Universidade Federal do Espírito Santo Centro Universitário Norte do Espírito Santo ORIGEM E EVOLUÇÃO DA VIDA AULAS 9 E 10: SISTEMÁTICA Prof. Elaine Della Giustina Soares Prof. Frederico Falcão Salles Profa. Adriana Quintella Lobão

Diversificação a partir de espécie ancestral Multicelularidade Diversificação a partir de espécie ancestral = Novidade evolutiva = Ramificação da linhagem

Para entendermos toda esta diversidade é necessário nomeá-la e organizá-la

TAXONOMIA OU SISTEMÁTICA A Taxonomia (do latim taxon - grupo e nomos - normas) é a ciência responsável por nomear, descrever e classificar os seres vivos, e serve de base para disciplinas como a genética, ecologia, ou qualquer outra na área biológica.

E porque normas para dar nomes? Por que nomear? Para facilitar a comunicação E porque normas para dar nomes? Para tornar estes nomes universais

Globo

penal vina patente

Nomenclatura científica: Tem a finalidade de permitir a comunicação entre a comunidade científica Códigos Internacionais de Nomenclatura: CÓDIGO INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA ZOOLÓGICA; CÓDIGO INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA BOTÂNICA; Código Internacional de Nomenclatura Bacteriana; Código Internacional de Classificação e Nomenclatura de Vírus. Independentes

OBJETIVO PRINCIPAL Promover a ESTABILIDADE e a máxima UNIVERSALIDADE dos nomes científicos; assegurar que cada nome seja único e distinto. Pela independência dos códigos plantas e animais podem ter o mesmo nome

Algumas regras comuns Para se nomear uma espécie, utiliza-se um SISTEMA BINOMIAL, onde os binômios são latinos ou latinizados; Homo sapiens Linnaeus, 1758 Nomes de gêneros e espécies devem aparecer destacados no texto NUNCA DEVE SER USADO SOZINHO Data Não usado no ICBN Nome do gênero Epíteto específico Autor

TAXONOMIA OU SISTEMÁTICA A Taxonomia (do latim taxon - grupo e nomos - normas) é a ciência responsável por nomear, descrever e classificar os seres vivos, e serve de base para disciplinas como a genética, ecologia, ou qualquer outra na área biológica.

Classificação Construir classes sobre as quais possamos fazer generalizações De acordo com a finalidade Artificiais (teleológica, ecológica) i.e. plantas daninhas, animais de corte; decompositores, predadores Natural (respeitam as relações filogenéticas e a origem evolutiva) P.e. Insecta, Primatas, aves Classificação filogenética – GRUPOS NATURAIS Gênese da linhagem 12

Qual a diferença entre táxon e categoria taxonômica? Classificação Hierárquica Categorias taxonômicas Reino Classe Ordem Família Gênero Espécie Qual a diferença entre táxon e categoria taxonômica?

História da Classificação Pré – lineana Tipológica (Aristotélica) Divisão lógica dos organismos

Lineana

Pré-evolutivo Até o séc. XIX acreditava-se que os organismos, frutos de criação divina, não se modificavam ao longo do tempo. Toda a diversidade atual teria sido criada por Deus e mantida inalterada por toda a história geológica da Terra.

TEORIA DA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA. Período Evolutivo A idéia de que os organismos mudavam ao longo do tempo e de que tais mudanças poderiam ser transmitidas de uma geração para outra foi bem estabelecida após o surgimento da TEORIA DA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA.

Período Evolutivo TEORIA DA EVOLUÇÃO BIOLÓGICA A origem das Espécies pela Seleção Natural (1859) Charles Darwin & Alfred Wallace

Premissa atual A sistemática, além de documentar e COMPREENDER a diversidade biológica... E por isto, ... deve reconstruir a história da diversidade desenvolvendo CLASSIFICAÇÕES NATURAIS dos organismos

Princípios da Classificação Zoológica CLASSIFICAÇÕES NATURAIS ...são aquelas que refletem a... HISTÓRIA EVOLUTIVA FILOGENIA Reúnem os organismos por ancestralidade comum

Princípios da Classificação Zoológica Árvore filogenética... É um diagrama ramificado que mostra as relações entre táxons, de acordo com sua origem a partir de ancestrais comuns. Uma filogenia mostra com qual outra espécie (ou grupo de espécies) uma determinada espécie (ou grupo de espécies) compartilha o ancestral comum mais recente. Cladograma Árvore filogenética construída a partir da análise cladística

Sistemática Filogenética Hennig (1950) Theorie der phylogenetischen systematik “Seu objetivo principal é desenvolver a classificação organismal baseada na INFERÊNCIA correta DA CLADOGÊNESE.” (Avise 2004) 1950 Oferecer um método claro, testável e objetivo Hennig (1966) 22

Cladograma-Terminologia Topologia Terminal Ramos, linhagens Raiz Nó, ancestral inferido

