Trabalho Genética Cetacea

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ESTUDO FILOGÊNICO E ASPÉCTOS EVOLUTIVOS DA ORDEM CETACEA BASEADO EM BANCO DE DADOS GENÉTICO
Nome: ???
Período: 5º Ciências Biológicas
Introdução
A genética molecular vem progredindo e possibilitando o desenvolvimento de métodos para caracterizar geneticamente indivíduos e populações. O uso de marcadores moleculares de DNA deu origem à taxonomia molecular. E tornou cada vez mais difícil descrever espécies baseadas apenas em morfologia. Apesar das divergências entre taxonomistas e moleculares o uso integrado de dados genéticos e morfológicos podem fornecer informações mais consistentes na delimitação de espécies. O uso de marcadores de DNA em sistemática filogenética abriu caminho para a sistemática molecular, criação de bases de dados filogenéticos e disponibilidade de infraestrutura computacional para inferência filogenética, garantindo assim, maior eficácia na identificação e descrição das espécies já catalogadas e das que virão.
Os cetáceos (latim científico: Cetacea) constituem uma ordem de animais marinhos, porém, pertencentes à classe dos mamíferos. O nome da ordem deriva do grego ketos que significa monstro marinho. Os cetáceos estão divididos em duas sub-ordens:
As baleias sem dentes (subordem Mysticeti) são caracterizadas pelas cerdas bucais, que são estruturas parecidas com peneiras localizadas na parte superior da boca e são feitas de queratina. As baleias utilizam as "cerdas" para filtrar plâncton da água. Elas compreendem as maiores espécies de animais.
As baleias com dentes (subordem Odontoceti) têm dentes e se alimentam de peixes e lulas. Uma habilidade notável deste grupo é a de localizar a suas presas por ecolocalização.
Objetivo Geral
Este estudo busca gerar dados utilizando sequênciamento genético de bacos de dados disponíveis na internet, a fim de conhecer melhor as associações genéticas e evolutiva da ordem cetacea.
Objetivo específico
Gerar sequência de alinhamento genético com espécimes da ordem cetacea;
Utilizar esta sequência para produzir uma árvore filogenética; 
Gerar quadro de distância entre os indivíduos estudados;
Analisar e compreender a proximidade gênica entre espécies e origem evolutiva.
Materiais e Métodos
Materiais
	Para este estudo foi utilizado o programa MEGA 6.0.6 (Molecular Evolutionary Genetics Analysis). Versão disponível para Sistemas Win 32 bits. Disponibilizado de graça pelo site (megasoftware.net), programa utilizado em 199 países, sendo baixado mais de 1 milhão de vezes, segundo o próprio site.
	Para obtenção e importação dos genes, foi utilizado o site NCBI (National Center for Biotechnology Information Search database). O NCBI guarda dados provenientes de sequências de genomas no seu GenBank e mantém um índice de artigos de investigação biomédica que disponibiliza nas bases de dados PubMed. Além disso, recolhe, trata e disponibilizam múltiplos outros tipos de informação relevante para o desenvolvimento da biotecnologia. Todas as bases de dados estão disponíveis na Internet.
Os espécimes utilizados para a comparações genéticas e evolutivas são da ordem Cetacea, dividida em duas subordens Mysticeti (sem dentes) e Odontoceti (com dentes), sete famílias e doze espécies. Foi utilizado também cinco espécies da ordem Artiodactyla, e três espécies das ordens Passeriformes, Crocodylia e Anura.
3.2 Métodos
Após a escolha da ordem Cetacea, foram feitos levantamentos dos gêneros pertencentes à mesma, e respectivamente suas espécies, sendo posteriormente lançadas no programa MEGA utilizando o recurso Web bowser através do site NCBI, de onde foram retiradas as sequências genéticas. 
Foi utilizado neste estudo o marcador Cytochrome b, que é uma proteína encontrada na mitocôndria de células eucarióticas. Foram utilizadas sequencias com aproximadamente 1100 pb (pares de bases) que após alinhadas foram corrigidas com a ferramenta (Alingn selected block by ClustalW) na opção (Aling DNA). Para construção da árvore filogênica foi usada a função (Construct/Test Neighbor-Joining Tree), a opção (Test of phylogeny) foi alterada para (Bootstrap method). 
Para a tabela de distância foi usada à opção (Compute Pairwise Distances), depois de gerada foi exportada para o programa Microssoft Excel, onde foi atribuído porcentagem, e numerações, para melhor entendimento do cruzamento de informações. 
Lista de espécies
	Nº
	Nome Científico
	Nome pop
	Marcador
	GenBank
	Subordem
	Família
	1
	Delphinapterus leucas
	Beluga
	Cytb
	U72037.1
	Odontoceti
	Monodontidea
	2
	Monodon monoceros
	Narval
	
