biodiversidade icmbio
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BIODIVERSIDADE, ZOOLOGIA, BOTÂNICA E HISTÓRIA NATURAL
Biodiversidade conhecida e desconhecida no Brasil
A biodiversidade é toda baseada em estudos das variedades de espécies de organismos
vivos que são encontrados em todo o ecossistema de nosso planeta, ela está toda vinculada tanto
em um número de categorias diferentes como na abundancia relativa dessas categorias, esse
termo foi inventado em 1980 por Thomas Lovejoy só que só passou a ser usado mesmo pela
língua cientifica depois de 1986 que foi quando teve sua nomenclatura assimilada a tudo o que
diz respeito à natureza viva. A biodiversidade é definida como a variabilidade entre todos os
seres vivos e origens que são inter alia, terrestre, marinha e muitos outros ecossistemas
aquáticos que incluem os complexos ecológicos dos quais fazem parte.
Estudiosos dizem que a biodiversidade é a espinha dorsal dos sistemas de produção
envolvendo animais, florestas, arquicultura, forragens e culturas, poucas pessoas sabem que a
biodiversidade não esta somente relacionada a manter a biosfera em funcionamento e sim ser
indispensável para o fornecimento de insumos básicos para combustíveis e ainda a agricultura, a
biodiversidade tem seu surgimento totalmente ligado com o aumento da consciência ecológica
do final do século XX isso faz com que ela possa ser interpretada como a vida sobre a terra,
ainda pode ser subdividida em diversidade de genes, especifica, e ecossistema.
A biodiversidade é uma das propriedades fundamentais para o equilíbrio e estabilidade dos
ecossistemas, fonte ainda do imenso potencial de uso econômico para as atividades agrícolas
como citamos acima ela pode ser considerada a base de tudo, ainda para pesqueiras e estratégia
para a indústria da biotecnologia. Infelizmente as funções da biotecnologia são pouco
compreendidas embora considere-se que seja responsável pelos processos naturais e produtos
fornecidos por vários ecossistemas e espécies que sustentam ouros tipos de vida.
As pessoas que tem indústrias hoje e que pensam em construir alguma deve saber que
tudo o que for fazer tem de ser baseado na biodiversidade, isso é sem afetar nenhum tipo de vida
com poluição ou destruição do meio ambiente os gases vão ter que ser todos expelidos para o
céu de maneira que não cause nenhum mal a saúde de pessoas que morem ao redor ou dos
animais que vivam na região.
Caso essas leis não sejam obedecidas e estejam causando algum tipo de mal
biodiversidade com certeza a empresa vai ser multada e não fica apenas nisso, se as vidas foram
destruídas ou arvores que não poderiam ser cortadas acabaram sendo destruídas os responsáveis
além de pagar as multas ainda terão de replantar todas elas e no caso de atrapalhar a vida de
algum morador terá de pagar indenização, para que isso não aconteça é interessante que antes de
pensar em abrir uma indústria o responsável pela obra procure saber sobre os direitos do local e
como fazer para se manter dentro da lei sem causar mal para ninguém.
No Brasil, com exceção de alguns poucos grupos, a biodiversidade conhecida dos
invertebrados marinhos é de apenas 10% em média. Ou seja, há muito ainda a se conhecer.
Apesar de vários fatores ajudarem a explicar esse descompasso – um deles é o tamanho do
litoral brasileiro -, fica claro que existem muitas espécies marinhas ainda não registradas.
“Estima-se que o número de espécies na costa brasileira deva dobrar ou triplicar se
houver esforços de coleta direcionados aos ambientes menos estudados, como os de
profundidade ou plâncton oceânico”, disse Antônio Carlos Marques, professor do Instituto de
Biociências da Universidade de São Paulo, à Agência Fapesp.
Para o pesquisador, autor de um relatório aprofundado sobre o conhecimento atual dos
invertebrados marinhos do Brasil, é muito difícil falar em números de espécies que ainda podem
ser descobertas. No estudo, em que foram ouvidos diversos especialistas da área de zoologia
marinha de invertebrados, fica evidente que o grau do conhecimento, em todos os setores, que
precisa aumentar.
“Poucos foram os biótopos considerados como tendo atingido graus bom ou ótimo, tanto
do ponto de vista da coleta quanto do conhecimento da fauna”, diz Marques, citando os
resultados do relatório sobre a biodiversidade dos invertebrados marinhos, feito a pedido do
Ministério do Meio Ambiente.
Marques destaca que o avanço no conhecimento básico dos invertebrados marinhos é
fundamental não apenas para os cientistas. Tais dados podem ser essenciais também para
diversos setores da sociedade brasileira.
Educação Ambiental – O aumento no conhecimento a respeito dos invertebrados
marinhos será um dos assuntos em pauta em março, em Curitiba, durante a COP – 8ª Reunião
da Conferência das Partes da Convenção sobre Diversidade Biológica. O evento será realizado
entre os dias 20 e 31.
Para que o conhecimento cresça e a biodiversidade possa ser usada de forma sustentável –
esses são dois dos três objetivos principais da Convenção sobre Diversidade Biológica – não são
necessários apenas investimentos na área científica. Segundo os especialistas, é preciso que se
crie uma visão interdisciplinar.
Além disso, ações de educação ambiental e de turismo podem ajudar bastante na
preservação de todo o ecossistema marinho brasileiro. “As formações coralinas e os demais
ambientes litorâneos vêm sendo explorados pelo ecoturismo, mas ainda de forma pouco
organizada e pontual”,
CLASSIFICAÇÃO E TAXONOMIA ANIMAL E VEGETAL
Taxonomia é a ciência que classifica os seres vivos. Também chamada de “taxionomia”
ou “taxeonomia”, ela estabelece critérios para classificar todos os animais e plantas sobre a
Terra em grupos de acordo com as características fisiológicas, evolutivas e anatômicas e
ecológicas de cada animal ou grupo animal.
A primeira tentativa de se classificar as mais de 10 milhões de espécies de seres vivos da
terra, data de 3 séculos antes de Cristo quando Aristóteles classificou os animais em “sem
sangue vermelho” e “com sangue vermelho”. Como se pode perceber, essa classificação não era
nem um pouco prática, então começaram a surgir outras tentativas de classificar os seres vivos.
No século XVII surge o conceito de espécie introduzido pelo naturalista John Ray
(considerado o pai da história natural inglesa). No século seguinte, os seres vivos começam a ser
classificados de acordo com sua história evolutiva e desenvolvimento embriológico até que, em
1735, Carl Von Linné (1707-1778), mais conhecido como Lineu, publica Systema Naturae
onde trata dos reinos animal, vegetal e mineral agrupando os seres vivos (neste caso as plantas)
em classes, ordens, gêneros e espécies. A partir daí passou-se a usar o sistema binominal criado
por Lineu para classificar as diferentes espécies de plantas adotando-se um primeiro nome em
latim para indicar o gênero e um segundo nome indicando a espécie.
A obra de Lineu foi mais tarde republicada em dois volumes (1758-1759) nos quais sua
classificação foi aprimorada e os seres vivos classificados de acordo com suas características
morfofisiológicas, genéticas e evolutivas em três grandes reinos: animal, vegetal e mineral. A
classificação binominal foi consolidada e vários dos termos utilizados por Lineu, como flora,
fauna e etc., são usados até hoje, motivos pelos quais Lineu é considerado o pai da taxonomia
moderna.
A taxonomia se divide em dois grandes ramos. Um deles, a sistemática, trabalha com a
divisão dos animais em grupos de acordos com suas semelhanças; e a nomenclatura, trabalha na
definição de normas universais para a classificação dos seres vivos com o intuito de facilitar o
estudo das espécies ao utilizar uma denominação universal.
Os seres vivos são classificados da seguinte maneira: reino, filo, classe, ordem, família,
gênero e espécie.
A espécie é a unidade taxionômica fundamental e agrupa seres vivos que possuem as
mesmas características cromossômicas (n.º de cromossomos), anatomia semelhante, fisiologia e
desenvolvimento embrionário idênticos entre si, além de um critério fundamental: o cruzamento
de animais da mesma espécie deve originar um novo animal fértil. O exemplo mais comum para
se ilustrar o que é uma espécie é o cruzamento entre um jumento e uma égua. Ambos,
aparentemente preenchem todas as características acima e poderiam ser da mesma espécie,
entretanto de seu cruzamento nasce o burro que um animal infértil e, portanto, o jumento e a
égua não podem ser considerados como sendo da mesma espécie.
Algumas espécies de plantas conseguem cruzar com plantas de espécies diferentes e
originar um descendente fértil, entretanto, elas não são consideradas da mesma espécie por isso.
Espécies que apresentam algumas características comuns são agrupadas em gêneros e os
gêneros, por sua vez são agrupados em famílias. Várias famílias formam uma ordem. Claro que
conforme se avança na classificação das espécies em sentido crescente (espécie à gênero à
família...) a diversidade vai aumentando e as diferenças entre os seres também.
Várias ordens de animais com características predominantes semelhantes podem ser
agrupados em classes. Um exemplo é a classe dos insetos que agrupa animais como as abelhas,
as baratas e as moscas, todas de espécies diferentes. As classes, por sua vez, fazem parte dos
filos e os filos, são agrupados em reinos que são a classificação mais genérica dos seres vivos.
