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Classificação Prof. Dra. Maria Amélia Pellizzetti maria.pellizzetti@ifc.edu.br “Sem a taxonomia para dar a forma para os tijolos e a sistemática para dizer-nos como colocar eles juntos, a casa da ciência biológica seria uma completa desordem” (May, 1990) Sistema de Classificação • Taxonomia: “táxon” Qualquer agrupamento de organismos com base em semelhanças, podendo ser espécie ou um conjunto delas Tem por base as relações de parentesco evolutivo entre as espécies • Aristóteles (AC) • Carl von Linné (Lineu) - obra “Sistema Natural” (1758) Reinos 1) Reino Monera: procariontes unicelulares; 2) Reino Protoctista: eucariontes uni ou multicelulares. Protozoários e algas; 3) Reino Fungi: eucariontes uni ou multicelulares; 4) Reino Plantae: eucariontes multicelulares com tecidos, autótrofos com fotossíntese; 5) Reino Animalia: eucariontes multicelulares, heterótrofos (ingestão). Robert H. Wittaker (1969), modificado por Margulis & Schwartz (2001) Vírus são acelulares, mas podem ser classificados em: domínio, reino, filos ou classes. Desta maneira, a estrutura geral da taxonomia dos vírus é: Domínio (Aphanobionta), Super- reino (Acytota); Ordem (-virales), Família (-viridae), Subfamília (-virinae) , Gênero (-virus) e Espécie. Progressão das classificações Sistemas para Classificação Diferentes sistemas para classificação dos seres vivos Domínios 3 domínios Bacteria Archaea Eukarya Reinos 5 reinos Monera Animali Fungi Plantae Protoctista 6 reinos Bacteria Archaea Animali Fungi Plantae Protoctista 8 reinos Bacteria Archaea Animali Fungi Plantae Archaezoa Protozoa Chromista O sistema dos três domínios Archaea Bacteria Eucarya Seres de células procarióticas Seres de células eucarióticas Críticas: - Consideração de critérios exclusivamente moleculares (análise da sequência de nucleotídeos do RNA ribossômico, entre outros critérios); - Pouco número de características considerados (morfológicas, de desenvolvimento, ...). Eucariontes pluricelulares ou plurinucleados Eucariontes unicelulares heterótrofos ou unicelulares e multicelulares autótrofos Procariontes Ingestão Absorção Fotossíntese Formas de nutrição Organização do corpo 5* Reinos multicelulares Os 5 Reinos... “Grande Reino Monera” Seres unicelulares e procariontes. O material hereditário é constituído por ácido nucléico no citoplasma. São as bactérias e as cianófitas ou cianofícias (algas azuis), antes consideradas vegetais primitivos. Reino Protoctista Seres eucariontes unicelulares ou multicelulares, sem tecidos. Seu material genético está organizado em cromossomos, dentro do núcleo. Abrange os protozoários, as euglenófitas, as pirrófitas, as crisófitas e os mixomicetos. Reino Fungi Seres eucariontes uni e pluricelulares como leveduras, os mofos e cogumelos. Já foram classificados como vegetais, mas sua membrana possui quitina, polissacarídeo típico dos insetos e que não se encontra em plantas. São heterótrofos (saprófitas e parasitas), por não possuírem clorofila. Reino Plantae ou Metaphyta Também chamado de Reino Vegetalia, engloba os vegetais inferiores, os vegetais intermediários e os vegetais superiores. Caracterizam-se por ter células revestidas por uma membrana de celulose e por serem autótrofas. Reino Animalia ou Metazoa São organismos multicelulares e heterótrofos. Englobam desde as esponjas marinhas até o homem. “Com exceção dos vírus, todos os seres vivos são formados por células. Os vírus precisam da célula de outros seres vivos para poderem reproduzir”. Ilustração do vírus HIV mostrando as proteínas do capsídeo, responsáveis pela aderência na célula hospedeira. Sistema de Classificação • REino • FIlo • Classe • Ordem • FAmília • Gênero • Espécie (Nome científico e Nome popular) Carl von Linné - obra “Sistema Natural” (1758) A Estrutura da Classificação Grupos mais abrangentes para grupos mais específicos (“os reinos são conjuntos de filos mais semelhantes”); Os filos se separam em classes mais aparentadas; As classes são formadas pelo conjunto de diferentes ordens; Nas ordens as famílias mais aparentadas se reúnem; As famílias são formadas pelo conjunto de gêneros diferentes; Os gêneros reúnem espécies que possuem características semelhantes, mas onde os indivíduos não geram descendentes férteis; Dentro da “espécie” é que ocorre a viabilidade da reprodução gerando descendentes férteis. Híbridos... Cama (ou Rama): Camelo + lhama Ligre: Leão + tigresa Tigron (ou Tigreão): Leoa + tigre Wholpin: golfinho + falsa orca Zebralo (ou Zégua): Zebra + cavalo Gato Savannah: gato doméstico + gato selvagem africano Urso Grolar: urso polar + urso marrom Beefalo: gado comum + Búfalo Mula (e burro): jumento + égua Javaporco: javali + porco Peixe papagaio-vermelho: peixe papagaio + peixe dourado Bemya: ovelha + cabra Filo Filo é o agrupamento de classes que possuem características semelhantes. Por exemplo, nos animais temos a presença de 2 filos: os invertebrados e os vertebrados. Classe Classe é o agrupamento de ordens que possuem características semelhantes. Por exemplo, na Classe dos Mamíferos temos diversas ordens: Ordem dos roedores; Ordem dos primatas; Ordens dos carnívoros, entre outros... Ordem Ordem é o agrupamento de famílias que possuem características semelhantes. Família Família é um agrupamento de gêneros que possuem características semelhantes. Existem diversas famílias em cada ordem determinada. Por exemplo. Família dos felinos, família dos canídeos, entre outras. Gênero Gênero é um grupo de espécie que possuem características semelhantes. Por exemplo, os gêneros Saguinus, da Família Callitrichidae, da Ordem dos primatas referem-se aos saguis. Já o gênero Cebuella, da mesma família e ordem, referem-se aos macacos-pregos. Espécie • Espécie é a unidade básica de classificação dos seres vivos. Ela é formada de indivíduos semelhantes e que tem a capacidade de cruzar entre si, gerando descendentes férteis. Para caracterizar uma espécies, então, o indivíduo recebe dois nomes complementares, que o identificam de acordo com suas características. Por exemplo, o Leontopithecus rosalia refere-se ao mico- leão-dourado e o Leontopithecus chrysopygus refere-se ao mico-leão-preto. Sistema binominal Nomes escritos em Latim; Todo animal tem, no mínimo, dois nomes (gênero + espécie); O gênero é escrito com letra Maiúscula e a espécie com letra minúscula: Canis lupus Se o mesmo nome for escrito mais de uma vez em um mesmo documento, a partir da segunda pode-se abreviar o gênero: Helicobacter pylori (...) H. pylori Níveis Hierárquicos Tribo é um nível de classificação de um determinado grupo de seres vivos, habitualmente posicionado entre os níveis de subfamília e gênero. Família Scarabaeidae (besouros escaravelhos) Subfamílias Dynastinae (besouros-rinoceronte) Rutelinae (carochinhas) Scarabaeinae (besouros-rola-bosta) Sistema binominal Quando existe subespécie, o seu nome deve ser escrito depois da espécie, sempre com letra minúscula: Homo sapiens sapiens Canis lupus familiaris Oryctolagus cuniculus domesticus Quando existe subgênero, o seu nome deve ser escrito depois do gênero, entre parênteses, sempre com inicial maiúscula Thais (Stramonita) haemastoma Anopheles (Nyssorhinchus) darlingi Lecane (Monostyla) closterocerca Sistema binominal Quando o nome é dado em homenagem a uma mulher, insere-se a terminação “ae” no sobrenome da homenageada (ex.: Sonia Costa = costae); Quando o nome é dado em homenagem a um homem, insere-sea terminação “i” no sobrenome do homenageado (ex.: Carlos Bates = batesi); Scaptia beyonceae Aegrotocatellus jaggeri e Perirehaedulus richards (Mick Jagger e Keith Richards) Agra schwarzeneggeri Cirolana mercuryi Funkotriplogynium iagobadius (James Brown: Iagoe – James e badius – marrom) Spongiforma squarepantsii Espécies novas... Sagui-de-schneider (MT) Mico schneideri Homenagem ao primatólogo e geneticista Horacio Schneider Ave Juliette (RN) Juliette noronher Homenagem à Juliette, participante do BBB21 Sistema binominal Utiliza-se negrito ou itálico ou sublinhado; Se um gênero ou espécie foi descrito mais de uma vez, utiliza- se o primeiro nome que o animal foi descrito (lei da prioridade); O nome do autor deverá ser escrito após o nome da espécie, sem qualquer tipo de separação. Contrariamente, contudo, ao nome científico do organismo, o nome do autor não deverá apresentar qualquer forma de destaque, como itálico ou sublinhado, sendo escrito com letras normais. Treponema pallidum Schaudinn & Hoffmann Apis mellifera Linnaeus Sistema binominal Em trabalhos científicos usa-se, depois do nome da espécie, o nome do autor e