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SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA & PALEONTOLOGIA. TAXONOMIA E SISTEMÁTICA Desde os primórdios de sua existência o Homem busca agrupar seres vivos com características.

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1 SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA & PALEONTOLOGIA

2 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.

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4 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA O enorme conhecimento acumulado pelo Homem ao longo da história tornou as Ciências Naturais mais complexas. Para entender o mundo é preciso dividir o que se deseja conhecer em pequenos agrupamentos, compreender em detalhe o funcionamento destes blocos e interagir com outros pesquisadores.

5 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA É fácil constatar que a unidade básica de agrupamento dos seres vivos (mais diretamente acessível ao senso comum), constitui a espécie. Outro nível de agrupamento facilmente assimilado pelo seno comum é o nível dos reinos. Será suficiente o agrupamento de todos organismos apenas nestes dois níveis tão extremos?

6 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA A Taxonomia representa o ramo das ciências naturais que se ocupa com o conjunto de princípios, procedimentos e regras que embasam a classificação e a Sistemática (Blow, 1979). A Sistemática, por sua vez, busca analisar os agrupamentos e a diversidade dos organismos e de todas e quaisquer relações entre eles – incluindo sua classificação e aspectos evolutivos.

7 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA Sistemática Evolutiva Clássica baseia-se nos conceitos de Charles Darwin acerca da classificação dos organismos. A classificação deve ser coerente com a filogenia, mas não é preciso que se atenha rigidamente a ela. Principais fatores considerados semelhanças e diferenças entre os seres vivos (interpretadas como reflexo das relações de parentesco entre os organismos). As relações filogenéticas não são determinantes em uma classificação sistemática clássica.

8 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA Sistemática Evolutiva Filogenética atribui importância máxima às relações filogenéticas entre os taxa. Fundada por Willi Hennig (1966), preconiza um sistema classificatório que reflita de maneira direta, clara e precisa as relações de parentesco dos grupos formados. Enfatiza a necessidade de se buscar na classificação dos organismos taxa monofiléticos grupos que incluem todos descendentes de um único ancestral. Grupo irmão grupo monofilético mais próximo de um determinado táxon.

9 1. Cladogênese – processo evolutivo que gera ramificações nas linhagens de organismos ao longo de sua história evolutiva e implica obrigatoriamente em especiação biológica. compreende processos responsáveis pela ruptura da coesão original em uma população, gerando duas ou mais populações que não podem mais trocar genes (barreiras geográficas e ecológicas). ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO

10 A especiação constitui o processo evolutivo pelo qual as espécies de seres vivos se formam. 1. Anagênese – surgimento ou modificação de uma característica numa população ao longo do tempo resultante de uma progressiva alteração na frequência genética (novidades evolutivas). mutação permutação seleção natural ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO

11 Os seres humanos têm semelhanças genéticas com chimpanzés e gorilas, o que sugere antepassados comuns. Uma análise de derivação genética e recombinação sugeri que o ancestral comum mais próximo entre o homem e o chimpanzé sofreu especiação (por cladogênese) há 4,1 milhões de anos, formando duas novas espécies que, através de caminhos evolutivos diferentes, deram origem aos indivíduos atuais. ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO

12 Alopátrica – população inicial divide-se em duas populações (geograficamente isoladas) devido, por exemplo, a fragmentação do habitat pelo aparecimento de uma cadeia montanhosas. As populações assim isoladas vão se diferenciar genotípica e/ou fenotipicamente quer por as populações estarem sujeitas a pressões seletivas diferentes ou por fatores aleatórios (como a deriva genética). PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO

13 Parapátrica – Não há separação geográfica completa entre as populações havendo, portanto, a ocorrência de fluxo gênico (transferência de genes de uma população para outra). PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO Indivíduos das duas populações podem entrar em contato ou mesmo atravessar a barreira de tempos a tempos, embora híbridos tenham uma viabilidade reduzida, levando eventualmente ao reforço das barreiras à reprodução.

