diversidade, evoluÇÃo e classificaÇÃo dos...

DIVERSIDADE, EVOLUÇÃO

E CLASSIFICAÇÃO DOS

VETEBRADOS

■ A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS

♦ Grupo extremamente diversificado → 45.000 espécies atualmente viventes.


♦ Vivem em praticamente todos os ambientes da Terra.


♦ Possuem comportamentos tão diversos e complexos quanto suas formas.

.


♦ Por apresentar uma vida energicamente dispendiosa, obtêm a energia

necessária a partir do alimento que consomem.

.

.


♦ Apresentam um conjunto surpreendentemente amplo de comportamentos

associados ao acasalamento e à reprodução.


♦ Geralmente machos cortejam as fêmeas – as quais tomam conta dos jovens.

♦ Os modos de reprodução empregados pelos vertebrados variam da postura de

ovos à produção de filhotes – os quais possuem grau de independência variável

de seus genitores.

1. No momento do nascimento (ou eclosão), alguns vertebrados são

inteiramente auto-suficientes (nunca encontrando seus pais) enquanto

outros possuem longos períodos de cuidado parental obrigatório.

• Peixes que incubam ovos na boca.

• Rãs que incubam ovos no estômago.

• Aves que alimentam os ninhegos com fluídos.

# Apenas as aves não apresentam variações em seu modo de reprodução →

todas são eminentemente ovíparas.


♦ Embora a diversidade de vertebrados atuais seja fascinante, as espécies

presentes representam apenas uma pequena porcentagem daquelas que já

existiram.


♦ O número de espécies de vertebrados provavelmente alcançou seu máximo no

Plioceno e Pleistoceno, declinando em seguida.

1. Efeitos humanos sobre espécies utilizadas como alimento.

2. Modificações no clima.

3. Alterações na composição vegetacional.

■ OS DIFERENTES TIPOS DE VERTEBRADOS

♦ Descrever e classificar a variedade de vertebrados tem se tornado mais

complicado em consequência das mudanças nos critérios usados no

reconhecimento de grupos naturais.

■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA

♦ Desde os primórdios de sua existência o Homem busca agrupar seres vivos com características semelhantes para conseguir entender a diversidade dos organismos sobre a Terra.


♦ O enorme conhecimento acumulado pelo Homem ao longo da história tornou as Ciências Naturais mais complexas.

♦ Para entender o mundo é preciso dividir o que se deseja conhecer em pequenos agrupamentos, compreender em detalhe o funcionamento destes blocos e interagir com outros pesquisadores.


♦ É fácil constatar que a unidade básica de agrupamento dos seres vivos (mais diretamente acessível ao senso comum), constitui a espécie.

♦ Outro nível de agrupamento facilmente assimilado pelo sendo comum é o nível dos reinos.

♦ Será suficiente o agrupamento de todos organismos apenas nestes dois níveis tão extremos?


♦ A Taxonomia representa o ramo das ciências naturais que se ocupa com o conjunto de princípios, procedimentos e regras que embasam a classificação e a Sistemática (Blow, 1979).

♦ A Sistemática, por sua vez, busca analisar os agrupamentos e a diversidade dos organismos e de todas e quaisquer relações entre eles – incluindo sua classificação e aspectos evolutivos.


♦ Sistemática Evolutiva Clássica → baseia-se nos conceitos de Charles Darwin acerca da classificação dos organismos.

♦ A classificação deve ser coerente com a filogenia, mas não é preciso que se atenha rigidamente a ela.

♦ Principais fatores considerados →

semelhanças e diferenças entre os seres

vivos (interpretadas como reflexo das

relações de parentesco entre os organismos).

♦ As relações filogenéticas não são

determinantes em uma classificação

sistemática clássica.


♦ Sistemática Evolutiva Filogenética → atribui importância máxima às relações filogenéticas entre os taxa.

♦ Fundada por Willi Hennig (1966), preconiza um sistema classificatório que reflita de maneira direta, clara e precisa as relações de parentesco dos grupos formados.

♦ Enfatiza a necessidade de se buscar na

classificação dos organismos taxa

monofiléticos → grupos que incluem todos

descendentes de um único ancestral.

♦ Grupo irmão → grupo monofilético mais

próximo de um determinado táxon.

