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Sistemática e Classificação Biológica

Atualizado: 23 de mai. de 2020




História da Classificação


Em uma resumida história da classificação dos seres vivos podemos perceber que existem cerca de 1.250,000 espécies de animais invertebrados, onde mais de 1.000.000 deles possuem três características peculiares como:

  • Corpo formado por segmentos transversais (os metâmeros).

  • Armadura corporal externa e resistente (o exoesqueleto).

  • Apêndices corporais (pernas, antenas, etc...) dotados de juntas articuladas dobráveis.


Essas características compõem o padrão corporal básico dos animais que são chamados artrópodes. O grupo das artrópodes é atualmente formado pelos insetos, crustáceos, aracnídeos, miriápodes, e outros animais menos conhecidos. Dentro desse grupo pode-se reconhecer facilmente o ``padrão inseto´´ que é o corpo revestido por exoesqueleto, dividido em cabeça, tórax e abdome, e apêndices articulados, sendo três pares de pernas e um par de antenas.Esse reconhecimento do padrão básico de organização corporal ajuda a entender a variedade do grupo de insetos, que possui mais de 700 mil espécies descritas. Organizar os seres vivos de acordo com padrões compartilhados tem ajudado os cientistas a organizar e a entender a diversidade da vida.



Nos últimos séculos vários pensadores e cientistas se empenharam para desenvolver um sistema eficiente para compreender e organizar a diversidade da vida. Esse sistema é a classificação biológica ou taxonomia que basicamente distribui os seres vivos em grupos

hierárquicos denominados táxons. Táxon é qualquer agrupamento de organismos estabelecido com base em semelhanças, podendo se referir tanto a uma espécie como a um conjunto de espécies. Por exemplo na taxonomia tradicional divide-se o conjunto de seres vivos em diversos reinos, essa categoria taxonômica é a mais abrangente. O reino que possui o maior número de espécies é o reino animália, que reúne todos os animais, inclusive o ser humano. E o outro reino é o Plantae, que reúne todas as plantas.Dentro de cada reino há táxons menores que são chamados de filos, como por exemplo dentro do reino animália há um filo que reúne todos os animais com apêndices corporais articulados (filo Arthropoda). Hoje em dia a taxonomia faz parte de um ramo da biologia, chamado de SISTEMÁTICA, onde o principal objetivo é estudar e compreender a diversidade de vida.



Aristoteles


O filósofo grego Aristóteles foi um dos pioneiros em classificar os seres vivos. Em um de seus trabalhos, ele destaca a importância da organização corporal dos animais como critério para dividi-los em grupos. Aristóteles falava que baleias e golfinhos apesar de viveram em ambiente aquático e apresentarem semelhanças com os peixes, eles são diferentes na organização de seus corpos, com isso são semelhantes aos mamíferos, aos quais deveriam ser classificados.


Depois de Aristóteles, praticamente não ocorreram progressos significativos na classificação biológica ate o renascimento. A partir de então, estudiosos começaram a pensar em sistemas que agrupassem os seres vivos de acordo com suas características mais típicas (estrutura corporal e funções orgânicas). E então surgiu o SISTEMAS NATURAIS de classificação, onde se consistia em utilizar na classificação apenas características realmente importantes da natureza biológica.



Lineu


No sistema de Lineu todos os seres vivos são agrupados em deferentes categorias. Ao todo são sete categorias taxonômicas. A maior é a mais abrangente que é o reino. Cada reino é dividido em filos, cada filo é subdividido em classes. Cada classe é subdividida em ordens. Cada ordem é subdividida em famílias. Cada família é subdividida em gênero e cada gênero é subdividido em espécies.A espécie é a categoria básica, nela encontram-se os indivíduos que são capazes de se reproduzir entre si e de produzir descendentes férteis. Quanto maior for a semelhança entre dois seres, maior deve ser seu parentesco e, da mesma forma, esses indivíduos deverão apresentar muitas categorias taxonômicas em comum.










Nomenclatura binominal


A nomenclatura binomial designa o conjunto de normas que regulam a atribuição de nomes científicos às espécies de seres vivos. Assim, todas as espécies podem ser identificadas, sem risco de ambiguidade. A utilização do sistema de nomenclatura binomial é um dos pilares da classificação científica dos seres vivos, sendo regulada pelos códigos específicos da nomenclatura botânica, zoológica e bacteriológica. Essa nomenclatura foi primeiramente proposta pelo naturalista suíço Gaspard Bauhin, no século XVII e formalizada por Lineu no século seguinte.

Suas normas:

  • As espécies são identificadas por um binome, um nome composto por dois nomes: um nome genérico (epíteto genérico) e um descritor específico (epíteto específico).

