A diversidade biológica está relacionada a variedade que os organismos terrestres se apresentam, ou seja, a quantidade de padrões diferentes. Biodiversidade inclui a variedade a nível local, entre habitats e entre paisagens. Então, percebe-se que a diversidade biológica se refere ao total de recursos vivos.
-->Biodiversidade genética dentro das populações;
-->Número e variedade de espécies nos ecossistemas;
-->Variedade de comunidades, habitats e ecossistemas;
Não há uma definição completamente aceita de biodiversidade, duas bastante conhecidas são:
-->”medida da diversidade relativa entre organismos presentes em diferentes ecossistemas”;
-->"totalidade dos genes, espécies e ecossistemas de uma região”;
SISTEMÁTICA: estuda a diversidade da vida, inventaria (listar) e descreve a biodiversidade, tenta compreender as relações filogenéticas. Um dos seus ramos é a taxonomia.
TAXONOMIA: distribui os seres vivos em grupos hierárquicos (os táxons). Agrupa os organismos com base nas semelhanças e tenta elucidar o relacionamento entre eles.
Importância da taxonomia: padronizar a linguagem e organizar os seres vivos em categorias para compreendê-los melhor;
HISTÓRIA DA CLASSIFICAÇÃO
O homem sempre classificou, desde os primórdios já sabiam aquilo que machucava, aquilo que podiam ou não comer até certo nível, ou seja, sempre teve uma classificação, mesmo que de uma forma indireta. Todavia, em uma ordem cronológica, aqueles que escreveram sobre essa classificação foram:
PLATÃO: foi o primeiro a introduzir a ideia de agrupar seres vivos baseado nas semelhanças;
-->Teoria das Formas ou das Ideias: as ideias, ou formas abstratas, são mais elevadas e realistas, mesmo não possuindo existência física. O único objeto que pode raciocinar é a ideia (mundo das ideias). Com isso, a ciência só poderia ser fruto e ser feita no mundo das ideias;
ARISTÓTELES: seguia Platão, todavia, por discordar dessa ideia de que a ciência era para ser feita no mundo das ideias, fundou sua própria escola, a peripatética, na qual saiam na natureza para pesquisar sobre essa. Para ele, cada um poderia ter sua ideia, mas deveríamos extrair da natureza a “verdade”. Definiu 5 categorias que descrevem o modo como a realidade é compreendida por nós:
gênero-espécie-diferença-propriedade-acidente
-->As categorias gênero e espécie vieram de Platão e as outras três Aristóteles adicionou;
-->Ele classificou os seres vivos em três reinos: MINERAIS (morto e imóvel), VEGETAIS (vivo e imóvel) E ANIMAIS(vivo e móvel);
-->Os animais eram divididos de acordo com o meio em que se moviam: terra, água ou ar;
-->Apesar dessa classificação de Aristóteles dos animais, ele tinha dúvidas, porque, por exemplo: apesar de o golfinho e as baleias viverem em ambientes aquáticos, se pareciam mais com os mamíferos do que com os peixes;
PORFÍRIO DE TIRO: apresentou a árvore de Porfírio, na qual sugere que os conceitos se subordinam aos outros, passando dos mais gerais e extensos aos menos extensos e particulares.
TEOFRASTO DE ERESSOS: foi discípulo de Aristóteles e escreveu uma grande obra, na qual classificava todas as plantas conhecidas na época, ou seja, aplicou o método da escola peripatética de Aristóteles para sua classificação. Para ele, as plantas são classificadas de acordo com: sua forma de reprodução, distribuição, hábitos de crescimento, aplicações práticas como medicamentos e alimentos.
-->Forma como classificou as plantas: ervas, subarbustos, arbustos, arvoretas e árvores;
Durante muito tempo, pouco se pensou sobre isso, todavia, a partir do Renascimento, começaram a pensar em sistemas que agrupassem os seres vivos de acordo com suas características mais típicas e, assim, surgiram os primeiros sistemas naturais de classificação.