Taxonomia Animal
Taxonomia - Grego= taxis= ordem, arranjo
Nomos= lei
Trata da classificação dos seres vivos, procurando tornar mais fácil a sua compreensão e
manipulação.
Linnaeus • Dedicado à botânica e à física, tem como grande contribuição a criação da
taxonomia, ciência que trata da classificação dos seres vivos.
• “Systema Naturae”;
• Fixista (número de espécies existentes são os mesmos desde a sua criação );
• Geração espontânea;
No séc. XVIII em 1735, o médico e botânico sueco Lineu (Carl Von Linné (1707-
1778) publicou um livro chamado Systema Naturae, no qual propôs um sistema de classificação
baseado em alguns princípios:
1- uso de palavras latinas ou latinizadas para denominar os seres vivos.
2- nomenclatura binominal;
3-uso de categorias de classificação (reino, classe, ordem, gênero, espécie), constituindo
uma hierarquia.
Classificações naturais
Embora Lineu não acreditasse na evolução dos seres vivos (fixismo), elaborou um
sistema de classificação natural, isto é, tentou agrupar os seres vivos de acordo com o grau de
parentesco. Assim, começaram as classificações naturais e que atualmente contam com o auxílio
da Anatomia e da Fisiologia Comparada, da Embriologia, da Paleontologia, da Genética de da
Bioquímica.
A classificação atual
A classificação atual é uma adaptação do sistema de Lineu. O sistema proposto por Lineu
continua sendo usado, acrescido de mais duas categorias: filo e família.
São 7,as unidades básicas de classificação.
REINO
FILO
CLASSE
ORDEM
FAMÍLIA
GÊNERO
ESPÉCIE
Regras Internacionais de Nomenclatura
1ª- Todo nome científico deve ser latino ou latinizado.
Exemplos:
Canis familiaris (cão doméstico)
Canis lupus (lobo)
Bufo marinus (sapo)
Pongo pygmaeus (orangotango)
Bos taurus (boi)
Bubalus bubalis (búfalo)
Felis tigris (tigre)
Felis leo (leão)
2ª -Todo indivíduo deve possuir no mínimo 2 nomes (nomenclatura binominal).
Canis familiaris Canis familiaris ( cão doméstico)
Canis lupus Canis lupus (lobo)
Canis latrans Canis latrans (coiote)
Canis familiaris
gênero epíteto específico
Bothrops alternatus Bothrops alternatus (jararaca)
Grafia itálica grifados (quando se usa a escrita manual)
Canis spp.
A abreviatura de espécie é sp. e a de espécies (plural) é spp.
Plasmodium sp. (referente a uma espécie)
Plasmodium spp (referente ás várias espécies existentes)
Nome da espécie (primeiro o nome do gênero e depois o da espécie)
Oriza sativa (arroz)
Gênero espécie
3ª- Entre o gênero e a espécie, o animal pode ter um
terceiro nome, que é o subgênero, escrito com inicial maiúscula e entre parênteses.
Exemplos:
Anopheles (Nyssorhynchus) darlingi
gênero subgênero espécie
Aedes (Stegomya) aegypti
Anopheles (Kertesia) bellator
4ª Depois da espécie, o animal pode ter um terceiro nome (nomenclatura trinominal), é a
subespécie. Este nome deve ser escrito com inicial minúscula e sem pontuação
intermediária. Exemplos:
Homo sapiens sapiens - Homo sapiens neanderthalensis
gênero sp subespécie g sp sbsp
Rhea americana alba (ema branca)
Rhea americana grisea (ema cinza)
Micrurus frontalis frontalis (MT)
Micrurus frontalis multicinctus (SC)
Micrurus frontalis altirostris (RS)
Gorilla gorilla
5ª regra para família
Apis IDAE Família
Gênero + sufixo apidae
Lei da prioridade
Adota-se para cada gênero e cada espécie, o nome mais antigo pelo qual foi designado.
Desejando citar o nome do autor, colocá-lo logo após o nome científico sem qualquer pontuação
intermediária. Em seguida coloca-se a data, separada do nome do autor por uma vírgula. O
nome e a data não são grifados.
Exemplos:
Passer domesticus Linnaeus- Passer domesticus L.
Entamoeba histolytica Shaudinn, 1903
Espécies muito parecidas podem ser reunidas no grupo de gênero; gêneros afins formam
famílias e estas compõe ordens, que se reúnem em classes. Os filos são compostos por classes
semelhantes.Os diversos filos são reunidos em Reinos.
Híbridos Cruzamento do jumento (Equus asinus) X égua (Equus caballus) = mula ou o burro (híbridos).
Ligre (Liger) é o maior felino do mundo= leão e tigre (ele é 30% maior que o pai e a
mãe, chegando a 3,5m de comprimento e meia toneladade peso). Esse animal é um híbrido estéril, pois o número de cromossomos do leão e do tigre são pares,
mas diferentes. Assim o ligre tem um número ímpar de cromossomos graças ao processo da
meiose que ocorre na formação dos gametas femininos e masculinos, não podendo se acasalar
com nenhum outro animal com características parecidas, como o próprio tigre ou leão, só com o
tigon, o híbrido inverso.
Reino: Animalia
Filo: Chordata
Classe: Mammalia
Infra-classe: Placentalia
Ordem: Primata
Família: Hominidae
Subfamília: Homininae
Gênero: Homo
Espécie: Homo sapiens sapiens
Taxonomia Vegetal
A taxonomia vegetal é um dos ramos mais antigos do conhecimento científico. Surgiu,
por assim dizer, quando o homem despertou para a multiplicidade e a diversidade de seres da
natureza e foi tomando corpo, ainda empiricamente, nos estágios primitivos da civilização, à
medida que se torna perceptível a importância de determinados tipos de plantas e a eles se
davam nomes particulares, muitas vezes alusivos a certos atributos, facilitando-lhes a
identificação.
Entre as ciências que tratam dos seres vivos, a Taxonomia Vegetal, envolvida
precipuamente com os objetivos fundamentais relacionados com a diversificação e a ordenação
das plantas, ocupa uma posição ímpar, pela possibilidade de oferecer aos interessados no seu
estudo uma forma de apreciação e de interpretação da realidade do processo evolutivo no tempo
e no espaço, em decorrência do contato diuturno com o mundo vegetal e da necessidade de
estabelecer relações entre as diversas plantas, consideradas tanto as do presente como as do
passado. Sem dúvida, os mais significativos conceitos de evolução encontram na Sistemática
Vegetal os seus fundamentos.
Categorias Taxonômicas
Sendo muito elevado o número de plantas, ressalta à vista a necessidade de serem
ordenadas em categorias a que se filiam os grupos taxonômicos ou táxones. Os termos categoria
e táxon, por vezes mal interpretados, são perfeitamente distintos, embora relacionados. As
categorias sistemáticas representam níveis hierárquicos, segundo critérios adotados nos diversos
sistemas de classificação, enquanto os táxones correspondem aos termos aplicados aos
agrupamentos considerados incluídos nessas categorias. Os exemplos seguintes elucidam o
significado exato que se deve emprestar a tais termos, de maneira a evitar freqüente confusão no
seu emprego:
Categoria Táxon
Divisão Magnoliophyta, Briophyta
Ordem Malvales, Rosales
Família Araceae, Rutaceae
Segundo o Código Internacional de Nomenclatura Botânica em vigor, as principais
categorias sistemáticas, em sucessão ascendente, são as seguintes: espécie (species), gênero
(genus), família (família), ordem (ordo), classe (classis), divisão (divisio) e reino (regnum).
Categorias intermediárias podem ser necessárias. Recebem, então, nomes resultantes da
anteposição do prefixo sub à categoria objeto de divisão (subfamília, subgênero etc.), ou se lhes
aplicam designações particulares (tribo, secção, variedade, por exemplo).
Consideradas as categorias principais e suas subdivisões de uso mais corrente, pode-se
ter a seguinte gradação: Reino, divisão, subdivisão, Classe, subclasse, Ordem, Subordem,
Família, subfamília, Tribo, subtribo, gênero, subgênero, Secção, Subsecção, Série, Subsérie,
espécie, subespécie, Variedade e Forma.
Os grupos taxonômicos recebem em geral nomes com terminações próprias, relacionadas
com a categoria a que pertencem. Resultam, nestes casos, nomes que têm o mesmo radical da
palavra com que é designado um gênero. Pode suceder que um nome genérico forneça o radical
para as designações dos grupos taxonômicos que se lhes seguem em linha ascendente até a
categoria correspondente a Divisão, como se vê no exemplo seguinte: Magnólia (gênero),
Magnoliaceae (família), Magniliales (ordem), Magnoliopsidae (classe) e Magnoliophyta
(divisão).
Nem todos os gêneros dão origem a um ou mais de um nome, cuja categoria seja de nível
superior à sua. Veja-se, por xemplo, que Verbena (gênero) deu origem a Verbeneae (tribo),
Verbenoideae (subfamília) e Verbenaceae (família). Na mesma fam´lia, o gênero Pétrea
contribui somente para a formação do nome Petreae (tribo), enquanto do gênero Lippia nenhum
nome de categoria mais elevada resultou.