  • As subespécies têm um nome composto por três nomes, ou seja, um trinome, colocados pela seguinte ordem: nome genérico, descritor específico e descritor subespecífico. Exemplo: Rhea americana alba, onde alba é a subespécie.

  • Todos os táxon hierarquicamente superiores à espécie tem nomes compostos por uma única palavra, ou seja, um “nome uninominal”.

  • Os nomes científicos devem ser sempre escritos em itálico, como em Homo sapiens. Quando manuscritos devem ser sublinhados.

  • O primeiro termo, o nome genérico é sempre escrito começando por uma letra maiúscula, enquanto o descritor específico nunca começa por uma letra minuscula. Ex: Canis lupus ou Anthus hodgsoni.


Em textos acadêmicos e científicos, a primeira referência a um táxon, nomeadamente a uma espécie, é seguida da sobrenome do cientista que primeiro validamente o publicou (na zoologia) ou da sua abreviatura padrão (botânica e micologia). Se a espécie teve a sua posição taxonômica alterada por inclusão em gênero diferente do original, o sobrenome ou a abreviatura padrão do autor original e a data de publicação original são fornecidos em parênteses antes da indicação de quem publicou o novo nome.


Conceito biológico de espécie


Dois grandes cientistas e divulgadores da teoria evolucionista, Theodosius Dobzhansky e Ernest Mayr, propuseram uma conceituação de espécie que foi chamada de conceito biológico da espécie. Nesse conceito eles falam que: “espécie é um grupo de populações cujos indivíduos, em condições naturais, são capazes de se cruzar e de produzir descendentes férteis, estando reprodutivamente isolados de indivíduos de outras espécies.”

Podemos perceber que nesse conceito o critério que foi usado para a conceituação não foi a morfologia e sim a possibilidade de haver ou não cruzamentos bem sucedidas. Foram considerados da mesma espécie só os indivíduos capazes de se cruzar e produzir descendentes férteis e que apresentem isolamento reprodutivo relacionado as outras espécies.A égua (Equus caballus) com o jumento (Equus asinus) é um ótimo exemplo de duas espécies que apresentam isolamento reprodutivo quando seus membros se cruzam em condições naturais e sua descendência não é fértil. Ao cruzar esses dois animais nascera os animais chamados mulas ou burros, são híbridos, são quase sempre estéreis.

Na definição biológica de espécie é importante destacar “em condições naturais” porque em condições artificiais de cativeiro os indivíduos podem se cruzar e produzir um ou mais descendentes férteis. Se cruzar um tigre com uma leoa, surge um tipo de hibrido, o tigon. Segundo biólogos de alguns zoológicos, fêmeas de tigon férteis já foram cruzadas com tigres, produzindo descendentes férteis também, que são chamados de ti-tigon. Por mais que sejam férteis, os ti-tigons só existem em cativeiros. Mesmo os leões e tigres sejam capazes de se cruzar em cativeiro, eles podem ser considerados de raças distintas pois com base no conceito biológico eles nunca se cruzam em condições naturais.


Conceito de subespécie, ou raça geográfica


O processo evolutivo em que, a partir de uma população original, se deram novas populações com características adaptativas próprias, que as diferenciam, é chamado de radiação adaptativa. Populações de uma mesma espécie que se formam por radiação adaptativa e podem ser bem diferenciadas são chamadas de subespécie.A denominação cientifica de uma subespécie precisa ter o acréscimo de um terceiro termo ao binômio que designa espécie. Um exemplo para se entender melhor é que alguns paleontólogos consideram os homens neandertalenses (hoje extintos) e os seres humanos atuais duas subespécies da mesma espécie, chamada Homo sapiens neanderthalensis e Homo sapiens sapiens. A caracterização de subespécie foi mais polêmica que a de espécie. O instituto Smithsoniano e a sociedade americana de Mamalogistas em 1993 reclassificaram os cães, que deixaram de ser considerados a espécie biológica Canis familiaris e passaram a ser uma subespécie de lobo(Canis lupos), com nome cientifico de Canis lupus familiaris. Algumas autoridades cientificas queriam ir mais longe, defendendo a ideia de que cães domésticos não devem ser considerados uma subespécie, mas uma variante doméstica do lobo cinzento, então, deveriam ser chamados de Canis lupus apenas.


