Conceitos de espécies e variação intra-específica (Ridley cap. 13) Introdução: Evolução e diversidade (Parte 4) “ There is grandeur in this view of life... from so simple a beginning endless forms most beautiful and most wonderful have been, and are being, evolved. ” Darwin (1859), encerrando a Origem das Espécies. • conceitos de espécie • especiação • inferência filogenética • classificação biológica • biogeografia Perguntas: (1) O que é espécie? (2) Espécies existem? Espécie: “moeda” da biodiversidade. Na prática, espécies são reconhecidas por caracteres fenéticos Conceitos: Descrição X Definição X Diagnose (no Ridley: definção = diagnose) Formalidades taxonômicas são importantes. Espécies variam: formam agrupamentos fenéticos. Limites entre espécies-irmãs podem ser discretos (=óbvios) ou ambíguos Espécies-anel: limites ambíguos entre formas vizinhas e óbvio entre os extremos. Ex.: gaivotas da Grã-Bretanha, salamandras Ensatina, peixetrompete Aulostomus A natureza é assim: existe uma variação contínua e não uma separação clara entre muitas espécies. A extinção de intermediários pode levar a uma separação clara. A discussão existe principalmente no campo teórico e geralmente não sobre como reconhecemos essas entidades (espécies) na prática. Existem vários conceitos de espécie. Podem ser divididos em horizontais (=atemporais) ou verticais (=temporais). Ridley só apresenta conceitos horizontais e negligencia os verticais. Conceitos horizontais: 1) Conceito biológico de espécies (BSC)(Poulton,Mayr): • intercruzamento e isolamento reprodutivo. • Taxonomia + genética de populações. • Espécies são a unidade da evolução. • Fluxo gênico > coesão > agrupamento fenético. • morfologia indica intercruzamento • Conceito de espécies de reconhecimento (Paterson): compartilham sistema específico de reconhecimento de parceiros (SMRS): canto dos machos por ex. • Problemas: seleção pode causar divergência apesar do fluxo gênico (p. ex. gramínea Agrostis tenuis). Espécies asexuais podem ou não ter limites nítidos. Existe hibridização. BIO 03041 – Evolução – UFES – Prof. Yuri Leite 1 2) Conceito ecológico de espécies (Simpson, Van Valen): • adaptação > nicho ecológico > agrupamentos fenéticos discretos • ex: parasitas e hospedeiros: recursos discretos • princípio da exclusão competitiva: recursos contínuos e espécies discretas Tanto o BSC quanto o ecológico são embasados em teoria (teóricos) e explicativos. 3) Conceito fenético de espécies (de Aristóteles a Sneath & Sokal) • compartilham atributos fenéticos • não implica em processos > é descritivo, não é teórico • surgiu como tipológico e se transformou em numérico (taxonomia numérica) • Problemas: qual método usar para identificar os agrupamentos? como lidar com espécies crípticas (ex. Drosophila persimilis e D. pseudoobscura)? como lidar com espécies altamente “politípicas” (p. ex. Heliconius erato)? Barreiras de isolamento (Dobzhansky): evitam o endocruzamento entre as espécies (rituais de acasalamento, por ex.). • pré-copulatórias ou pré-zigóticas: isolamento ecológico, sazonal, sexual, mecânico, por diferentes polinizadores, gamético. • pós-copulatórias ou pós-zigóticas: inviabilidade, esterilidade ou breakdown de híbridos. Competição entre gametas (esperma ou pólen): Tribolium castaneum e T. freemani. Espécies diferentes podem ser fisiológicamente aptas a se reproduzir, mas ocorre seleção sexual. Comum em muitas espécies. Isolamento reprodutivo entre peixes ciclídeos no Lago Vitória: Isolamento pré-zigótico com base na cor: sob luz normal, fêmeas preferem machos co-específicos; sob luz monocromática, não existe preferência. Não há isolamento pós-zigótico. Conclusões: 1) poluição remove a barreira pré-zigotica, levando à perda de biodiversidade; 2) preferências de acasalamento são o primeiro tipo de isolamento a evoluir nesses peixes > especiação simpátrica > diversidade nos lagos. Variação intra-específica: pode ser entre populações ou geográfica (pardais na América do Norte, por ex.) ou intra-populacional (que geralmente segue uma distribuição normal). Importante na especiação. Muitas vezes ocorre na forma de um cline, ou seja um gradiente de variação contínua em um caráter fenotípico ou genético em uma espécie. Variação geográfica existe em todas as espécies e pode ser causada por adaptações às condições locais pela seleção natural. Pode ser causada por deriva genética também (ex.: fusões cromossômicas em camundungos da Ilha da Madeira). BIO 03041 – Evolução – UFES – Prof. Yuri Leite 2 O pensamento populacional substituiu o tipológico e isso é uma das peças-chave da revolução Darwiniana. Influência da competição ecológica sobre as espécies é demonstrada pelo fenômeno da substituição de caráter = duas espécies diferem mais quando estão em simpatria do que em alopatria (como nas salamandras Plethodon). Conceitos verticais: 1) conceito evolutivo de espécie (Simpson, Wiley): • • uma linhagem evolutiva com papéis e tendências próprias. bom conceito primário ou teórico, mas de difícil aplicação. 2) conceito cladístico de espécie (Hennig) • cada ramo de uma filogenia é uma espécie, ou seja, cada ramo da árvore da vida. • relalações tokogenéticas X filogenéticas: genealogia reticulada X divergente. • como aplicar? Samadi & Barberousse (2006. Biol. J. Linn. Soc.) 3) conceito(s) filogenético(s) de espécie (Cracraft; Mishler & Theriot) • diagnose: agrupamento diagnosticável e irredutível (basal) de organismos que apresenta um padrão parental de ancestralidade e descendência. Problema: pode ser parafilético. • monofilia: grupo monofilético menos inclusivo que merece reconhecimento formal. Problema: corte arbitrário. Nominalismo X realismo: os agrupamentos fenéticos, reprodutivos ou filogenéticos nem sempre coincidem. Categorias taxonômicas refletem divisões reais na natureza? Espécies são reais ou fruto da nossa percepção? Taxonomia popular é geralmente congruente com a científica. Categorias intra-específicas: “raças” ou “sub-espécies” apresentam discordância na distribuição dos caracteres. Categorias supra-específicas: conceito ecológico de espécie pode se aplicar a qualquer nível hierárquico: zonas adaptativas (Simpson), mas o biológico não. “No one definition has as yet satisfied all naturalists; yet every naturalist knows vaguely what he means when he speaks of a species.” Darwin (1859) BIO 03041 – Evolução – UFES – Prof. Yuri Leite 3