Divisão
Dentro da seriação fitológica, representa a categoria que fica logo abaixo do Reino, sendo
formada por um conjunto de Classes, embora em determinadas situações haja necessidade de
incluir, categorias intermediárias - Subdivisões. Em regra, são tomados para sua constituição
caracteres gerais relacionados com estruturas reprodutivas, morfológicas ou anatômicas.
Segundo Recomendações do Código de Nomenclatura, os nomes aplicados aos grupos
taxonômicos correspondentes às Divisões têm como terminação o sufixo phyta e aqueles dados
às Subdivisões recebem a terminação phytina. Tratando-se de Divisões e Subdivisões de fungos,
as terminações recomendadas são, respectivamente, mycota e mycotina.
Classe
Categoria hierarquicamente inferior à Divisão, sendo constituída por um conjunto de
Ordens, ainda que possa dividir-se em subclasses, se necessário.
De acordo com as recomendações do Código de Nomenclatura, os táxones referidos como
Classes e Subclasses terminam, respectivamente, em opsida e idae para as Cormófitas, em
phyceae e phycidae para as algas e em mycetes e mycetidae para os fungos.
Ordem
Categoria formada por um conjunto de Famílias, embora possa dividir-se em Subordens.
As Ordens costumam ser estabelecidas com base em particularidades mais definidas
(relacionadas com caracteres filogenéticos) do que aquelas usadas para a estruturação das
Divisões e das Classes.
Os nomes aplicados aos grupos pertencentes a esta categoria terminam em ales, quando
formados à custa do radical de um nome de Família. Em alguns casos, tais nomes são
irregularmente formados (Contortae, Príncipes). Para os grupos equivalentes a Subordens a
terminação adotada é ineae.
Família
Constituída em geral por mais de um gênero, é uma categoria comumente tratada com
maior interesse nos textos de botânica Sistemática. Sua descrição é feita com extensão bastante
abrangente, de modo a contemplar características dos gêneros quase sempre numerosos nelas
incluídos (há casos de famílias monotípicas, hipótese em que sua descrição coincide com a do
gênero único nela encerrado). Quando se está interessado em identificar um material botânico
desconhecido, comumente procura-se, em primeiro lugar, conhecer a família a que pertence. A
partir daí, com ou sem uso de chaves, chegasse sucessivamente aos grupos subordinados.
Os nomes das Famílias são formados pelo radical do nome de um dos seus gêneros,
acrescido da terminação aceae. Algumas exceções são expressamente consignadas no Código de
Nomenclatura para designações de um número determinado de Famílias (oito), que tinham
nomes tradicionais anteriores à vigência daquele. Ainda assim, coexistem nomes alternativos
estabelecidos de acordo com a regra nomenclatural, como se verifica a seguir:
Compositae = Asteraceae Labiatae = Lamiaceae
Cruciferae = Brassicaceae Leguminosae = Fabaceae
Graminae = Poaceae Palmae = Arecaceae
Guttiferae = Clusiaceae Umbelliferae = Apiaceae
As Famílias podem também comportar divisões em Subfamílias, estas tendo seus nomes
terminados em oideae. Em alguns casos, desdobram-se em Tribos ou estas podem resultar da
divisão de Subfamílias. Se necessário, as Tribos subdividem-se em subtribos, recebendo as
terminações respectivas de eae e inae.
Gênero
Categoria formada pela reunião de espécies semelhantes, cujo relacionamento não se
baseia somente em caracteres morfológicos, mas também em particularidade de outra natureza,
tais como as ligadas à origem, às migrações, ao comportamento genético, fisiológico e
ecológico. Raramente o gênero se pode apresentar monotípico, isto é, constituído por uma só
espécie.
Em função do número de espécies, torna-se necessário, em alguns gêneros, considerar
subdivisões, estas podendo compreender: Subgênero, Secção, Subsecção, Série, Subsérie. Às
vezes, a subdivisão se dá em nível de Seção, sem ser considerado Subgênero.
Para uma visão de conjunto, o quadro abaixo inclui as terminações próprias dos nomes de
grupos taxonômicos, correspondentes às categorias acima de gênero, com exemplos
interessados às Cormófitas:
Categorias Hierárquicas Algas Fungos Cormófitas Grupos Taxonômicos
Divisão phyta mycota phyta Tracheophyta
Subdivisão phytina mycotina phytina Pterophytina
Classe phyceae mycetes opsida Pteropsida
Subclasse phycidae mycetidae idae Magniliidae
Ordem ales ales ales Rosales
Subtribo ineae ineae ineae Rosineae
Família aceae aceae aceae Liliaceae
Subfamília oideae oideae oideae Coffeoideae
Tribo eae eae eae Phaseoleae
Subordem inae inae inae Malvinae
Tendo em vista sistemas de classificação diferentes, observa-se, conforme se vê no
quadro comparativo abaixo, relativo a 5 sistemas dos mais conhecidos, que os nomes aplicados
a grupos taxonômicos correspondentes a determinadas categorias podem manter-se iguais ou
não, ocorrendo, inclusive, casos em que ao mesmo nome são atribuidos níveis hierarquícos
variados, de conformidade com a conceituação dos respectivos autores:
Sistemas Divisão Subdivisão Classe Subclasse
Bentham e hooker Phanerogamae Angiospermae Dicotiledoneae Polypetala
Engler Embryophyta
Siphonogamae Angiospermae Dicotiledoneae Archyclamideae
Wettstein Anthophita Angiospermae Dicotiledoneae Dialipetalae
Tippo Tracheophyta Pteropsida Angiospermae Dicotiledoneae
Cronquist Magnoliophyta
(Angiospermae) _____
Magnoliate
(Magnoliopsida) Magnoliidae
Espécie
Até meados do século XVII, as designações das plantas eram frequentemente
polinominais, isto é, formadas por várias palavras que se afiguravam como uma diagnose ou
uma descrição sucinta de cada espécie. À medida que crescia o número de espécies conhecidas,
evidenciam-se a impraticabilidade desse procedimento. Apesar de ter tido empregado por
Bauhin o sistema binominal para as espécies vegetais, somente mais de 100 anos depois, a partir
de Lineu (Species Plantarum, 1753), passou a ser adotado pela generalidade dos botânicos, daí
por diante se tornando normativa a nomenclatura binária.
FATORES BIOLÓGICOS DETERMINANTES DE RISCOS DE EXTINÇÃO
Mudanças ambientais, provocadas ou não pela ação do homem, têm impacto na vida
selvagem e estão refletidas na extensão da Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas publicada
pela União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN, na sigla em inglês). A
listagem com 71.576 nomes de animais, plantas, fungos e microrganismos é a base para a
elaboração de políticas de conservação mundo afora.
No entanto, pesquisadores da Universidade Federal de Goiás (UFG) sustentam que a lista
não deve ser o parâmetro único para planejar ações de conservação, pois aspectos ignorados
pela IUCN podem colocar em xeque o êxito das medidas. Os pesquisadores brasileiros
sustentam que é necessário avaliar a saúde dos ecossistemas em sua totalidade e não tomar
isoladamente o risco de extinção de cada espécie.
Para fornecer dados mais fidedignos, os pesquisadores da UFG criaram um modelo para
quantificar o risco de desaparecimento das espécies. Quase todas as aves do Brasil constam da
tabulação feita para o trabalho científico, somando 1.557 espécies.
Os brasileiros foram abrangentes, levaram em conta dados como a influência humana (caça,
comércio ilegal, desmatamento), a dieta dos animais (se se alimentam de frutas, folhas, insetos),
além do ambiente em que vivem (floresta, ambiente aberto, savana), os hábitos (noturno ou
diurno), a quantidade de ovos por ninhada e o tamanho dos bichos, além de 15 outras variáveis.
“Aplicando nosso modelo, somos capazes de prever se o animal ou planta têm, por exemplo,
30%, 40% ou 80% de chance de se extinguir em determinado momento. Descobrimos que a
maioria dos exemplares de aves mais ameaçados de nosso País não estão sequer em áreas
protegidas”, explica o professor Rafael Loyola, coautor, com a doutoranda Nathália Machado,
do artigo A Comprehensive Quantitative Assessment of, Bird Extinction Risk in Brazil,
publicado na edição de agosto da revista PLoS ONE.
A IUCN, por outro lado, aplica somente 12 critérios para definir se uma espécies está em
perigo ou não. Tamanho da população, número de indivíduos maduros, taxa de declínio,
fragmentação das populações e área de ocorrência são alguns das variáveis usadas. Dessa forma,
cada espécie recebe da IUCN uma etiqueta específica – dados insuficientes (DD), pouco
preocupante (LC), quase ameaçada (NT), vulnerável (VU), em perigo (EN), criticamente em
perigo (CR), extinta na natureza (EW) e extinta (EX).
Os pesquisadores esperam que o modelo auxilie em mais um parâmetro, a probabilidade de
extinção, capaz de melhorar o planejamento das políticas ambientais.
“O estudo amplia o conhecimento sobre o grau de ameaça das espécies e isso tem um peso
político enorme, porque o governo só tem condições de tomar decisões mais eficientes quando
conhece o nível de ameaça a uma espécie. Por exemplo, pode-se intensificar a fiscalização a
uma região específica ou criar áreas de preservação para impedir a degradação daquele
ecossistema”, afirma Loyola.
