Princípios da Classificação

dos Organismos

Quantas

espécies

existem e

existiram?

Como

organizá-

las?

Desafio

• Como organizar nosso conhecimento

sobre os diferentes grupos de organismos

• A biodiversidade corresponde a uma

quantidade tão grande de informações,

que a síntese desse conhecimento e a

decisão sobre a melhor maneira de

organizá-lo constituem grandes desafios.

Como organizar o

conhecimento biológico

Táxons: grupos de organismos (espécies ou

grupos hierarquicamente mais abrangentes)

Taxonomia: teoria e prática de descrever,

nomear e classificar a diversidade biológica

Sistemática: estudo da biodiversidade

enfocando suas relações comparativas e

evolutivas, incluindo a inferência filogenética

(ou seja, as relações de parentesco evolutivo

entre os táxons)

História da taxonomia

• A história da taxonomia é antiga:

identificar e nomear a diversidade

biológica são elementos fundamentais da

inteligência e linguagem humanas

• Atributos da taxonomia:

– descrição,

– atribuição de nomes para os táxons e

– classificação da diversidade biológica

Organizando o conhecimento

biológico Sem um sistema de classificação biológica

padronizado, a comunicação e utilização do

conhecimento sobre a biodiversidade seria impossível

de ser realizado objetivamente.

Felis silvestris catus

(Linnaeus, 1758) Canis lupus familiaris

(Linnaeus, 1758)

http://tolweb.org/tree/

phylogeny.html

Tree of Life web

project

http://species.wikimedia.

org/wiki/Página_principal

WIKISPECIES

Classificação biológica

• Tem suas raízes em teorias de

classificação dos objetos formalizadas na

antiguidade

• Considerar apenas dois personagens, que

estão entre os mais importantes no

desenvolvimento histórico da disciplina:

Aristóteles e Linnaeus

História da Taxonomia

Aristóteles (384-322 AC,

filósofo grego): método da

divisão lógica

Carl Linnaeus (1707-

1778, botânico,

zoólogo e médico

sueco): sistema de

classificação “natural”

Aristóteles

• Considerado o inventor da lógica

• A lógica era uma ferramenta para atingirmos o conhecimento sobre o mundo

• Na concepção aristotélica, a lógica determina as normas para que o pensamento seja preciso e nos conduza a conclusões precisas sobre aquilo que desejamos conhecer

• A teoria da classificação dos objetos constitui um elemento importante da lógica de Aristóteles.

Método aristotélico de classificar os

objetos

• Método da divisão lógica:

– Para classificar um grupo de objetos,

primeiramente selecionamos uma ou um

conjunto de características

– Em seguida, agrupamos aqueles que

possuem tal característica daqueles que não

a possuem

– Em seguida, subdividimos cada um dos

subgrupos

Exemplos

Exemplos

• Animais terrestres e animais aquáticos

• Neste primeiro passo da divisão, o conjunto de objetos inicial constitui o gênero (genos) e cada um dos dois grupos subordinados constituem a espécie (eidos)

• Subdividir “animais aquáticos” em animais “ovíparos” versus “vivíparos”. Nesse caso, o gênero é “animais aquáticos” enquanto que as espécies são “ovíparos” e “vivíparos”.

Característica do método de

divisão lógica

• Todo o sistema de classificação resultante depende, em grande parte, do ponto de partida, ou daquelas características utilizadas nos primeiros passos da classificação

• Aristóteles enfatizou que um sistema de classificação para a diversidade biológica baseado na divisão lógica jamais geraria um sistema sem contradições

Problemática

• Na divisão entre “animais aquáticos” e “animais terrestres” dividimos grupos de organismos claramente relacionados

• Cetáceos e outros mamíferos aquáticos estariam separados dos mamíferos terrestres

• Mas o que fazer com as outras similaridades entre cetáceos e os outros mamíferos?

• Os pingüins poderiam ficar junto com os mamíferos aquáticos e peixes, mas o que fazer com todas as outras semelhanças entre os pingüins e outras aves terrestres?

Problemática

• Outro problema: as características

consideradas importantes para o primeiro

passo da divisão podem ser muito

variáveis, dependendo do classificador

• Diferentes classificadores gerariam

sistemas de classificação distintos e

contraditórios entre si.