o ano da publicação: Treponema pallidum, Schaudinn & Hoffmann, 1905. Terminações padronizadas: superfamília (oidea), família (idae), subfamília (inae) e tribos (ini). Exemplo da Classificação Reino Animallia Filo Vertebrata Classe Mammalia Ordem Primates Família Callithrichidae Gênero Leontopithecus Espécie Caissara Nome científico: Leontopithecus caissara Nome popular: Mico-leão-da-cara-preta Teoria evolucionista = especiação Processo evolutivo gera a especiação! Diversificação! Isolamento geográfico = alopatria = especiação! Diversificação gênica vem de isolamentos geográficos e isolamentos reprodutivos. Surgem espécies novas e diferentes! Classificação e Evolucionismo Clado ou Clade = grupo de espécies constituído por uma espécie ancestral e todos os seus descendentes. Evolucionismo: semelhanças e diferenças são provenientes das histórias evolutivas! Filogenia Diagrama em forma de árvore para representar a genealogia evolutiva de uma espécie. Ernst Haeckel (1879): árvore filogenética da espécie humana! Divisão de um ramo em dois indica a presença de uma espécie ancestral (ocorrendo uma especiação!). Sempre que aparece um “nó”, temos a representação de ancestrais em comum. Aspectos da Classificação Inicialmente, eram consideradas as características morfológicas dos seres vivos. Atualmente: Embriologia (desenvolvimento embrionário) e Biologia Molecular (comparação da composição química). Aspectos da Classificação Homologias e Analogias (embriologia): - Características comuns entre embriões de diferentes espécies, da mesma ancestralidade: Homologia (mesma origem embrionária, mas estruturas distintas. Exemplo: asas de aves e nadadeiras de mamíferos aquáticos); - Características independente em diferentes grupos de organismos, provenientes de adaptações: Analogia (Exemplo: asas de insetos e asas de aves, golfinhos e tubarões) Convergência evolutiva x Divergência evolutiva Aspectos da Classificação Assim... Durante a evolução, a adaptação a um determinado ambiente pode selecionar organismos pouco aparentados, mas que apresentem estruturas e formas corporais semelhantes, o que é denominado convergência evolutiva! Convergência Adaptativa Tigre da Tasmânia: Thylacinus cynocephalus Parece canídeo, mas é marsupial Marsupiais: Cerca de 100 milhões de anos Espécie: > 50 milhões de anos Último registro de vida livre (1930). Último registro em cativeiro (1936: Hobart ZOO) Sistemática Filogenética Cladistica! Se uma novidade evolutiva surgiu e se fixou em uma espécie, todas as espécies descendentes dela herdarão essa novidade. A cladistica tem por objetivo reunir em um mesmo grupo apenas organismos que compartilham uma historia evolutiva em comum! Cladograma = representações gráficas em forma de arvore que mostram as relações evolutivas entre os seres vivos. Árvores Filogenéticas Na sistemática filogenética, os caracteres de interesse são derivados de um estado ancestral (“apomórficos: possuem as características derivadas”). Verificam-se essas características através de estudos científicos. O termo técnico utilizado para denominar todo tipo de árvore filogenética é “dendograma”. Um elemento considerado é a direção do tempo. A ordem de ramificação representa o momento de isolamento das linhagens, umas em relação às outras. Na raiz está representado o evento evolutivo mais antigo, e os terminais representam eventos recentes. Dendrograma: qualquer diagrama ramificado que conecta espécies; Cladograma: dendrograma que expressa relações filogenéticas entre os táxons terminais; Árvore Filogenética: dendrograma que expressa relações filogenéticas entre: - táxons terminais - espécies ancestrais e descendentes. Dendograma Cladograma Em dendogramas do tipo cladograma, os comprimentos relativos dos ramos não representam unidades de tempo. Classificação Filogenética Utilizada para determinar as relações ancestrais entre as espécies (atuais ou extintas) : Grupo monofilético: inclui todas as espécies derivadas de um ancestral comum, inclusive o ancestral; Grupo parafilético: compreende um grupo de descendentes de um ancestral comum, mas não todos os descendentes desse ancestral; Grupo polifilético: reúne dois ou mais grupos monofiléticos que não inclui o ancestral comum a todos os grupos. Grupo monofilético Grupo parafilético Grupo polifilético