■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS

♦ Idealmente, cada agrupamento taxonômico deveria refletir uma realidade biológica.

1. Espécie biológica – grupo de indivíduos capazes de interfertilização, isolados reprodutivamente de outras espécies (Grant, 1957).

♦ Mais do que relações fenéticas

(morfológicas), espécies

biológicas são definidas com

base no parentesco genético

(Sivarajan, 1991) ... difícil,

contudo, de ser aplicado na

Paleontologia.


♦ Quando estudamos restos fossilizados de organismos, não é possível, obviamente, analisar sua capacidade de intercruzamento produzindo descendentes férteis.

1. As únicas informações que podemos obter dizem respeito à morfologia (muitas vezes de material preservado de modo incompleto) e à distribuição estratigráfica e geográfica.

♦ O conceito paleontológico de

espécie agrupa organismos com

estreita afinidade morfológica

(forma), fisiológica (função),

filogenética (ancestralidade comum),

e ecológica (ambiente em que vive e

suas inter-relações).


♦ A complexidade da vida é muito maior do que a necessidade humana de “agrupar para entender, e entender para dominar”.

Whitaker (1959)


♦ Atualmente os seres vivos são classificados em oito níveis taxonômicos ordenados hierarquicamente.


♦ Biologicamente, uma subespécie é importante por corresponder a um primeiro passo no processo de surgimento de uma nova espécie.

♦ O isolamento (absoluto e prolongado), no tempo geológico, de duas subespécies poderá originar duas espécies distintas.

♦ Sob o ponto de vista

paleontológico, a caracterização da

distribuição geográfica e temporal

de diferentes subespécies pode

levar a um maior refinamento

paleoecológico e bioestratigráfico.


♦ Na década de 90, Carl Woese, Otto Kandler e Marck Whellis, compararam sequências nucleotídicas de DNA codificante para o RNA ribossomal.

♦ Através dos resultados obtidos, construíram uma árvore filogenética mostrando que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo.


♦ Eukarya - inclui todos os eucariontes (protistas, fungos, plantas e animais).

♦ Archaebacteria - inclui procariontes que vivem em condições ambientais extremas (extremófilos) – temperaturas muito elevadas ou valores extremos de pH.

♦ Eubacteria - inclui os procariontes mais comuns e que existem com maior dispersão na Natureza.

CAROLUS LINNAEUS

(1707 - 1778)

♦ Pai da Taxonomia Binomial

♦ Autor do SYSTEMA NATURAE (1758)

♦ As grandes viagens traziam animais,

plantas e rochas para os estudiosos

descreverem – glorificação da criação divina

♦ Desenvolveu o sistema binomial de

classificação de plantas e animais – Gênero

e Espécie

“Agrupamento de organismos de acordo com suas semelhanças morfológicas.”

■ REGRAS DE NOMENCLATURA

Deus creavit, Linnaeus disposuit

(Deus cria, Linnaeus organiza)

♦ Linnaeus agrupou as espécies em uma

hierarquia de categorias:

Reino

Phylum (Filo)

Classe

Ordem

Família

Gênero

Espécie

♦ Influências da Teologia Natural (Aristóteles) na Taxonomia

a) Nomenclatura em latim e grego.

b) Holótipo = espécime referência (único).

c) Localidade tipo = local de origem do holótipo.

♦ O trabalho classificatório processa-se em 2 etapas:

1. Trabalho analítico → Descrição do organismo (estabelecimento da espécie).

2. Trabalho sintético → Formação de grupos mais amplos (categorias taxonômicas).

♦ Categorias taxonômicas

1. Obrigatórias → Phylum, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie.

2. Facultativas → Subphylum, Superclasse, Subclasse, Infraclasse, Coorte, Superordem, Subordem, Infraordem, Superfamília, Tribo, Subtribo, Subgênero, Subespécie.


♦ O procedimento biológico classificatório obedece aos seguintes parâmetros:

1. Observações empíricas

2. Observações biológicas

3. Observações genéticas


♦ Conceito de Tipo - nos tempos de Linné as espécies eram constituídas com base em determinado espécime “tipo” (a classificação dava-se segundo coincidências).

