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Sistemática Biológica Prof. Dr. Marcel Gustavo Hermes Sobre táxons e espécies ■ Papel da sistemática em todas as ciências: ● ordenar espécies (e grupos de espécies) em um sistema de relações universais; ● compreender espécies (e grupos de espécies) como parte da construção desse ordenamento. Sistemática Filogenética Espécies representam a unidade básica da sistemática, evolução, genética e outras áreas da biologia. Pletora de conceitos : Similaridades!!! Espécies Mayden 1997 Wilkins 2002 + 4 Confusão de critérios para detecção de espécies com a compreensão teórica da maneira espécies existem. Hey 2006 • Tipos naturais ou indivíduos? • Espécies: pluralismo ou monismo? • O termo “espécie” refere-se a uma categoria real na natureza? Natureza das Espécies Espécie como categoria existe??? Diptera Chordata Metazoa Rhipidita fusca Bothrops Holometabola Táxon Ordem Filo Reino Família Gênero Espécie Categoria Taxonômica Rhipidita fusca Diptera Chordata Metazoa Bothrops Holometabola Ordem Filo Reino Família Gênero Espécie Um táxon é uma unidade taxonômica em qualquer nível de classificação ou grupamentos equivalentes ainda sem nome. O táxon sempre é um coletivo e não deve ser confundido com indivíduos que dele fazem parte, nem com a categoria taxonômica a ele associado. Definições Constantino 2011 Uma categoria é um determinado nível na hierarquia da classificação que indica a posição relativa de um agrupamento (táxons) em relação a outros mais ou menos abrangentes. Definições Constantino 2011 • Classificação para os organismos; • Classificações biológicas – depósito de informações; • Sistema geral de referências sobre a diversidade biológica. “Systema Naturae” ■ Quantas espécies existem atualmente? ● 5 000 000 a 100 000 000 - Stork 1997 ● a sistemática biológica trabalha com todas as espécies e as ordena em um sistema de referência. ● o que diz um nome fora de um sistema? E dentro dele? Sistema geral de referências sobre a diversidade biológica Krakatauia planticorum Chrysosomatini Sciapodinae Dolichopodidae Brachycera Diptera Insecta Arthropoda Metazoa Nome dentro e fora de um sistema ● grupo nupta → labelo, asas posteriores modificadas em halteres → larvas com cabeça indistinta, flagelo antenal reduzido → habitus esguio, pernas longas, geralmente metálicos ● Diptera ● Brachycera ● Dolichopodidae ● Chrysosomatini ● Sciapodinae ● Krakatauia → stylus dorsal, escapo sem cerdas, veia M dividida → cerdas dorsocentrais reduzidas, placas abdominais dos machos reduzidas → face do macho inchada, cercos ramificados → stylus com intumescência apical Nome dentro e fora de um sistema Krakatauia planticorum Bickel • Sistema de táxons; • Sistema de categorias; Sistema Lineano de Classificação Krakatauia planticorum • Agrupamento com base em semelhanças compartilhadas; • Nomes – semelhanças compartilhadas; Sistema de Táxons • Aristóteles - Conceitos – Genus (origem, tribo, descendência, gênero) – Eidos (aspecto exterior, forma, classe, modo de ser) Sistema de Categorias Sentido Lógico – posições em uma hierarquia Nível mais geral: inclui vários elementos Nível mais restrito: incluído em um nível mais geral Amorim 2002 Classe Ordem Família Gênero Espécie genus genus genus genus eidos eidos eidos eidos Insecta Diptera Merosargus Merosargus azureus Stratiomyidae Conceitos relativos! Reino Filo Classe Ordem Família Gênero Espécie Hierarquias Categoria – sistema completamente ordenado; Táxon – sistema parcialmente ordenado. Justapostas Categoria e Táxon – sistemas independentes. Hierarquia dos Táxons é a mesma Subfamília Família Ordem Gênero Espécie Família Subordem TÁXON Gênero A Gênero BGênero Espécie A Espécie B A B Família Ordem Classe A associação entre táxons e categorias é arbitrária. SubFamília Família Ordem Espécies: categoria vs táxon Categoria – “hierarquia lineana”, nível basal nessa hierarquia. Táxon - independente da hierarquia, entidade com existência biológica. Espécies: categoria vs táxon • Compreensão - Dicotomia de linguagem • Sistematas (?) • Confusões: problemas de linguagem (?) • Consequências? Mesmo termo: táxons associados à uma categoria específica, binomiais E corresponderem a um conjunto de unidades evolutivas. “The word taxon refers to a concrete zoological or botanical object consisting of a classifiable population (or group of populations) of organisms. The house sparrow (Passer domesticus) and the potato (Solanum tuberosum) are species taxa. Species taxa are particulars, individuals, or biopopulations. Being particulars, they can be described and delimited against other species taxa.” Espécie como táxon Mayr 2000 Espécie como táxon são as