sistemÁtica filogenÉtica & paleontologia. taxonomia e sistemÁtica desde os primórdios de sua...
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SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA &
PALEONTOLOGIA
■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA
♦ Desde os primórdios de sua existência o Homem busca agrupar seres vivos com características semelhantes para conseguir entender a diversidade dos organismos sobre a Terra.
■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA
♦ O enorme conhecimento acumulado pelo Homem ao longo da história tornou as Ciências Naturais mais complexas.
♦ Para entender o mundo é preciso dividir o que se deseja conhecer em pequenos agrupamentos, compreender em detalhe o funcionamento destes blocos e interagir com outros pesquisadores.
■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA
♦ É fácil constatar que a unidade básica de agrupamento dos seres vivos (mais diretamente acessível ao senso comum), constitui a espécie.
♦ Outro nível de agrupamento facilmente assimilado pelo seno comum é o nível dos reinos.
♦ Será suficiente o agrupamento de todos organismos apenas nestes dois níveis tão extremos?
■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA
♦ A Taxonomia representa o ramo das ciências naturais que se ocupa com o conjunto de princípios, procedimentos e regras que embasam a classificação e a Sistemática (Blow, 1979).
♦ A Sistemática, por sua vez, busca analisar os agrupamentos e a diversidade dos organismos e de todas e quaisquer relações entre eles – incluindo sua classificação e aspectos evolutivos.
■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA
♦ Sistemática Evolutiva Clássica → baseia-se nos conceitos de Charles Darwin acerca da classificação dos organismos.
♦ A classificação deve ser coerente com a filogenia, mas não é preciso que se atenha rigidamente a ela.
♦ Principais fatores considerados → semelhanças e diferenças entre os seres vivos (interpretadas como reflexo das relações de parentesco entre os organismos).
♦ As relações filogenéticas não são determinantes em uma classificação sistemática clássica.
■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA
♦ Sistemática Evolutiva Filogenética → atribui importância máxima às relações filogenéticas entre os taxa.
♦ Fundada por Willi Hennig (1966), preconiza um sistema classificatório que reflita de maneira direta, clara e precisa as relações de parentesco dos grupos formados.
♦ Enfatiza a necessidade de se buscar na classificação dos organismos taxa monofiléticos → grupos que incluem todos descendentes de um único ancestral.
♦ Grupo irmão → grupo monofilético mais próximo de um determinado táxon.
1. Cladogênese – processo evolutivo que gera ramificações nas linhagens de organismos ao longo de sua história evolutiva e implica obrigatoriamente em especiação biológica.
→ compreende processos responsáveis pela ruptura da coesão original em uma população, gerando duas ou mais populações que não podem mais trocar genes (barreiras geográficas e ecológicas).
■ ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO
♦ A especiação constitui o processo evolutivo pelo qual as espécies de seres vivos se formam.
1. Anagênese – surgimento ou modificação de uma característica numa população ao longo do tempo resultante de uma progressiva alteração na frequência genética (novidades evolutivas).
→ mutação→ permutação→ seleção natural
■ ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO
♦ Os seres humanos têm semelhanças genéticas com chimpanzés e gorilas, o que sugere antepassados comuns.
♦ Uma análise de derivação genética e recombinação sugeri que o ancestral comum mais próximo entre o homem e o chimpanzé sofreu especiação (por cladogênese) há 4,1 milhões de anos, formando duas novas espécies que, através de caminhos evolutivos diferentes, deram origem aos indivíduos atuais.
■ ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO
♦ Alopátrica – população inicial divide-se em duas populações (geograficamente isoladas) devido, por exemplo, a fragmentação do habitat pelo aparecimento de uma cadeia montanhosas.
→ As populações assim isoladas vão se diferenciar genotípica e/ou fenotipicamente quer por as populações estarem sujeitas a pressões seletivas diferentes ou por fatores aleatórios (como a deriva genética).
■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO
♦ Parapátrica – Não há separação geográfica completa entre as populações havendo, portanto, a ocorrência de fluxo gênico (transferência de genes de uma população para outra).
■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO
♦ Indivíduos das duas populações podem entrar em contato ou mesmo atravessar a barreira de tempos a tempos, embora híbridos tenham uma viabilidade reduzida, levando eventualmente ao reforço das barreiras à reprodução.
♦ Simpátrica – Especiação sem separação geográfica. Ocorre quando duas ou mais populações (derivadas de uma população original), coexistem num mesmo território sem intercruzarem-se.
■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO
→ modificações genéticas impedem o cruzamento entre alguns dos indivíduos da população, criando uma nova população reprodutivamente isolada dentro do mesmo território.
♦ Efeito de gargalo – evento evolucionário no qual uma percentagem significativa da população de uma espécie morre ou é impedida de se reproduzir.