Como a teoria evolucionista explica a formação de novas espécies


A formação de novas espécies, processo chamado de especiação, é a base do processo evolutivo, o principal jeito de novas espécies surgirem na natureza é por cladogênese ou especiação por diversificação. Cladogênese é a divisão de uma espécie ancestral em dois ou mais novos ramos que, ao final de algum tempo, formam novas espécies. O denominado isolamento geográfico é quando a cladogênese tem inicio com a separação física entre duas ou mais populações de uma espécie ancestral. Mas é o isolamento geográfico que dificulta ou até mesmo impede o encontro entre indivíduos das populações isoladas. Esse isolamento pode ocorrer por vários fatores como um rio que corta uma planíce, um braço de mar que separa ilhas e continentes. A alotropia que é uma vez que isoladas, as populações de uma espécie começam a ter histórias evolutivas diferentes. Mutações genéticas a ambientes diferentes leva à variedade dos grupos isolados, com isso suas características fisiológicas e morfológicas são cada vez mais diferentes. Simpátricas é quando nas fases iniciais do processo de diversificação, as populações isoladas voltarem a ter contato, seus membros passarão a se cruzar livremente, tendo uma descendência fértil. Então as diferenças entre elas predisposição a diminuir, porque seus genes se misturarão e o resultado final será uma população única, com uma maior variedade genética.Se as populações não tiverem contato as diferenças se acumulam e os indivíduos das diferentes populações se tornam incapazes de se cruzar. Então aparece um novo tipo de isolamento entre elas mesmas que é o isolamento reprodutivo e as duas populações passam a ser distintas.


Classificação biológica e a teoria evolucionista


Espécies atuais originaram-se por diversificação de espécies ancestrais. Esse pensamento leva a ideia de uma grande arvore filogenética que une os seres vivos. Nessa teoria há uma tendência a não seguir as categorias taxonômicas da classificação tradicional, em diferentes grupos, não possui correspondência entre os táxons. Exemplo, os táxons que estudiosos de mamíferos costumavam denominar de família não correspondem, em termos evolutivos, aos que os entomólogos associam a família.Muitos sistêmatas tem preferido usar o termo clado, para falar sobre grupos de espécies constituídos por uma espécie ancestral e todos seus descendentes. Um dos grandes desafios da Sistemática é escolher características morfológicas, funcionais ou ate mesmo moleculares que sejam importantes para classificar os organismos, ou seja, que reflitam seu real parentesco evolutivo. Homologia evolutiva são características herdadas da ancestralidade, procurando homologias entre diferentes grupos de organismos é a base para determinar seu grau de parentesco evolutivo. No plano morfológico é importante falar que as homologias podem ser identificadas nos denominados órgãos homólogos, que são estruturas corporais que se desenvolvem de modo semelhante em embriões de diferentes espécies que tiveram ancestralidade em comum. Mesmo apresentando a mesma origem embrionária, os órgãos homólogos podem se desenvolver em estruturas bem diferentes, como exemplo dos esqueletos das asas das aves, adaptadas ao voo, e das nadadeiras peitorais dos golfinhos, adaptadas à natação. É importante ressaltar que a presença de estruturas semelhantes em espécies diferentes não significa necessariamente ancestralidade comum. Características parecidas podem mudar de maneira independente em diferentes linhagens de seres vivos, formando adaptações a modos de vida semelhante, esse fenômeno é chamado de convergência evolutiva. Semelhanças como principio estrutural, como por exemplo o principio estrutural de asas adaptadas ao voo que apresentam superfície ampla e que possibilita sustentação no ar estão presentes nos insetos e nas aves, embora eles tenham origens embrionárias diferentes.


Filogenias


Na teoria da evolução, sabemos que qualquer grupo de espécies, em algum momento da história, teve indivíduos em comuns. Então , descendentes destes, com modificações, resultando a seleção natural. Entender a filogenia é bem semelhante a observação da árvore cronológica, porque temos a representação dos antepassados de baixo para cima, até chegarmos nas espécies mais evolutivas ou mais adaptadas.Está representada uma árvore filogenética, podemos ver que o ancestral na ponta inferior com ramificações e, a cada divisão que ocorre, chamamos de evento de especiação. Neste estágio há uma divisão da linhagem ancestral, dando origem a duas ou mais gerações. A troca de informações de uma espécie para a outra ocorre de duas maneiras: transferência vertical e transferência lateral. A diferença entre essas duas maneiras é que no primeiro caso as características são passadas de progenitores para os seus descendentes. Já na segunda situação, a transmissão dos genes das espécies ocorre de organismos sem parentesco definido, sendo muito comum em seres procariontes, como as bactérias.


Sistemática moderna


A classificação biológica faz parte da sistemática.


Os principais objetivos da sistemática são:

  • Compreender os processos responsáveis pela existência da diversidade biológica.

  • Desenvolver critérios para organizar a diversidade, colocando os seres vivos de acordo com características relevantes.

  • Descrever a diversidade biológica, desenvolvendo catálogos tao completos quanto possível das características típicas de cada espécie, além de denominar ela com um nome cientifico.


