Filo_Aula 9

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Fundamentos e 
caracterização das 
escolas de sistemática
Prof. Dr. Márcio Efe
Sistemática
A sistemática é a área da Biologia que se
preocupa principalmente em compreender a
filogenia.
Filogenia = História evolutiva de uma
espécie ou grupo de espécies relacionadas.
Histórico da Sistemática
Sistematização = organização = nomeação e ordenação
Diversidade => organização = nomear e ordenar
Taxonomia Sistemática
Histórico da Sistemática
A observação e 
classificação dos 
seres vivos começou 
muito antes da 
palavra escrita.
 Por exemplo, são conhecidas pinturas 
rupestres do homem de Cro-Magnon 
(25.000 a 50.000 anos atrás).
Aristóteles
Aristóteles prestou 
contribuições fundamentais em 
diversas áreas do conhecimento 
humano, destacando-se: ética, 
política, física, metafísica, 
lógica, psicologia, poesia, 
retórica, zoologia, biologia, 
história natural.
 Aristóteles considerou as
relações dos seres vivos numa
“escala natural” e na Historia
dos Animais (De Animalibus)
classificou os organismos numa
“escada da vida” (Scala
naturae), colocando-os de
acordo com complexidade em
estrutura e função, de forma
que os animais superiores
tinham mais vitalidade e
capacidade de movimento.
(A obra somente foi impressa em 
Veneza em 1476, antes disso 
somente manuscritos)
 A classificação de Aristóteles dos seres vivos 
continha elementos que somente estão presentes no 
século XIX.
 Os Vertebrados e Invertebrados foram chamados 
de “animais com sangue” e “animais sem sangue”.
 Os animais sem sangue eram divididos em vivíparos 
(humanos e mamíferos) e ovíparos (aves e peixes).
 Os animeis sem sangue eram os insetos, crustacea 
e Testacea (moluscos).
 Em alguns aspectos esta classificação é melhor que 
a de Linnaeu, que reuniu os invertebrados em dois 
grupos: Insecta e Vermes.
Teofrasto
(372 a.C. - 287 a.C) 
Historia plantarum. 
De causis plantarum [Sobre as causas das plantas. 
Estes tratados constituem a mais importante contribuição 
à ciência botânica de toda a antiguidade até ao 
Renascimento.
Historia plantarum foi uma
primeira tentativa de uma
taxonomia, e inclui uma
classificação dos elementos
das plantas.
Foi o ponto de referência da
botânica por vários séculos.
(Edição de 1644)
 Outra contribuição importante foi 
a de Plínio o Velho (23-79 A.D.)
 Sua Historia Natural foi uma 
compilação da ciência do período 
clássico.
 Incluiu muitos mitos que foram 
aceitos como verdadeiros durante 
muito tempo.
A exploração do Novo Mundo permitiu descobrir
muitas plantas e animais que necessitavam
descrição e classificação.
Os sistemas antigos faziam com que ficasse
difícil classificar esses organismos e muitas
vezes aos mesmos animais e plantas se davam
nomes diferentes.
Era necessário um sistema para agrupar esses
espécimes de forma que pudessem ser achados
nas coleções.
 Avanços na classificação foram devidos a entomológos e
aos primeiros microscopistas.
No final do século 16 e começo do 17 começou o estudo
cuidadoso dos animais.
Direcionado inicialmente às espécies domésticas foi
gradualmente estendido para formar uma base de
conhecimento anatômico para a classificação.
 Desde o final do século 15 vários autores se
preocuparam com o que eles chamavam de methodus.
 Por método eles entendiam um arranjo dos minerais,
plantas e animais, de acordo com princípios de divisão
lógica.
Objetivos da Sistemática
2. Tentar encontrar que tipo de ordem existe (se
houver alguma) subjacente à essa diversidade;
3. Auxiliar na compreensão dos processos responsáveis
pela geração dessa diversidade;
4. Apresentar um sistema geral de referência
sobre a diversidade biológica;
O objetivo da organização (ou ordenação) é parte do
objetivo da simplificação.
A classificação é o processo de organização pelo qual um
conjunto de dados é dividido em unidades com alguma
afinidade, pela qual é possível abordar um subconjunto,
tornando mais simples e direta a análise.
A classificação tem, assim, um propósito sobretudo
didático.
As correntes sistemáticas
•Tradicional
•Evolutiva
•Numérica 
•Filogenética
Tradicional ou Catalográfica 
Esta escola, fundada pelos
gregos e adotada pelo
mundo cristão com a
assimilação das idéias de
Aristóteles, empregava a
intuição como ferramenta
e teve em Linnaeus o
maior propagador.
Na taxonomia de Linnaeu há 
três Reinos, divididos em 
Classes, estas em Ordens, 
Gêneros e Espécies.
Nesta escola as classificações dos organismos não tinham
qualquer finalidade filética (origem e parentesco entre
eles), uma vez que se supunha que a origem de todos os
seres vivos era única e ao mesmo tempo, ou seja, não
havia graus diferentes de parentesco.
 frutos de uma criação divina,
 não se modificavam ao longo
do tempo,
 toda a diversidade atual teria
sido criada por Deus,
 mantendo-se inalterada por
toda a história geológica da
Terra.
