SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA & PALEONTOLOGIA

1. SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA & PALEONTOLOGIA

2. ■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA ♦ Desde os primórdios de sua existência o Homem busca agrupar seres vivos com características semelhantes para conseguir entender a diversidade dos organismos sobre a Terra.

4. ■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA ♦ O enorme conhecimento acumulado pelo Homem ao longo da história tornou as Ciências Naturais mais complexas. ♦ Para entender o mundo é preciso dividir o que se deseja conhecer em pequenos agrupamentos, compreender em detalhe o funcionamento destes blocos e interagir com outros pesquisadores.

5. ■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA ♦ É fácil constatar que a unidade básica de agrupamento dos seres vivos (mais diretamente acessível ao senso comum), constitui a espécie. ♦ Outro nível de agrupamento facilmente assimilado pelo seno comum é o nível dos reinos. ♦ Será suficiente o agrupamento de todos organismos apenas nestes dois níveis tão extremos?

6. ■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA ♦ A Taxonomia representa o ramo das ciências naturais que se ocupa com o conjunto de princípios, procedimentos e regras que embasam a classificação e a Sistemática (Blow, 1979). ♦ A Sistemática, por sua vez, busca analisar os agrupamentos e a diversidade dos organismos e de todas e quaisquer relações entre eles – incluindo sua classificação e aspectos evolutivos.

7. ■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA ♦ Sistemática Evolutiva Clássica → baseia-se nos conceitos de Charles Darwin acerca da classificação dos organismos. ♦ A classificação deve ser coerente com a filogenia, mas não é preciso que se atenha rigidamente a ela. ♦ Principais fatores considerados → semelhanças e diferenças entre os seres vivos (interpretadas como reflexo das relações de parentesco entre os organismos). ♦ As relações filogenéticas não são determinantes em uma classificação sistemática clássica.

8. ■ TAXONOMIA E SISTEMÁTICA ♦ Sistemática Evolutiva Filogenética → atribui importância máxima às relações filogenéticas entre os taxa. ♦ Fundada por WilliHennig (1966), preconiza um sistema classificatório que reflita de maneira direta, clara e precisa as relações de parentesco dos grupos formados. ♦ Enfatiza a necessidade de se buscar na classificação dos organismos taxamonofiléticos → grupos que incluem todos descendentes de um único ancestral. ♦ Grupo irmão → grupo monofilético mais próximo de um determinado táxon.

9. ■ ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO • Cladogênese – processo evolutivo que gera ramificações nas linhagens de organismos ao longo de sua história evolutiva e implica obrigatoriamente em especiação biológica. → compreende processos responsáveis pela ruptura da coesão original em uma população, gerando duas ou mais populações que não podem mais trocar genes (barreiras geográficas e ecológicas).

10. ■ ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO ♦ Aespeciação constitui o processo evolutivo pelo qual as espécies de seres vivos se formam. • Anagênese – surgimento ou modificação de uma característica numa população ao longo do tempo resultante de uma progressiva alteração na frequência genética (novidades evolutivas). → mutação → permutação → seleção natural

11. ■ ESPÉCIE E ESPECIAÇÃO ♦ Os seres humanos têm semelhanças genéticas com chimpanzés e gorilas, o que sugere antepassados comuns. ♦ Uma análise de derivação genética e recombinação sugeri que o ancestral comum mais próximo entre o homem e o chimpanzé sofreu especiação (por cladogênese) há 4,1 milhões de anos, formando duas novas espécies que, através de caminhos evolutivos diferentes, deram origem aos indivíduos atuais.

12. ■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO ♦ Alopátrica – população inicial divide-se em duas populações (geograficamente isoladas) devido, por exemplo, a fragmentação do habitat pelo aparecimento de uma cadeia montanhosas. → As populações assim isoladas vão se diferenciar genotípica e/ou fenotipicamente quer por as populações estarem sujeitas a pressões seletivas diferentes ou por fatores aleatórios (como a deriva genética).

13. ■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO ♦ Parapátrica– Não há separação geográfica completa entre as populações havendo, portanto, a ocorrência de fluxo gênico (transferência de genes de uma população para outra). ♦ Indivíduos das duas populações podem entrar em contato ou mesmo atravessar a barreira de tempos a tempos, embora híbridos tenham uma viabilidade reduzida, levando eventualmente ao reforço das barreiras à reprodução.

14. ■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO ♦ Simpátrica– Especiação sem separação geográfica. Ocorre quando duas ou mais populações (derivadas de uma população original), coexistem num mesmo território sem intercruzarem-se. → modificações genéticas impedem o cruzamento entre alguns dos indivíduos da população, criando uma nova população reprodutivamente isolada dentro do mesmo território.

15. ■ PRINCIPAIS MODOS DE ESPECIAÇÃO ♦ Efeito de gargalo– evento evolucionário no qual uma percentagem significativa da população de uma espécie morre ou é impedida de se reproduzir. ♦ Algumas evidências genéticas sugerem que as populações humanas sofreram um efeito de gargalo há 70.000 anos atrás. Isto resultou na diminuição da diversidade genética global da espécie humana.