FATORES BIOLÓGICOS DETERMINANTES DE RISCOS DE EXTINÇÃO
Extinção em biologia e ecologia é o total desaparecimento de espécies, subespécies ou
grupos de espécies. O momento da extinção é geralmente considerado sendo a morte do último
indivíduo da espécie. Em espécies com reprodução sexuada, extinção de uma espécie é
geralmente inevitável quando há apenas um indivíduo da espécie restando, ou apenas indivíduos
de um mesmo sexo. A extinção não é um evento incomum no tempo geológico - espécies são
criadas pela especiação e desaparecem pela extinção.
Apesar da grande diversidade biológica que existe, estima-se que cerca de 99% das
espécies existentes na Terra já se tenham tornado extintas. Um dos maiores enigmas dos
paleontólogos consiste em descobrir e explicar como se processaram os eventos de extinção no
passado e quais foram as suas causas.1 As causas das extinções sempre podem ser estudadas por
meio da evidência fóssil. A partir dos fósseis, obtêm-se informações sobre organismos que
viveram em tempos muito distantes dos atuais, nos levando a entender um pouco mais da
diversidade da vida no passado.2
Apesar de ser um fato aceito atualmente, a defesa da ocorrência de eventos de extinção
durante a história da vida na Terra, recebeu adesão, somente após a aceitação dos estudos de
Georges Cuvier. Tal naturalista francês formulou as leis da Anatomia Comparada possibilitando
assim, as reconstruções paleontológicas de organismos que somente eram encontrados na forma
fóssil e sem correspondentes vivos na atualidade, ou seja, os organismos extintos.3 A extinção é
uma questão de escala geográfica. A extinção local é a extinção de uma população em uma
determinada região e não necessariamente de toda a espécie. Isso, em biogeografia, é um fator
importante no delineamento da distribuição geográfica das espécies. Eventos de vicariância e de
mudanças climáticas, por exemplo, podem levar a extinção local de populações e, assim,
configurar os padrões de distribuição das espécies.
Atualmente muitos ambientalistas e governos estão preocupados com a extinção de
espécies devido à intervenção humana. As causas da extinção incluem poluição, destruição do
habitat, e introdução de novos predadores. Espécies ameaçadas são espécies que estão em
perigo de extinção. Extintas na natureza é uma expressão usada para espécies que só existem em
cativeiro.
Inevitavelmente todas as espécies serão extintas em algum momento de sua vida, já que a
extinçãoé a etapa final da história evolutiva de uma espécie (Collen et al. 2006). O problema é
que, no presente, a taxa de extinção das espécies está entre 1.000 e 10.000 vezes maior que na
maior parte da história geológica. Esta é a mesma taxa de aceleração que caracteriza os cinco
episódios de extinção em massa do registro fóssil (May 2010). Durante o século passado,
estima- se que a cada ano uma espécie de mamífero ou ave foi extinta (May 2010). Neste
período, e também atualmente, a perda de habitat, a exploração humana e a introdução de
espécies invasoras foram as maiores responsáveis pelo processo de extinção das espécies
(Diamond 1989).
Mas porque algumas espécies estão menos ou mais suscetíveis a estes distúrbios? Já foi
observado que o risco de extinção não está distribuído de forma aleatória entre os diversos taxa,
mas sim concentrado em alguns grupos (Bennet & Owens 1997, Cardillo & Bromham 2001,
Johnson et al.
2002, Jones et al. 2003). Isto sugere que estes grupos compartilham características intrínsecas às
espécies que não permitem sua adaptação (seja evolutiva ou comportamental) à velocidade com
que essas mudanças ambientais estão acontecendo (Fisher et al. 2003, Cardillo et al. 2004).
Embora as ameaças atuais às espécies sejam em sua maioria ligadas a ações antropogênicas,
características da biologia e ecologia das mesmas determinam quão bem elas conseguem resistir
a estes distúrbios (Cardillo et al. 2004).
Algumas características intrínsecas das espécies foram consideradas importantes para o
seu risco de extinção, como: (i) tamanho de corpo, (ii) dieta, (iii) densidade populacional, (iv)
nível trófico, (v) uso de habitat, (vi) fecundidade e (vii) tamanho de área de distribuição (ex.
Laurence 1991, Gaston & Blackburn 1996, Bennett & Owens 1997, Purvis et al. 2000a,
Algumas hipóteses foram levantadas a respeito da influência destas características sobre o
grau de ameaça. Por exemplo, espécies com maior tamanho de corpo possuem, geralmente,
maiores áreas de vida, são menos abundantes e têm maior exigência energética, o que as
tornariam mais vulneráveis à degradação e à perda de habitat, além de serem alvos fáceis para a
exploração humana.
Podemos concluir que os fatores intrínsecos das espécies são muito importantes para nos
ajudar a entender como o risco de extinção está distribuído entre os diferentes grupos, sendo que
estas características podem diferir de acordo com o táxon, ameaça e a região de interesse.
Tamanho de corpo, fecundidade e tamanho da área de distribuição se afirmam como as
principais características responsáveis pelo risco de extinção em mamíferos. Apesar disso, o
risco de extinção é determinado também pela interação destas características biológicas, fatores
ecológicos e distúrbios antrópicos.
O Homem e seu papel na extinção
O homem é um dos maiores agentes causadores de extinções, pela destruição dos
ecossistemas naturais que abrigam muitas espécies, e uma pesquisa global de extinções revela
que mais de 800 espécies se extinguiram nos últimos 500 anos, uma taxa de extinção de 1000 a
10000 vezes mais alta do que a existente sem a presença dos humanos. O IUCN (World
Conservation Union) resumiu a melhor informação sobre o estado de conservação dos animais.
Eles posicionam as espécies em categorias de risco por meio de critérios baseados no tamanho
absoluto das populações selvagens e em suas modificações nos últimos 10 anos.
Durante as últimas décadas, uma grande erosão da biodiversidade vem sendo observada. A
maioria dos biólogos acredita que uma extinção em massa está a caminho. Apesar de divididos
a respeito dos números, muitos cientistas acreditam que a taxa de perda de espécies é maior
agora do que em qualquer outra época da história da Terra.
Alguns estudos mostram que cerca de 12,5% das espécies de plantas conhecidas estão sob
ameaça de extinção. Alguns dizem que cerca de 20% de todas as espécies viventes podem
desaparecer em 30 anos. Quase todos dizem que as perdas são decorrentes das actividades
humanas, em particular a destruição dos hábitats de plantas e animais.
Alguns justificam a situação não tanto pelo sobreuso das espécies ou pela degradação do
ecossistema quanto pela conversão deles em ecossistemas muito padronizados (ex.:
monocultura seguida de desmatamento). Antes de 1992, outros mostraram que nenhum direito
de propriedade ou nenhuma regulamentação de acesso aos recursos necessariamente leva à
diminuição dos processos de degradação, a menos que haja apoio da comunidade.
Entre os dissidentes, alguns argumentam que não há dados suficientes para apoiar a visão
de extinção em massa, e dizem que extrapolações abusivas são responsáveis pela destruição
global de florestas tropicais, recifes de corais, mangues e outros hábitats ricos. No entanto, esses
não encontram base científica sólida para suas alegações, diante da acumulação de evidências
sobre o intenso declínio na riqueza biológica do planeta e sobre a destruição ou degradação de
inúmeros ecossistemas. Apesar disso, há influentes grupos de pressão econômica e política que
alimentam uma ruidosa controvérsia artificial no intuito deliberado de confundir a opinião
pública.
A domesticação de animais e plantas em larga escala é um factor histórico de degradação da
biodiversidade, gerando a selecção artificial de espécies, onde alguns seres vivos são
seleccionados e protegidos pelo homem em detrimento de outros.
RADIAÇÃO EVOLUTIVA (EVOLUÇÃO FILOGENÉTICA E FILOGEOGRAFIA)
Radiação Evolutiva
Uma radiação evolutiva é um aumento na diversidade taxonômica ou disparidade
morfológica, devido à mudança adaptativa ou a abertura de espações ecológicos. Radiações
podem afetar um clado* ou muitos, e ser rápida ou gradual, onde eles são rápidos, e
impulsionados pela adaptação de uma única linhagem de seu meio ambiente, que são radiações
adaptativas denominadas. Lagartos anoline Caribe é um exemplo particularmente interessante
de uma radiação adaptativa.
Exemplos de radiação evolutiva
Talvez o exemplo mais conhecido de uma radiação evolutiva é que dos mamíferos
placentários, imediatamente após a extinção dos dinossauros no final do Cretáceo, cerca de 66
milhões de anos atrás. Naquela época, os mamíferos placentários eram em sua maioria
pequenos, animais que se alimentam de insetos similares em tamanho e forma para musaranhos
modernos. Até o Eoceno (58-37000000 anos atrás), que tinha evoluído para tais formas diversas
como morcegos, baleias e cavalos.
Outras radiações familiares incluem a explosão cambriana, a Grande Ordoviciano
biodiversificação Evento, o Mesozóico-Cenozóico radiação, a radiação de plantas terrestres
após a sua colonização da terra, a radiação Cretáceo de angiospermas, ea diversificação dos
insetos, uma radiação que continua quase imbatível desde o Devoniano, a 400 milhões de anos
atrás.
