas a outras mudanças enzimáticas e fisiológicas.
Um outro exemplo são as características compartilhadas entre os
Crocodilia e as Aves. Depois que as relações filogenéticas entre os Amniota
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 79/127
81
UESPI/NEAD Biologia
começaram a ser mais bem compreendidas, percebeu-se que características de
estrutura óssea, formato dos pulmões e outras características bioquímicas
compartilhadas entre as aves e os crocodilos e jacarés correspondiam a
sinapomorfias e que (Crocodilia + Aves) formam um grupo monofilético dentro de
Amniota. Assim, as “adaptações” dos crocodilianos à vida aquática (com grande
capacidade de flutuação) e das aves à vida aérea (com baixa densidade corporal)
não são aquisições independentes em grados distintos, mas características
surgidas em um ancestral comum exclusivo deles. O grado “Reptilia”, no entanto,
obscurece a compreensão das relações entre Crocodilia e Aves.
O fato de que a evolução dos vertebrados é bem conhecida cria a
ilusão de que é possível retirar informação precisa de uma classificação
gradista. Parece ser possível compreender como foi a evolução de caracteres
compartilhados por uma parte de “Pisces” (os pulmonados) e pelos Tetrapoda.
Isso ocorre apenas porque já temos em mente a filogenia do grupo, não porque
essa informação esteja na classificação.
8.3 Os Princípios Gerais das Classificações Filogenéticas
Uma contribuição extremamente importante de Willi Hennig foi o
desenvolvimento do método de reconstrução das relações de parentesco entre
espécies e grupos de espécies.
As escolas de Sistemática têm propostas diferentes sobre como produzir
classificações biológicas. O centro da proposta de Hennig é que as
classificações biológicas devem ser um reflexo inequívoco do
conhecimento atual sobre as relações de parentesco entre os táxons. Isto
é, todos os táxons da classificação devem ser monofiléticos e todas as informações
entre grupos-irmãos devem estar expressas. Como só existe uma filogenia
verdadeira para a diversidade biológica, só haveria uma classificação possível.
Hennig deixa claro que todas as maneiras possíveis de construir
classificações são igualmente válidas e legítimas. Por outro lado, a existência
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 80/127
82
Sistemática e Biogeografia
de propostas antagônicas de classificação é extremamente improdutivo, de
maneira que se deve adotar uma única classificação que possa servir como
sistema geral de referência.
As classificações filogenéticas têm esse perfil. Quando se toma uma
única característica ou um conjunto particular de características como base
para erigir uma classificação, constroem-se táxons que podem não refletir (e
normalmente não refletem) a evolução dos demais caracteres. Ou seja, não é
possível compreender a evolução de todos os caracteres através da evolução
de um caráter em particular. Por outro, uma vez que os caracteres se originam
dentro da filogênese, todos os caracteres em princípio podem ser
compreendidos com o conhecimento da filogenia dos grupos. (texto extraídode: AMORIM, D. S. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Dalton de
Souza Amorim. Ed. Holos: Ribeirão Preto - SP. 153p. 2002.)
ATIVIDADE 06
01. Como podemos definir o termo táxon?
02. Explique por que, mesmo antes do advento da teoria evolucionista deDarwin, o sistema de Lineu se mostrou frágil.
03. Descreva o problema da ambiguidade no uso do termo espécie.
04. Caracterize, brevemente, as seguintes escolas taxonômicas, destacando
seus problemas:
a) Escola Lineana
b) Taxonomia Numérica
c) Sistemática Gradista
05. Faça um resumo dos princípios gerais das classificações filogenéticas.
9 NOÇÕES DE BIOGEOGRAFIA – DISTRIBUIÇÃO DAS ESPÉCIES
Indivíduos de todas as espécies interagem de várias maneiras com
indivíduos de suas próprias espécies, de outras espécies e com seus
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 81/127
83
UESPI/NEAD Biologia
ambientes físicos. Conforme usado por ecólogos, o termo ambiente inclui
fatores abióticos (físicos e químicos), tais como água, nutrientes, luz,
temperatura e vento, e fatores bióticos (todos os outros organismos que
afetam a vida dos indivíduos).
As interações entre os organismos e seus ambientes são processos de
mão dupla. Os organismos tanto influenciam quanto são influenciados por seus
ambientes. Os animais “decidem” onde realizar suas atividades e como selecionar
os recursos de que necessitam – alimento, água, abrigo, locais para nidificação.
9.1 Escolhendo onde viver e forragear
O ambiente no qual um organismo normalmente vive é chamado de
hábitat. Uma vez escolhido o hábitat, um animal procura seu alimento, locais
de descanso, locais de nidificação e rotas de fuga de predadores dentro desse
hábitat. As informações que os organismos usam para selecionar hábitats
adequados são tão variadas quanto os próprios organismos, mas todas têm
uma característica em comum: são boas indicadoras das condições gerais
adequadas à sua futura sobrevivência e reprodução.Um exemplo simples de informação utilizada na seleção do hábitat é
fornecido pelo red abalone , um molusco gastrópodo que começa sua vida
como um ovo fertilizado em mar aberto. Cerca de 14 horas após a fertilização
eclode uma larva móvel com quantidade suficiente de gema (vitelo) para
continuar seu desenvolvimento por mais sete dias. Durante esse período, ela
nada na água sem se alimentar. Ao final dos sete dias, a larva para de se
desenvolver, nada para o fundo do mar, escolhe um local para se estabelecer
e passa por uma metamorfose que a transforma em adulto.
Essas larvas reconhecem as algas coralinas pela presença de um
composto químico específico produzido por elas (um peptídeo solúvel em água
contendo cerca de 10 aminoácidos). No laboratório, as larvas de abalone se
estabelecem em qualquer superfície na qual esse composto químico tenha
sido colocado, mas somente as algas coralinas o produzem na natureza.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 82/127
84
Sistemática e Biogeografia
9.2 O ambiente influencia a evolução das sociedades animais
O tipo de organização social de uma espécie está fortemente
relacionado ao ambiente no qual ela vive. Entre os tecelões da África, as
espécies que vivem em florestas e comem insetos alimentam-se sozinhas e
constroem ninhos bem escondidos. A maioria das espécies é monógama, e
os sexos são semelhantes. Ao contrário, os tecelões que vivem em pradarias
com árvores espalhadas (savanas), comem principalmente sementes,
alimentam-se em grandes bandos e nidificam em colônias, usualmente em
árvores de Acacia isoladas onde seus ninhos são grandes e conspícuos. Na
maioria das espécies coloniais, os machos têm várias parceiras e têmcoloração mais brilhante do que as fêmeas.
9.3 Ecossistemas
Os organismos que vivem em uma determinada área juntamente com
o ambiente físico com o qual interagem, constituem um ecossistema. Os
ecossistemas podem ser reconhecidos e estudados em diferentes escalasespaciais, variando das unidades locais – tais como um lago – até todo o
globo terrestre. Numa escala global, a Terra é um ecossitema.
A dinâmica dos ecossistemas é o resultado das atividades de uma
grande quantidade de organismos, os quais influenciados por processos no
ambiente físico. Alguns desses processos são, por sua vez, alterados pelos
organismos, enquanto outros não o são. Indivíduos de muitas espécies
diferentes que interagem o fazem pela captura de energia e materiais,
transformando-os, e por fim transferindo-os para os outros organismos.
9.3.1 Os Climas da Terra
A energia do sol determina os padrões globais de circulação do ar e
das águas dos oceanos. O aquecimento e o resfriamento das massas de ar e
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 83/127
85
UESPI/NEAD Biologia
água em movimento explicam a maioria dos padrões climáticos da Terra. Os
climas variam muito de um local para outro na Terra, principalmente porque
diferentes locais recebem diferentes quantidades de energia solar. A
quantidade de energia solar incidente é quase constante no Equador, mas
varia dramaticamente nas altas latitudes.
Cada local na Terra recebe o mesmo número total de horas de luz
solar a cada ano – uma média de 12 horas por dia – mas não a mesma
quantidade de calor. A taxa na qual o calor chega à Terra por unidade de área
de substrato depende principalmente do ângulo da luz solar. Se o sol estiver
baixo no céu, uma dada quantidade de energia solar será espalhada por uma
área maior (e é, então, menos intensa) do que se o Sol estiver diretamente
sobre a cabeça. Além disso, quando o sol está baixo no céu, a luz solar deve
passar por uma camada maior da atmosfera terrestre, o que resulta numa
maior absorção e reflexão de sua energia antes de ela atingir o chão. Em
média, a temperatura média anual do ar ao nível do mar diminui em cerca de
0,4ºC a cada grau de latitude (cerca de 110 km).
Quando os ventos fazem o ar entrar em contato com uma montanha, o
ar se eleva para passar pelas montanhas, resfriando-se à medida que passa
por elas. Devido ao fato de o ar frio não ser capaz de manter tanta umidade
quanto o ar quente, há frequentemente a formação de nuvens e a umidade é
liberada como chuva ou neve. Do outro lado da montanha (sotavento), o ar
que agora contém pouca umidade desce, aquece-se e começa a absorver
umidade. Esse padrão resulta, frequentemente, em uma área seca chamada
sombra de chuva a sotavento de uma montanha.