CARL VON LINEU: escreveu e publicou em 1735 o seu livro Systema naturae, o estudo que deu início aos trabalhos da classificação biológica moderna. Seu critério para classificação foi baseado em semelhanças de características morfofisiológicas, anatômicas e bioquímicas, sua unidade de classificação foi a espécie. Ele criou algumas categorias principais sistemáticas:
REINO (conjunto de filos semelhantes)
FILO (conjunto de classes semelhantes)
CLASSE (conjunto de ordens semelhantes)
ORDEM (conjunto de famílias semelhantes)
FAMÍLIA (conjunto de gêneros semelhantes)
GÊNERO (conjunto de espécies semelhantes)
ESPÉCIE
-->Cada uma dessas categorias taxonômicas são grupos de organismo chamados de táxons;
-->Para ele, o número de espécies era fixa e foi determinado por Deus no momento da criação. Espécie, para ele, era o grupo de indivíduos dotados de certas características estruturais típicas, ausentes em outros grupos. Lineu pensava que o sistema de classificação perfeito revelaria as intenções de Deus quando criou o universo;
-->Lineu achava necessário escolher de forma crítica os critérios utilizados para classificação, visto que certas semelhanças não se faziam úteis para classificação, como habitat em que os seres vivem, visto que no mesmo habitat (o ar, por exemplo) poderíamos encontrar morcegos, moscas e gaivotas.
EXEMPLO: SERES HUMANOS
Reino: Metazoa
Filo: Chordata (vertebrados)
Classe: Mammalia
Infra-classe: Placentalia
Ordem: Primatas
Família: Hominidae
Subfamília: Homininae
Gênero: Homo
Espécie: Homo sapiens Lineu, 1735
Ordem: Primatas
Subespécie: Homo sapiens neanderthalensis / Homo sapiens sapiens
-->importante lembrarmos que as categorias de certo grupo guardam entre si um grau de semelhança, ou uma característica que persiste desde a espécie até o reino.
CONCEITOS IMPORTANTES
Indivíduo:se agrupam em unidades chamadas populações ou espécies;
População: organismos semelhantes, vivendo no mesmo habitat no mesmo tempo, com um grau de parentesco entre si, que se cruzam e geram descendentes férteis;
REGRAS DE NOMENCLATURA
Lineu associou a classificação dos seres vivos em um sistema eficiente para criar uma nomenclatura biológica. O principal motivo da existência dessas regras é que facilitam a comunicação entre cientistas e não variam nunca.
1°
Todo nome científico é binomial.
-->A primeira palavra referindo-se ao epíteto genérico (ao gênero) e deve começar com letra maiúscula;
-->A segunda palavra refere-se ao epíteto específico (à espécie) e deve começar com letra minúscula;
Obs.: epíteto vem do grego e significa um substantivo ou um adjetivo que denomina pessoas, seres vivos, objetos etc., qualificando-os;
-Quando o nome tem três palavras, e não duas, a terceira refere-se a subespécie.
-Quando tem quatro palavras, e não duas, a quarta é o clone ou variedade, geralmente utilizada para classificar as plantas;
2°
Latim foi a língua escolhida para ser utilizada no sistema de classificação, pois ela é uma língua morta e não muda mais;
3°
Se não tem nome em latim, tem que latinizar o nome/a palavra;
4°
Quando o nome científico for digitado, ele deve ser escrito em itálico e, quando for manuscrito, deverá ser sublinhado;
5°
Na nomenclatura da espécie deve conter o nome da pessoa que descreveu pela primeira vez (não daquela que descobriu) e o ano em que isso ocorreu.
Exemplo: Homo sapiens Lineu, 1735;
Obs.: somente o nome de Lineu pode ser abreviado nas nomenclaturas (Homo sapiens L., 1735)
6°
O epíteto genérico é sempre um substantivo e o epíteto específico é geralmente um adjetivo;
7°
De acordo com as regras de nomenclaturas, podemos escrever só o nome genérico, desde que seguido de uma nomenclatura padronizada;
-->para referir-se a apenas um gênero, utiliza-se sp.
-->para referir-se a mais de um, utiliza-se spp.
Exemplo: “se trata de um Canis sp.” ou “os Canis spp.”
