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Microbiologia INTRODUÇÃO A TAXONOMIA E A CLASSIFICAÇÃO DOS MICRORGANISMOS 1 Sumário Introdução .................................................................................................................................... 2 Objetivos ....................................................................................................................................... 2 1. A taxonomia .......................................................................................................................... 2 1.1. Filogenia ....................................................................................................................... 2 1.2. Sistemática ................................................................................................................... 3 Exercícios ...................................................................................................................................... 7 Gabarito ........................................................................................................................................ 8 Resumo ......................................................................................................................................... 8 2 Introdução Na apostila sobre “A microbiologia na indústria e na área farmacêutica”, aprendemos a origem da palavra microbiologia, exploramos esse estudo que abrange a identificação, forma, modo de vida, fisiologia e metabolismo. A contribuição dos micro-organismos para a manutenção do equilíbrio dos organismos vivos como na fertilização do solo, e dos elementos químicos do nosso ambiente como, nas reciclagens de substâncias e participação nos ciclos biogeoquímicos. Além de poderem ser usados na fabricação de produtos nas indústrias como iogurte, vinhos, queijos, vinagres e pães, na área farmacêutica com produtos desenvolvidos com derivados de algas, como a carragenanas utilizada nos produtos de beleza e flans. Nesta apostila iremos aprender sobre a “introdução a taxonomia e a classificação dos microrganismos” com base no conceito da palavra e suas relações com outras envolvidas neste contexto. Assim como os pensadores e teorias envolvidas na época. Vamos aprender novos conceitos, como de Taxonomia e de nomenclatura científica, também veremos as características e classificação dos grandes reinos, as características e diferenças entre uma célula procariótica e eucariótica, características das bactérias e fungos, sobre os métodos de obtenção de carbono do organismos e, por fim, sobre riscos biológicos. Objetivos • Aprender a definição de taxonomia • Compreender a importância dessa ciência para identificação, classificação e organização de todos os organismos, bem como sua importância para a evolução e diversidades das células microbianas. 1. A taxonomia 1.1. Filogenia A taxonomia é uma ciência que lida com a descrição, identificação e classificação dos organismos, individualmente ou em grupo. O estudo das relações filogenéticas, também conhecido como filogenia, estuda a relação evolutiva (história evolutiva do ancestral em comum) entre os organismos ou um grupo deles. Muitos cientistas ao longo da história propuseram seus próprios modelos de classificação dos seres vivos. Todos esses modelos tiveram o objetivo inicial de organizar as plantas e animais em grupos específicos. Posteriormente adicionaram- 3 se a esses modelos, características ecológicas e fisiológicas, considerando as relações evolutivas entre os organismos. Com o advento da era pós-genômica, atualmente as classificações são baseadas principalmente na similaridade entre genomas, conferindo a elas muito mais confiabilidade nos modelos propostos. 1.2. Sistemática A sistemática também faz parte da classificação dos seres vivos, estuda a relação entre os organismos, incluindo a coleta, preservação, estudo de espécimes, e análise desses dados vindos das diversas áreas da pesquisa biológica. De acordo com essa classificação, são separados em táxons (categorias atuais), apresentados na figura seguinte. Representação do esquema básico da classificação 01 4 FICA A DICA! O primeiro sistema de classificação foi proposto por Aristóteles no século IV d.C. Nessa época apenas os organismos vistos a olho nu puderam ser agrupados, com a ideia de dicotomia entre as plantas e animais, como se fosse uma escada onde cada degrau representa um nível ou pedaço da árvore, na seguinte sequência. Primeiro sistema de classificação Apenas no século XIX, com o aperfeiçoamento de técnicas e ferramentas científicas, como o aumento das lentes objetivas de um microscópio, os seres vivos puderam ser de fato classificados, incluindo os seres microscópicos. Dessa forma, tivemos o início de um estudo dos microrganismos que são formas de vida muito pequenas para serem vistas a olho nu. Os principais grupos de Todos os pesquisadores taxonômicos trabalham com uma classificação universal para que não haja redundância em descrever uma espécie, por exemplo. Atualmente, muitos microrganismos puderam ser reclassificados graças aos avanços tecnológicos na área. Plantas inferiores Plantas superiores Animais Homem 02 5 microrganismos são: bactérias, fungos (leveduras, e fungos filamentosos), protozoários, algas microscópicas e os vírus. A classificação nessa época era uma forma de compreender a grandeza da criação divina, caracterizando um pensamento fixista e tipológico (não se aceita a ideia de evolução, as espécies eram criadas pela divindade e assim permaneceram sem mudanças ao longo do tempo). Em 1735 o taxonomista mais conhecido do período Carolus Linnaeus propôs um sistema de classificação segundo níveis hierárquicos abaixo: Reino ➥ Classe ➥ Ordem ➥ Gênero ➥ Espécie Esta classificação abandonou o uso de grandes nomes descritivos para designar classes e ordens. Criando o método binomial para formular o nome científico das espécies como, por exemplo, Homo sapiens (gênero é o primeiro escrito com a letra inicial maiúscula; o segundo é o epíteto específico - nome das espécies) escrito com letra minúscula. A partir