9.3.2 A Circulação Atmosférica Global influencia os Climas
O ar quente sobe nos trópicos, os quais recebem a maior entrada de
energia solar. Esse ar é substituído por ar que flui do norte e do sul para o
equador. Aquele ar, por sua vez é substituído pelo ar que vem de camadas
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 84/127
86
Sistemática e Biogeografia
superiores e desce após ter se distanciado do equador a grandes altitudes. A
cerca de 30º de latitude norte e sul, o ar que esfriou e perdeu sua umidade
quando subiu no equador desce e se aquece. Muitos dos desertos da Terra,
tais como o Saara e os desertos australianos, estão localizados nessas
latitudes. A cerca de 60º de latitude norte e sul, o ar sobe novamente.
A rotação da Terra sobre seu eixo influencia os ventos de superfície
porque sua velocidade de rotação é rápida no equador, mas relativamente
lenta próxima dos pólos. Uma massa de ar a uma latitude específica tem a
mesma velocidade que a Terra na mesma latitude. À medida que uma massa
de ar move-se em direção ao equador, ela confronta-se com uma rotação
cada vez mais rápida e seus movimentos rotatórios são mais lentos do que
os da Terra abaixo dela. De maneira semelhante, à medida que uma massa
de ar move-se em direção aos pólos, ela confronta-se com uma rotação cada
vez mais lenta e acelera-se em relação à velocidade da Terra abaixo dela.
Por essa razão, as massas de ar que se movem latitudinalmente são
desviadas para a direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul.
Os ventos que sopram do norte e do sul em direção ao equador mudam de direção
para tornarem-se os ventos alísios de nordeste e sudeste, respectivamente. Os
ventos que sopram para longe do equador também mudam de direção e tornam-
se os ventos ocidentais que prevalecem nas latitudes médias.
O local da maior entrada de energia solar nos trópicos, e a área onde
os ventos alísios convergem e o ar sobe, é chamado de zona de
convergência intertropical. Ela muda para o norte durante o verão
setentrional (inverno meridional) e para o sul durante o verão meridional. Nos
trópicos, mudanças sazonais no clima (estações chuvosas e secas) estão
associadas com o movimento da zona da convergência intertropical porque
sempre que uma área está dentro dessa zona, o ar sobe e caem forte chuvas.
A água dos oceanos geralmente se move na direção das correntes de
vento. Os ventos que sopram na direção do equador vindos do nordeste e sudeste
fazem a água convergir no equador e mover-se para o oeste até encontrar uma
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 85/127
87
UESPI/NEAD Biologia
massa de terra continental. Nesse ponto, a água se divide, parte dela se desloca
para o norte e parte para o sul ao longo do litoral do continente. O movimento da
água do oceano, aquecida nos trópicos, em direção aos pólos é um importante
mecanismo de transmissão de calor para as altas latitudes.
À medida que se move em direção aos pólos, a água gira para a
direita no hemisfério norte e para a esquerda no hemisfério sul. Assim, a água
move-se para o leste até encontrar outro continente e é desviada lateralmente
ao longo de seu litoral. Em ambos os hemisférios, a água flui em direção ao
equador ao longo do lado oeste dos continentes, continuando a girar para a
direita ou esquerda até encontrar-se no equador e afluir para oeste novamente.
9.3.3 Alguns Ecossistemas não são movidos pela Luz Solar direta
Os ecossistemas marinhos mais profundos dependem da biomassa
produzida na zona bem iluminada acima deles, pois a quantidade de luz que
penetra não é suficiente para a realização da fotossíntese. A produtividade da
maioria dos ecossistemas marinhos das profundezas é baixa porque apenas
uma pequena quantidade de detrito desce na coluna de água até eles.Alguns ecossistemas marinhos das profundezas são totalmente
independentes da luz solar. Os mais impressionantes são aqueles existentes
ao redor de fontes hidrotérmicas associadas com zonas de expansão do fundo
do mar. A base energética desses ecossistemas é a quimioautotrofia por
bactérias oxidantes de enxofre. Essas bactérias obtêm energia ao oxidar
sulfeto de hidrogênio na água quente emitida pelas fontes. A maioria dos outros
organismos nesses ecossistemas, tais como vestimentíferos, vive direta ouindiretamente dessas bactérias oxidantes de enxofre.
Os ecólogos recentemente descobriram um ecossistema de caverna
no sul da Romênia que é movido por bactérias que fixam carbono inorgânico
ao usar sulfeto de hidrogênio como fonte de energia. A produção
quimioautotrófica por essas bactérias é a base alimentar para 48 espécies
de invertebrados terrestres e aquáticos adaptados à caverna.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 86/127
88
Sistemática e Biogeografia
9.3.4 A Atmosfera regula as temperaturas próximo à superfície da Terra
A atmosfera é uma fina camada de gases que envolve a Terra. Cerca de
80% da massa da atmosfera estão presentes em sua camada mais baixa, a
Troposfera. Essa se estende da superfície da Terra até cerca de 17 km de altura
nos trópicos e subtrópicos, mas apenas até cerca de 10 km nas altas latitudes.
A Estratosfera, a qual se estende do topo da troposfera até cerca de
50 km acima da superfície da Terra, contêm cerca de 99% da massa
atmosférica restante, mas é extremamente seca. Na estratosfera, o ozônio
(O3) absorve a maior parte da radiação ultravioleta de onda curta que chegaria
à Terra, protegendo os organismos de seus efeitos nocivos. A atmosfera é
composta por 78,08% de nitrogênio (N2), 20,95% de oxigênio, 0,93% de
argônio e 0,03% de dióxido de carbono (CO2). Ela também contém traços de
hidrogênio (H2), neônio, hélio, criptônio, xenônio, ozônio e metano. A atmosfera
contém o maior depósito de nitrogênio da Terra e grandes quantidades de
oxigênio. O dióxido de carbono é a fonte de carbono utilizada pelos organismos
terrestres fotossintetizantes.
A atmosfera exerce um papel decisivo na regulação da temperatura
na superfície da Terra e próximo dela. Sem uma atmosfera, a temperatura
média da Terra seria de cerca de – 18ºC, ao invés dos atuais + 17ºC. A
atmosfera é relativamente transparente à luz visível, mas retém uma grande
parte da radiação infravermelha (calor) que é emitida pela Terra (efeito estufa).
O vapor d’água, dióxido de carbono e ozônio são retentores de radiação
infravermelha especialmente importantes.
Os ambientes terrestres cobrem cerca de um quarto da superfície da
Terra. A maior parte dessa terra está coberta por uma camada de solo. Apesar
de o suprimento global de nutrientes ser constante, deficiências regionais e
locais afetam fortemente os processos ecossistêmicos na Terra.
O compartimento terrestre é conectado ao compartimento atmosférico
pelos organismos terrestres que retiram e liberam elementos químicos no ar.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 87/127
89
UESPI/NEAD Biologia
Nos solos, os elementos químicos são carregados em solução para as águas
subterrâneas e, eventualmente, para rios e oceanos, onde são perdidos para
os organismos até que processos geológicos levantem os sedimentos
marinhos para cima do nível do mar e comece um novo ciclo de erosão e
intemperismo.
9.4 Biogeografia
Durante suas viagens ao redor do mundo, os exploradores europeus
encontraram muitos tipos de vegetação – florestas tropicais, florestas de
mangue e desertos com cactos altos – que não lhes eram familiares, mas
também encontraram muitas áreas onde as formas e as espécies de vegetação
eram semelhantes às que eles conheciam em sua terra natal. O estudo da
distribuição dos organismos sobre a superfície da Terra começou quando
aqueles viajantes do século XVIII notaram pela primeira vez as diferenças
intercontinentais nas biotas e tentaram entendê-las.
9.4.1 Porque as espécies são encontradas em suas atuais distribuições
Explicar a distribuição das espécies parece uma tarefa simples porque
o questionamento do por quê uma espécie é ou não encontrada em um
determinado local tem apenas umas poucas respostas possíveis:
• Se uma espécie ocupa uma determinada área, ou ela evoluiu nesse
local ou evoluiu em outro e dispersou para esta área.
• Se uma espécie não é encontrada em uma determinada área, ou
ela evoluiu em outro local e nunca dispersou para essa área, ou já esteve
presente nela, mas já não vive mais aí.
Infelizmente, a determinação de qual dessas respostas está correta
não é nem um pouco simples. A resposta às perguntas requer informações
sobre as histórias evolutivas das espécies, as quais baseiam-se em fósseis
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 88/127
90
Sistemática e Biogeografia
e no conhecimento de suas relações filogenéticas. Ela também precisa de
informação sobre as mudanças da própria Terra – deriva continental, avanços
e retrações das geleiras glaciais, alterações no nível do mar e soerguimento
de montanhas – durante o período em que os organismos estavam evoluindo.
9.4.2 Os eventos do passado influenciam as atuais distribuições
Os antigos biogeógrafos acreditavam em uma Terra imutável que era
muito jovem para explicar a diversidade e a distribuição da vida por qualquer
meio que não fosse criação divina. A noção de que os continentes poderiam
ter se movido não foi seriamente considerada até 1912. Alfred Wegener, o
meteorologista alemão que propôs a ideia da deriva continental, baseou
sua teoria em várias observações:
• As formas dos continentes (os contornos da África e da América do
Sul pareciam combinar-se como peças de um quebra-cabeças)
• O alinhamento de cadeias de montanhas, estratos de rochas, leitos
de carvão e depósitos glaciais em diferentes continentes
• A distribuição de organismos (a distribuição de espécies na África
e na América do Sul era difícil de explicar se assumíssemos que os continentes
nunca tivessem se movido)
Quando Wegener propôs suas ideias, poucos cientistas levaram-nas
a sério, principalmente porque não se conhecia nenhum mecanismo capaz
de mover os continentes e porque não existiam evidências geológicas
convincentes de que tais movimentos haviam ocorrido.