Tipos de radiação
As radiações podem ser discordante, quer com a diversidade ou disparidade crescente
quase independentemente do outro, ou concordante, onde ambos aumento a uma taxa
semelhante
Radiação evolutiva no registro fóssil
Grande parte do trabalho realizado por paleontólogos estudam radiações evolutivas vem
usando fósseis de invertebrados marinhos, simplesmente porque estes tendem a ser muito mais
numerosos e fáceis de coletar em quantidade do que os grandes vertebrados terrestres tais como
mamíferos ou dinossauros. Braquiópodes , por exemplo, passou por grandes explosões de
radiação evolutiva no Cambriano Precoce , Early Ordoviciano , em menor grau, em todo o
Siluriano e Devoniano , e depois novamente durante o Carbonífero . Durante estes períodos,
diferentes espécies de braquiópodes assumiu independentemente uma morfologia semelhante, e,
presumivelmente, o modo de vida, para as espécies que viveram milhões de anos antes . Este
fenômeno, conhecido como homeomorfa é explicada pela evolução convergente: quando
submetida a pressões seletivas semelhantes, organismos , muitas vezes, desenvolver adaptações
similares . Outros exemplos de radiação evolutiva rápida pode ser observada entre os amonites ,
que sofreu uma série de extinções desde que eles repetidamente re- diversificados , e trilobitas ,
que, durante o Cambriano , rapidamente evoluiu para uma variedade de formas de ocupação
muitos dos nichos explorados por crustáceos hoje .
Radiações evolutivas recentes
Vários grupos foram submetidos a radiação evolutiva em tempos relativamente recentes.
Os ciclídeos em particular, têm sido muito estudados por biólogos. Em lugares como o Lago
Malawi eles evoluíram em uma ampla variedade de formas, incluindo espécies que são
filtradores, comedores de caracol, parasitas de ninho, herbívoros de algas e peixes comedores.
As gramíneas têm sido um sucesso, evoluindo em paralelo com herbívoros de pastagem como
cavalos e antílopes.
*Clado: Em cladística, um clado ou clade (do grego klados, ramo) é um grupo de
organismos originados de um único ancestral comum exclusivo. Em biologia se chama
clado cada um dos ramos da árvore filogenética. Por conseguinte um clado é um grupo de
espécies com um ancestral comum exclusivo.1
Qualquer grupo assim considerado é um grupo monofilético de organismos,1 e podem ser
modelados em um cladograma: um diagrama dos organismos em forma de árvore.
O clado forma parte de uma hipótese científica de modelo relacional evolucionário entre os
organismos incluídos na análise. Um clado particular pode ser sustentado ou não diante de
uma análise subsequente usando um conjunto diferente de dados ou de um modelo distinto
de evolução.
Se um clado se mostra robusto em distintas análises cladísticas, usando diferentes
conjuntos de dados, pode ser adotado em uma taxonomia e se tornar um táxon. Contudo um
táxon não é necessariamente um clado.1 Os répteis, por exemplo, são um grupo parafilético
porque não incluem aves, as quais possuem um ancestral comum com os répteis.2 A
tendência entretanto é reorganizar os táxons para formar clados.
Charles Darwin mostrou, entre outras coisas, que a evolução vem acompanhada de
divergência, de maneira que dadas duas espécies, ambas derivaram de um antepassado
comum mais ou menos remoto no tempo. Desde então, a taxonomia evolutiva surge como
um ideal da classificação biológica de agrupar as espécies por seu grau de parentesco,
aproximando as que tem um ancestral comum mais próximo. O estudo do parentesco,
análise filogenética ou análise cladística, se realiza agora com ferramentas muito eficazes,
como a comparação direta de sequências genéticas. As árvores filogenéticas resumem o
que se sabe da história evolutiva e se chamam clados os seus ramos.
Filogenia
Em biologia, filogenia (ou filogênese) é o estudo da relação evolutiva entre grupos de
organismos (por exemplo, espécies, populações), que é descoberto por meio de sequenciamento
de dados moleculares e matrizes de dados morfológicos. O termo filogenética deriva do termos
grego File (υυλή) e Filon (υῦλον), denotando "tribo" e "raça", e o termo genético (γενετικός),
denotando "em relação ao nascimento", da gênese (γένεσις) "origem" ou "nascimento". O
resultado dos estudos filogenéticos é a história evolutiva dos grupos taxonômicos, ou seja sua
filogenia.
Taxonomia, a classificação, identificação e designação dos organismos, são ricamente
baseadas em informações da filogenia, mas são metodologicamente distintas. Os campos de
filogenia com sobreposição na taxonomia forma a sistemática filogenética - Uma metodologia
cladística com características derivadas (sinapomorfias) usadas para encontrar o ancestral
descendente na árvore (cladogramas e delimitam o taxon (clados). Na sistemática biológica
como um todo, as análises filogenéticas tornaram-se essenciais na pesquisar da árvore
evolucionária da vida.
Construção de uma árvore filogenética
A evolução é considerada um processo de ramificação, onde as populações são alteradas
ao longo do tempo e formam especiação em ramificações separadas, hibridizam juntas ou
termina em extinção. Isto pode ser visualizado em uma árvore filogenética.
O problema da filogenia é que os dados genéticos estão disponíveis apenas para taxons
vivos e nos registros fósseis (dados osteometricos) contendo poucos dados e características
morfológicas ambíguas. Uma árvore filogenética representa uma hipótese da ordem dos eventos
evolucionários ocorridos.
Cladística é o atual método de escolha para inferir árvores filogenéticas. Os métodos mais
comumente usados para inferir filogenias incluem máxima parcimônia, semelhanças e MCMC
baseada em inferência bayesiana. Fenética, popular no século XX, mas agora em grande parte
obsoleto, usa Matriz de distâncias baseados em métodos para a construção de árvores baseadas
em semelhanças globais, que muitas vezes assumem relações filogenéticas aproximadas. Todos
os métodos dependem de um modelo matemático explícito ou implícito que descreve a evolução
das características observadas nas espécies e são normalmente utilizados pela Filogenética
molecular, no qual os caracteres são alinhadas em sequências de nucleotídeos ou aminoácidos.
Agrupamento de organismos
Existem alguns termos que descrevem a natureza de um agrupamento em tais árvores. Por
exemplo, todas as aves e répteis se acreditam que descendem de um único ancestral comum, por
isso este agrupamento taxonômico (amarelo no diagrama) é chamado monofilético. Os "Répteis
Modernos" (ciano no diagrama) é um agrupamento que contém um ancestral comum, mas não
contém todos os descendentes desse ancestral (aves são excluídas). Este é um exemplo de um
grupo parafilético. Um agrupamento como animais de sangue quente que incluem mamíferos e
aves (vermelho / laranja no diagrama) e é chamado polifilético porque não inclui o mais recente
ancestral comum de seus membros.
Filogenia molecular
As conexões evolutivas entre organismos são representados graficamente através de árvores
filogenéticas. Devido ao fato da evolução ocorrer durante longos períodos de tempo algumas
características não pode ser observadas diretamente, os biólogos devem reconstruir filogenias
examinando marcadores genéticos comuns entre as espécies e levando a inferir as relações
evolutivas entre organismos. Fosseis podem ajudar com a reconstrução de filogenias, no
entanto, os registros fósseis podem ter poucas informações para ajudar. Portanto, os biólogos
normalmente estão restritos a análise de organismos atuais para identificar as suas relações
evolutivas. As relações filogenéticas no passado foram reconstruídas olhando para fenótipos das
características anatômicas. Hoje em dia, dados moleculares, que inclui sequências de proteínas e
de DNA, são utilizados para a construção de árvores filogenéticas.
O objetivo da Fundação Nacional da Ciência é a montagem da árvore de atividade da vida
e resolver as relações evolutivas dos grandes grupos de organismos ao longo da história da vida,
com pesquisas que muitas vezes envolvem grandes equipes de trabalho entre as instituições e
disciplinas.
Teoria da recapitulação de Ernst Haeckel
No final do século XIX, a Teoria da recapitulação de Ernst Haeckel ou a lei biogenética,
foi amplamente aceita. Esta teoria foi muitas vezes expressa como "ontogenia recapitula a
filogenia", isto quer dizer, o desenvolvimento de um organismo reflete exatamente o
desenvolvimento evolutivo da espécie. Primeira versão de Haeckel desta hipótese é o embrião
espelha os adultos ancestrais evoluído, e já foi rejeitada. A hipótese foi alterada para o
desenvolvimento do embrião é o espelhamento de seus ancestrais evolutivos. A maioria dos
biólogos modernos reconhecem numerosas conexões entre a ontogenia e filogenia, explicam
usando a biologia evolutiva do desenvolvimento ou mostrando como evidência de apoio a essa
teoria. Donald I. Williamson sugeriu que as larvas e embriões representam adultos em outros
táxons que foram transferidos por hibridação (a teoria da transferência das larvas). A opinião de
Williamson não representa o pensamento dominante na biologia molecular, e há muitas
evidências significativas contra a teoria da transferência das larvas.