linhagens individuais chamadas “espécies”. Espécie como categoria é uma entidade mais inclusiva… Bison bison Tabebuia chrysotricha “Here the word species indicates a rank in the Linnaean hierarchy. The species category is the class that contains all taxa of species rank. It articulates the concept of the biological species and is defined by the species definition.” Espécie como categoria Mayr 2000 Espécie como categoria é a classe de todas as espécies como táxons. Bison bison Tabebuia chrysotricha Espécie “It articulates the concept of the biological species and is defined by the species definition.” Problema: na “hierarquia lineana” espécies assexuadas são também classificadas na categoria das espécies, mesmo que elas não representem o conceito biológico de espécie. Dois conjuntos diferentes de problemas: 1. Como definir as espécies (conceito); 2. Como aplicá-lo na demarcação das espécies como táxons. “Species problem” Mayr 2000 ? ? ? Importa??? ICZN – Não • Um zoólogo pode adotar o chamado conceito biológico de espécie, tipológico, fenético, etc; • O Código prescreve a maneira de nomear o táxon. “Nessa atitude de isenção está um sábio princípio recomendado pela experiência e que o Código houve por bem adotar: as regras de nomenclatura não devem interferir no julgamento zoológico, só na aplicação de nomes. Não se pode impedir a liberdade de pensamento zoológico. “ Bernardi 1994 Opiniões Sequências de DNA para Taxonomia “To this day, scientists struggle with that question. A better definition can influence which animals make the endangered list.” Zimmer 2008 Opiniões “The debate over species definition is far from over and is more than a mere academic spat. Proper classification is essential for designating the endangered list.” "Em geral, as políticas ambientais de diversos países se baseiam apenas em dois tipos de informação: a contagem das espécies e sua distribuição geográfica, especialmente as que estão ameaçadas de extinção.” Thomas Lewinsohn - 2008 Opiniões “Although we still disagree about the best concept of species, we agree heartily about the serious and pressing need to address and resolve the ‘species problem.’ As scientists and citizens of a world entering an age of environmental crises and biodiversity challenges, we believe that the question of species concepts is more relevant and important than ever and is of far greater significance than a clashing of intellectual positions.” Wheeler & Meier 2000 Qual o melhor conceito? Alguns conceitos... • Conceito Tipológico de Espécie • Essencialismo • Anatomia externa; generalização AristótelesPlatão Alguns conceitos... • Conceito Biológico de Espécie (BSC) • Species are groups of actually or potentially interbreeding natural populations, which are reproductively isolated from other such groups Ernst Mayr Theodosius Dobzhansky Alguns conceitos... • Críticas ao Conceito Biológico de Espécie (BSC) • Reprodução Sexual – e os assexuados? Ernst Mayr Theodosius Dobzhansky • Populações alopátricas • Espécies alocrônicas • Hibridização Alguns conceitos... • Conceito Autapomórfico/Monofilético de Espécie (MSC) Alguns conceitos... • Conceito Diagnóstico/Filogenético de Espécie (PSC) Alguns conceitos... • Conceito Diagnóstico/Filogenético de Espécie (PSC) Alguns conceitos... • Conceito Diagnóstico/Filogenético de Espécie (PSC) Alguns conceitos... • Conceito Evolutivo de Espécie (ESC) George Simpson Especiação • Anagênese: conjunto de processos que alteram a forma – qualquer das características holomorfológicas – de um ramo filético, sem provocar a subdivisão do próprio ramo. Em especial, destacam‐se os processos de mutação, que geram novos alelos, e seleção diferencial de genótipos e deriva genética, que alteram sua frequência e, eventualmente, eliminam alelos. Anagênese é um processo contínuo na evolução das espécies... (Amroim 2002) • Cladogênese: conjunto de processos que resulta na divisão de uma espécie em duas ou mais espécies descendentes efetivamente isoladas umas das outras, de modo geral pelo surgimento de uma barreira geográfica. Os processos mais usuais responsáveis por divisões cladogenéticas são eventos de vicariância e de dispersão. Eventos de cladogênese Especiação Vicariância Dispersalismo Eventos de cladogênese Especiação Especiação Alopatria Simpatria Parapatria Peripatria Eventos de cladogênese Especiação Eventos de cladogênese Especiação Quais os critérios para reconhecimento e delimitação de espécies? Ferramentas • Morfologia • Moléculas • Morfometria Geométrica • Distribuição Geográfica • Comportamento • DNA Barcoding Ferramentas Conhecimento acerca do grupo a ser estudado!
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