Há cerca de 280 milhões de anos, os continentes estavam unidos
formando uma única massa de terra, a Pangea. No início da era Mesozóica
(aproximadamente 245 milhões de anos atrás), quando os continentes ainda
estavam muito próximos uns dos outros, muitos grupos de organismos não-
marinhos, incluindo insetos, peixes de água doce, sapos e plantas vasculares,
já tinham evoluído. Os ancestrais de alguns organismos que hoje vivem em
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 89/127
91
UESPI/NEAD Biologia
continentes muito
distantes estavam
provavelmente presentes
nessas massas de terra
quando elas faziam parte
da Pangea.
Há 100 milhões
de anos, a Pangea tinha
se separado nas massas
de terra do norte
(Laurásia ) e do sul
(Gondwana) e os
continentes meridionais
estavam se separando. A deriva continental, a qual continua ainda hoje, levou
a Índia da África até o sul da Ásia, a Austrália para próximo do sudeste asiático,
e a América do Sul, que tinha flutuado como uma ilha por 60 milhões de anos,
ficou em contato com a América do Norte. Assim, a deriva continental tem
influenciado a evolução e a mistura de espécies ao longo de toda a história
da vida na Terra.
Fig. 05. Forma original da PangeSeção de textos geotemáticos ePDF - internet
Fig. 06. Fósseis encontrados em diferentes continentes, evidência da deriva continental
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 90/127
92
Sistemática e Biogeografia
9.4.3 Métodos Biogeográficos Modernos
Os biogeógrafos ecólogos estudam como as atuais distribuições são
influenciadas pelas interações entre espécies e pelas interações entre as espécies
e seus ambientes físicos. Eles examinam as interações interespecíficas para
explicar os padrões locais e regionais de diversidade de espécies. Outro grupo
de pesquisadores consiste dos biogeógrafos históricos, os quais se concentram
em escalas mais longas de tempo e maiores no espaço.
Uma importante técnica desenvolvida pelos biogeógrafos históricos
foi a transformação de filogenias taxonômicas em “filogenias de área” por
meio da substituição das distribuições geográficas das espécies por seus
nomes. Os padrões de distribuição identificados dessa maneira podem sugerir
rotas de dispersão ou pontos de divisão de biotas devido ao surgimento de
barreiras à dispersão. Por exemplo, combinando as relações filogenéticas e o
padrão atual de distribuição da família do cavalo, podemos entender melhor por
que seus membros são encontrados em suas atuais distribuições e onde barreiras
do passado provavelmente influenciaram os eventos de especiação entre eles.
9.5 O Papel da História na Biogeografia
Nunca poderemos conhecer os eventos do passado com certeza
absoluta, mas pelo uso de uma variedade de tipos de evidências, os
biogeógrafos históricos podem desenvolver e testar hipóteses nas quais eles
eventualmente atingem um alto grau de confiança.
Os biogeógrafos frequentemente baseiam suas interpretações emfilogenias, as quais mostram as relações filogenéticas entre os organismos
de uma linhagem. As filogenias são especialmente úteis para os biogeógrafos
se os períodos aproximados das separações evolutivas e geográficas das
linhagens puderem ser estimados.
Os biogeógrafos usam várias abordagens para inferir os períodos
aproximados de separação dos táxons dentro de uma linhagem. Primeira, se
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 91/127
93
UESPI/NEAD Biologia
um “relógio molecular” tem batido em uma taxa relativamente constante, o
grau de diferença nas moléculas das espécies estará fortemente
correlacionado com o tempo que passou desde que suas linhagens passaram
a evoluir independentemente.
Segundo, os fósseis podem ajudar a determinar há quanto tempo um
táxon está presente em uma área e se seus membros viviam anteriormente
em áreas onde eles não são mais encontrados. O registro fóssil é útil, mas ele
é sempre incompleto. Uma terceira fonte valiosa de informação é a distribuição
das espécies atuais. Comparada à informação paleontológica, dados sobre
as atuais distribuições das espécies fornecem informação muito mais
completa e extensiva.
9.5.1 A Vicariância e a dispersão podem explicar as distribuições
E se uma espécie é encontrada em dois ou mais locais diferentes?
Existem duas possibilidades de explicação:
* Pode surgir uma barreira que separe a distribuição de uma espécie.
Isso é chamado de evento vicariante e nenhuma dispersão precisa ser
postulada para explicar a distribuição disjunta.
* Os membros de uma espécie podem cruzar uma barreira já existente
e estabelecer uma nova população. Nesse caso, a distribuição disjunta da
espécie pode ser atribuída à dispersão.
Ao estudar uma única linhagem evolutiva, um biogeógrafo pode
descobrir evidências que sugiram que as distribuições de seus ancestrais
foram influenciadas por algum evento vicariante, como uma mudança no nível
do mar, no soerguimento de montanhas ou nos movimentos continentais.
Diferenças nos padrões de distribuição entre linhagens indicam que essas
responderam diferentemente aos mesmos eventos vicariantes, que elas se
separaram em diferentes períodos ou que elas têm diferentes habilidades de
dispersão. Ao analisar tais semelhanças e diferenças entre as linhagens, os
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 92/127
94
Sistemática e Biogeografia
biogeógrafos podem descobrir os papéis relativos dos eventos vicariantes e
da dispersão na determinação dos padrões atuais de distribuição.
Espécies, gêneros e famílias encontrados em apenas um local são
ditos endêmico daquele local. Até onde sabemos, todas as espécies são
endêmicas da Terra. Algumas espécies são endêmicas de um continente.
Outras são restritas a áreas muito pequenas, tais como ilhas minúsculas ou
picos de montanhas. Táxons endêmicos podem ser táxons muito antigos que
estão em processo de extinção ou táxons muito novos que evoluíram
recentemente em uma área restrita.
Quanto maior for o tempo decorrido desde que uma área tornou-seisolada de outras áreas por um evento vicariante, maior será o número de
táxons endêmicos que ela provavelmente terá, porque maior terá sido o tempo
para a ocorrência de divergência evolutiva. A Austrália, a qual está separada
dos outros continentes por mais tempo (cerca de 65 milhões de anos), tem a
biota mais distinta. A América do Norte e Eurásia, as quais estiveram juntas
pela maior parte da história da Terra, têm biotas muito semelhantes.
9.5.2 Os biogeógrafos usam a parcimônia para explicar as distribuições
Quando várias hipóteses podem explicar um padrão, os cientistas
normalmente preferem a mais parcimoniosa – aquela que requer o menor
número de eventos não-observados para explicá-la. Para ver a aplicação do
princípio da parcimônia para a biogeografia, considere a distribuição do
gorgulho não-voador Lyperobius huttoni da Nova Zelândia, uma espécie queé encontrada nas montanhas da Ilha do Sul e em penhascos marinhos do
extremo canto sudoeste da ilha do Norte. Se você apenas conhecesse sua
atual distribuição e as atuais posições das duas ilhas, poderia supor que,
embora esse gorgulho não possa voar, ele teria dado algum jeito de atravessar
o Estreito de Cook, o corpo de água de 25 km que separa as duas ilhas.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 93/127
95
UESPI/NEAD Biologia
Contudo mas de 60 outras espécies de animais e plantas, incluindo
outras espécies de insetos não-voadores, vivem em ambos os lados do Estreito
de Cook. É improvável que todas essas espécies tenham feito a mesma
travessia do oceano. A evidência geológica indica que a atual ponta sudoeste
da Ilha do Norte esteve anteriormente unida à Ilha do Sul. Por conseguinte,
nenhuma das 60 espécies precisa ter cruzado o mar. Um único evento vicariante
– a separação da ponta norte da Ilha do Sul do resto da ilha pelo recentemente
formado Estreito de Cook – poderia ter separado todas as distribuições.
9.5.3 Histórias biogeográficas são reconstruídas a partir de vários tipos de
evidências
Os biogeógrafos usam mapas de distribuição, filogenias e o
conhecimento dos climas e da geografia do passado para reconstruir as
histórias biogeográficas dos táxons. Esses tipos de informação sugerem, por
exemplo, que a distribuição dos proteads (família Proteaceae) foi influenciada
pela deriva continental há muitos milhões de anos atrás. Essas plantas são
encontradas na África, mas as espécies da África são membros altamente
especializados de uma subfamília endêmica. As espécies sul-americanas são
membros de uma subfamília diferente, cujos parentes mais próximos são
encontrados na região australiana.
A filogenia e a distribuição das proteads sugerem que elas tiveram
uma ampla distribuição em Gondwana antes que esse grande continente
começasse a se separar e que as populações fossem levadas pelas massas
de terra à deriva até suas atuais localizações.
9.5.4 A Terra pode ser dividida em regiões biogeográficas
Diferenças entre as biotas continentais formam a base para a divisão
da Terra em seis principais regiões biogeográficas: as regiões Neártica,
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 94/127
96
Sistemática e Biogeografia
Neotropical, Etiópica, Paleártica, Oriental e Australiana. Os biogeógrafos
determinam os limites dessas regiões onde a composição das espécies muda
dramaticamente em curtas distâncias. Essas regiões biogeográficas são
baseadas nas semelhanças taxonômicas entre os organismos que nelas vivem,
não em suas aparências.
No entanto, os fitogeógrafos reconhecem duas regiões não utilizadas
pelos zoogeógrafos: a América do Sul meridional e a Região do Cabo da África
do Sul. As floras dessas duas regiões são distintas daquelas de áreas adjacentes,
mas suas faunas são muito semelhantes àquelas do restante desses continentes.