Cladística


O princípio fundamental da cladística parte da premissa de que a relação de evolução das espécies devem ser o responsável pela classificação dos mesmos. Análises feitas em espécies antigas, sejam elas fossilizadas ou ainda existentes, procuram características padrões que as espécies inclusas no grupo assemelham ter. Podendo ser caracteres primitivos, derivados ou evoluídos.O que define um caractere ancestral é justamente a característica dos seres vivos, sejam eles plantas ou animais, que pertencem ao mesmo grupo, todos tem essa determinada característica. Um bom exemplo é o fato de ter quatro membros, característica dos mamíferos que foi herdada de um ancestral comum, podendo esse ser um proto-mamífero ou um réptil similar a um mamífero. No entanto, quando analisamos um organismo (micro seres) essa característica acaba não tendo serventia, pois os mesmos não possuem membro algum. Para os pesquisadores do tema, esse tipo de caracteres é chamado de plesiomórficos e quando esse caractere está presente em todos os componentes do grupo que ele faz parte, chama-se simplesiomórfico. Se o caractere for derivado, recebe o nome de apomorfias e se fizer parte apenas do grupo que será estudado recebe o nome de autapomorfias. Por exemplo, o fator bípede é uma característica dos hominídeos e no momento que não for compartilhada entre os demais primatas acaba recebendo o nome de autapomorfia. E se o caractere derivado servir para unir dois grupos, ele recebe o nome de sinapomorfia.Um grupo é definido como monofilético quando o mesmo é composto por um complexo de sinapomorfias, isso quer dizer que esse grupo engloba todos os descendentes de um ancestral comum. Já um grupo que pode ser identificado apenas por um conjunto de características plesiomórficas e apomórfia é definido como parafilético, ou seja, os indivíduos desse grupo se assemelham em alguns dos descendentes de um ancestral comum e não todos. E finalmente chegamos ao grupo polifilético, que é aquele no qual os integrantes do mesmo são distintos e são descendentes de um ancestral também



Cladogramas


Cladogramas são esquemas gráficos muito parecidos às árvores filogenéticas, mas construídos segundo os princípios dessa sistemática. Um desses princípios é que novas espécies aparecem por cladogênese, processo onde duas espécies se originam de uma espécie ancestral.A aplicação de analise cladística á classificação biológica vem trazendo mudanças importantes nas arvores filogenéticas construídas pelos métodos tradicionais. As penas não são uma apomorfia das aves, uma característica apenas delas, porque em grupos primitivos extintos, com característica típica de repteis.

Diferentes classificações


seres vivos são classificados em cinco reinos, de acordo com as semelhanças de suas características para que a história evolutiva de cada grupo seja entendida e organizada. Esse sistema de classificação, precisamos entender os critérios utilizados para separar os seres vivos nos cinco grupos.A unidade básica para separação usada é a espécie, dizemos que temos uma espécie quando indivíduos semelhantes conseguem se reproduzir e gerar descendentes que podem gerar outros descendentes.O idioma oficial usado na classificação dos seres vivos é o Latim, e como essa língua não é mais falada em nenhuma parte do mundo, as espécie terão absolutamente o mesmo nome no Brasil e na China, por exemplo, pois não sofrerá nenhuma mudança de idioma local.Os Reinos foram divididos separando espécies mais semelhantes em morfologia, anatomia, embriogênese e etc.. São eles: Reino Monera, Reino Protista, Reino Fungi, Reino Animalia e Reino Plantae.


Reino monera

Os seres que fazem parte desse grupo são unicelulares, ou seja, possuem apenas uma célula no organismo. Além disso, outra característica é que essa célula é procariota, ou seja, não tem núcleo definido.As bactérias fazem parte desse grupo. Elas podem ser autotróficas, quando produzem o próprio alimento ou heterotróficas, quando há a necessidade de retirar nutrientes de outros seres vivos para sobreviver.




Reino proctista

Os representantes desse grupo possuem núcleo definido, portanto são eucariontes e podem ser autotróficos e heterotróficos.Esse reino tem tanto organismos unicelulares, como os protozoários e algumas algas, quanto pluricelulares como as macro algas que já foram classificadas no Reino Plantae, mas foram transferidas para o Reino Protista pela sua reprodução muito simples.



Reino fungi

Os organismos que pertencem ao Reino Fungi não conseguem produzir o próprio alimento, ou seja, são heterotróficos, podendo ser uni ou pluricelulares.A reprodução assexuada pode ser por brotamento, fragmentação ou produção de esporos.



Reino plantae

O seres vivos desse grupo são eucariontes, pluricelulares e autotróficos fotossintetizantes, ou seja, produzem o próprio alimento. É o grupo onde estão inseridas todas as plantas,



Reino animalia

Os seres vivos pertencentes a esse grupo são eucariontes e podem ser uni ou pluricelulares. Esse é o Reino em que estão todos os animais, inclusive nós seres humanos. Os animais são heterótrofos, ou seja, necessitam de outros seres vivos para que consigam alimento.







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