♦ Com George Cuvier a classificação evoluiu para a análise de um “padrão anatômico” (respeitando-se, assim, as variações individuais).

♦ Nos dias de hoje, entende-se que a diversidade de seres vivos é resultante de processos evolutivos e que esses processos podem ocorrer basicamente por anagênese e cladogênese.


• O “tipo” na moderna taxonomia:

Hipodigma Holótipo Alótipo

Depositário Onomatóforo

Síntipo Lectótipo

Paralectótipo Neótipo Topótipo



♦ As regras que regem a designação dos organismos vivos estão agrupadas no Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (Ride et alii, 1985) e no Código Internacional de Nomenclatura Botânica (Greuter et alii, 1988).

♦ Os códigos apresentam normas rígidas, cuja aplicação é supervisionada por comitês internacionais de especialistas em Sistemática e em Nomenclatura.

♦ Determinam as condições de validade de um nome, como e em que situação este nome pode ser alterado e vários outros procedimentos.

■ A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA

♦ Crosta Terrestre → imenso arquivo natural.

♦ Rochas → páginas de registro deste arquivo (geológico & biológico).

♦ Paleontologia → ciência destinada ao estudo dos documentos biológicos do planeta.


♦ Paleontologia

→ relacionada com a Biologia e a Geologia.

→ ponto de contato entre estas duas ciências naturais.

♦ Mantém fortes vínculos com a Estratigrafia e a Geologia Histórica.


♦ Paleontologia → Reconhece as mudanças havidas nas tafofaunas e tafofloras.

♦ Fóssil → Todo resto orgânico, ou evidência direta da presença de seres vivos, antes da época geológica atual.

FEITICEIRAS E LAMPREIAS

(MYXINOIDEA E PETROMYZONTOIDEA)

# São peixes alongados, sem escamas e mucosas (não possuindo tecidos duros

internos).

# São necrófagos e parasitas, apresentando especializações para tais modos de

vida.

1. Únicos entre os Craniata atuais (desprovidos de mandíbulas)

2. Tradicionalmente reunidas como agnatas (a = sem, gnathos = maxila) ou

ciclóstomos (cyclos = circular, stoma = boca), representam linhagens

evolutivas independentes.

# O agnatismo representa uma condição ancestral primitiva entre os

vertebrados.

FEITICEIRAS E LAMPREIAS

(MYXINOIDEA E PETROMYZONTOIDEA)

# Feiticeiras – marinhas (cerca de 40 espécies), ocorrendo na plataforma

continental e em mar aberto (em profundidades em torno de 100 metros)

# Lampreias – formas migratórias (vivem nos oceanos e se reproduzem em rios).

TUBARÕES, RAIAS E QUIMERAS

(ELASMOBRANCHII E HOLOCEPHALI)

# Tubarões – possuem uma reputação de ferocidade que a maioria das 350 a

400 espécies atuais teria dificuldade em manter.

# Raias – achatadas dorsoventralmente, nadam por ondulações de suas amplas

nadadeiras.

# Quimeras – peixes marinhos bizarros (detentores de caudas longas e

delgadas) com faces caracterizadas por lembrar coelhos.

AMIA, LEPISOSTEUS E OUTROS

(ACTINOPTERYGII)

# São tão diversificados que qualquer tentativa de caracterizá-los condena-se

ao fracasso.

Duas grandes categorias têm sido reconhecidas:

1. Actinopterygii (actinos = raio, ptero = asa ou nadadeira) – peixes de

nadadeiras raiadas.

2. Sarcopterygii (sarco= lobo, ptero = asa ou nadadeira) – peixes com

nadadeiras lobadas.

AMIA, LEPISOSTEUS E OUTROS

(ACTINOPTERYGII)

# Os peixes actinopterígios incluídos nesta categoria são chamados

condrósteos, holósteos e neopterígios em diversos sistemas de classificação.

# A maioria possui corpo cilíndrico, escamas espessas e maxilas com dentes

cortantes.

TELEÓSTEOS

(ACTINOPTERYGII)

# Mais de 20.000 espécies de peixes enquadram-se nesta categoria, cobrindo

todas as variações imagináveis quanto ao tamanho do corpo, habitat e hábitos

de vida.