Exceto pela região Australiana, as regiões biogeográficas já não estão mais
separadas uma das outras por água como estiveram no passado. A diferenciação
biológica dessas regiões biogeográficas é, atualmente, mantida em parte por
barreiras à dispersão formadas por montanhas e desertos e, em parte por grandes
variações climáticas ocorridas a curtas distâncias.
9.6 Ecologia e Biogeografia
Os biogeógrafos ecólogos usam a riqueza de informação disponível
sobre as atuais distribuições das espécies para testar teorias que expliquem
o número de espécies existentes em diferentes comunidades, a maneira como
as espécies se dispersam e os efeitos de diferentes tipos de barreiras à
dispersão.
9.6.1 A riqueza de espécies de uma área é determinada pelas taxas de
colonização e extinção
Imagine uma ilha oceânica recentemente formada que recebe
colonizadores de uma área no continente. A lista de espécies do continente
que poderiam possivelmente colonizar a ilha é chamada de conjunto de
espécies. Os primeiros colonizadores a chegarem à ilha são todas espécies
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 95/127
97
UESPI/NEAD Biologia
“novas” porque inicialmente não havia nenhuma espécie lá. À medida que o
número de espécies na ilha aumenta, uma maior fração dos colonizadores
pertencerá a espécies já presentes.
Por conseguinte, mesmo que um número igual de espécies continue
chegando, a taxa de chegada de novas espécies diminuirá, até que atingirá
zero quando a ilha contiver todas as espécies do conjunto de espécies. Agora
considere as taxas de extinção. Primeiro, existirá apenas um pequeno número
de espécies na ilha e suas populações poderão aumentar. À medida que
chegarem mais espécies e que suas populações aumentarem, os recursos
da ilha serão divididos entre mais espécies. Daí, esperamos que o tamanho
médio da população de cada espécie se torne menor à medida que o número
de espécies aumenta.
Quanto menor for uma população, maior será sua probabilidade de
se tornar extinta. Além disso, o número de espécies que podem se extinguir
aumenta à medida que as espécies se acumulam na ilha. Novas chegadas de
espécies na ilha podem incluir patógenos e predadores que aumentam a
probabilidade de extinção de outras espécies, aumentando ainda mais o
número de espécies que se tornam extintas por unidade de tempo.
Devido ao fato de a taxa de chegada de novas espécies diminuir e a
taxa de extinção aumentar à medida que o número de espécies aumenta, o
número de espécies deveria, eventualmente, atingir um equilíbrio dinâmico no
qual as taxas de chegada e extinção são iguais.
9.6.2 A riqueza de espécies varia com a latitude
Um padrão quase universal na distribuição das espécies é que um
maior número de espécies vive em regiões tropicais do que em regiões de
alta latitude.
Há também dois outros padrões gerais de riqueza de espécies.
Primeiro, mais espécies são encontradas em regiões montanhosas do que
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 96/127
98
Sistemática e Biogeografia
em áreas relativamente planas porque existem mais tipos de vegetação e
climas dentro de regiões topograficamente complexas. Segundo, a riqueza
de espécies diminui em penínsulas, provavelmente porque a colonização é
possível apenas oriunda de uma direção. (texto retirado de: PURVES, W.K.;
SADAVA, D. ORIAN, G.H.; HELLER, H.C. (2005) Vida: a Ciência da Biologia.
Vol. II: Evolução, Diversidade e Ecologia. 6a. ed. Porto Alegre: ARTMED. p.
1007-1029.)
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 97/127
OBJETIVOS
1. Compreender o que são Ecossistemas2. Conhecer a Biogeografia dos ambientes aquáticos
3. Relacionar a História do Homem à Biogeografia
4. Aprender as noções básicas da Nomenclatura Taxonômica
UNIDADE 4ORGANIZAÇÃO DA VIDA NA TERRA:
ECOSSISTEMAS
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 98/127
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 99/127
101
UESPI/NEAD Biologia
10 BIOMAS TERRESTRES
Os ecólogos aplicam o nome bioma para um tipo principal deecossistema que difere dos outros tipos na estrutura de sua vegetação
predominante. A vegetação de um bioma tem uma aparência semelhante onde
quer que esse bioma ocorra na Terra, mas as espécies vegetais dessas
comunidades, apesar de suas semelhanças físicas, podem não ser
intimamente aparentadas evolutivamente.
10.1 Os Biomas são identificados por seus climas distintos e suas plantas
dominantes
Devido ao fato de o clima exercer um papel-chave na determinação
de quais tipos de plantas vivem em um determinado local, a distribuição dos
biomas na Terra é fortemente influenciada pelos padrões anuais de
temperatura e pluviosidade.
Em alguns biomas, tais como as florestas temperadas, a precipitação
é relativamente constante ao longo de todo o ano, mas a temperatura varia
muito entre o verão e o inverno. Em outros biomas, a temperatura e a
precipitação variam sazonalmente. Em certos biomas, tais como as florestas
tropicais úmidas, as temperaturas são quase constantes, mas a pluviosidade
varia sazonalmente.
Nos trópico, onde as flutuações sazonais de temperatura sãopequenas, os ciclos climáticos anuais são dominados por estações secas e
chuvosas. A zona de convergência intertropical muda com a latitude de uma
maneira sazonal previsível, resultando em um padrão latitudinal característico
de distribuição de estações chuvosas e secas nas regiões tropicais e
subtropicais.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 100/127
102
Sistemática e Biogeografia
10.2 A tundra é encontrada em altas latitudes e em montanhas altas
Este bioma é encontrado em altas latitudes na América e Ártico etambém em altitudes elevadas em montanhas existentes em todas as latitudes,
onde é chamado de tundra alpina. Na tundra não existem árvores; a vegetação
é dominada por pequenas plantas perenes.
O solo permanentemente congelado – permafrost – está embaixo da
vegetação de tundra. Uns poucos centímetros da parte superior do solo
descongelam durante os curtos verões, quando o sol brilha 24 horas por dia.
Apesar de haver pouca precipitação, a tundra ártica é muito úmida porque a
água não pode ser drenada para camadas inferiores através do solo
congelado. As plantas crescem apenas durante uns poucos meses por ano.
10.3 As Florestas Boreais são dominadas por árvores perenifólias
O bioma floresta boreal é encontrado abaixo da e paralelo à tundra
ou em baixas elevações nas montanhas da zona temperada. Os invernos são
longos e muito frios e os verões são curtos (embora frequentemente
aquecidos). Os curtos verões favorecem as árvores com folhas perenes porque
elas estão prontas para realizar a fotossíntese tão logo as temperaturas
aumentem na primavera.
As florestas boreais do hemisfério norte são dominadas por
gimnospermas coníferas perenifólias. No hemisfério sul, as árvores dominantessão faias do sul (Nothofagus ). Essas florestas são o hábitat das árvores mais
altas da Terra. Estas florestas têm apenas umas poucas espécies de árvores.
Os animais predominantes – tais como insetos, alces e lebres – comem folhas.
As sementes nos cones das coníferas também sustentam uma fauna de
roedores e aves.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 101/127
103
UESPI/NEAD Biologia
10.4 As Florestas Temperadas decíduas mudam com as estações
Estes biomas são encontrados no leste da América do Norte, no leste
da Ásia e no oeste da Europa. Nessas regiões, as temperaturas flutuam
dramaticamente entre o verão e o inverno. A precipitação é relativamente bem
distribuída ao longo de todo o ano. Árvores caducifólias, as quais dominam
essas florestas, produzem folhas que realizam rapidamente a fotossíntese
durante os verões quentes e chuvosos e perdem suas folhas durante os
invernos frios. Existem muito mais espécies de árvores nesse bioma do que
nas florestas boreais. Muitas aves migram para esse bioma no verão, época
na qual os insetos são abundantes.
10.5 As Pradarias Temperadas
São encontradas em muitas partes do
mundo, as quais são todas relativamente secas
durante a maior parte do ano. A maioria das
pradarias tem verões quentes e invernos
relativamente frios. Em algumas pradarias, a
maior parte da precipitação ocorre no inverno; em outras, no verão. Regiões
tais como os pampas da Argentina, a estepe da África do Sul e as grandes
planícies dos Estados Unidos são componentes do bioma pradaria temperada.
As pradarias são estruturalmente simples, mas são ricas em espécies de
gramíneas perenes, ciperáceas e forbs .
10.6 Os Desertos frios são altos e secos
O bioma deserto frio é encontrado em regiões secas em médias e
altas latitudes, especialmente no interior de grandes continentes. Os desertos
frios também são encontrados em altitudes relativamente grandes nas sombras
EXTRA! Os pampas do Rio Grande do
Sul (BR) e do Uruguai também fazemparte desse bioma.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 102/127
104
Sistemática e Biogeografia
de chuva de cordilheiras. As mudanças sazonais na temperatura são grandes.
Os desertos frios são dominados por umas poucas espécies de arbustos
baixos. As camadas superficiais do solo são recarregadas com umidade no
inverno e o crescimento das plantas está concentrado na primavera.
10.7 Os Desertos quentes ocorrem por volta dos 30º de latitude
O bioma deserto quente é encontrado em dois cinturões, centrados
ao redor das latitudes 30ºN e 30ºS. Essas são as regiões onde o ar frio desce,
esquenta e retira umidade dor ar. As grandes regiões mais secas dentro desse
bioma estão no centro da Austrália e no meio do Deserto do Saara na África.