Até meados do século XIX, a sistemática não estava bem
estruturada em relação aos princípios básicos e métodos, e
todos os sistematas seguiam a escola "Tradicional".
A ordenação dos grupos dependia da tradição e da
autoridade do pesquisador.
Os grupos eram formados por semelhanças (geralmente,
aparência externa) ou por ausência daquelas semelhanças,
sem a preocupação com a sua natureza.
Grupo I: cachorro, jacaré e peixe;
Grupo II: minhoca, aranha, estrela-do-mar e lombriga
A distinção do homem à parte da natureza, como fruto
de uma criação especial, levou à classificação dos demais
organismos em superiores e inferiores, segundo o seu
grau de complexidade estrutural, uma abordagem válida
para animais e vegetais.
Esta abordagem ganhou força com a aceitação da idéia
de evolução que foi considerada como sinônimo de
progresso e aperfeiçoamento que culmina com o homem.
inferiores superiores
evolução 
Homem 
A partir do século XIX, começam a surgir as
primeiras idéias de que as espécies de organismos
não eram fixas.
A idéia de transformação,
que sugeria a teoria da
evolução, deu origem à escola
"Evolutiva“
Espécie A 
Espécie B Espécie C 
Evolutiva ou Gradista
os gradistas (ou evolucionistas) declaradamente
defendem que a Evolução seja levada em conta na
classificação dos organismos
agrupar táxons considerando não só a genealogia dos
grupos mas também o grau de diferença entre eles
Se entre dois grupos descendentes de um mesmo
ancestral um deles sofre grandes alterações (visuais) em
relação a este ancestral e se torna numeroso (bem
sucedido), enquanto o outro permanece muito semelhante
a este e, geralmente, pouco representado, então o
primeiro grupo recebe especial atenção e é promovido em
função da sua “capacidade de adaptação”.
Sucesso maior
+ adaptado = + evoluído
+ diferente
+ evoluído
Se num determinado grupo várias linhagens evoluíram em
várias direções, com alterações diversas, cada linhagem
receberá um escalão, tanto mais alto quanto mais
diversificada for em relação ao "padrão primitivo".
Portanto, quando uma população diferencia-se do estoque
ancestral e suas novas adaptações permitem-na ocupar um
nicho ecológico diferente, a nova espécie alcançou um novo
grau evolutivo, ou grado.
Os grados, e não apenas a ancestralidade, são o critério
para construir a hierarquia de táxons nas classificações
gradistas.
Por exemplo, dentre os vertebrados
grado dos 
grupos 
aquáticos
grado dos 
grupos 
terrestres de 
sangue frio 
grado dos 
grupos 
terrestres de 
sangue quente
Peixes => Anfíbios Répteis Aves e Mamíferos
Problemas:
• Os gradistas não desenvolveram nenhum método para
organizar o conhecimento sobre a diversidade biológica;
• eleição de caracteres e estadosé arbitrária;
• diferentes sistemas de grados para um mesmo grupo
• o taxonomista mais renomado ganhava o conflito
Tanto a taxonomia tradicional como a evolutiva utilizavam-se da
intuição como ferramenta para estabelecer o relacionamento entre
grupos de organismos, ou seja, não demonstravam claramente como e o
que faziam, estabelecendo grupos baseados em critérios muito
subjetivos.
Na segunda metade do século XX surgiram duas escolas
modernas de teoria e prática sistemáticas: "Filogenética"
(ou "Cladista" ou "Cladística"), que surgiu na década de 50,
e "Fenética" (ou "Numérica"), que se desenvolveu com o
advento da informática.
A escola "Numérica" (ou “Fenética”) é conservadora e não
leva em conta a filogenia, mas apenas o grau de
semelhança (ou similaridade) entre indivíduos.
Para esta escola, a classificação não precisa refletir a
filogenia. Antes, ela indica a maior ou menor quantidade
de adaptações em comum.
Numérica ou Fenética 
Na Escola Fenética, também denominada taxonomia fenética, a
organização do conhecimento sobre a diversidade dos
organismos se baseia em um conjunto de métodos matemáticos
bem claros.
A Escola Fenética apresenta alguns pontos em comum com a
escola tradicional, como a utilização de critérios de similaridade
e, principalmente, a não fundamentação na teoria evolutiva.
A Escola Fenética se diferencia da taxonomia tradicional pelo
emprego de métodos quantitativos e pela utilização de um
número maior de características semelhantes entre os
organismos.
A metodologia da investigação numérica emprega análise
combinatória de extensas matrizes de grupos versus
caracteres.
As classificações são baseadas na similaridade fenotípica 
(ou fenética).
A primeira fase para estabelecer a classificação é o 
reconhecimento dos caracteres.
Por exemplo
Da matriz de caracteres pode ser deduzida uma matriz 
de similaridade entre os táxons.
O resultado é expresso em diagramas (dendrogramas)
denominados fenogramas.