A transferência de genes
Em geral, os organismos podem herdar genes de duas formas: transferência vertical de
genes e transferência horizontal de genes. Transferência gênica vertical é a passagem de genes
de pais para filhos e transferência horizontal de genes ou transferência lateral de genes ocorre
quando os genes saltam entre organismos não relacionados, um fenômeno comum em
procariontes, um bom exemplo disso é a resistência adquirida aos antibióticos como resultado
do intercâmbio de gene entre algumas bactérias e o desenvolvimento de múltiplas drogas
resistentes para estas bactérias.
Transferência horizontal de genes tem complicado a determinação da filogenia de
organismos e inconsistências na filogenia foram relatadas entre grupos específicos de
organismos, dependendo dos genes usados para a construção da árvore evolutiva.
Carl Woese surgiu com a teoria dos três domínios da vida (archaea, eubactérias e
Eucariotos) com base na sua descoberta de que os genes que codificam o RNA ribossômico são
antigos e seus ancestrais tranferiram genes e houve transferência de genes com pouco ou
nenhum horizontalidade. Portanto, rRNAs são comumente recomendados como relógios
moleculares para reconstruir filogenias.
Isto é particularmente útil para a filogenia de microrganismos, para a qual o conceito de
espécie não se aplica e que são morfologicamente simples de classificar com base em
características fenotípicas.
Amostragem de táxon e sinal filogenético
Devido ao desenvolvimento de técnicas avançadas de sequenciação em biologia molecular,
tornou-se possível recolher grandes quantidades de dados (DNA ou sequências de aminoácidos)
para inferir hipóteses filogenéticas. Não é raro encontrar estudos com matrizes de caracteres
baseados em genomas mitocondriais (~ 16.000 nucleotídeos, em muitos animais). No entanto,
tem sido proposto que isso aumenta do número de táxons na matriz do que aumenta o número
de caracteres, porque quanto mais táxons mais robusta é a árvore filogenética resultante.
Isto pode ser em parte devido à ruptura de atração de ramificações longas. Tem sido
argumentado que esta é uma razão importante para incorporar dados de fosseis em filogenias
sempre que possível. Naturalmente, os dados que incluem os taxons filogenéticos fóssil são
geralmente baseados na morfologia, em vez de dados de DNA. Usando simulações, Derrick
Zwickl e David Hillis descobriram que o aumento de amostragem de taxon em inferência
filogenética tem um efeito positivo sobre a precisão das análises filogenéticas.
Outro fator importante que afeta a precisão da reconstrução da árvore consiste em saber se
os dados analisados na verdade contém um sinal filogenético útil, um termo que é usado
geralmente para indicar se os organismos relacionados tendem a assemelhar-se com o seu
material genético ou características fenotípicas. Em última análise, não há nenhuma maneira de
medir se uma hipótese filogenética é precisa ou não, a menos que as verdadeiras relações entre
os táxons examinados já são conhecidas. O melhor resultado na sistemática pode ser alcançado
na árvore com galhos bem suportados em evidências disponíveis.
Importância dos dados faltantes
Quanto mais dados estão disponível na construção de uma árvore, o mais precisa será a
árvore resultante. A falta de dados é mais prejudicial do que ter menos dados, embora o seu
impacto é maior quando a maioria dos dados em falta é de um pequeno número de táxons.
Concentrar os dados faltantes em um pequeno número de caráter produz uma árvore mais
robusta.
O Papel dos fósseis
Muitos característicos morfológicos embrionários e tecidos moles não podem ser
fossilizados e torna a interpretação dos fósseis mais difíceis do que os táxons vivos. Isso às
vezes torna difícil incorporar dados de fósseis à filogenia. No entanto, apesar destas limitações,
a inclusão dos fósseis é de valor inestimável, para fornecer informações em áreas esparsas da
árvore. Quebrando galhos longos e restringindo estados de caráteres intermediários. Assim os
táxons fósseis contribuem tanto para resolver a árvore como os táxons modernos vivos. Fósseis
também podem restringir a idade das linhagens e demonstrar como uma árvore é consistente
com o registro estratigráfico.
Filogenias moleculares podem revelar a quantidade da diversificação, mas para definir a
quantidade de taxons que se originaram ou se extinguiram, os dados devem ser trazidos dos
fósseis. As técnicas moleculares assumem uma quantidade constante de diversificação, que
provavelmente e raramente seja verdade. No alguns casos, os pressupostos da interpretação do
registro fóssil (por exemplo, um registro completo e imparcial) estão mais perto de ser
verdadeiros que a hipótese de uma taxa constante, fazendo as descobertas dos fósseis mais
precisas do que as reconstruções moleculares.
Ponderação homoplasicas
Certos caracteres tem mais peso que outros e alguns caracteres devem ter menos pêso na
reconstrução de uma árvore. Infelizmente, o único modo objetivo para determinar a importância
é pela construção de uma árvore. Mesmo assim, os caracteres de ponderação homoplasicas
conduzem a um melhor suporte nas árvores. Refinamento adicional pode ser trazido por
mudanças de ponderação e alteração em outras. Por exemplo, a presença de asas torácicas quase
garante a colocação de um inseto entre os pterygota, embora as asas sejam frequentemente
perdidas, a sua ausência não exclui o taxon do grupo.
Classificação filogenética
Classificações filogenéticas pretendem traduzir a posição de cada organismo em relação
aos seus antepassados, bem como as relações genéticas entre os diferentes organismos atuais.
O mundo vivo é constituído por uma enorme variedade de organismos. Para estudar e
compreender tamanha variedade (de fauna e flora), foi necessário agrupar os organismos de
acordo com as suas características comuns, ou seja, classificá-los. A sede de classificar os seres
vivos é partilhada por cientistas e não cientistas. Uma característica inerente ao ser humano é a
tendência de reunir em grupos os objetos ou seres que apresentam características semelhantes.
Classificações são sistemas de nomes organizados para mostrar as relações entre as
entidades nomeadas. Os nomes derivam seu significado a partir da intenção das pessoas que
estão tentando se comunicar. Classificações biológicas são usadas para transmitir ideias de
relações entre os organismos . Dessa forma, classificações filogenéticas são classificações
biológicas que atendam o mínimo critério de ser um sistema de nomes que implicam relações
que são logicamente consistentes com a árvore filogenética a referente classificação. Qualquer
classificação filogenética é capaz de informar ao leitor o conhecimento atual sobre as relações
de parentesco entre os membros de um grupo.
Deve-se adotar uma única classificação que possa servir como sistema geral de referência.
Um sistema classificativo viável tem de compreender uma hierarquia em que grupos são
totalmente integrados dentro de grupos compósitos mais amplos, sem que haja sobreposição. A
espécie humana, por exemplo, é membro da ordem dos primatas, que está contida na classe dos
mamíferos, etc . As classificações filogenéticas se mostram mais úteis para esses propósitos.
Quando se toma apenas uma única característica para fazer uma classificação, constroem-se
táxons que podem não refletir a evolução dos de mais caracteres. Por outro lado, 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.
Algumas características da Classificação filogenética
As diferenças entre classificações filogenéticas dos mesmos organismos podem vir de duas
fontes. Em primeiro lugar, classificações filogenéticas podem ser diferentes porque eles adotam
convenções diferentes para relações mostrando, por exemplo, uma classificação que nomeia
cada ramo, em comparação com uma classificação que usa uma convenção listagem. Segundo,
eles podem ser diferentes, porque a filogenia de referência é diferente .
Quando uma espécie se ramifica durante a evolução, geralmente forma duas espécies
descendentes, chamadas espécies irmãs, as quais são classificadas juntas na classificação
filogenética (ou cladística). A hierarquia filogenética existe independentemente dos métodos
que usamos para descobri-la, e é única e inequívoca quanto a forma .
A principal evidência para relações filogenéticas provém de um tipo especial de
característica, chamadas homologias derivadas. Os caracteres podem ser distinguidos em
homoplasias (caráter compartilhado por duas ou mais espécies que não estava no ancestral
comum a elas) e homologias (caráter compartilhados por duas ou mais espécies que estava
presente no ancestral comum a elas) e estas em homologias derivadas e ancestrais. Apenas as
homologias derivadas indicam relações filogenéticas e a classificação cladística é baseada em
caracteres homólogos derivados, e não em homoplasias e homologias ancestrais. Uma
homologia que está presente no ancestral comum de todo o grupo de espécies sob estudos é um
homologia ancestral. Por outro lado, uma homologia derivada são características que evoluíram
dentro do grupo de espécies sob estudo, após o ancestral comum e informa-nos algo sobre a
filogenia, sendo então evidências confiáveis. A homologia ancestral é inútil para a determinação
de uma relação filogenética dentro do grupo, podendo levar a confusões .
Métodos de classificação
Em biologia, são usados principalmente dois métodos para classificar as espécies em
grupos: os métodos fenéticos e os métodos filogenéticos.
No princípio fenético nada é preciso saber sobre evolução para se classificar as espécies, já
que este método agrupa as espécies com base na sua semelhança quanto a atributos fenéticos
observáveis. Esse esquema de classificação depende da análise de similaridade.