14 Simpátrica – Especiação sem separação geográfica. Ocorre quando duas ou mais populações (derivadas de uma população original), coexistem num mesmo território sem intercruzarem-se. PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO modificações genéticas impedem o cruzamento entre alguns dos indivíduos da população, criando uma nova população reprodutivamente isolada dentro do mesmo território.

15 Efeito de gargalo – evento evolucionário no qual uma percentagem significativa da população de uma espécie morre ou é impedida de se reproduzir. PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO Algumas evidências genéticas sugerem que as populações humanas sofreram um efeito de gargalo há anos atrás. Isto resultou na diminuição da diversidade genética global da espécie humana.

16 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.

17 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Quando estudamos restos fossilizados de organismos, não é possível, obviamente, analisar sua capacidade de intercruzamento produzindo descendentes férteis. 1.As únicas informações que podemos obter dizem respeito à morfologia (muitas vezes de material preservado de modo incompleto) e à distribuição estratigráfica e geográfica. O conceito paleontológico de espécie agrupa organismos com estreita afinidade morfológica (forma), fisiológica (função), filogenética (ancestralidade comum), e ecológica (ambiente em que vive e suas inter-relações).

18 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS A complexidade da vida é muito maior do que a necessidade humana de agrupar para entender, e entender para dominar. Whitaker (1959)

19 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Atualmente os seres vivos são classificados em oito níveis taxonômicos ordenados hierarquicamente.

20 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Biologicamente, uma subespécie é importante por corresponder a um primeiro passo no processo de surgimento de uma nova espécie. O isolamento (absoluto e prolongado), no tempo geológico, de duas subespécies poderá originar duas espécies distintas. Sob o ponto de vista paleontológico, a caracterização da distribuição geográfica e temporal de diferentes subespécies pode levar a um maior refinamento paleoecológico e bioestratigráfico.

21 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Na década de 90, Carl Woese, Otto Kandler e Marck Whellis, compararam sequências nucleotídicas de DNA codificante para o RNA ribossomal. Através dos resultados obtidos, construíram uma árvore filogenética mostrando que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo.

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23 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Eukarya - inclui todos os eucariontes (protistas, fungos, plantas e animais). Archaebacteria - inclui procariontes que vivem em condições ambientais extremas (extremófilos) – temperaturas muito elevadas ou valores extremos de pH. Eubacteria - inclui os procariontes mais comuns e que existem com maior dispersão na Natureza.

24 CAROLUS LINNAEUS ( ) 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

25 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.

26 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. REGRAS DE NOMENCLATURA

27 O procedimento biológico classificatório obedece aos seguintes parâmetros: 1.Observações empíricas 2.Observações biológicas 3.Observações genéticas REGRAS DE NOMENCLATURA

28 Conceito de Tipo - nos tempos de Linné as espécies eram constituídas com base em determinado espécime tipo (a classificação dava-se segundo coincidências). Com George Cuvier a classificação evoluiu para a análise de um padrão anatômico (respeitando-se, assim, as variações individuais). Nos dias de hoje, entende-se que a diversidade de seres vivos é resultante de processos evolutivos e que esses processos podem ocorrer basicamente por anagênese e cladogênese. REGRAS DE NOMENCLATURA

29 HIPODIGMA DEPOSITÁRIO ONOMATÓFORO NEÓTIPO

30 REGRAS DE NOMENCLATURA As regras que regem a designação dos organismos vivos estão agrupadas no Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (Ride et alii, 1985) e no Código Internacional de Nomenclatura Botânica (Greuter et alii, 1988). Os códigos apresentam normas rígidas, cuja aplicação é supervisionada por comitês internacionais de especialistas em Sistemática e em Nomenclatura. Determinam as condições de validade de um nome, como e em que situação este nome pode ser alterado e vários outros procedimentos.