Exceto nessas regiões mais secas, os desertos quentes têm uma
vegetação mais rica e estruturalmente mais diversa do que os desertos frios.
Plantas suculentas que armazenam grandes quantidades de água em seus
corpos são conspícuas. As plantas anuais germinam e crescem quando chove.
Os roedores e as formigas são frequentemente muito abundantes e os lagartos
e as serpentes são geralmente comuns e ricos em espécies.
10.8 O clima do Bioma Mediterrâneo é seco e agradável
O bioma mediterrâneo é encontrado no lado oeste dos continentes
em latitudes médias, onde as águas frias do oceano fluem para longe da costa.
Os invernos nesse bioma são frescos e úmidos; os verões são quentes e
secos. (região mediterrânea da Europa, costa da Califórnia, Chile central,
extremo sul da África e sudoeste da Austrália.
Este bioma é dominado por arbustos e árvores baixas que têm folhas
duras e perenes. Os arbustos realizam a fotossíntese e crescem principalmente
no início da primavera, estação na qual os insetos estão ativos e as aves se
reproduzem. As plantas anuais são abundantes e produzem sementes que
são depositadas em “bancos de sementes” no solo. Assim, esse bioma
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 103/127
105
UESPI/NEAD Biologia
sustenta grandes populações de pequenos roedores, a maioria dos quais
armazena sementes em cavidades subterrâneas.
10.9 Os bosques espinhosos (thorn forests ) e as savanas tropicais têm climas
semelhantes
Os bosques espinhosos são encontrados nos lados equatoriais dos
desertos quentes. O clima é semi-árido; chove pouco ou nada durante o
inverno, mas a pluviosidade pode ser alta durante o verão. Os bosques
espinhosos contêm muitas plantas semelhantes àquelas encontradas nos
desertos quentes. As plantas dominantes são arbustos espinhosos e árvores
pequenas. Os membros do gênero Acacia são comuns nos bosques
espinhosos em todo o mundo.
As regiões tropicais e subtropicais secas da África, da América do
Sul e da Austrália têm extensas áreas de savanas – extensões de gramíneas
e plantas semelhantes pontuadas por árvores dispersas. As maiores savanas
são encontradas na África central e ocidental, onde esse bioma sustenta
números enormes de mamíferos pastadores que servem de presa para muitos
carnívoros de grande porte. Se a vegetação de savana não fosse pastada ou
queimada, ela normalmente se reverterá em bosque espinhoso denso.
10.10 As Florestas Tropicais Decíduas ocorrem em planícies quentes
À medida que a duração da estação chuvosa aumenta em direção
ao equador, os bosques espinhosos são substituídos pelas florestas tropicais
decíduas. Essas florestas têm árvores mais altas e plantas menos suculentas
do que os bosques espinhosos e são muito mais ricas em espécies.
A maioria das árvores, exceto aquelas que crescem ao longo dos
rios, perde suas folhas durante a longa e quente estação seca. Os solos do
bioma floresta tropical decídua estão entre os melhores solos dos trópicos
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 104/127
106
Sistemática e Biogeografia
para a agricultura porque seus nutrientes são menos lixiviados do que os solos
de áreas mais úmidas. Como resultado, a maioria das florestas tropicais
decíduas tem sido desmatada para dar espaço à pecuária e à agricultura.
10.11 As Florestas TropicaisPerenifólias são ricas em espécies
Estas florestas são encontradas em regiões equatoriais onde a
pluviosidade total anual excede 2500 mm. Esse bioma é o mais rico em
espécies de plantas e animais, com até 500 espécies de árvores por km2. As
florestas tropicais perenifólias têm a mais alta produtividade total entre todas
as comunidades ecológicas terrestres. No entanto, a maioria dos nutrientes
minerais está presa na vegetação.
Nos declives das montanhas tropicais, a temperatura diminui cerca
de 6ºC a cada 1000m de elevação. As árvores são mais baixas do que as
árvores tropicais de planície. Suas folhas são menores e existem mais epífitas
– plantas que crescem sobre outras plantas e que retiram seus nutrientes e
umidade diretamente do ar e da água ao invés do solo. (PURVES, W.K.;
SADAVA, D. ORIAN, G.H.; HELLER, H.C. (2005) Vida: a Ciência da Biologia.
Vol. II: Evolução, Diversidade e Ecologia. 6a. ed. Porto Alegre: ARTMED. p.
1007-1029.)
11 BIOGEOGRAFIA AQUÁTICA
Os oceanos da Terra formam uma grande massa de água
interconectada sem barreiras óbvias à dispersão. As águas doces, por outro
lado, são divididas em bacias hidrográficas e milhares de lagos relativamente
isolados. Para os organismos de água doce que não podem sobreviver fora
d’água, os ambientes terrestres são barreiras à dispersão. Contudo, algumas
espécies aquáticas têm adultos voadores que podem dispersar sobre grandes
distâncias entre os corpos d’água. Outros organismos têm esporos e sementes
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 105/127
107
UESPI/NEAD Biologia
resistentes à dessecação que são carregados pelo vento. Ainda outros são
suficientemente pequenos para serem transportados por meios tais como a
lama nos pés de aves.
11.1 Os ecossistemas de água doce têm pouca água, mas muitas espécies
Embora apenas cerca de 2,5% da água da Terra sejam encontrados
em açudes, lagos e rios, cerca de 10% de todas as espécies aquáticas vivem
em hábitats de água doce. Saliente-se que entre essas estão as mais de
25.000 espécies de insetos que têm pelo menos um estágio aquático em seu
ciclo de vida. Os peixes incapazes de viver em água salgada podem dispersar
apenas entre os rios e lagos conectados de uma bacia hidrográfica. A maioria
das famílias de peixes de água doce está restrita a um único continente.
11.2 As regiões biogeográficas marinhas são determinadas principalmente
pela temperatura da água e pelos nutrientes
A água do oceano se move em grandes padrões circulares – no
sentido horário no hemisfério norte e no sentido anti-horário no hemisfério sul.
Esses movimentos dispersam organismos com habilidades limitadas de
natação.
Em todas as profundidades, o fundo dos oceanos é chamado de Zona
Bêntica e a coluna de água é chamada Zona Pelágica. O fundo do oceano
abaixo do nível de penetração da luz solar é chamado de Zona Abissal. A
zona costeira que vai do limite mais alto da ação das marés até a profundidade
onde a água é completamente misturada pela ação das ondas é chamada
Zona Litorânea. A temperatura da água, a pressão hidrostática e o suprimento
de alimento variam com a profundidade e a distância da costa, influenciando
a distribuição dos organismos. O alimento é escasso, por exemplo, nas águas
frias e permanentemente escuras das profundezas oceânicas.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 106/127
108
Sistemática e Biogeografia
As temperaturas do oceano são barreiras para a colonização porque
muitos organismos marinhos são bem adaptados apenas a faixas de
temperaturas relativamente estreitas. As principais divisões biogeográficas
da zona pelágica coincidem com as regiões onde a temperatura das águas
de superfície varia de maneira relativamente abrupta como resultado das
correntes oceânicas horizontais e verticais.
Essas variações de temperatura, em combinação com mudanças
sazonais na quantidade de luz do dia, determinam as estações de máxima
produção primária. As espécies de algas marinhas tendem a estar adaptadas
para realizar a fotossíntese no verão ou no inverno, mas não em ambas as
estações. Devido ao fato de os nutrientes frequentemente se depositarem no
fundo do oceano, altas concentrações de nutrientes na zona pelágica estão
restritas a áreas onde as correntes de ressurgência trazem águas do fundo
ricas em nutrientes para a superfície.
As águas das profundezas oceânicas são barreiras à dispersão de
organismos marinhos que vivem somente em águas rasas. Ovos e larvas de
organismos podem ser carregados por longas distâncias pelas correntes
oceânicas, mas a distância que eles podem se dispersar é determinada em
grande parte pela duração da vida de larva.
11.3 Eventos Vicariantes marinhos influenciam a distribuição das espécies
Eventos vicariantes passados associados com a deriva continental
não influenciam a atual distribuição dos organismos marinhos, mas eventos
mais recentes têm deixado marcas biogeográficas. Um importante evento
vicariante recente foi a formação do Istmo do Panamá a cerca de 3 milhões
de anos atrás. O istmo separou o Oceano Pacífico do Mar do Caribe pela
primeira vez em mais de 100 milhões de anos.
Distintas biotas marinhas agora evoluem nos lados opostos do istmo.
Ele forma uma barreira à dispersão de espécies do Pacífico, tais como as
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 107/127
109
UESPI/NEAD Biologia
cobras marinhas, as quais alcançaram a costa oeste das Américas após a
sua formação. Atualmente, a água doce do lago Gatun forma uma barreira
para a dispersão de organismos marinhos através do Canal do Panamá. Se
um canal ao nível do mar fosse construído no istmo, as cobras marinhas
venenosas e outros organismos marinhos seriam capazes de se dispersar
para o Caribe. (PURVES, W.K.; SADAVA, D. ORIAN, G.H.; HELLER, H.C.
(2005) Vida: a Ciência da Biologia. Vol. II: Evolução, Diversidade e Ecologia.
6a. ed. Porto Alegre: ARTMED. p. 1007-1029.)
12 A BIOGEOGRAFIA E A HISTÓRIA DO HOMEM
A distribuição das massas de terra e das espécies na Terra tem tido
uma forte influência sobra a história do homem. O Velho Mundo teve um maior
número de espécies de plantas e animais apropriados para a domesticação.