O princípio filogenético, entretanto, como dito acima, é evolutivo. Sendo assim, apenas as
entidades que tem relações evolutivas podem ser classificadas filogeneticamente. O princípio
filogenético classifica as espécies de acordo com a recentidade com que elas compartilham um
ancestral comum. Quanto mais distante for o ancestral comum a duas espécies, maior será a
distância entre as classificações de seus respectivos agrupamentos.
Tipos de Classificações Filogenéticas
No sistema de classificações filogenéticas todos os táxons devem corresponder a grupos
monofiléticos, ou seja, os taxa contenha um ancestral e todos os descendentes desse ancestral e
nenhum outro organismo. Isso confere um significado muito particular a essas classificações.
Quando os táxons são monofiléticos, eles correspondem a entidades históricas que são
descobertas, e não inventadas. A partir daí o sistemata tem a tarefa de obter cladogramas e se
cria um sistema de nomes que reflita a filogenia em todos os níveis .
Há duas maneiras diferentes de representar o conhecimento das relações de parentesco em
classificações filogenéticas: por Subordinação e por Sequenciação.
Subordinação
Nesse método, grupos de níveis hierárquicos subordinados diferentes possuem sempre
categorias taxonômicas de nível menor que aquela do grupo mais abrangente. Todos os grupos
monofiléticos do cladograma têm um nome próprio e estão representados na classificação. Além
disso, táxons-irmãos possuem a mesma categoria taxonômica4 .
A primeira das vantagens do método de subordinação é que todos os táxons do
cladograma recebem um nome próprio. Além disso, ao menos dentro de grupos sucessivamente
inclusivos, as categorias taxonômicas são usadas de maneira comparável, isto é, grupos irmãos
têm a mesma categoria .
A subordinação, por outro lado, tem desvantagens consideráveis. A primeira delas é que a
classificação de grupos muito grandes exige um número imenso de novas categorias para que
todos os níveis da filogenia sejam representados. A segunda desvantagem é que a descoberta de
novos táxons terminais não apenas gera a necessidade de introduzir também novos táxons
inclusivos, como também faz com que todas as categorias associadas aos táxons subordinados
abaixo desse nível sejam modificadas. A terceira é que o método resulta em grande número de
nomes redundantes. Finalmente, o método de subordinação não soluciona o problema da
ausência de significado das categorias lineanas, que continuam sendo utilizadas.
Sequenciação
No método de sequenciação, diversamente, alguns grupos monofiléticos que incluem
táxons terminais sucessivos em uma filogenia permanecem sem denominação e ramos laterais
sucessivos são associados à mesma categoria taxonômica. Ou seja, em um ramo de um
cladograma com uma série de eventos, quando há ramos menores (“ramos laterais”) em níveis
sucessivos, cada um dos sucessivos ramos laterais recebe a mesma categoria taxonômica .
Dentre as vantagens a que se destaca é que com um número relativamente pequeno de
categorias e de nome de táxons, se possa fazer a classificação de grupos muito grandes. Além
desta, se verifica também outras vantagens como: o número de nomes redundantes é
relativamente menor; é possível conservar a maior parte dos nomes e categorias associadas das
classificações tradicionais, o que implica uma economia de esforço de memorização de novas
classificações; o pequeno número de novas categorias necessárias; e a introdução de novos
ramos em uma filogenia demanda um número pequeno de alterações em uma classificação por
sequenciação pré existente .
Porém, no método de sequenciação também são observadas desvantagens que são as
seguintes: (1) as categorias taxonômicas continuam não tendo significado evolutivo; (2) a
mesma categoria não é aplicada a grupos-irmãos e, para os táxons de um mesmo grupo, ela pode
ser aplicada a níveis muito distintos; (3) sem o uso de outros recursos, um número grande de
táxons inclusivos permanece sem nome nas classificações, criando transtornos para nos
referirmos a ele; e (4) não é possível, sem lançar mão de artifícios, indicar na classificação que
há politomias na filogenia .
Wiley em 1979, sugeriu uma solução para saber quando uma sequência de nomes de
táxons representa ramos laterais sucessivos ou uma politomia, propondo que se acrescentasse a
expressão “sedis mutabilis” ao nome de cada táxon da politomia. Ambas as classificações são
logicamente consistente e totalmente informativas da árvore, e só existem duas regras para
classificação filogenética a ser denominado:
1. Taxa classificados sem qualificação são grupos ou espécies monofiléticos .
2. A classificação deve ser logicamente consistente com a filogenia, e as convenções
adotadas devem revelar as relações genealógicas entre os grupos e espécies classificados .
A existência de vantagens e desvantagens nos procedimentos de sequenciação e
subordinação não modifica sua função mais importante: os dois procedimentos preenchem os
requisitos fundamentais das classificações filogenéticas, de transmitir ao leitor o conhecimento
da diversidade biológica junto com a informação filogenética. Considerando as dificuldades
envolvidas, talvez as classificações biológicas sejam um dos mais bem sucedidos sistemas de
classificação já produzidos pelos seres humanos. Muitas das limitações citadas acima não são
próprias de classificações filogenéticas, mas do próprio sistema lineano de categorias .
Limitações das classificações filogenéticas
Quando se obtém uma filogenia para um grupo, é necessário transformá-la, para fins de
comunicação, em uma classificação que a reflita de modo integral. Este é um dos pontos mais
importantes para a sistemática filogenética e também um dos pontos de maior disputa entre as
escolas de sistemática. As razões da escolha da filogenia como base da classificação já foram
discutidas por vários autores nos últimos anos, sendo a principal argumentação a de que todos
os tipos de relações entre os organismos podem ser representados e compreendidos por meio do
parentesco, o que justamente a torna capaz de servir como um "sistema geral de referência" .
Nenhum outro tipo particular de relação tem esta propriedade.
O sistema hierárquico lineano tem limitações que não permitem que a classificação
expresse por si só, de modo claro, aspectos mais complexos das relações de parentesco.
Os vários tipos de classificações por subordinação têm sido menos utilizados nos últimos
anos, principalmente por provocarem um incremento muito grande no número de categorias e
de nomes supérfluos, tornando-as de memorização e comunicação difíceis. A classificação que
utiliza os métodos de sequenciação e de subordinação conjugados tem sido aceita por muitos
autores como a mais apropriada para os fins a que se propõe. Contudo, o próprio método de
sequenciação tem limitações que, adicionadas aquelas intrínsecas ao sistema lineano, precisam
ser superadas.
A incorporação de fósseis na classificação, junto com as espécies recentes
Uma das dificuldades na construção de um sistema único de classificação, refletindo todo o
conhecimento disponível sobre a diversidade, são os fósseis. Fósseis correspondem a
organismos que viveram em tempo anterior ao recente e que tiveram partes preservadas ou
deixaram indícios que são identificados atualmente. Esse fósseis são descritos da mesma forma
que os grupos recentes. Propôs-se a utilização do prefixo "plésion" para fóssil, e "incertae sedis"
para a inclusão de grupos (atuais ou fósseis) de posição incerta dentro da filogenia de um grupo
maior. Patterson & Rosen (1977), foram quem propuseram a utilização do nome incertae sedis,
a fim de evitar que ao incluir um grupo em um táxon maior haja uma distorção nas relações de
parentesco que a classificação filogenética expressa.
Incorporação da espécie ancestral na classificação
A disputa entre as escolas filogenética e evolucionista sobre a viabilidade de reconhecer o
ancestral deixou de ser tão acirrada quanto o foi até o início da década passada, quando os
filogeneticistas rejeitavam a metodologia de análise gradista e viam com extremo pessimismo
esta possibilidade. A discussão que sucedeu esta, sobre como incorporar a espécie ancestral na
classificação, é um indício de que a intransigência inicial deixou de existir, embora poucos
tenham admitido explicitamente este fato. Muitos autores se mostraram cépticos quanto à
possibilidade de classificar espécies ancestrais e recentes conjuntamente . Contudo Wiley
(1979) demonstrou que isso é exequível na subordinação com o uso de artifícios; este autor,
contudo, concordou com Nelson (1974) que o método da seqüenciação não comporta a inclusão
da espécie ancestral. O uso do "grupo + ", é uma alternativa que permite solucionar este
problema.
Incerteza no cladograma quanto à proximidade de três ou mais ramos entre si
Na classificação por seqüenciação três nomes seguidos que correspondam no cladograma
a uma tricotomia podem ser tomados como uma simples seqüência, onde o primeiro seria o
grupo-irmão dos outros dois, a menos que haja uma indicação explícita (o que não ocorre na
subordinação). Wiley propõe que três ou mais táxons de uma politomia sejam acompanhados de
" sedis mutabilis " (como já dito acima) indicando que qualquer deles poderá, com um estudo
mais profundo e com a obtenção de novos dados, ser identificado como o grupo-irmão do
restante. Isto é, que a seqüência apresentada não corresponde necessariamente à sequência de
divisões e é modificável.
Na classificação por sequenciação um número considerável de grupos monofiléticos fica
sem nome
Quando a sequência dos nomes dos táxons correspondentes aos ramos laterais de uma
filogenia é listada no método da sequenciação, os grupos-irmãos dos sucessivos ramos laterais-
ou grupos inclusivos - ficam sem nome. As vezes, esses grupos não são de maior relevância.