■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO
♦ Algumas evidências genéticas sugerem que as populações humanas sofreram um efeito de gargalo há 70.000 anos atrás. Isto resultou na diminuição da diversidade genética global da espécie humana.
■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS
♦ Idealmente, cada agrupamento taxonômico deveria refletir uma realidade biológica.
1. Espécie biológica – grupo de indivíduos capazes de interfertilização, isolados reprodutivamente de outras espécies (Grant, 1957).
♦ Mais do que relações fenéticas (morfológicas), espécies biológicas são definidas com base no parentesco genético (Sivarajan, 1991) ... difícil, contudo, de ser aplicado na Paleontologia.
■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS
♦ Quando estudamos restos fossilizados de organismos, não é possível, obviamente, analisar sua capacidade de intercruzamento produzindo descendentes férteis.
1. As únicas informações que podemos obter dizem respeito à morfologia (muitas vezes de material preservado de modo incompleto) e à distribuição estratigráfica e geográfica.
♦ O conceito paleontológico de espécie agrupa organismos com estreita afinidade morfológica (forma), fisiológica (função), filogenética (ancestralidade comum), e ecológica (ambiente em que vive e suas inter-relações).
■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS
♦ A complexidade da vida é muito maior do que a necessidade humana de “agrupar para entender, e entender para dominar”.
Whitaker (1959)
■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS
♦ Atualmente os seres vivos são classificados em oito níveis taxonômicos ordenados hierarquicamente.
■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS
♦ Biologicamente, uma subespécie é importante por corresponder a um primeiro passo no processo de surgimento de uma nova espécie.
♦ O isolamento (absoluto e prolongado), no tempo geológico, de duas subespécies poderá originar duas espécies distintas.
♦ Sob o ponto de vista paleontológico, a caracterização da distribuição geográfica e temporal de diferentes subespécies pode levar a um maior refinamento paleoecológico e bioestratigráfico.
■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS
♦ Na década de 90, Carl Woese, Otto Kandler e Marck Whellis, compararam sequências nucleotídicas de DNA codificante para o RNA ribossomal.
♦ Através dos resultados obtidos, construíram uma árvore filogenética mostrando que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo.
■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS
♦ Eukarya - inclui todos os eucariontes (protistas, fungos, plantas e animais).
♦ Archaebacteria - inclui procariontes que vivem em condições ambientais extremas (extremófilos) – temperaturas muito elevadas ou valores extremos de pH.
♦ Eubacteria - inclui os procariontes mais comuns e que existem com maior dispersão na Natureza.
CAROLUS LINNAEUS(1707 - 1778)
♦ Pai da Taxonomia Binomial
♦ Autor do SYSTEMA NATURAE (1758)
♦ As grandes viagens traziam animais, plantas e rochas para os estudiosos descreverem – glorificação da criação divina
♦ Desenvolveu o sistema binomial de classificação de plantas e animais – Gênero e Espécie
“Agrupamento de organismos de acordo com suas semelhanças morfológicas.”
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
Deus creavit, Linnaeus disposuit(Deus cria, Linnaeus organiza)
♦ Linnaeus agrupou as espécies em uma hierarquia de categorias:
ReinoPhylum (Filo)ClasseOrdemFamíliaGêneroEspécie
♦ Influências da Teologia Natural (Aristóteles) na Taxonomia
a) Nomenclatura em latim e grego.b) Holótipo = espécime referência (único).c) Localidade tipo = local de origem do holótipo.
♦ O trabalho classificatório processa-se em 2 etapas:
1. Trabalho analítico → Descrição do organismo (estabelecimento da espécie).
2. Trabalho sintético → Formação de grupos mais amplos (categorias taxonômicas).
♦ Categorias taxonômicas
3. Obrigatórias → Phylum, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie.
4. Facultativas → Subphylum, Superclasse, Subclasse, Infraclasse, Coorte, Superordem, Subordem, Infraordem, Superfamília, Tribo, Subtribo, Subgênero, Subespécie.
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ O procedimento biológico classificatório obedece aos seguintes parâmetros:
1. Observações empíricas
2. Observações biológicas
3. Observações genéticas
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Conceito de Tipo - nos tempos de Linné as espécies eram constituídas com base em determinado espécime “tipo” (a classificação dava-se segundo coincidências).
♦ Com George Cuvier a classificação evoluiu para a análise de um “padrão anatômico” (respeitando-se, assim, as variações individuais).
♦ Nos dias de hoje, entende-se que a diversidade de seres vivos é resultante de processos evolutivos e que esses processos podem ocorrer basicamente por anagênese e cladogênese.
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
HIPODIGMA
DEPOSITÁRIO
ONOMATÓFORO
NEÓTIPO
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ As regras que regem a designação dos organismos vivos estão agrupadas no Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (Ride et alii, 1985) e no Código Internacional de Nomenclatura Botânica (Greuter et alii, 1988).