A Eurásia foi moradia para 39 espécies de gramíneas de sementes grandes,
muito mais do que é encontrado na África ou nas Américas. A Eurásia teve 72
espécies de grandes mamíferos, comparada com 51 na África ao sul do Saara
e 24 no Novo Mundo. Treze espécies de grandes mamíferos, incluindo porcos,
cavalos, bois, ovelhas, cabras e camelos, foram domesticados na Eurásia.
Nenhuma foi domesticada na África e apenas uma, a dos lhamas, nas
Américas.
Para se acessível à domesticação, grandes mamíferos precisam ter
três importantes características sociais: eles precisam viver em rebanhos, ter
hierarquias de dominância de machos bem definidas e não ser territoriais.
Todos os grandes mamíferos da África carecem de uma dou mais dessas
características. A domesticação de grandes mamíferos tem outras importantes
influências sobre a história do homem. Muitas doenças humanas, tais como a
varíola e o sarampo, foram adquiridas de mamíferos domesticados. Assim,
quando os europeus colonizaram o Novo Mundo, trouxeram consigo doenças
que devastaram os povos nativos – que, por sua vez, não transmitiram nenhuma
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 108/127
110
Sistemática e Biogeografia
doença fatal aos europeus. Além disso, os europeus tinham cavalos, que
exerceram um importante papel na história da humanidade, porque culturas
com cavalos dominaram facilmente culturas sem cavalos.
No Velho Mundo, a maior parte das
cordilheiras é orientada na direção leste-oeste. Por
conseguinte, a dispersão de povos e suas plantas
e animais domesticados foi relativamente fácil e os
indivíduos que se dispersavam permaneciam em
climas com temperaturas e fotoperíodos
semelhantes. Os seres humanos se dispersaram
para o Novo Mundo apenas recentemente, através
de uma ponte de terra (o Estreito de Bering), localizado em uma alta latitude.
Eles não trouxeram nenhuma planta ou animal domesticado. A América do
Norte, como vimos, tinha poucas espécies de gramíneas com sementes
grandes. O milho, a gramínea que veio a dominar a agricultura americana, foi
difícil de domesticar. Sua eventual dispersão para o norte, a partir de seu ponto de
domesticação no México, foi possível apenas após extensas mudanças genéticas
que adaptaram as plantas aos fotoperíodos e climas muito diferentes da América
do Norte temperada. (texto retirado de: PURVES, W.K.; SADAVA, D. ORIAN,
G.H.; HELLER, H.C. (2005) Vida: a Ciência da Biologia. Vol. II: Evolução,
Diversidade e Ecologia. 6a. ed. Porto Alegre: ARTMED. p. 1007-1029.)
ATIVIDADE 07
01. Como podemos definir ambiente, no contexto da ecologia?
02. Explique como um organismo “escolhe” onde viver e forragear.
03. Descreva a importância do clima na distribuição das espécies na superfície
da Terra.
04. Relacione a circulação atmosférica global com os climas encontrados na
Terra.
EXTRA! A arqueóloga Niéde Guidonencontrou, no Parque Nacional daSerra da Capivara (Piauí – BR),“restos” do que teria sido uma fogueirafeita por um “brasileiro” da Idade daPedra, datada de 48.500 anos.Portanto o homem teria chegado aocontinente americano bem antes doque se aceita até agora.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 109/127
111
UESPI/NEAD Biologia
05. Explique como se mantêm certos ecossistemas não-dependentes da luz
solar.
06. Descreva a importância do efeito estufa para a manutenção da vida na
Terra.
07. Explique como a deriva continental influenciou a atual distribuição das
espécies.
08. Como podemos explicar a presença de uma espécie em dois ou mais
lugares?
09. Explique como é feito o método da parcimônia para explicar a distribuição
das espécies.
10. Caracterize a relação entre o processo de colonização e extinção na
formação de um ecossistema.
11. Caracterize os ecossistemas de água doce.
12. Descreva as zonas:
a) Pelágica
b) Abissal
c) Bêntica
d) Litorânea
13. Descreva a relação da espécie humana com as espécies de mamíferos
domesticas ao longo dos milênios.
13 NOÇÕES DE NOMENCLATURA TAXONÔMICA
As regras nomenclaturais utilizadas atualmente foram produzidas no
Século XVIII e tiveram Lineu como seu primeiro autor, com as quatro obras:
Fundamenta Botanica (1736), Critica Botanica (1737), Philosophia Botanica
(1751) e Species Plantarum (1753). No início do Século XIX, Augustin de
Candolle publicou uma revisão das regras de Lineu, que foram ratificadas em
1867 pelo I Congresso Internacional de Botânica em Paris – França (“Lois de
la Nomenclature Botanique ”). O atual Código Internacional de Botânica
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 110/127
112
Sistemática e Biogeografia
Sistemática, uma atualização permanente das leis e obras publicadas no
passado, é recheado de princípios que podem ser transcritos a seguir:
1º Princípio – A nomenclatura botânica é independente da nomenclatura
zoológica. O código se aplica uniformemente a todos os nomes de grupos
taxonômicos considerados como plantas, mesmo que não tenham sido tratadas
na origem como tais;
2º Princípio – A aplicação dos nomes de grupos taxonômicos é determinada
pelo método dos tipos nomenclaturais;
3º Princípio – A nomenclatura de um grupo taxonômico está baseada no
respeito à prioridade da publicação;
4º Princípio – Cada grupo taxonômico de delimitação, posição e categoria
particulares não pode ter mais de um nome correto, correspondendo este ao
mais antigo que esteja de acordo com as Regras com exceção dos casos
especificados;
5º Princípio - Os nomes científicos dos grupos taxonômicos são tratados como
latinos, qualquer que seja sua etimologia;
6º Princípio – As Regras de Nomenclatura têm efeito retroativo, salvo indicação
contrária.
O Código Botânico divide os organismos em Táxons (são grupos
taxonômicos de qualquer categoria) e Categorias (são níveis de gradação
que indicam um condicionamento hierárquico entre os seres). As categorias
complementam os táxones, e cada categoria tem uma terminação específica,
dentro das regras nomenclaturais. Vejamos o quadro a seguir com exemplos:
Categorias Terminações TáxonesDivisão Phyta Magnoliophyta, Briophyta
Subdivisão Phytina Pterophytina, Magnoliophytina
Classe Opsida Magnoliopsida, Pteropsida
Subclasse Idae Magnoliidae, Liliidae
Ordem Ales Malvales, Rosales, Liliales
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 111/127
113
UESPI/NEAD Biologia
Os nomes dos vegetais são formados por duas palavras
(Nomenclatura Binomial): a primeira é Nome Genérico, que indica o táxon
de Gênero, que deve ser grifado sempre com inicial maiúscula; a segunda é
Epíteto Específico, que, segundo o próprio nome indica é “específico” a cada
espécie, e deve ser grifado com inicial minúscula, salvo quando é um
substantivo que homenageia nome próprio.
O nome do autor deve ser grafado logo após o epíteto específico.
Ex.: Phaseolus vulgaris L. (o “L” é uma indicação a Lineu, seu autor). Por
vezes o nome do autor vem após um nome situado entre os parênteses, que
indica o nome do autor anterior, após uma revisão. Ex.: Phyllanthus fraternus
(L.) Webster – Webster é o autor do nome atual da planta, anteriormente
“batizada” com outro nome por Lineu. Quando o nome foi dado por mais de
um autor utiliza-se a expressão “et” ou “&”. Ex.: Didymopanax gleasonii Britton
& Wilson. Espécie com mais de dois autores devem ser citadas utilizando-se
a expressão “et al.”. Ex.: Tillandsia tomentellii De Luca et al . (substituindo De
Luca, Sabato & Bladuzil).
Para uma melhor identificação dos organismos é importante que seja
utilizado um adjetivo que enfoque características morfoanatômicas como
epíteto específico, o que não impede que se utilizem substantivos. Ex.:
Euphorbia heterophylla L. – o termo “heterophylla” significa folhas (Phyllus )
diferentes (hetero) e se refere à principal característica desta planta: tem folhas
13.1 Algumas informações sobre a nomenclatura
Subordem Ineae Rosineae, Convolvulineae
Família Aceae Rutaceae, Euphorbiaceae
Subfamília Oideae Crotonoideae, AcalyphoideaeTribo Eae Euphorbiaeae, Phyllantheae
Subtribo Inae Malvinae
Gênero us, a, um Phyllanthus, Senna, Paspalum
* Quadro extraído de FERNANDES, 1996 (modificado).
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 112/127
114
Sistemática e Biogeografia
muito diferentes entre si. Ex2: Dalechampia pernambucensis L’Herit – o termo
“pernambucensis” só indica o local onde a planta pode ser encontrada:
Pernambuco.
13.2 Tipificação
Processo de conservação de um exemplar testemunho de um
organismo descrito como novo para ciência.
CONCEITOS.
1) HOLÓTIPO – espécime ou outro elemento designada pelo autor como
modelo ou tipo nomenclatural;
2) LECTÓTIPO – exemplar ou outro elemento selecionado do material original
para servir de tipo nomenclatural, quando falta o holótipo.
3) NEÓTIPO – espécime escolhido para servir de tipo nomenclatural, na falta
do material de origem em que se baseia o nome da espécie.
4) ISÓTIPO – qualquer duplicata do holótipo.
5) SÍNTIPO – um dos espécimes citados originalmente pelo autor, na hipótese
de não ser designado o holótipo.
6) PARÁTIPO – qualquer um dos exemplares que se recorreu para
complementar a descrição, devendo ser citado ao lado do holótipo ou do
sintipo.