	U72038.1
	
	
	3
	Delphinus delphis
	Golfinho
	
	KM225673.1
	
	Delphinidae
	4
	Orcinus orca
	Orca
	
	KM016873.1
	
	
	5
	Phocoena sinus
	Vaquita
	
	HM222714.1
	
	Phocoenidae
	6
	Phocoena phocoena
	Toninha
	
	U72039.1
	
	
	7
	Eubalaena australis
	Baleia franca
	
	DQ095153.1
	Mysticeti
	Balaenidae
	8
	Eubalaena glacialis
	Baleia franca
	
	KJ586848.1
	
	
	9
	Balaenoptera musculus
	Baleia azul
	
	KJ586852.1
	
	Balaenopteridae
	10
	Balaenoptera physalus
	Baleia
	
	KJ586854.1
	
	
	11
	Eschrichtius robustus
	Baleia cinzenta
	
	KJ865252.1
	
	Eschrichtiidae
	12
	Caperea marginata
	Baleia pigmeia
	
	X75586.1
	
	Neobalaenidae
Tabela 1: Esta tabela contem doze espécies da ordem cetácea, divididas em duas subordens, odontoceti e mysticeti, e sete famílias.
	Nº
	Nome Científico
	Nome pop
	GenBank
	Ordem
	Família
	1
	Antilocapra
americana
	Antilope
	AF091629.1
	Artiodactyla
	Antilocapridae
	2
	Hippopotamus amphibius
	hipopotamo
	U07565.1
	
	Hippopotamidae
	3
	Sus domesticus
	Porco comum
	AB015080.1
	
	Suidae
	4
	Bos taurus
	Boi
	GU249573.1
	
	Bovidae
	5
	Capra aegagrus
	Cabra
	DQ246781.1
	
	Bovidae
	6
	Hirundo rustica
	Andorinha
	JX236387.1
	Passeriformes
	Hirundinidae
	7
	Caiman latirostris
	Jacaré
	EU161674.1
	Crocodylia
	Alligatoridae
	8
	Bufo bufo
	Sapo
	AB159262.1
	Anura
	Bufonidae
Tabela 2: Esta tabela contém os demais mamíferos terrestres e outras ordens utilizados na comparação genética e evolutiva da ordem cetacea
Resultados
Figura 1: Árvore genealógica, quadro vermelho representa a ordem Cetacea, quadro azul, representa a ordem Artiodactyla, quadro verde representa demais ordem (aves, répteis, anfíbios)
 