PEIXES PULMONADOS E O CELACANTO

(DIPNOI E ACTINISTIA)

# Representam os peixes atuais mais aparentados aos vertebrados terrestres.

# Possuindo nadadeiras lobadas, têm corpo pesado (movendo-se lentamente).

SALAMANDRAS, RÃS E CECÍLIAS

(CAUDATA, ANURA E GYMNOPHIONA)

# Popularmente conhecidos como anfíbios (amphi = dupla, bios = vida),

possuem pele nua (desprovida de escamas, pêlos ou penas).

1. Salamandras – possuindo corpo alongado (a maioria terrestre), detém

usualmente quatro patas.

2. Cecílias - organismos ápodes aquáticos (ou escavadores).

3. Anuros (rãs, sapos, pererecas) – possuem corpo curto, cabeça grande e

patas posteriores alongadas (utilizadas para andar, pular, etc.).

TARTARUGAS

(TESTUDOMORPHA)

# São provavelmente os vertebrados mais imediatamente reconhecíveis.

# A carapaça que recobre uma tartaruga não possui duplicata exata em

qualquer outro grupo de vertebrados.

# As modificações morfológicas associadas à carapaça fazem das tartarugas

tetrápodes extremamente peculiares (únicos com cintura escapular e cintura

pélvica internos às costelas).

TUATARA, LAGARTOS E SERPENTES

(LEPIDOSAURIA)

# Podem ser reconhecidos por sua pele coberta de escamas (assim como

características craniais).

# Tuatara – animal de corpo robusto encontrado apenas em algumas ilhas

próximas à Nova Zelândia (únicos remanescentes vivos de uma linhagem de

animais denominada Sphenodontia – bastante diversificados no Mesozóico).

JACARES E CROCODILOS

(CROCODILIA)

# Descendentes da mesma linhagem (Archosauria) que produziu os

dinossauros e as aves.

# Crocodilianos – predadores semi-aquáticos com longos rostros armados de

dentes numerosos (contendo sua pele diversos ossos dérmicos localizados sob

as escamas).

# Destacam-se pelo cuidado parental dedicado aos seus ovos e filhotes.

AVES

# Representam uma linhagem Archosauromorpha que desenvolveu o voo

durante o Mesozóico.

# Características distintivas das aves, as penas proporcionam a superfície

necessária para a ascensão e propulsão do voo.

# Archeopteryx – ave mais antiga conhecida

MAMÍFEROS

(MAMMALIA)

# A origem dos mamíferos atuais pode ser traçada através da linhagem

sinápsida até o Paleozóico superior.

# Incluem cerca de 4.050 espécies (a maioria placentários – Eutheria).

1. Marsupiais – dominam a fauna de mamíferos apenas na Austrália

(cangurus, coalas e wombats).

2. Monotremata – não nascendo já formados (como os marsupiais e

placentários) produzem leite para alimentar seus filhotes (ornitorrincos e

équidnas) eclodidos de ovos.

MAMÍFEROS

(MAMMALIA)

# Processo responsável por moldar a história da vida.

# A compreensão dos princípios e processos evolutivos é essencial para a

apreciação da diversidade dos vertebrados.

# Ideias científicas são moldadas pela sociedade e pelo sistema filosófico nos

quais são concebidas (podendo, por vezes, remodelar tanto a sociedade, quanto

a filosofia).

# Grande parte do pensamento ocidental tem sua origem na filosofia grega.

1. A concepção grega inicial da natureza considerava-a como estática.

2. Esta postura foi incorporada pela teologia cristã como a visão de que a

essência eterna e inviolável de cada objeto no mundo existia apenas na

mente de Deus.

3. Interpretações estritas da bíblia insistem em que tudo na Terra foi criado por

Deus em sua forma presente.

■ EVOLUÇÃO

# Propõe que a evolução dos vertebrados deu-se partir de um estágio larval

semelhante ao dos tunicados.

# Tendo evoluído nos mares cambrianos, os cordados veem-se mais

proximamente aparentados aos Echinodermata que em relação a qualquer

outro filo de invertebrados. mas permanece sem provas.

# Embora não comprovada, representa um bom exemplo de como hipóteses

evolutivas são elaboradas a partir de estudos comparados de animais fósseis e

atuais.

■ TEORIA DE GARSTANG

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