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.
■ ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO
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.
■ PRINCIPAIS MODOS DE 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).
♦
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.
■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO
♦ Simpátrica – Especiação sem separação geográfica. Ocorre quando
duas ou mais populações (derivadas de uma população original),
coexistem num mesmo território sem intercruzarem-se.
→
modificações
genéticas
impedem o cruzamento entre
alguns dos indivíduos da
população, criando uma nova
população
reprodutivamente
isolada dentro do mesmo
território.
■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO
♦ Efeito de gargalo – evento evolucionário no qual uma
percentagem significativa da população de uma espécie morre
ou é impedida de se reproduzir.
♦ 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.
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ 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
CAROLUS LINNAEUS
(1707 - 1778)
“Agrupamento de organismos de acordo com suas semelhanças morfológicas.”
Deus creavit, Linnaeus disposuit
(Deus cria, Linnaeus organiza)
♦ Linnaeus agrupou as espécies em uma
hierarquia de categorias:
Reino
Phylum (Filo)
Classe
Ordem
Família
Gênero
Espécie
♦ 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.
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ O trabalho classificatório processa-se em 2 etapas:
1.
Trabalho
analítico
→
(estabelecimento da espécie).
Descrição
do
organismo
2.
Trabalho sintético → Formação de grupos mais amplos
(categorias taxonômicas).
♦ Categorias taxonômicas
1.
Obrigatórias →
Espécie.
Phylum, Classe, Ordem, Família, Gênero e
2.
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
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.
■ REGRAS DE NOMENCLATURA
♦ 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.
__________________________________________________________________
♦ 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
__________________________________________________________________
♦ 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
________________________________________________________________
♦ 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
________________________________________________________________
♦ 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
________________________________________________________________________
♦ 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.
■ 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.