-->utilizando o epíteto específico abreviado, não se especifica a espécie;
Ao contrário do epíteto genérico, o epíteto específico não pode ser escrito sozinho;
8°
Ao ser utilizado pela primeira vez em um texto, o nome científico deve ser, necessariamente, escrito por extenso, todavia, nas outras vezes que aparecer no mesmo texto, a parte genérica pode ser abreviada;
Exemplo: pela 1° vez --> Canis lupus
outras vezes --> C. lupus
9°
Sobre categorias taxonômicas superiores:
-->FAMÍLIA: pega-se o gênero e adiciona-se sufixos;
-no reino Metaphyta (ou Plantae), adiciona-se “-aceae”;
-no reino Metazoa (ou Animalia), adiciona-se “-idae”;
Exemplos: Homo sapiens Lineu, 1735
gênero: Homo / família: Hominidae
Rosa gallica Lineu, 1735
gênero: Rosa / família: Rosaceae
-->ORDEM: um nome qualquer, dado por alguém, não segue uma regra específica;
CATEGORIAS TAXONÔMICAS
-->Lineu estabeleceu espécie como o táxon mais básico de sua classificação, para ele, espécie era um grupo de indivíduos dotados de certas características estruturais típicas ausentes em outros grupos;
-->O táxon imediatamente superior à espécie, em termos hierárquicos, foi chamado de gênero. Este, então, reúne espécies que apresentam certas semelhanças;
-->Seguindo a linha de criar táxons mais abrangentes, Lineu reuniu:
-gênerossemelhantes em ordens;
-ordens semelhantes em classes;
-classes semelhantes em reinos;
-->Posteriormente foram criados os táxons família (entre gênero e ordem), tribo(entre família e gênero) e filo (entre classe e reino);
Espécie: Existe? O que é?
Para Darwin: “Nenhuma definição de espécie conseguiu, ainda, satisfazes a todos os naturalistas, embora todos eles saibam vagamente o que se quer dizer quando se fala em espécie.”
-->realmente existem espécies na natureza ou elas não seriam apenas criações arbitrárias dos biólogos, em sua tarefa de conceituar e organizar o conhecimento?
Conceito biológico de espécie -->Dobzhansky e Mayr falaram:
“Espécie é um grupo de populações cujos indivíduos, em condições naturais, são capazes de se cruzar e produzir descendentes férteis, estando reprodutivamente isolados de indivíduos de outras espécies.”
-->O principal critério NÃO É a morfologia dos organismos, e sim a possibilidade de haver ou não cruzamentos bem sucedidos entre eles;
--:O que é isolamento reprodutivo? É quando seus membros não se cruzam em condições naturais ou, mesmo que se cruzem, sua descendência não é fértil;
*resumindo o conceito biológico de espécie (todos os aspectos abaixo são EM CONDIÇÕES NATURAIS):
-semelhança morfológica;
-mesmo número de cromossomos;
-isolados reprodutivamente de outras espécies;
-geram descendentes férteis;
-possuem o mesmo DNA;
-vivem na mesmo época, na mesma área;
Subespécie (ou raça geográfica): uma população biológica pode crescer e se espalhar por diferentes ambientes próximos à área ocupada pela espécie. Com o passar do tempo, cada subpopulação modifica-se em decorrência de mudanças genéticas (mutações) e de condições ambientais diversas, adaptando-se ao novo ambiente e, assim, surgem novas populações com características peculiares.
-->esse processo evolutivo em que, a partir de uma população original, se formam novas populações com características adaptativas próprias, que as distinguem, recebe o nome de RADIAÇÃO ADAPTATIVA; populações de mesma espécie que surgem a partir da radiação adaptativa são chamadas de subespécies ou raças geográficas.
Observação: denominação científica de subespécie requer a adição de um terceiro termo ao binômio que designa a espécie. Exemplo:
Homo sapiens -->subespécies: Homo sapiens sapiens /Homo sapiens neanderthalensis
CURIOSIDADE: Os neandertais estavam adaptados ao clima frio e, por isso, viveram até o início da última glaciação. Eles eram pequenos, já que quanto menor o indivíduo, o calor fica melhor distribuído a todo corpo. Quando os Homo sapiens sapiens, que eram mais avançados, chegaram na Europa, onde os neandertais moravam, e encontraram-nos, conseguiram cruzar, pois são da mesma espécie e o H. sapiens sapiens morreu pelo frio, também.