O sistema de classificação

“natural”

• Preocupação com a busca de um sistema “natural”, ou seja, um sistema de classificação que refletisse a ordem verdadeira por trás da organização dos seres vivos

• A definição do que constitui um sistema “natural” dependerá daquilo em que acreditamos ser a causa para a organização biológica

O sistema de classificação de

Lineu

Lineu (1707-1778)

Linnaeus: sistema de

classificação “natural”

Visão de mundo dele: o universo havia

sido criado por Deus exatamente como é,

e as espécies são fixas e imutáveis

Sistema “natural”: reflete a ordem

verdadeira por trás da organização dos

seres vivos tal qual o Plano Divino

5 níveis hierárquicos: Reino, Classe,

Ordem, Gênero e Espécie (em ordem

decrescente de generalidade)

Linnaeus: sistema de

classificação “natural”

Usava o método da divisão lógica de

Aristóteles

Listava e classificava com base nas

'características essenciais' dos organismos

Ele assumia que esse método poderia

atingir a um duplo objetivo:

1. correta identificação dos táxons;

2. correta definição de suas características

essenciais

Linnaeus: sistema de

classificação “natural”

1. Sistema binomial: nome em latim, constituído pelo

nome do gênero, com letra maiúscula seguido pelo

epíteto especifico, em letras minúsculas. O nome

completo de uma espécie são os dois nomes

combinados. Ex. Canis lupus.

2. Padronização da prática taxonômica:

Anteriormente a Lineu, não havia consenso, ou

padronização sobre vários aspectos da pesquisa

taxonômica. Com a obra de Lineu, muitas dessas

atividades foram padronizadas.

Grupos naturais de Lineu

• Vários dos agrupamentos feitos por Lineu

ainda são considerados grupos “naturais”

• Era Lineu um seguidor estrito da divisão

lógica?

• No fim de sua vida, Lineu admitiu que os

agrupamentos são feitos por inspeção e

não pelo uso estrito da divisão lógica

Exemplos de desvios da utilização

do método de divisão lógica

• Inclusão em um mesmo gênero, espécies de plantas que diferiam no número de estames

• Inclusão de dípteros ápteros entre os Diptera (insetos de duas asas)

• Aparentemente, Lineu estava ciente das deficiências do método da divisão lógica

• Mas acreditava que tais dificuldades eram provisórias, e que quando todos os gêneros fossem descobertos e corretamente descritos, tais dificuldades não mais existiriam

A finalidade da classificação para

Lineu

• Gerar um sistema geral de referência para

fins utilitaristas de identificação

Táxon e categoria taxonômica

• Os táxons são os agrupamentos de

entidades biológicas reais, formados com

base em uma definição

• a categoria refere-se ao status de um

agrupamento em um esquema de

classificação

Táxon

• Exemplo: reunir todas as populações

conhecidas da mosca doméstica no táxon

Musca domestica

• Musca domestica é o nome dado ao conjunto

formado por todos os indivíduos, do tempo

presente e do tempo passado, considerados

como pertencentes à mesma espécie por

possuírem certas características usadas para

definir esse conjunto

Categoria taxonômica

Hierarquia

lineana

Classificação Taxonômica:

Homem Domínio: Eukarya

Reino: Animalia (ou Metazoa)

Sub-Reino: Metazoa (ou Eumetazoa)

Filo: Chordata

Classe: Mammalia

Subclasse: Theria

Infraclasse: Placentalia

Ordem: Primates

Família: Hominidae

Gênero: Homo

Espécie: Homo sapiens

Sistema Geral de Referência para

a diversidade biológica

• Nosso atual sistema de classificação

biológica

• Tem suas origens na teoria de

classificação dos objetos (Aristóteles)

• Foi aprimorada ao longo dos anos por

outros autores, como Lineu

A classificação filogenética

• Um sistema de classificação constitui um sistema geral de referência para a diversidade

• Mas não necessariamente esse sistema de referência precisa refletir nosso conhecimento sobre as relações de parentesco evolutivo (relações filogenéticas) entre os diferentes organismos

A classificação filogenética

• Para Lineu e seus contemporâneos, um sistema de classificação natural refletia a ordem como estabelecida pelo plano do Criador

• No entanto, com o desenvolvimento de idéias evolutivas, houve uma mudança radical sobre o que constitui um Grupo Natural

• Com o tempo, estabeleceu-se a idéia de que um sistema de classificação natural era aquele que refletia algo sobre a história evolutiva dos organismos.

