Aula 09 - Princípios da classificação dos organismos

Prévia do material em texto

Princípios da Classificação 
dos Organismos 
 
Quantas 
espécies 
existem e 
existiram? 
Como 
organizá-
las? 
Desafio 
• Como organizar nosso conhecimento 
sobre os diferentes grupos de organismos 
• A biodiversidade corresponde a uma 
quantidade tão grande de informações, 
que a síntese desse conhecimento e a 
decisão sobre a melhor maneira de 
organizá-lo constituem grandes desafios. 
Como organizar o 
conhecimento biológico 
 Táxons: grupos de organismos (espécies ou 
grupos hierarquicamente mais abrangentes) 
 Taxonomia: teoria e prática de descrever, 
nomear e classificar a diversidade biológica 
 Sistemática: estudo da biodiversidade 
enfocando suas relações comparativas e 
evolutivas, incluindo a inferência filogenética 
(ou seja, as relações de parentesco evolutivo 
entre os táxons) 
História da taxonomia 
• A história da taxonomia é antiga: 
identificar e nomear a diversidade 
biológica são elementos fundamentais da 
inteligência e linguagem humanas 
• Atributos da taxonomia: 
– descrição, 
– atribuição de nomes para os táxons e 
– classificação da diversidade biológica 
Organizando o conhecimento 
biológico 
Sem um sistema de classificação biológica 
padronizado, a comunicação e utilização do 
conhecimento sobre a biodiversidade seria impossível 
de ser realizado objetivamente. 
Felis silvestris catus 
(Linnaeus, 1758) 
Canis lupus familiaris 
(Linnaeus, 1758) 
http://tolweb.org/tree/
phylogeny.html 
Tree of Life web 
project 
http://species.wikimedia.
org/wiki/Página_principal 
WIKISPECIES 
Classificação biológica 
• Tem suas raízes em teorias de 
classificação dos objetos formalizadas na 
antiguidade 
• Considerar apenas dois personagens, que 
estão entre os mais importantes no 
desenvolvimento histórico da disciplina: 
Aristóteles e Linnaeus 
 
História da Taxonomia 
 Aristóteles (384-322 AC, 
filósofo grego): método da 
divisão lógica 
 Carl Linnaeus (1707-
1778, botânico, 
zoólogo e médico 
sueco): sistema de 
classificação “natural” 
Aristóteles 
• Considerado o inventor da lógica 
• A lógica era uma ferramenta para atingirmos o 
conhecimento sobre o mundo 
• Na concepção aristotélica, a lógica determina as 
normas para que o pensamento seja preciso e 
nos conduza a conclusões precisas sobre aquilo 
que desejamos conhecer 
• A teoria da classificação dos objetos constitui 
um elemento importante da lógica de 
Aristóteles. 
Método aristotélico de classificar os 
objetos 
• Método da divisão lógica: 
– Para classificar um grupo de objetos, 
primeiramente selecionamos uma ou um 
conjunto de características 
– Em seguida, agrupamos aqueles que 
possuem tal característica daqueles que não 
a possuem 
– Em seguida, subdividimos cada um dos 
subgrupos 
Exemplos 
Exemplos 
• Animais terrestres e animais aquáticos 
• Neste primeiro passo da divisão, o conjunto 
de objetos inicial constitui o gênero (genos) 
e cada um dos dois grupos subordinados 
constituem a espécie (eidos) 
• Subdividir “animais aquáticos” em animais 
“ovíparos” versus “vivíparos”. Nesse caso, 
o gênero é “animais aquáticos” enquanto 
que as espécies são “ovíparos” e 
“vivíparos”. 
 