Figura 2: Tabela de distância genética entre espécies
Discussão
A evolução das baleias tem sido um mistério, Como foram viver inteiramente na água, quando os mamíferos evoluíram em terra? A descoberta de muitos fósseis com características transitórias documenta a transformação de animais terrestres para os moradores do oceano.
Os cetáceos são descendentes de mamíferos terrestres, provavelmente da ordem Artiodactyla. Eles passaram para a água há cerca de 50 milhões de anos. Recentemente foram encontrados no Paquistão fósseis de animais terrestres adaptados à vida aquática, e os cientistas acreditam que eles são realmente os ancestrais dos atuais Cetáceos, pois o crânio destes animais só encontra similaridades com os crânios de baleias e golfinhos. Mesmo as baleias desdentadas descendem de animais terrestres.
Os fósseis encontrados são de animais da ordem Artiodactyla, que eram adaptados à corrida mas, para fugir de predadores e buscar mais opções de alimento, adaptaram-se à vida aquática. Um deles, o Pakicetus, assemelhava-se a algo intermediário a um lobo ou uma lontra e alimentava-se de peixes, um outro, o Rodhocetus, possuía cabeça semelhante a das baleias e tinha as patas adaptadas como nadadeiras.
Na árvore (Figura 01), percebemos a proximidade entre as ordens Cetacea e Artiodactyla, em comparação com as demais ordens. Fica clara também sua proximidade na tabela de distância em porcentagem (Figura 02), onde foi feira uma comparação entre uma espécie da ordem Cetacea em comparação com outras espécies de ordens diferentes, podendo-se observar a grande distância entre ordens como Passeriformes,Crocodylia e Anura, porém certa proximidade entre a ordem Artiodactyla. 
Baleias e golfinhos são erroneamente chamados de mamíferos marinhos, quando são, na verdade, mamíferos aquáticos, segundo a oceanógrafa Shirley Pacheco, do Centro de Biologia Marinha da Universidade de São Paulo. O que realmente limita a sobrevivência deles em água doce é a falta de comida nesse ambiente. No mar, baleias se alimentam de fitoplâncton - um composto microscópico de algas e bactérias, e krill, um camarão minúsculo, quase microscópico, que as baleias comem às toneladas por dia. Na água doce não existe nenhum desses dois alimentos.
Shirley lembra ainda que o ambiente de rio sempre é menor e mais limitado que o mar. Por isso, as baleias ficam com pouco espaço para realizar suas manobras nesses ambientes. A oceanógrafa afirma que muitas espécies de golfinhos, como o boto cinza, vindos do mar, vivem em regiões onde as águas são uma mistura de mar e de rio, conhecidas como salobras, como a Ilha de Marajó, no Pará, e vários lugares do litoral brasileiro. Ela diz que essas regiões são conhecidas como áreas de transição. Além do boto cinza (Sotalia guianensis), vivem na região do Marajó o boto tucuxi (Sotalia fluviatilis), originário de água doce, e o boto-cor-de-rosa (Inia geoffrensis), também de água doce.
Existem muitos outros mamíferos aquáticos que vivem em água doce. Um exemplo é a baleia branca beluga (Delphinapterus leucas), que habita as águas frias em torno do círculo polar ártico, mais especificamente, nas águas do rio São Lourenço, no norte do Canadá. São as únicas baleias de água doce do mundo. Elas estão no topo da cadeia alimentar e os poluentes das águas onde vivem se acumulam em seus tecidos. Outro cetáceo de água doce é o golfinho baiji (Lipotes vexillifer), hoje extinto, que vivia no rio Yan-tsé, na China.
Tabelas de distância
	Distancia entre cetácea e demais ordens
	Nome
	Distância
		Delphinapterus_leucas x Bufo_bufo (sapo)
	43%
	Delphinapterus_leucas x Sus_domesticus (porco)
	26%
	Delphinapterus_leucas x Antilocapra_americana (antílope)
	22%
	Delphinapterus_leucas x Orcinus_orca (orca)
	14%
	Delphinapterus_leucas x Monodon_monoceros (narval)
	7%
	Delphinapterus_leucas x Delphinapterus_leucas (beluga)
	0%
Tabela 2: A tabela mostra a distância entre a espécie Delphinapterus_leucas da ordem cetácea em comparação com outras espécies da mesma ordem e de outras.
Referências 
MEGA (Molecular Evolutionary Genetics Analysis) Acessado em 14/05/16 pelo site: www.megasoftware.net.
NCBI (National Center for Biotechnology Information Search database) Acessado em 14/05/16 Pelo site: http://www.ncbi.nlm.nih.gov.
Whales, Dolphins and Porpoises de Mark Carwardine, publicado por Dorling Kindersley, 2000. ISBN 0-7513-2781-6. Guia introdutório aos cetáceaos.
Whale Evolution: http://www.pbs.org/wgbh/evolution/library/03/4/l_034_05.html
Baleias em água doce: http://ciencia.hsw.uol.com.br/baleia-agua-doce.htm 
The Bottlenose Dolphin Research Institute (BDRI): http://www.thebdri.com
SOS PINK RIVER DOLPHINS: http://botos.org/