Os princípios da classificação

filogenética

• A classificação que produz um Sistema

Geral de Referência para a biodiversidade

• Reflete nosso conhecimento sobre as

relações de parentesco entre os táxons

• História evolutiva dos organismos vivos

Árvore filogenética- Darwin

A sistemática como o estudo de

padrões evolutivos

• Método de reconstrução filogenética

• Criado por Willi Hennig na década de

1950

• Utilizados no estudo dos padrões

evolutivos

Reconstrução filogenética

• Se baseia em três princípios

fundamentais:

• 1. A sistemática busca a delimitação de

grupos naturais

Grupos naturais

• Hennig definiu grupo natural aquele

constituído, exclusivamente, por uma

espécie ancestral e todos os seus

descendentes

• Monofilético (mono= um, único; filético=

linhagem)

• Grupos não monofiléticos: Hennig atribuiu

os termos parafilético e polifilético

Grupos monofiléticos

• A concepção Darwinista de evolução divergente

(ou seja, espécies ancestrais se diversificando

em espécies descendentes, numa grande

árvore da vida) implica na existência de grupos

monofiléticos de diferentes níveis de

universalidade, ou seja, grupos naturais dentro

de grupos naturais mais abrangentes

• A sistemática delimita os grupos monofiléticos

de diferentes níveis de universalidade

Monofiléticos, Parafiléticos ou

Polifiléticos?

Grupos

Monofiléticos

Monofiléticos, Parafiléticos ou

Polifiléticos?

Grupos

Polifiléticos

Monofiléticos, Parafiléticos ou

Polifiléticos?

Grupos

Parafiléticos

Segundo princípio fundamental

• A definição dos grupos monofiléticos só é

possível com a descoberta das

semelhanças homólogas e apomórficas

• As semelhanças compartilhadas entre os

organismos podem ser de três tipos:

homoplasias, simplesiomorfias e

sinapomorfias

As semelhanças compartilhadas

entre os organismos

• Semelhanças homoplásicas: não

homólogas (ou seja, semelhanças devido

a convergências ou paralelismos).

• Não têm mesma origem, exemplo: asas-

aves e mamíferos

Homoplasias

Semelhanças

compartilhadas entre os

organismos que não são

homólogas, ou seja,

semelhanças devido a

convergências ou

paralelismos (evoluíram

independentemente e

não são derivadas de

um ancestral comum)

Asas são

não-homólogas

=

Homoplásicas

Semelhanças Homólogas

Semelhanças

compartilhadas

entre os

organismos que

são derivadas de

um ancestral

comum

As semelhanças compartilhadas

entre os organismos

• Semelhanças simplesiomórficas

• Herdadas de níveis anteriores ao

surgimento de um grupo natural

• Semelhanças herdadas de níveis tão

ancestrais que não informam sobre o grau

de parentesco entre os organismos

As semelhanças compartilhadas

entre os organismos • Semelhanças sinapomórficas

• Características compartilhadas por um grupo devido à herança destas características do ancestral comum exclusivo deste grupo (novidades evolutivas compartilhadas)

• Apenas as sinapomorfias indicam o verdadeiro parentesco evolutivo

• A definição dos grupos monofiléticos se dá através da descoberta de suas características sinapomórficas, ou seja, suas novidades evolutivas compartilhadas.

Princípio geral da sistemática

• Um sistema geral de referência para a diversidade biológica (classificação) deve ser construído com base no conhecimento filogenético

• Reconhecer e delimitar os grupos naturais ou monofiléticos, podemos construir classificações, utilizando o tradicional sistema de hierarquias lineanas

• Agrupamentos de táxons monofiléticos de diferentes níveis hierárquicos

• Um sistema de classificação constitui o principal “produto” que a sistemática e a taxonomia podem fornecer aos usuários da informação sobre a diversidade biológica

Classificação filogenética

• A vantagem da classificação filogenética é

que, além de fornecer um sistema geral

de referência para a diversidade como

qualquer outro sistema de classificação,

ainda permite resgatar o conhecimento

sobre as relações evolutivas entre os

táxons

Onde estudar ...

Purves et al. Vida. Capítulos 23 (tem na biblioteca)

Santos & Calor. 2007. Ensino de biologia evolutiva

utilizando a estrutura conceitual da Sistemática

Filogenética I. Ciência & Ensino 1: 1-8.

Matioli. 2001. Biologia molecular e evolução. Holos

Editora, Ribeirão Preto. (tem na biblioteca)