Especiação (Formação de novas espécies-Evolução)
-Especiação é a base do processo evolutivo;
-A principal maneira de novas espécies surgirem na natureza é por cladogênese (especiação por diversificação);
àcladogênese: divisão de uma espécie ancestral em dois ou mais novos ramos que, ao final, constituem novas espécies, ou seja, uma espécie dá origem a outra sem deixar de existir;
Como funciona a cladogênese?
-Tem início com a separação física entre duas ou mais populações de uma espécie ancestral, ou seja, isolamento geográfico. Ela dificulta ou impede totalmente o encontro entre indivíduos de populações isoladas;
-Já isoladas, ou seja, em alopatria, as populações passam a ter histórias evolutivas diferentes: podem sofrer mutações gênicas (que ocorrem em uma delas e não na outra) e/ou adaptação ao ambiente (que leva à diversificação dos grupos isolados). Genes e, consequentemente, características morfofisiológicas vão tornando-se diferentes.
OPÇÃO 1: nas fases iniciais da diversificação, as populações isoladas voltam a se encontrar e entram em contato, tornando-se simpátricas: os membros passam a se cruzar livremente, produzindo descendência fértil. Assim, as diferenças criadas pelo isolamento geográfico tenderão a diminuir, já que os genes vão voltar a se cruzar e o resultado será uma população única, com maior variabilidade genética;
OPÇÃO 2: as populações continuam isoladas e impedidas de trocar seus genes livremente. As diferenças se acumulam e os indivíduos das diferentes populações se tornam incapazes de cruzar. Surge, assim, o isolamento reprodutivo, e as duas populações passam a ser consideradas espécies distintas.
Evolução
-Criacionismo: existem várias versões de várias religiões, mas resumidamente acreditam que a evolução e as espécies são criações divinas.
OBS.: Lineu achava que tinha um número limitado de espécies e descobrindo-as saberíamos o plano de Deus (as espécies foram criadas e pensadas por Deus);
-Transformismo: teoria de Empédocles, que via lentamente as coisas se transformando. Acreditava que, no princípio, várias partes de animais, vários membros e órgãos foram formados e, depois, reunidos;
-Lamark: para ele, uma mudança no ambiente provocava mudanças nas necessidades dos organismos, que causavam alterações no comportamento. Essas alterações levavam a usar uma estrutura com maior ou menos intensidade. O uso provocava o aumento na estrutura ao longo das gerações, enquanto o desuso causava a diminuição ou desaparecimento (1° lei de Lamark). A segunda lei dizia que essas mudanças são herdadas.
-Darwin: seleção natural
Pensou que, se o homem poderia fazer uma seleção artificial (selecionando as melhores plantas...), a natureza poderia fazer uma seleção artificial. Darwin fez uma viagem e percebeu a diferença dos bicos dos pássaros de um arquipélago de ilhas. Para ele, existiam dois mecanismos para a evolução: o primeiro é a seleção natural e o segundo são os fatores hereditários (que Mendel descobriu ser a variação genética);
-Teoria Sintética:
Seleção Natural + Fatores genéticos (genes) + Mutação Genética + Deriva Genética
OBS.: Deriva genética são desastres, ou seja, matam não necessariamente os menos evoluídos.
Teoria Evolucionista de Charles Darwin
-De acordo com essa teoria, todos os seres vivos descendem dos primeiros seres que habitaram a Terra. A vida teria surgido uma única vez e desde então foi se diversificando: espécies que originam outras, levando à enorme variedade dos seres atuais. Ou seja, nós e todas as outras formas de vida somos “parentes” em certo grau, pois temos ancestrais comuns.
-Na teoria evolucionista, procura-se utilizar características que reflitam o grau de parentesco evolutivo dos grupos. Muitos sistematas preferem o termo CLADO, ou CLADE, ao invés de táxons, para designar um grupo de espécies constituídos por uma espécie ancestral e todos os seus descendentes.
-As semelhanças e as diferenças entre as espécies descendentes são decorrentes de suas histórias evolutivas particulares. Espécies que se diversificaram mais recentemente de uma espécie ancestral tendem a ter mais semelhanças entrei si do que com espécies cujo grau de parentesco evolutivo é mais antigo.