 
Característica do método de 
divisão lógica 
• Todo o sistema de classificação resultante 
depende, em grande parte, do ponto de 
partida, ou daquelas características 
utilizadas nos primeiros passos da 
classificação 
• Aristóteles enfatizou que um sistema de 
classificação para a diversidade biológica 
baseado na divisão lógica jamais geraria 
um sistema sem contradições 
Problemática 
• Na divisão entre “animais aquáticos” e “animais 
terrestres” dividimos grupos de organismos 
claramente relacionados 
• Cetáceos e outros mamíferos aquáticos 
estariam separados dos mamíferos terrestres 
• Mas o que fazer com as outras similaridades 
entre cetáceos e os outros mamíferos? 
• Os pingüins poderiam ficar junto com os 
mamíferos aquáticos e peixes, mas o que fazer 
com todas as outras semelhanças entre os 
pingüins e outras aves terrestres? 
Problemática 
• Outro problema: as características 
consideradas importantes para o primeiro 
passo da divisão podem ser muito 
variáveis, dependendo do classificador 
• Diferentes classificadores gerariam 
sistemas de classificação distintos e 
contraditórios entre si. 
O sistema de classificação 
“natural” 
• Preocupação com a busca de um sistema 
“natural”, ou seja, um sistema de 
classificação que refletisse a ordem 
verdadeira por trás da organização dos 
seres vivos 
• A definição do que constitui um sistema 
“natural” dependerá daquilo em que 
acreditamos ser a causa para a 
organização biológica 
O sistema de classificação de 
Lineu 
Lineu (1707-1778) 
Linnaeus: sistema de 
classificação “natural” 
 Visão de mundo dele: o universo havia 
sido criado por Deus exatamente como é, 
e as espécies são fixas e imutáveis 
 Sistema “natural”: reflete a ordem 
verdadeira por trás da organização dos 
seres vivos tal qual o Plano Divino 
 5 níveis hierárquicos: Reino, Classe, 
Ordem, Gênero e Espécie (em ordem 
decrescente de generalidade) 
Linnaeus: sistema de 
classificação “natural” 
 Usava o método da divisão lógica de 
Aristóteles 
 Listava e classificava com base nas 
'características essenciais' dos organismos 
 Ele assumia que esse método poderia 
atingir a um duplo objetivo: 
1. correta identificação dos táxons; 
2. correta definição de suas características 
essenciais 
Linnaeus: sistema de 
classificação “natural” 
1. Sistema binomial: nome em latim, constituído pelo 
nome do gênero, com letra maiúscula seguido pelo 
epíteto especifico, em letras minúsculas. O nome 
completo de uma espécie são os dois nomes 
combinados. Ex. Canis lupus. 
2. Padronização da prática taxonômica: 
Anteriormente a Lineu, não havia consenso, ou 
padronização sobre vários aspectos da pesquisa 
taxonômica. Com a obra de Lineu, muitas dessas 
atividades foram padronizadas. 
Grupos naturais de Lineu 
• Vários dos agrupamentos feitos por Lineu 
ainda são considerados grupos “naturais” 
• Era Lineu um seguidor estrito da divisão 
lógica? 
• No fim de sua vida, Lineu admitiu que os 
agrupamentos são feitos por inspeção e 
não pelo uso estrito da divisão lógica 
Exemplos de desvios da utilização 
do método de divisão lógica 
• Inclusão em um mesmo gênero, espécies de 
plantas que diferiam no número de estames 
• Inclusão de dípteros ápteros entre os Diptera 
(insetos de duas asas) 
• Aparentemente, Lineu estava ciente das 
deficiências do método da divisão lógica 
• Mas acreditava que tais dificuldades eram 
provisórias, e que quando todos os gêneros 
fossem descobertos e corretamente descritos, 
tais dificuldades não mais existiriam 
A finalidade da classificação para 
Lineu 
• Gerar um sistema geral de referência para 
fins utilitaristas de identificação 
 
Táxon e categoria taxonômica 
• Os táxons são os agrupamentos de 
entidades biológicas reais, formados com 
base em uma definição 
• a categoria refere-se ao status de um 
agrupamento em um esquema de 
classificação 
Táxon 
• Exemplo: reunir todas as populações 
conhecidas da mosca doméstica no táxon 
Musca domestica 
• Musca domestica é o nome dado ao conjunto 
formado por todos os indivíduos, do tempo 
presente e do tempo passado, considerados 
como pertencentes à mesma espécie por 
possuírem certas características usadas para 
definir esse conjunto 
Categoria taxonômica 
Hierarquialineana 
Classificação Taxonômica: 
Homem 
Domínio: Eukarya 
 Reino: Animalia (ou Metazoa) 
 Sub-Reino: Metazoa (ou Eumetazoa) 
 Filo: Chordata 
 Classe: Mammalia 
 Subclasse: Theria 
 Infraclasse: Placentalia 
 Ordem: Primates 
 Família: Hominidae 
 Gênero: Homo 
 Espécie: Homo sapiens 
Sistema Geral de Referência para 
a diversidade biológica 
• Nosso atual sistema de classificação 
biológica 
• Tem suas origens na teoria de 
classificação dos objetos (Aristóteles) 
• Foi aprimorada ao longo dos anos por 
outros autores, como Lineu 
 