7) TOPÓTIPO – exemplar da mesma localidade de onde procede o tipo.
13.3 Noções de Coleta
Um das etapas mais importantes da identificação de vegetais é a
coleta destes em sua condição natural. Devem ser observados alguns detalhes
referentes a coleta:
01) MATERIAIS A SEREM LEVADOS PARA O CAMPO – devem ser
levados os seguintes materiais para respectivas utilizações:
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 113/127
115
UESPI/NEAD Biologia
Outros materiais: etiquetas adesivas, pequenos envelopes (para
armazenar frutos e sementes), luvas de couro, óculos protetores, protetor solar,
repelente de insetos, lanterna, capa de chuva, etc.02) PROCEDIMENTOS.
• Após a escolha da área de coleta deve-se percorrer a mesma utilizando
para isso trilhas naturais ou abertas utilizando o facão;
• Procure coletar sempre ramos com cerca de 30 cm de comprimento;
• Fotografe antes de coletar (preferencialmente coloque algum objeto próximo
que sirva como parâmetro comparativo para tamanho. Ex.: caneta);
USOAnotação de dados referentes à plantacoletada como: hábito, localização,
consistência das folhas, coloração dasflores, solo, etc.Para deposição dos exemplarescoletados. Nos sacos pequenoscolocam-se os indivíduos separados porespécie; no saco maior deposita-se ossacos menores.Para cortar ramos coletados.Para cortar ramos de árvores.
Para que as plantas coletadas sejamprensadas ainda em campo.
A primeira para pequenos cortes emgalhos ou retirada de cascas ouentrecascas; o segundo para abrir atrilha.Para registrar dados como: floração,frutificação, polinização, etc.Para juntar plantas da mesma espéciefazendo “molhos”Para observação de caracteres.Para se localizar.Para deposição de flores para análiseem laboratório
MATERIALCaderneta de Campo
Sacos Plásticos (grandes epequenos)
Tesoura de podaTesoura de poda alta (“Podão”)
Prensa (composta de grades demadeira, papelões, jornais ebarbantes)
Faca e facão
Máquina fotográfica
Elásticos
Lupa de campoMapas, bússolas ou GPSFrascos com álcool a 50%,etiquetados
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 114/127
116
Sistemática e Biogeografia
Figura 1 - Prensa de madeira com
Figura 3 - Tesoura de poda alta
• Faça todas as anotações possíveis, especialmente de dados que você não
disporá em laboratório (como a cor da flor, a textura da folha, etc.);
• Coloque as coletas em sacos separados ou agrupe-os em sacos grandes
juntando os raminhos coletados com as ligas de elástico;
• Coloque as amostras coletadas na prensa e coloque no sob o Sol ou numa
estufa elétrica para desidratação;
• Coloque nos frascos com álcool flores e frutos para análise posterior;
• Analise as flores anotando caracteres visíveis importantes;
• Nunca vá ao campo sem levar equipamentos de orientação, principalmente
se a área não for bem conhecida.
Figura 2 – Tesoura de poda papelões e jornais.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 115/127
117
UESPI/NEAD Biologia
13. 4 Regra Gerais para Coleta e Herborização
1) Evite coletas em dias chuvosos, bem como a coleta de plantas molhadas
que provocam a formação de mofo;
2) Escolha exemplares sem vestígios de ataque pelos insetos, infestações
por fungos ou outros sintomas patológicos evidentes;
3) Evite a coleta de indivíduos depauperados;
4) Dê preferência a exemplares férteis (com flor e/ou fruto);
5) Colete, sempre que possível, 5 – 7 amostras de cada indivíduo, procurando-
se adicionar mais flores e frutos para análise;
6) A coleta de espécies herbáceas e subarbustivas deve ser feita de forma
integral, ou seja, deve incluir as raízes;
7) Prense as amostras, preferencialmente logo após a coleta. Nunca deixe
para o dia seguinte;
8) Caso as amostras sejam muito grandes, prense a planta dobrada em forma
de V ou N;
9) Ramos com muitas folhas devem ser desbastados;
10) Caso seja necessário eliminar algumas folhas, estas devem ser cortadas
permitindo que fiquem evidências de sua presença;
11) Procure prensar as folhas de modo alternado entre a face abaxial e adaxial,
respectivamente;
12) Antes de dobrar inflorescências muito longas deve-se amassá-las;
13) Frutos muito grandes, sem condições de prensagem, devem ser
destacados do ramo e acondicionados em saco plástico com o número do
coletor;
14) Nome do coletor: deve ser anotado na margem do jornal e na etiqueta que
acompanha material no álcool. Na anotação, deve-se utilizar lápis.
15) O material é considerado seco quando se apresentar rígido e não flexionar
ao ser suspenso e não apresentar umidade;
16) A ficha de campo deve ser preenchida cuidadosamente e anexada ao
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 116/127
118
Sistemática e Biogeografia
exemplar já desidratado.
13.5 Análise em Laboratório
Em laboratório a análise dos exemplares deve ser pormenorizada.
Aos dados obtidos a partir da ficha de campo devem ser acrescentadas
informações úteis para identificação.
a) DESCRIÇÃO MORFOLÓGICA
A identificação de organismos, especialmente plantas, depende de
uma série de informações que não podem ser esquecidas por ocasião da
descrição morfológica ou da coleta.
Para uma identificação precisa faz-se necessário, inicialmente, uma
pormenorizada descrição morfológica. Citamos a seguir alguns dados
morfológicos que não podem ser esquecidos:
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 117/127
119
UESPI/NEAD Biologia
1) Raiz – normalmente não há necessidade de descrever a raiz. A
descrição só deve ser feita caso exista algum detalhe diferencial daquela raiz
em relação às outras, como por exemplo: modificações na coifa, presença de
clorofila, excesso de pêlos, estruturas modificadas, etc.
2) Caule – o hábito já subsidia muitas informações sobre o caule. No
entanto, em determinadas plantas é bom que sejam observados dados como:
abundância de lenticelas, presença de látex, presença de tricomas, presença
de gavinhas, espinhos, acúleos, glândulas, etc.
3) Folha – o padrão foliar é importante na definição de grupos
taxonômicos, valendo observar os seguintes detalhes:
3.1) Tipo de folha (simples ou composta);
3.2) Forma do limbo ou dos folíolos e medidas do comprimento e largura;
3.3) Forma do pecíolo e medida do comprimento;
3.4) Padrão de venação;
3.5) Forma da base do limbo;
3.6) Forma do ápice foliar;
3.7) Filotaxia;
3.8) Presença de polimorfismo foliar;
3.9) Presença e forma de estípulas e estipelas;
3.10) Presença e forma de glândulas ou outras estruturas como
espinhos, acúleos, gavinhas, etc.
4) Inflorescência – a observação do tipo de inflorescência deve ser
muito cuidadosa, uma vez que existem inúmeros padrões de inflorescências
e pequenas variações destes padrões. É importante que seja observado a
definição do sexo nas flores (pois existem flores unissexuadas, hermafroditas
ou estéreis). Também é importante que seja feito um esquema de como as
flores estão distribuídas, afim de que seja possível uma comparação com
esquemas existentes na literatura.
5) Flores – os mesmos cuidados com a descrição das folhas devem ser
observados para descrição das flores. Fique atento para os seguintes detalhes:
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 118/127
120
Sistemática e Biogeografia
5.1) Observação sobre o sexo da flor;
5.2) Prefloração;
5.3) Número, forma, cor, soldadura e tamanho de sépalas e pétalas;
5.4) Posição do ovário;
5.5) Número de carpelos, de lóculos e de óvulos por lóculo;
5.6) Placentação;
5.7) Forma e número de estigmas, e posição do estilete;
5.8) Número (e relação numérica com pétalas), tamanho, posição (em
relação ao estilete e em relação a eles próprios) e soldadura dos estames;
5.9) Deiscência e posição das anteras;
5.10) Presença de brácteas e bractéolas;
5.11) Presença de nectários e outras glândulas;
5.12) Presença de sexo vestigial.
b) IDENTIFICAÇÃO DO MATERIAL
Após uma análise rigorosa e uma descrição do exemplar é possível
fazer a identificação utilizando chaves analíticas. As chaves analíticas são
encontradas na literatura especializada (vide bibliografia em anexo) no caso
de chaves de famílias e gêneros ou em trabalhos de taxonomia, no caso de
chaves para identificação de espécies. Importante: quanto mais detalhada e
pormenorizada é a sua observação, mais dados você disporá para
identificação taxonômica.
c) MONTAGEM DE EXSICATAS
O acondicionamento das plantas deve ser feito seguindo os passos:
01) As plantas, devidamente desidratadas, devem ser costuradas ou
coladas em papel de gramatura elevada (peso 40 ou peso 60), medindo 40
cm X 30 cm, constituindo uma exsicata;
02) A planta costurada (exsicata) é colocada sob uma capa de papel
madeira medindo 40 cm X 60 cm;
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 119/127
121
UESPI/NEAD Biologia
03) Deve ser colada no canto inferior direito uma ficha contendo dados
relativos à coleta da planta.
d) MODELO DE RELATÓRIO
Apresentamos nesta pequena ementa algumas regras básicas para
elaboração de relatórios. Existem vários tipos de relatórios (técnico-científico,
de viagem, de visita, administrativo, para fins especiais, etc.).