31 Até o séc. XVIII os manuscritos e livros impressos eram obrigatoriamente escritos em latim. O surgimento do nacionalismo, nas diversas regiões da Europa, levou a necessidade de se criar nomes técnicos internacionais para os animais. __________________________________________________________________ Os nomes científicos devem ser escritos com raízes gregas ou latinas (ou, na falta delas, com palavras latinizadas). * Anthropoidea (gr.: anthropus homem) * Marsupialia (lat.: marsupium bolsa) * Homo (lat.: homo homem) REGRAS DE NOMENCLATURA

32 Nomes geográficos são nomes próprios e, portanto, não aceitam traduções, devendo ser latinizados na declinação neutra (us ou is). * Australopithecus afarensis * Mesosaurus brasiliensis * Australopithecus africanus __________________________________________________________________ Nomes patronímios são nomes próprios e, portanto, não aceitam traduções, devendo ser latinizados na declinação masculina (i) ou na feminina (ae). * Paranthropus boisei du Bois * Latimeria chulmanae Chulmann * Carodinia vieirai Vieira * Ramapithecus nyanzae Nyanz REGRAS DE NOMENCLATURA

33 A nomenclatura estrutura-se a partir do nome da espécie, formado pelo nome genérico e específico. * Homo habilis ________________________________________________________________ Numa publicação científica, deve-se acrescentar o nome do autor, uma vírgula e o ano da publicação. * Parapanochthus jaguaribensis Moreira, 1971 REGRAS DE NOMENCLATURA

34 A nomenclatura da subespécie é tri nominal (nome genérico + nome específico + nome subespecífico). * Homo sapiens neanderthalensis ________________________________________________________________ A nomenclatura do subgênero é tri nominal (nome genérico + nome subgenérico + nome específico). * Australopithecus (Plesianthropus) transvalensis REGRAS DE NOMENCLATURA

35 Nomes de subespécie, espécies, subgêneros e gêneros devem aparecer sempre grifados no texto. Aparentemente deste mesmo estoque de Australopithecus anamensis ancestral evoluiu o Australopithecus bahrelghazali, aparentado e contemporâneo do Australopithecus afarensis REGRAS DE NOMENCLATURA

36 Nomes empregados para denominar as categorias taxonômicas de gênero para cima são sempre uninominais (escritas com inicial maiúscula). * Gorilla * Perissodactyla * Canidae * Mollusca ________________________________________________________________________ Lei da Tautonomia Os nomes específico, genérico, subespecífico e subgenérico (na composição do nome) podem ser repetidos. * Gorilla gorilla * Smilodon populator populator * Rattus rattus * Paranthropus robustus robustus REGRAS DE NOMENCLATURA

37 Alguns nomes devem ser escritos com terminações fixas: * Tribo ini (Hominini) * Subfamília inae (Homininae) * Familia idea (Hominidae) * Superfamília oidea (Hominoidea) * Subordem ina/dina (Hominina) REGRAS DE NOMENCLATURA

38 Quando uma espécie é reclassificada em outro gênero, o nome do autor da primeira classificação deve aparecer entre parênteses após o novo nome. * Zinjanthropus boisei Leakey, 1959 Paranthropus boisei (Leakey, 1959) * Pithecanthropus erectus Dubois, 1983 Homo erectus (Dubois, 1983) REGRAS DE NOMENCLATURA

39 Lei da prioridade para que um nome científico tenha validade faz-se necessário a atenção de certos requisitos: A concordância do nome com as regras do Cód. Intern. de Nomencl. Zool. A descrição do organismo deve dar-se por meio de fotografias e desenhos. A falta de algum requisito pode determinar a invalidação do nome. REGRAS DE NOMENCLATURA

40 Nomina Nuda (nome nulo) Nome não está em concordância com o Cód. Intern. de Nomencl. Zool. Homonímia O nome escolhido já foi usado para denominar outro táxon. Sinonímia Um mesmo animal recebe duas denominações distintas. Incertae Sedis Grupo com posição taxonômica ainda não determinada. REGRAS DE NOMENCLATURA

41 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.

42 A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA Paleontologia relacionada com a Biologia e a Geologia. ponto de contato entre estas duas ciências naturais. Mantém fortes vínculos com a Estratigrafia e a Geologia Histórica.

43 A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA Paleontologia Reconhece as mudanças havidas nas tafofaunas e tafofloras. Fóssil Todo resto orgânico, ou evidência direta da presença de seres vivos, antes da época geológica atual.


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