de 1789 com a idade contemporânea tornaram-se conhecidas as teorias da evolução de Lamarck (1809), de Darwin e de Wallace (1858), onde a ideia de mudança contínua do mundo (evolução) era afirmada e que todos os organismos vivos descendem de um ancestral comum, deixando para trás o pensamento tipológico de que o mundo é constante e estático. Apenas no início do século XX, Richard Owen propõe a criação de um terceiro reino (protozoa) para os organismos que não se encaixam nos outros dois reinos até então chamado de protozoários, organismos unicelulares, incluindo moneras (bactérias) na ideia de Darwin de árvore da vida. As bactérias foram separadas no Reino Procariota em 1968 e os organismos vivos puderam ser divididos em cinco reinos por Whittaker em 1969 (monera, protista, plantae, fungi e animalia). Em 1978, Carl Woese desenvolveu uma forma de classificar os seres vivos com base na organização celular de seus organismos, agrupando-os em três domínios, a seguir: • Bacteria (as paredes celulares contêm um complexo carboidrato- proteína chamado de peptideoglicano);6 • Archaea (as paredes celulares, se presentes, não possuem peptideoglicano); • Eukarya, que inclui os seguintes reinos: ➢ Protista (fungos gelatinosos, protozoários e algas); ➢ Fungi (leveduras unicelulares, bolores multicelulares e cogumelos); ➢ Plantae (que inclui musgos, samambaias, coníferas e plantas com flores); ➢ Animalia (que inclui esponjas, vermes, insetos e vertebrados). Essas classificações e características serão discutidas com mais detalhes nas próximas aulas. Estudos filogenéticos podem proporcionar o verdadeiro desenrolar dos eventos evolutivos, permitindo a identificação de três linhagens principais de domínios: das Bactérias, Archaea (procariontes) e Eukarya (eucariontes). Como o próprio nome diz, a árvore filogenética apresenta ramificações agrupadas no que chamamos de domínios. Acredita-se que os domínios divergiram a partir de um organismo, sendo chamado de ancestral universal comum (figura seguinte). 03 Árvore filogenética da vida, dividida em três domínios. 7 Exercícios 1) (UNIP, 2019, adaptado). A sequência hierárquica das categorias taxonômicas é: a. Filo, classe, reino, ordem, família, gênero e espécie. b. Gênero, família, reino, ordem, filo, classe e espécie. c. Reino, filo, classe, família, ordem, gênero e espécie. d. Reino, filo, classe, gênero, família, ordem e espécie. e. Reino, filo, classe, ordem, família, gênero e espécie. 2) (PUC-RS, 2001). Responder à questão adiante com base no texto a seguir. “Após os atentados terroristas de 11 de setembro de 2001 ao World Trade Center (Nova Iorque) e ao Pentágono (Washington), os norte-americanos estão atentos aos ataques com armas bacteriológicas. Casos de contaminação por antraz em vários estados americanos estão sendo investigados. Em 1984, os Estados Unidos também sofreram um ataque de terrorismo biológico, quando os seguidores de uma seita contaminaram um grande número de pessoas com salmonela em uma cidade do Estado de Oregon”. (O Estado de São Paulo, 10 de outubro de 2001) Os organismos utilizados como armas na guerra bacteriológica citados acima pertencem ao reino: a) Fungi; b) Protista; c) Monera; d) Plantae; e) Animalia. 8 3) (Autora, 2019) Considerando a hierarquia das categorias taxonômicas, é correto afirmar que dois animais que são classificados na mesma ordem, obrigatoriamente serão do (a) mesmo (a): a. Classe; b. Família; c. Reino; d. Filo; e. Espécie. Gabarito 1) Resposta correta: E. Segundo a sequência das categorias. 2) Resposta correta: C. O texto fala sobre armas bacteriológicas, logo se referem a bactérias. O texto também cita o exemplo de contaminação por Salmonela, uma bactéria que contamina alimentos e pode causar diarreia. O reino do qual as bactérias pertencem é reino Monera. 3) Resposta correta: A. Para compartilharem o mesmo nível de classificação ordem, obrigatoriamente possuem o mesmo nível de classificação classe. Resumo A taxonomia como é a ciência que lida com a descrição, identificação e classificação dos organismos, individualmente ou em grupo, bem como o estudo da relação evolutiva entre os organismos ou um grupo deles através da filogenia. A sistemática por sua vez, possibilita o estudo da relação entre os organismos. De acordo com essa classificação, os seres vivos são separados em táxons. 9 Durante séculos, muitos cientistas propuseram modelos de classificação dos seres vivos, sendo os primeiros apenas com os organismos vistos a olho nu. Porém apenas depois de avanços tecnológicos e equipamentos aperfeiçoados, esses modelos puderam ser reformulados e incluídos os seres microscópicos. Atualmente, estudos evolutivos feitos através da filogenética em parceria com análises de similaridades genômicas, são as técnicas mais aceitas quando falamos em classificação de um organismo vivo. Isso permite que os sistemas taxonômicos se tornem mais estáveis e onde as modificações de nomes sejam menos frequentes. Esses estudos puderam elucidar a ordem evolutiva dos seres vivos, gerando uma árvore onde esses organismos estão distribuídos em domínios (Bactéria, Archaea e Eukarya). Todos os organismos são agrupados por similaridade genômica e possuem apenas um ancestral em comum. 10 Referências bibliográficas ALBERTS; Bruce. et al. Fundamentos da biologia celular: recurso eletrônico. Porto Alegre: Artmed, 2011. MADIGAN; Michael T. et al. Microbiologia de Brock: recurso eletrônico. Porto Alegre: Artmed, 2016. TORTORA; Gerard J. et al. Microbiologia: recurso eletrônico. Porto Alegre: Artmed, 2012. Referências imagéticas Figura 01 WIKIPEDIA. Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Biological_classification_L_Pengo_vflip.svg >. Acessado em 06/03/2019 às 22h00. Figura 02 WIKIPEDIA. Disponível em: <https://commons.wikimedia.org/wiki/File:R%C3%A9plica_del_microscopio_de_Leeuwenhoek.jpg>. Acessado em 06/03/2019 às 22h01min. Figura 03 WIKIPEDIA. Disponível em:< https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Phylogenetic_tree_pt.svg > Acessado em 06/03/2019 às 22h01min.
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