Os feneticistas afirmam que um fenograma baseado em
um grande número (centenas) de caracteres
provavelmente representará a filogenia do grupo.
Então se pode agrupar os dois táxons com maior
similaridade. No caso Aves + Crocodilos que apresentam
similaridade de 0,83.
É comum que os fenogramas representem afinidades
evolutivas e proximidade de parentesco pois, geralmente,
grupos próximos são mais assemelhados, mas, fatalmente,
também irá aproximar grupos distantemente aparentados
que evoluíram paralelamente como resposta às mesmas
pressões evolutivas.
"dois primos podem se parecer mais um com o outro do que com os seus
respectivos irmãos, mas conhecendo a genealogia da família sabemos que os
irmãos são mais relacionados uns aos outros do que cada um com seu
primo".
Gary e Richard Brusca 
Não há uma relação absolutamente
concordante entre parentesco e
similaridade.
Duas espécies mais aparentadas
entre si nem sempre são mais
semelhantes se comparadas a uma
terceira.
 visa a reunir grupos animais com o maior número possível de
semelhanças observáveis.
 as características de cada organismo são quantificadas através de
critérios matemáticos,
 a similaridade entre eles é expressa por porcentagens de semelhanças
e distâncias geométricas entre os organismos.
 Em função das distâncias calculadas, os organismos são reunidos em
grupos e subgrupos.
Resumindo ...
Porém, quando se analisa 
evolutivamente a escola fenética
torna-se frágil.
um táxon construído feneticamente expressa apenas a
semelhança média entre as espécies, sem diferenciar as
características que refletem uma ancestralidade comum
daquelas não informativas
A partir de 1984, a idéia da evolução derrubou o
pensamento que permeava a escola e, seus defensores
passaram a se concentrar no desenvolvimento de bons
métodos numéricos que visavam a obtenção de filogenias.
O método fenético não continha mais princípios de uma
sistemática divorciada da evolução e agora estava voltado
para a análise de grandes quantidades de caracteres com
apoio de poderosos programas computacionais.
Filogenética ou cladística
• Nas décadas de 1950/60, o entomólogo alemão Willi Hennig, ao
lançar os fundamentos de sua teoria denominada sistemática
filogenética, provocou uma revolução no conceito de sistemática,
por incorporar a evolução biológica em seu método.
•Conceitos já estabelecidos por Darwin, (organismos ancestrais e
descendentes com modificações), foram incluídos nesta teoria.
•As contribuições mais importantes de Hennig foram as de
fornecer uma definição precisa de relacionamento biológico e de
desenvolver uma metodologia capaz de reconstruir as relações de
parentesco entre as espécies.
Sistemática Filogenética ou Cladística
Entende-se que a diversidade de
seres vivos é resultante de
processos evolutivos
Os filogeneticistas baseiam-se
exclusivamente na genealogia e procuram
saber como ocorreu a história
filogenética, estabelecendo graus de
parentesco.
Com um método rigoroso estritamente envolvido com a
Evolução, a Sistemática Filogenética ganhou uma dimensão
imensa, pois fornece os meios para unificar o enorme
conhecimento sobre os organismos, gerando uma visão
unificada da diversidade biológica e da modificação dos
caracteres.
A filogenia é uma história de descendência e, supomos que
existe uma única filogenia para todos os seres vivos.
Ou seja, a vida apareceu na Terra uma única vez e, no
princípio, haviam poucas espécies.
Assim, duas espécies serão tão mais aparentadas quanto
mais recente estiver situado o último ancestral comum a
ambas.
Não há sentido em dizer que duas espécies são muito ou
pouco aparentadas, se não houver um referencial.
O parentesco filogenético é estabelecido em termos de
ancestralidade comum.
Este conceito é
definido relativamente,
sempre comparando 3
unidades taxonômicas
quaisquer.
A representação gráfica da filogenia é um dendrograma 
denominado cladograma. 
Num cladograma ideal os ramos sofrem bifurcações 
(dicotomias). Todavia, é comum diagramas com politomias
(ramos trifurcados, etc.) pela falta de caracteres distintivos 
no conjunto caracteres escolhidos para análise
Cada dicotomia deve ser fundamentada por pelo menos dois
caracteres, cada um dos quais define um ramo da dicotomia.
O conceito de caractere tem significados diferentes nas
escolas Gradista e Filogenética;
na Gradista, caractere é sinônimo de estrutura e, na
Filogenética é sinônimo de transformação da estrutura.
Para que um caractere seja empregado na escola
Filogenética é, portanto, necessário que ele tenha sofrido
transformação, sendo a condição anterior (“primitiva”)
denominada ancestral, e a posterior (“evoluída”)
denominada derivada.
Partes que compõem um cladograma:
raiz, ramos, nós e terminais.
Os grupos de seres vivos compõem os terminais
nos cladogramas.
Os ramos são as linhas do cladograma.
Nó: ponto de onde partem as ramificações.
Representa o 
ancestral comum 
hipotético para todos 
os grupos acima dele. 
Cada nó simboliza um 
evento cladogenético.