A classificação filogenética 
• Um sistema de classificação constitui um 
sistema geral de referência para a 
diversidade 
• Mas não necessariamente esse sistema 
de referência precisa refletir nosso 
conhecimento sobre as relações de 
parentesco evolutivo (relações 
filogenéticas) entre os diferentes 
organismos 
A classificação filogenética 
• Para Lineu e seus contemporâneos, um sistema 
de classificação natural refletia a ordem como 
estabelecida pelo plano do Criador 
• No entanto, com o desenvolvimento de idéias 
evolutivas, houve uma mudança radical sobre o 
que constitui um Grupo Natural 
• Com o tempo, estabeleceu-se a idéia de que um 
sistema de classificação natural era aquele que 
refletia algo sobre a história evolutiva dos 
organismos. 
Os princípios da classificação 
filogenética 
• A classificação que produz um Sistema 
Geral de Referência para a biodiversidade 
• Reflete nosso conhecimento sobre as 
relações de parentesco entre os táxons 
• História evolutiva dos organismos vivos 
Árvore filogenética- Darwin 
A sistemática como o estudo de 
padrões evolutivos 
• Método de reconstrução filogenética 
• Criado por Willi Hennig na década de 
1950 
• Utilizados no estudo dos padrões 
evolutivos 
Reconstrução filogenética 
• Se baseia em três princípios 
fundamentais: 
• 1. A sistemática busca a delimitação de 
grupos naturais 
Grupos naturais 
• Hennig definiu grupo natural aquele 
constituído, exclusivamente, por uma 
espécie ancestral e todos os seus 
descendentes 
• Monofilético (mono= um, único; filético= 
linhagem) 
• Grupos não monofiléticos: Hennig atribuiu 
os termos parafilético e polifilético 
Grupos monofiléticos 
• A concepção Darwinista de evolução divergente 
(ou seja, espécies ancestrais se diversificando 
em espécies descendentes, numa grande 
árvore da vida) implica na existência de grupos 
monofiléticos de diferentes níveis de 
universalidade, ou seja, grupos naturais dentro 
de grupos naturais mais abrangentes 
• A sistemática delimita os grupos monofiléticos 
de diferentes níveis de universalidade 
Monofiléticos, Parafiléticos ou 
Polifiléticos? 
Grupos 
Monofiléticos 
Monofiléticos, Parafiléticos ou 
Polifiléticos? 
Grupos 
Polifiléticos 
Monofiléticos, Parafiléticos ou 
Polifiléticos? 
Grupos 
Parafiléticos 
Segundo princípio fundamental 
• A definição dos grupos monofiléticos só é 
possível com a descoberta das 
semelhanças homólogas e apomórficas 
• As semelhanças compartilhadas entre os 
organismos podem ser de três tipos: 
homoplasias, simplesiomorfias e 
sinapomorfias 
As semelhanças compartilhadas 
entre os organismos 
• Semelhanças homoplásicas: não 
homólogas (ou seja, semelhanças devido 
a convergências ou paralelismos). 
• Não têm mesma origem, exemplo: asas- 
aves e mamíferos 
Homoplasias 
Semelhanças 
compartilhadas entre os 
organismos que não são 
homólogas, ou seja, 
semelhanças devido a 
convergências ou 
paralelismos (evoluíram 
independentemente e 
não são derivadas de 
um ancestral comum) 
Asas são 
não-homólogas 
= 
Homoplásicas 
Semelhanças Homólogas 
Semelhanças 
compartilhadas 
entre os 
organismos que 
são derivadas de 
um ancestral 
comum 
As semelhanças compartilhadas 
entre os organismos 
• Semelhanças simplesiomórficas 
• Herdadas de níveis anteriores ao 
surgimento de um grupo natural 
• Semelhanças herdadas de níveis tão 
ancestrais que não informam sobre o grau 
de parentesco entre os organismos 
As semelhanças compartilhadas 
entre os organismos 
• Semelhanças sinapomórficas 
• Características compartilhadas por um grupo 
devido à herança destas características do 
ancestral comum exclusivo deste grupo 
(novidades evolutivas compartilhadas) 
• Apenas as sinapomorfias indicam o verdadeiro 
parentesco evolutivo 
• A definição dos grupos monofiléticos se dá 
através da descoberta de suas características 
sinapomórficas, ou seja, suas novidades 
evolutivas compartilhadas. 
Princípio geral da sistemática 
• Um sistema geral de referência para a diversidade 
biológica (classificação) deve ser construído com base 
no conhecimento filogenético 
• Reconhecer e delimitar os grupos naturais ou 
monofiléticos, podemos construir classificações, 
utilizando o tradicional sistema de hierarquias lineanas 
• Agrupamentos de táxons monofiléticos de diferentes 
níveis hierárquicos 
• Um sistema de classificação constitui o principal 
“produto” que a sistemática e a taxonomia podem 
fornecer aos usuários da informação sobre a diversidade 
biológica 
Classificação filogenética 
• A vantagem da classificação filogenética é 
que, além de fornecer um sistema geral 
de referência para a diversidade como 
qualquer outro sistema de classificação, 
ainda permite resgatar o conhecimento 
sobre as relações evolutivas entre os 
táxons 
 
Onde estudar ... 
 Purves et al. Vida. Capítulos 23 (tem na biblioteca) 
 Santos & Calor. 2007. Ensino de biologia evolutiva 
utilizando a estrutura conceitual da Sistemática 
Filogenética I. Ciência & Ensino 1: 1-8. 
 Matioli. 2001. Biologia molecular e evolução. Holos 
Editora, Ribeirão Preto. (tem na biblioteca)