-Um dos grandes desafios da sistemática é escolher características morfológicas, funcionais ou mesmo moleculares que sejam relevantes e representem o parentesco evolutivo;
HOMOLOGIAS EVOLUTIVAS
-Compartilham aspectos semelhantes provavelmente herdados de um ancestral comum no passado, ou seja, características herdadas da ancestralidade comum;
-A procura por homologias é a base para determinar o grau de parentesco evolutivo: quanto maior o número de homologias entre duas espécies, mais evolutivamente próximas são;
-Homologias são identificadas em órgãos homólogos, estruturas corporais que se desenvolvem de modo semelhante em embriões diferentes de espécies diversas que tiveram ancestralidade comum, ou seja, origem embrionária comum. Apesar da mesma origem embrionárias, os órgãos homólogos podem se desenvolver de maneiras bastante diferentes, o que está relacionado com o ambiente;
-As diferentes funções desempenhadas por órgãos homólogos são explicadas pela diversidade das espécies ao longo da evolução. Essa diversificação foi chamada de divergência evolutiva e é resultante da adaptação de cada espécie a modos de vida diferentes;
OBS.: a presença de estruturas semelhantes em espécies distintas não significa necessariamente ancestralidade comum (analogias)
ANALOGIAS EVOLUTIVAS
-Características parecidas podem evoluir de maneira independe em diferentes linhagens de seres vivos, constituído de adaptações a modos de vida semelhantes. Isso é chamado de convergência evolutiva.
-Embora analogias evolutivas não sejam utilizadas para determinar parentesco evolutivo, seu estudo é importante, pois revela a adaptação dos seres vivos a diferentes ambientes;
FILOGENIAS
-As relações de parentescos evolutivos entre as espécies se assemelham a genealogia famílias e, por isso, eram representadas por meio de filogenias, ou árvores filogenéticas;
-A divisão de um ramo em dois indica que uma espécie ancestral deu origem a duas novas linhagens, ou seja, que ocorreu especiação. Cada espécie atual representa a extremidade de um ramo da árvore filogenética; se “descendemos” por um ramo dessa árvore, encontraremos o ponto em que ele se une ao ramo vizinho – um “nó”, que indica o ancestral mais recente que duas espécies têm em comum;
-A análise bioquímica, associada aos estudos de semelhança anatômica e funcional, pode fornecer pistas importantes sobre as relações de parentesco entre espécies de seres vivos;
SISTEMÁTICA MODERNA
Sistemática: estuda comparativamente todos os aspectos da biodiversidade (todos os tipos de variações existentes nos seres vivos, nos diferentes níveis de organização biológica, desde o nível molecular até os ecossistemas);
Principais objetivos da sistemática:
· Compreender os processos que geram a diversidade biológica;
· Desenvolver critérios para organizar a biodiversidade;
· Descrever a diversidade biológica, criando um catálogo tão completo quanto possível;
CLADÍSTICA
-Método de classificação baseado totalmente na ancestralidade evolutiva;
-Se uma “novidade evolutiva” surgiu e se fixou em uma espécie, as espécies dela derivadas herdarão e compartilharão essa nova característica. A característica compartilhada por dois ou mais táxons e por seu ancestral comum mais recente é denominada SINAPOMORFIA;
-De acordo com a cladística, devem ser incluídos no mesmo grupo taxonômico apenas espécies que compartilham um ancestral comum. Esses grupos são denominados monofiléticos;
-Quando um grupo não tem a mesma origem ancestral, chamamos-o de polifilético;
CLADOGRAMAS
-Representação das hipóteses de parentesco evolutivo da cladística (OBS.: as novas espécies sempre surgem por cladogênese nos cladogramas);
-Uma espécie ancestral dá origem a duas espécies descendentes e a espécie antiga desaparece;
-Cada “nó” representa o processo de cladogênese que originou os dois novos ramos. A partir disso, os dois novos grupos passam a apresentar características derivadas (apomorfias, que é a novidade evolutiva);
Referências:
-Amabis, José Mariano. Biologia/ José Mariano Amabis, Gilberto Rodrigues Martho.- 4. ed.- São Paulo: Moderna, 2015. -Aula do Paim, professor de Biologia do CMPA.
(todos os sites foram acessados entre os dias 02/03/2020 e 11/03/2020)
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