16. ■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS ♦ Idealmente, cada agrupamento taxonômico deveria refletir uma realidade biológica. • Espécie biológica – grupo de indivíduos capazes de interfertilização, isolados reprodutivamente de outras espécies (Grant, 1957). ♦ Mais do que relações fenéticas (morfológicas), espécies biológicas são definidas com base no parentesco genético (Sivarajan, 1991) ... difícil, contudo, de ser aplicado na Paleontologia.

17. ■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS ♦ Quando estudamos restos fossilizados de organismos, não é possível, obviamente, analisar sua capacidade de intercruzamento produzindo descendentes férteis. • As únicas informações que podemos obter dizem respeito à morfologia (muitas vezes de material preservado de modo incompleto) e à distribuição estratigráfica e geográfica. ♦ O conceito paleontológico de espécie agrupa organismos com estreita afinidade morfológica (forma), fisiológica (função), filogenética (ancestralidade comum), e ecológica (ambiente em que vive e suas inter-relações).

18. ■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS ♦ A complexidade da vida é muito maior do que a necessidade humana de “agrupar para entender, e entender para dominar”. Whitaker (1959)

19. ■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS ♦ Atualmente os seres vivos são classificados em oito níveis taxonômicos ordenados hierarquicamente.

20. ■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS ♦ Biologicamente, uma subespécie é importante por corresponder a um primeiro passo no processo de surgimento de uma nova espécie. ♦ O isolamento (absoluto e prolongado), no tempo geológico, de duas subespécies poderá originar duas espécies distintas. ♦ Sob o ponto de vista paleontológico, a caracterização da distribuição geográfica e temporal de diferentes subespécies pode levar a um maior refinamento paleoecológico e bioestratigráfico.

21. ■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS ♦ Na década de 90, Carl Woese, Otto Kandler e MarckWhellis, compararam sequências nucleotídicas de DNA codificante para o RNA ribossomal. ♦ Através dos resultados obtidos, construíram uma árvore filogenética mostrando que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo.

23. ■ PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS ♦ Eukarya - inclui todos os eucariontes (protistas, fungos, plantas e animais). ♦ Archaebacteria - inclui procariontes que vivem em condições ambientais extremas (extremófilos) – temperaturas muito elevadas ou valores extremos de pH. ♦ Eubacteria- inclui os procariontes mais comuns e que existem com maior dispersão na Natureza.

24. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Pai da Taxonomia Binomial ♦ Autor do SYSTEMA NATURAE (1758) ♦ As grandes viagens traziam animais, plantas e rochas para os estudiosos descreverem – glorificação da criação divina ♦ Desenvolveu o sistema binomial de classificação de plantas e animais – Gênero e Espécie CAROLUS LINNAEUS (1707 - 1778) “Agrupamento de organismos de acordo com suas semelhanças morfológicas.”

25. Deus creavit, Linnaeusdisposuit (Deus cria, Linnaeus organiza) ♦ Linnaeusagrupou as espécies em uma hierarquia de categorias: Reino Phylum (Filo) Classe Ordem Família Gênero Espécie ♦Influências da Teologia Natural (Aristóteles) na Taxonomia a) Nomenclatura em latim e grego. b) Holótipo = espécime referência (único). c) Localidade tipo = local de origem do holótipo.

26. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ O trabalho classificatório processa-se em 2 etapas: • Trabalho analítico → Descrição do organismo (estabelecimento da espécie). • Trabalho sintético → Formação de grupos mais amplos (categorias taxonômicas). ♦ Categorias taxonômicas • Obrigatórias → Phylum, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie. • Facultativas → Subphylum, Superclasse, Subclasse, Infraclasse, Coorte, Superordem, Subordem, Infraordem, Superfamília, Tribo, Subtribo, Subgênero, Subespécie.

27. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ O procedimento biológico classificatório obedece aos seguintes parâmetros: • Observações empíricas • Observações biológicas • Observações genéticas

28. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Conceito de Tipo - nos tempos de Linné as espécies eram constituídas com base em determinado espécime “tipo” (a classificação dava-se segundo coincidências). ♦ Com George Cuvier a classificação evoluiu para a análise de um “padrão anatômico” (respeitando-se, assim, as variações individuais). ♦ Nosdias de hoje, entende-se que a diversidade de seresvivos é resultante de processosevolutivos e queessesprocessospodemocorrerbasicamenteporanagênese e cladogênese.

29. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA

30. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ As regras que regem a designação dos organismos vivos estão agrupadas no Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (Ride et alii, 1985) e no Código Internacional de Nomenclatura Botânica (Greuteret alii, 1988). ♦ Os códigos apresentam normas rígidas, cuja aplicação é supervisionada por comitês internacionais de especialistas em Sistemática e em Nomenclatura. ♦ Determinam as condições de validade de um nome, como e em que situação este nome pode ser alterado e vários outros procedimentos.

31. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Até o séc. XVIII os manuscritos e livros impressos eram obrigatoriamente escritos em latim. ♦ O surgimento do nacionalismo, nas diversas regiões da Europa, levou a necessidade de se criar nomes técnicos internacionais para os animais. __________________________________________________________________ ♦ Os nomes científicos devem ser escritos com raízes gregas ou latinas (ou, na falta delas, com palavras latinizadas). * Anthropoidea (gr.: anthropus → homem) * Marsupialia (lat.: marsupium → bolsa) * Homo (lat.: homo → homem)

32. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Nomes geográficos são nomes próprios e, portanto, não aceitam traduções, devendo ser latinizados na declinação neutra (“us” ou “is”). * Australopithecusafarensis * Mesosaurus brasiliensis * Australopithecusafricanus __________________________________________________________________ ♦ Nomes patronímios são nomes próprios e, portanto, não aceitam traduções, devendo ser latinizados na declinação masculina (“i”) ou na feminina (“ae”). * Paranthropusboisei → du Bois * Latimeriachulmanae → Chulmann * Carodiniavieirai → Vieira * Ramapithecusnyanzae → Nyanz

33. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ A nomenclatura estrutura-se a partir do nome da espécie, formado pelo nome “genérico” e “específico”. * Homo habilis ________________________________________________________________ ♦ Numa publicação científica, deve-se acrescentar o nome do autor, uma vírgula e o ano da publicação. * Parapanochthusjaguaribensis Moreira, 1971

34. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ A nomenclatura da subespécie é tri nominal (nome genérico + nomeespecífico + nomesubespecífico). * Homo sapiens neanderthalensis ________________________________________________________________ ♦ A nomenclatura do subgênero é tri nominal (nome genérico + nomesubgenérico + nomeespecífico). * Australopithecus (Plesianthropus) transvalensis

35. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Nomesde subespécie, espécies, subgêneros e gênerosdevemaparecersempregrifados no texto. “Aparentementedestemesmoestoque de Australopithecus anamensisancestral evoluiu o Australopithecus bahrelghazali, aparentado e contemporâneo do Australopithecus afarensis”

36. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Nomesempregadosparadenominar as categoriastaxonômicas de gêneroparacimasãosempreuninominais (escritas com inicialmaiúscula). * Gorilla * Perissodactyla * Canidae * Mollusca ________________________________________________________________________ ♦ Lei da Tautonomia → Os nomes específico, genérico, subespecífico e subgenérico (na composição do nome) podem ser repetidos. * Gorillagorilla * Smilodonpopulatorpopulator * Rattusrattus * Paranthropusrobustusrobustus

37. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Algunsnomesdevemserescritos com terminaçõesfixas: * Tribo → ini (Hominini) * Subfamília → inae (Homininae) * Familia → idea (Hominidae) * Superfamília → oidea (Hominoidea) * Subordem → ina/dina (Hominina)

38. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Quandoumaespécie é reclassificadaem outro gênero, o nome do autor da primeiraclassificaçãodeveaparecer entre parêntesesapós o novo nome. * ZinjanthropusboiseiLeakey, 1959 → Paranthropusboisei(Leakey, 1959) * Pithecanthropus erectus Dubois, 1983 → Homo erectus (Dubois, 1983)

39. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ Lei da prioridade → paraque um nomecientíficotenhavalidadefaz-se necessário a atenção de certosrequisitos: ♦ A concordância do nome com as regras do Cód. Intern. de Nomencl. Zool. ♦A descrição do organismodevedar-se pormeio de fotografias e desenhos. ♦A falta de algumrequisitopodedeterminar a invalidação do nome.

40. ■ REGRAS DE NOMENCLATURA ♦ NominaNuda (nomenulo) → Nome nãoestáemconcordância com o Cód. Intern. de Nomencl. Zool. ♦ Homonímia→ O nomeescolhidojáfoiusadoparadenominar outro táxon. ♦ Sinonímia→ Um mesmo animal recebeduasdenominaçõesdistintas. ♦ IncertaeSedis→ Grupo com posiçãotaxonômicaaindanãodeterminada.

41. ■ A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA ♦ Crosta Terrestre → imenso arquivo natural. ♦ Rochas → páginas de registro deste arquivo (geológico & biológico). ♦ Paleontologia → ciência destinada ao estudo dos documentos biológicos do planeta.

42. ■ A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA ♦ Paleontologia → relacionada com a Biologia e a Geologia. → ponto de contato entre estas duas ciências naturais. ♦ Mantém fortes vínculos com a Estratigrafia e a Geologia Histórica.

43. ■ A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA ♦ Paleontologia → Reconhece as mudanças havidas nas tafofaunas e tafofloras. ♦ Fóssil → Todo resto orgânico, ou evidência direta da presença de seres vivos, antes da época geológica atual.