♦ Os códigos apresentam normas rígidas, cuja aplicação é supervisionada por comitês internacionais de especialistas em Sistemática e em Nomenclatura.
♦ Determinam as condições de validade de um nome, como e em que situação este nome pode ser alterado e vários outros procedimentos.
♦ Até o séc. XVIII os manuscritos e livros impressos eram obrigatoriamente escritos em latim.
♦ O surgimento do nacionalismo, nas diversas regiões da Europa, levou a necessidade de se criar nomes técnicos internacionais para os animais.
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♦ Os nomes científicos devem ser escritos com raízes gregas ou latinas (ou, na falta delas, com palavras latinizadas).
* Anthropoidea (gr.: anthropus → homem)* Marsupialia (lat.: marsupium → bolsa)* Homo (lat.: homo → homem)
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Nomes geográficos são nomes próprios e, portanto, não aceitam traduções, devendo ser latinizados na declinação neutra (“us” ou “is”).
* Australopithecus afarensis* Mesosaurus brasiliensis * Australopithecus africanus
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♦ Nomes patronímios são nomes próprios e, portanto, não aceitam traduções, devendo ser latinizados na declinação masculina (“i”) ou na feminina (“ae”).
* Paranthropus boisei → du Bois* Latimeria chulmanae → Chulmann* Carodinia vieirai → Vieira* Ramapithecus nyanzae → Nyanz
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ A nomenclatura estrutura-se a partir do nome da espécie, formado pelo nome “genérico” e “específico”.
* Homo habilis
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♦ Numa publicação científica, deve-se acrescentar o nome do autor, uma vírgula e o ano da publicação.
* Parapanochthus jaguaribensis Moreira, 1971
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ A nomenclatura da subespécie é tri nominal (nome genérico + nome específico + nome subespecífico).
* Homo sapiens neanderthalensis
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♦ A nomenclatura do subgênero é tri nominal (nome genérico + nome subgenérico + nome específico).
* Australopithecus (Plesianthropus) transvalensis
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Nomes de subespécie, espécies, subgêneros e gêneros devem aparecer sempre grifados no texto.
“Aparentemente deste mesmo estoque de Australopithecus anamensis ancestral evoluiu o Australopithecus bahrelghazali, aparentado e contemporâneo do Australopithecus afarensis”
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Nomes empregados para denominar as categorias taxonômicas de gênero para cima são sempre uninominais (escritas com inicial maiúscula).
* Gorilla* Perissodactyla* Canidae* Mollusca
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♦ Lei da Tautonomia → Os nomes específico, genérico, subespecífico e subgenérico (na composição do nome) podem ser repetidos.
* Gorilla gorilla* Smilodon populator populator* Rattus rattus* Paranthropus robustus robustus
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Alguns nomes devem ser escritos com terminações fixas:
* Tribo → ini (Hominini)* Subfamília → inae (Homininae)* Familia → idea (Hominidae)* Superfamília → oidea (Hominoidea)* Subordem → ina/dina (Hominina)
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Quando uma espécie é reclassificada em outro gênero, o nome do autor da primeira classificação deve aparecer entre parênteses após o novo nome.
* Zinjanthropus boisei Leakey, 1959 → Paranthropus boisei (Leakey, 1959)
* Pithecanthropus erectus Dubois, 1983 → Homo erectus (Dubois, 1983)
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Lei da prioridade → para que um nome científico tenha validade faz-se necessário a atenção de certos requisitos:
♦ A concordância do nome com as regras do Cód. Intern. de Nomencl. Zool.
♦ A descrição do organismo deve dar-se por meio de fotografias e desenhos.
♦ A falta de algum requisito pode determinar a invalidação do nome.
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ Nomina Nuda (nome nulo) → Nome não está em concordância com o Cód. Intern. de Nomencl. Zool.
♦ Homonímia → O nome escolhido já foi usado para denominar outro táxon.
♦ Sinonímia → Um mesmo animal recebe duas denominações distintas.
♦ Incertae Sedis → Grupo com posição taxonômica ainda não determinada.
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
■ A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA
♦ Crosta Terrestre → imenso arquivo natural.
♦ Rochas → páginas de registro deste arquivo (geológico & biológico).
♦ Paleontologia → ciência destinada ao estudo dos documentos biológicos do planeta.
■ A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA
♦ Paleontologia
→ relacionada com a Biologia e a Geologia. → ponto de contato entre estas duas ciências naturais.
♦ Mantém fortes vínculos com a Estratigrafia e a Geologia Histórica.
■ A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA
♦ Paleontologia → Reconhece as mudanças havidas nas tafofaunas e tafofloras.
♦ Fóssil → Todo resto orgânico, ou evidência direta da presença de seres vivos, antes da época geológica atual.