Propriedades do cladograma Padrão dicotômico de quebra Nenhum significado de ordenação Tempo relativo

Basal X Derivado 25

Agora que vocês já sabem ler uma árvore vamos voltar ao grupos naturais

Grupos Naturais GRUPO MONOFILÉTICO Parafilético e polifilético Ancestral e todos os descendentes Parafilético e polifilético Não inclui todos os descendentes 28

Princípios da Classificação Zoológica CLASSIFICAÇÕES NATURAIS ...são aquelas que refletem a... HISTÓRIA EVOLUTIVA Se baseiam em grupos monofiléticos FILOGENIA Reúnem os organismos por ancestralidade comum

Conceitos básicos de filogenia MONOFILÉTICO Agrupamento natural de táxons. Inclui um ancestral e TODOS os seus descendentes!!!

Conceitos básicos de filogenia PARAFILÉTICO e POLIFILÉTICO Agrupamento artificial de táxons. Inclui um ancestral e PARTE dos seus descendentes!!!

Princípios da Classificação Zoológica SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA Classificações baseadas em similaridade não refletem, necessariamente, a filogenia!! Semelhança, simplesmente, não deve ser usada como evidência de proximidade filogenética. Novidades Evolutivas

Tipos de semelhanças

Homologia Richard Owen, 1843 Aristóteles - homologia: correspondência topológica - analogia: correspondência de função Richard Owen, 1843 - Homologia: “O MESMO ÓRGÃO em diferentes animais apresentando uma grande variedade de formas e funções” “The same organ in different animals under every variety of form and function” - Analogia: “parte ou órgão em um animal com a mesma função de uma outra parte de um outro animal” ‘part or organ in one animal which has the same function as another part or organ in a diferent animal” HOMOLOGIA – ORIGEM COMUM

Homologia Aristóteles - homologia: correspondência topológica - analogia: correspondência de função Dentro do paradigma evolutivo a afirmação de HOMOLOGIA em GRUPOS DISTINTOS está associada a idéia de que esta estrutura estava presente no ANCESTRAL COMUM destes grupos. Richard Owen, 1843 - Homologia: “O MESMO ÓRGÃO em diferentes animais apresentando uma grande variedade de formas e funções” “The same organ in different animals under every variety of form and function” - Analogia: “parte ou órgão em um animal com a mesma função de uma outra parte de um outro animal” ‘part or organ in one animal which has the same function as another part or organ in a diferent animal” O objetivo da reconstrução filogenética é reconhecer estas homologias e estes grupos HOMOLOGIA – ORIGEM COMUM

Homologia FERRAMENTA BÁSICA para a comparação dos indivíduos distintos . Um dos conceitos mais fundamentais da biologia comparada.

Homologia Evidências A evolução não pode ser vista (então temos que nos basear no que vemos nos organismos atuais) Critérios para o reconhecimento Forma Posição

Homologia Evidências A evolução não pode ser vista gato Homologia Evidências A evolução não pode ser vista Critérios para o reconhecimento Forma Posição Ontogenético – estruturas que se formam a partir de conjuntos de células que ocupavam a mesma posição nos estágios embrionários iniciais golfinho

Analogia Outro tipo de semelhança Homoplasia Pré-evolutivo Função Independente de: Posição Homologia Homoplasia Conceito do período “evolutivo” Não deve ser utilizada na classificação

Homoplasia Semelhança adquirida independentemente em dois ou mais grupos

HOMOPLASIA Paralelismo Gillot, 1995

Paralelismo HOMOPLASIA Paralelismo A B C D E F

Paralelismo HOMOPLASIA Convergência

Paralelismo HOMOPLASIA Convergência

Paralelismo HOMOPLASIA Reversão Convergência Gillot, 1995

Paralelismo HOMOPLASIA Reversão Convergência A B C D E F Reversão

Homologia FERRAMENTA BÁSICA para a comparação dos indivíduos distintos . Um dos conceitos mais fundamentais da biologia comparada.

primitiva derivada Caráter -Caráter: Atributo Asa anterior Asa posterior -Estado: “Formas” apresentadas pelo atributo (caracteristica) -Série de transformação: sequência de mudanças evolutivas ocorridas entre dois ou mais estados de caráter primitiva derivada

Caráter e sua série de transformação -Série de transformação: sequência de mudanças evolutivas ocorridas entre dois ou mais estados de caráter primitiva derivada plesiomórfica apomórfica plesiomorfia simplesiomorfia apomorfia sinapomorfia conceitos relativos

Haltere é a SINAPOMORFIA dos Diptera plesiomórfico apomórfico Haltere é a SINAPOMORFIA dos Diptera

Passos da análise cladística Passo 3 - Construção de cladograma

Universo de cladogramas possíveis PARCIMÔNIA -Critério para a construção da árvore - Menor número de mudanças evolutivas possíveis - No começo da análise todos os caracteres são considerados HOMÓLOGOS

Leitura de Cladograma

Qual é o é diferente?