Durante nosso curso utilizaremos três tipos de relatórios: técnico-
científico, de viagem e de visita. Os três tipos seguem o mesmo roteiro:
1) Elementos pré-textuais – capa, folha de rosto, equipe técnica,
sumário e resumo;
2) Elementos textuais – dependem do tipo de relatório
2.1) Técnico-científico – Introdução: é a parte em que o assunto é
apresentado como um todo, sem detalhes. Desenvolvimento: é a parte mais
extensa e visa a comunicar resultados obtidos. Pode ser dividida em:
Objetivos, Material e Métodos. Resultados e Conclusões: recapitulação
sintética dos resultados, ressaltando consequências do estudo.
2.2) Viagem – Introdução: deve incluir a data, o destino e o objetivo
da viagem. Desenvolvimento : participantes, funções ou atividades
desempenhadas, lugares visitados. Se a visita foi orientada o programa da
visita deve constar nesta parte do relatório. Conclusão: avaliação crítica da
viagem.
2.3) Visita – Introdução: descrição geral do lugar visitado.
Desenvolvimento: descrição dos trabalhos executados, descrição dos
processos técnicos observados. Conclusão: deve incluir referência ao
aproveitamento obtido.
3) Elementos pós-textuais – anexos, glossário (quando necessário),
referências bibliográficas.
4) Referências bibliográficas (modelos):
Artigos em revistas científicas:
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 120/127
122
Sistemática e Biogeografia
01. AHUMADA, L. Z. Croton ramellae Ahumada (Euphorbiaceae –
Crotoneae), una nueva especie del Paraguay. Candollea. v. 47. p. 255 – 257.
1992.
Monografías, dissertações e teses:
02. ALLEM, A. C. Estudo taxonômico do Gênero Euphorbia L.
(Euphorbiaceae) no Rio Grande do Sul - Brasil. Porto Alegre, 1975.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Artigos em anais:
03. ARMBRUSTER, W. S. Early evolution of Dalechampia
(Euphorbiaceae): insights from phylogeny, biogeography, and comparative
ecology. Annals of the Missouri Botanical Garden. v. 81, n. 2. p. 302 – 316.
1994.
Livros:
04. BARROSO, G. M.; PEIXOTO, A. L.; GUIMARÃES, E. F.; ICHASO,
C. L. F.; COSTA, C. G. Sistemática das Angiospermas do Brasil. v. 2. Viçosa
- MG: UFV, 1991, 377p.
Capítulos de livros:
05. CORDEIRO, I. Euphorbiaceae. In: STANNARD, B. L. Flora of the
Pico das Almas, Chapada Diamantina, Bahia – Brasil. Londres: Royal
Botanic Garden, KEW, 1995. p. 300 – 317.
Resumos publicados em Congressos e Eventos:
06. LOIOLA, M. I. B.; LIMA-VERDE, L. W.; FIGUEIREDO, M. A.
Espécies de Euphorbiaceae ocorrentes na Caatinga e Carrasco - Ceará.
Resumos da XX Reunião Nordestina de Botânica. Natal, Sociedade
Botânica do Brasil. p. 44. 1996.
Citação de internet
07. AUTOR. Título do artigo. Disponível em: <endereço eletrônico>.
Acesso em: <data>.
Ex.: CREPANI, E.; MEDEIROS, J.S. Carcinicultura em apicum no litoral
do Piauí: uma análise com sensoriamento remoto e geoprocessamento.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 121/127
123
UESPI/NEAD Biologia
Disponível em: <http://www.dsr.inpe.br/simeao/Publicacoes/Carcinicultura.pdf
>. Acesso em 15.jul.2005.
A fim de permitir uma visualização da estrutura básica do relatório
apresentamos um resumo da estrutura do mesmo observando-se o caso do
técnico-científico, usado em uma aula prática, por exemplo. Observe o modelo:
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 122/127
124
Sistemática e Biogeografia
1) TÍTULO DO EXPERIMENTO
O título do relatório deve ser conciso, mas informativo. A informação
do título deve ser o mais abrangente possível em relação ao teor do relatório/
experimento.
2) INTRODUÇÃO
A introdução deve trazer um texto informativo sobre o tema do
experimento. O texto deve ser pesquisado em fontes bibliográficas, porém
não deve ser transcrito. O aluno deve pesquisar sobre o tema em várias fontes
(livros, revistas, internet, etc.). Todas as fontes devem ser referenciadas no
final do relatório, no tópico “bibliografia consultada”. O último parágrafo da
introdução deve trazer o objetivo do experimento.
3) MATERIAL E MÉTODOS
3.1) MATERIAIS UTILIZADOS
Este tópico deve conter uma lista de todo o material que foi utilizado
na realização da prática. Devem ser listados tanto os equipamentos e os
materiais utilizados.
3.2) METODOLOGIA
Este tópico deve conter os procedimentos utilizados no experimento
de modo detalhado.
4) RESULTADOS & DISCUSSÃO
Os resultados da experiência devem ser descritos. Se a pesquisa for
de observação o material observado deve ser desenhado, resguardando as
proporções. Se a pesquisa envolve dados numéricos os resultados devem
ser expressos em gráficos e/ou tabelas. A discussão deve ser uma comparação
entre os resultados obtidos e os resultados já encontrados na literatura.
5) CONCLUSÃO
A conclusão deve ser bastante concisa. O aluno deve lançar na
conclusão apenas dados relativos ao trabalho. O que o trabalho mostrou como
resultado final? Esta é a pergunta que deve ser respondida com a conclusão
do relatório.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 123/127
125
UESPI/NEAD Biologia
6) BIBLIOGRAFIA CONSULTADA
A bibliografia consultada deve ser citada de acordo com as normas
da Associação Brasileira de Normas Técnicas – ABNT. (informações retiradas
de: SANTOS FILHO, F. S.; 2000. Sistemática das Fanerógamas.)
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 124/127
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 125/127
127
UESPI/NEAD Biologia
BIBLIOGRAFIA
AMORIM, D. S. Fundamentos de Sistemática Filogenética. Dalton de Souza
Amorim. Ed. Holos: Ribeirão Preto - SP. 153p. 2002.
AMABIS, J. M. e MARTHO, G. R. Biologia das Células, José Mariano Amabis
e Gilberto Rodrigues Martho. – 2. ed. – São Paulo. Ed Moderna, 2004
CURTIS, H. Biologia. Helena Curtis. Traduzido por Heni Sauaia – 2ª Ed.
Guanabara Koogan – RJ. 1985.
HARRIS, W. Como funciona o Método Científico. Disponível em: http://
ciencia.hsw.uol.com.br/metodos-cientificos.htm
MARTINS, U. P. A Coleção Taxonômica. In: PAPAVERO, N. (org.) 1994.
Fundamentos Práticos de Taxonomia Zoológica. 2ªed. Rev.Amp. São Paulo:
Ed. UNESP. p. 19 - 43.
PAPAVERO, N.; LLORENTE-BOUSQUETS, J.; ORGANISTA, D. E.;
MASCARENHAS, R.C.S. 2000. História da Biologia Comparada: desde o
Gênero até o fim do Império Romano do Ocidente. 2ª Ed. Ribeirão Preto –
SP: Holos Editora. 168 p.
PURVES, W.K.; SADAVA, D. ORIAN, G.H.; HELLER, H.C. (2005) Vida: a
Ciência da Biologia. Vol. II: Evolução, Diversidade e Ecologia. 6a. ed. Porto
Alegre: ARTMED. p. 1007-1029.
Revista Planeta. “Em busca do passado perdido”. Ed. Três. Março – 2011,
ano 39. Edição 462. pág 66-73.
RUMJANEK, F. D. 2009. Ab Initio: origem da vida e evolução. Rio de Janeiro:
Vieira et Lent. 184 p. il.
SANTOS FILHO, F. S.; 2000. Sistemática das Fanerógamas.
STORER, T. Zoologia Geral. Tracy Irwin Storer, et al. 6ª ed. revista e ampliada.
Companhia Editora Nacional – SP. 2003.
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 126/127
128
Sistemática e Biogeografia
ANEXO 1: RELAÇÃO DE FIGURAS
LISTA DE FIGURAS
Figura 01. representação do experimento de F. Redi, obtida em: http://
netopedia.tripod.com/biolog
Figura 02. representação do experimento de L. Pasteur, obtida em:
www.brasilescola.com/biologia
Figura 03. representação da Evolução Gradual dos Sistemas Químicos,
segundo proposta de A. Oparin e Haldane, obtida em: www.sobiologia.com.br/
conteúdos/.../evolucao4.php
Figura 04. representação do experimento de S. Miller, obtida em:
www.postmodern.com
Figura 05 e 06. Deriva Continental e Tectônica de Placas. Seleção de Textos
Geotemáticos em PDF – Paulo César Manzig. Obtida em:
www.geoturismobrasil.com/REVISTA20ARTIGO/derivacontinental
7/12/2019 Material Da UESPI Simone
http://slidepdf.com/reader/full/material-da-uespi-simone 127/127
AVALIAÇÃO DO LIVRO
Prezado(a) cursista:
Visando melhorar a qualidade do material didático, gostaríamos querespondesse aos questionamentos abaixo, com presteza e discernimento.Após, entregue a seu tutor esta avaliação. Não é necessário identificar-se.
Unidade:____________ Município: _________________
Disciplina:___________ Data: ____________________
1. No que se refere a este material, a qualidade gráfica está visualmente
clara e atraente
( ) ÓTIMO ( ) BOM ( ) RAZOÁVEL ( ) RUIM
2. Quanto ao conteúdo, está coerente, contextualizado à sua prática de
estudos
Ó Á