Contudo, numa discussão detalhada da filogenia, analisando cada nível de universalidade, fica
muito difícil referir-se a eles e eventualmente alguns táxons podem corresponder a grupos de
grande importância evolutiva, taxonômica e /ou biogeográfica: em qualquer caso a ausência de
nomes é por muito motivos desinteressante.
Filogeografia
Filogeografia é o estudo dos processos históricos que podem ser responsávies pela
distribuição geográfica contemporânea de indivíduos. Isto é conseguido considerando a
distribuição geográfica dos indivíduos à luz dos padrões numa genealogia genética. Este termo
foi introduzido para descrever sinais genéticos geograficamente estruturados dentro e entre
espécies. Um foco explícito na biogeografia/passado biogeográfico de uma espécie diferencia a
filogeografia da genética populacional clássica e da filogenética. Eventos passados que podem
ser inferidos incluem expansão populacional, efeitos de gargalo, vicariância e migração.
Abordagens desenvolvidas recentemente que interpretam a teoria do coalescente ou a história
geneológica dos alelos e informação sobre a distribuição geográfica podem responder com mais
exatidão aos papeis relativos das diferentes forças históricas que moldam os padrões atuais.
Desenvolvimento
Apesar do termo filogeografia ter sido usado pela primeira vez em 1987,4 já existia como
campo de estudo há muito mais tempo. A biogeografia histórica estudava como as condições
geológicas, climáticas e ecológicas históricas influenciaram a distribuição actual das espécies.
Como parte da biogeografia histórica, investigadores andavam a avaliar a relação evolutiva e
geográfica de organismos anos antes. Dois desenvolvimentos durante as décadas de 1960 e
1970 foram particularmente importantes em formar os alicerces para a filogeografia moderna; a
primeira foi a divulgação do pensamento cladístico, e o segundo foi o desenvolvimento da teoria
da tectónica de placas. A resultante escola de pensamento foi a biogeografia de vicariância, que
explicava a origem de novas linhagens através de eventos geológicos como o afastamento de
continentes ou a formação de rios. Quando uma população contínua (ou espécie) era dividida
por um rio ou uma nova cadeia montanhas (isto é, um evento vicariante), daria origem a duas
populações (ou espécies), passando tempo suficiente desde a separação. A paleogeografia,
geologia e paleoecologia eram campos importantes que forneciam informação que era depois
integrada na análise filogeográfica.
A filogeografia tem uma perspectiva sobre a biogeografia ligada à genética populacional e
filogenética. Em meados da década de 1970, análises de genética populacional viraram-se para
marcadores mitocondriais. O advento da reacção da polimerase em cadeia (PCR), o processo
pelo qual milhões de cópias de um segmento de DNA pode ser replicado, foi crucial no
desenvolvimento da filogeografia. Graças a este avanço, a informação contida nas sequências de
DNA mitocondrial tornou-se muito mais acessível. Avanços tanto em métodos laboratoriais
(por exemplo, na tecnologia de sequenciação de DNA por capilares) que permitiram uma
sequenciação de DNA mais rápida e métodos computacionais que fazem melhor uso dos dados
(por exemplo, usando a teoria do coalescente) ajudaram a melhorar as inferências
filogeográficas.
Trabalhos filogeográficos iniciais foram criticados recentemente pela sua natureza
narratica e falta de rigor estatístico (ou seja, não testou hipóteses alternativas estatisticamente).
O único método real era a "Nested Clade Analysis" (NCA) do Alan Templeton, que usava uma
chave de inferência para determinar a validade de um certo processo a explicar a concordância
entre distância geográfica e a proximidade genética. Abordagens recentes tomaram uma
abordagem estatística mais forte à filogeografia do que inicialmente. Esta abordagem tem sido
também criticada por apresentar uma proporção elevada de falsos positivos, erros do tipo 1.
Exemplo
Mudanças climáticas, tais como os ciclos de glaciações dos passados 2,4 milhões de
anos, restringiu periodicamente espécies para refúgios disjuntos. Estas áreas restritas podem ter
resultado em populações com efeitos de gargalo que reduzem a variação genética. Quando uma
reversão das condições climáticas permite a migração para fora das áreas de refúgio, estas
espécies espalham-se rapidamente para novo habitat disponível. Vários estudos empíricos
encontraram assinaturas genéticas deste cenário de refúgio e expansão pós-glacial. Isto ocorreu
tanto nos trópicos assim com em regiões temperadas que eram influenciadas por glaciares.
Filogeografia e conservação
A filogeografia pode ajudar na priorização de áreas de alto valor para a conservação.
Análises filogeográficas podem ter jogado um papel importante na definição de Unidades
Evolutivas Significativas (ESUs, da sigla inglesa), uma unidade de conservação abaixo do nível
da espécie que é muitas vezes definida por padrões genéticos e de distribuição geográfica
únicos.
Um estudo recente sobre lagostins das Apalaches da América do Norte oriental
demonstrou como as análises filogenéticas juntamente com a distribuição podem ajudar a
reconhecer prioridades na conservação. Usando abordagens filogeográficas, os autores
encontraram que, escondido no que se pensava ser uma única espécies amplamente distribuída
estava presente uma espécies antiga e previamente não detectada. Decisões sobre conservação
podem agora ser feitas para assegurar que ambas as linhagens recebam proteção. Resultados
como estes são relativamente comuns resultando de estudos filogeográficas.
Um estudo sobre salamandras do género Eurycea, também nas Apalaches, descobriu que
a taxonomia atual do grupo subestimava grandemente a diversidade a nível da espécie. Os
autores deste estudo também encontraram que os padrões da diversidade filogeográfica estavam
mais associados com conexões hidrográficas históricas (e não recentes), indicando que as
mudanças maiores dos padrões hidrográficos da região tiveram um papel importante na geração
da diversidade destas salamandras. A compreensão profunda da estrutura filogeográfica
permitirá assim escolhas informadas na priorização de áreas de conservação.
Filogeografia comparada
O campo da filogeografia comparada procura explicar os mecanismos responsáveis pelas
relações filogenéticas e distribuição de espécies diferentes. Por exemplo, comparações de vários
taxa pode clarificar as histórias de regiões biogeográficas. Por exemplo, análises de vertebrados
terrestres na península da Baja California17 e peixes marinhos tanto no lado do Pacífico como
do golfo16 mostraram assinaturas genéticas sugerindo um evento vicariante que afectou vários
taxa durante o Pleistoceno ou Plioceno.
A filogeografia também dá uma perspectiva histórica à composição de comunidades. A
história é relevante para a diversidade regional e local em duas maneiras. Por um lado, o
tamanho e composição do conjunto das espécies regionais resulta do balanço entre especiação e
extinção. Por outro lado, ao nível local, a composição da comunidade é influenciado pela
interacção entre a extinção local de populações de uma espécie e recolonização. Uma
abordagem filogenética comparativa nos Trópicos húmidos da Austrália indicam que os padrões
de distribuição das espécies e de diversidade regionais são determinados em grande parte por
extinções locais e subsequentes recolonizações correspondendo a ciclos climáticos.
Filogeografia humana
A filogeografia também já provou ser útil na compreensão da origem e padrões de
dispersão dos seres humanos (Homo sapiens). Baseado primeiramente em observações de
vestígios de esqueletos de humanos antigos e estimações da sua idade, antropólogos propuseram
duas hipóteses competidoras sobre as origens humanas. A primeira hipótese é conhecida como
Modelo Out of Africa (saída de África) com substituição que defende que a última expansão
para fora da África há 100 000 anos resultou na expulsão de todos as populações de Homo spp.
Na Eurásia pelos humanos modernos. Estas populações anteriores resultaram de uma onda de
migração para fora da África anterior. O cenário multirregional afirma que indivíduos da mais
recente migração para fora de África misturou-se geneticamente com as populações humanas
provenientes de emigrações africanas mais antigas. Um estudo filogeográfico que desvendou a
Eva Mitocondrial que viveu em África há 150 000 anos forneceu, bem cedo, apoio ao modelos
Out-of-Africa. Enquanto este estudo tem as suas limitações, recebeu atenção significativa tanto
dentro do meio científico como do público em geral. Uma análise filogeográfica mais detalhada
que usou dez genes diferentes ao invés de um único marcador mitocondrial indicou que ao
menos duas grandes expansões para fora de África depois da expansão geográfica inicial de
Homo erectus tiveram um papel importante em moldar o pool genético dos humanos modernos.
Estes resultados demonstram o papel central de África na evolução dos humanos modernos, mas
que o modelo multirregional também tem alguma validade.
Filogeografia de vírus
Vírus são informativos na compreensão da dinâmica das mudanças evolutivas devido à
sua taxa de mutação elevada e tempo de geração muito curto. A filogeografia é uma ferramenta
útil para compreender as origens e distribuições de diversas estirpes virais. Uma abordagem
filogeográfica foi usada em várias doenças que ameaçam a saúde humana, incluindo a febre de
dengue, raiva, influenza e VIH. Igualmente, uma abordagem deste género muito provavelmente
jogará um papel fundamental na compreensão dos vectores e expansão da gripe das aves (HPAI
H5N1), demonstrando a relevância da filogeografia para o público em geral.
Obs: Alguns artigos foram traduzidos do inglês, pois não existem artigos em língua portuguesa.
www.klimanaturali.org
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