curso: licenciatura em ciências biológicas disciplina ......considerar as semelhanças e...

Organização da Diversidade Biológica

CURSO: Licenciatura em Ciências Biológicas

DISCIPLINA: Biologia Geral

PROFESSORA: Dra. Jaqueline Figuerêdo Rosa

A Diversidade da VidaMycobacterium

tuberculosis

Entamoeba histolytica

Zea mays

Canis familiaris

Homo sapiensFelis catus

Apis mellifera

Pisum sativum

Mycobacteriumtuberculosis Zea mays

Homo sapiensFelis catus

Apis mellifera

Estima-se que existem 8,7 milhões de espécies noplaneta Terra!

Canis familiaris

Entamoeba histolytica

Pisum sativum

Mycobacteriumtuberculosis Zea mays

Homo sapiensFelis catus

Apis mellifera

Estima-se que existem 8,7 milhões de espécies noplaneta Terra! 1,2 milhões já catalogadas!

Canis familiaris

Entamoeba histolytica

Pisum sativum

Mycobacteriumtuberculosis Zea mays

Homo sapiensFelis catus

Apis mellifera

São 1,2 milhões de espécies conhecidas! Para estudá-las precisamos organizá-las!

Canis familiaris

Entamoeba histolytica

Pisum sativum

maedecachorro.com.br

cachorrogato.com.br

3.bp.blogspot.com

gatosmania.com

misanimales.com

encrypted-tbn3.gstatic.com

s3-sa-east-1.amazonaws.com

4.bp.blogspot.com

encrypted-tbn0.gstatic.com

faunaparaguay.com

12

3 4

5

67

8

9

10

11 12

13 14 15

16

Como vocês organizariam essa diversidade de seres

vivos?

maedecachorro.com.br

cachorrogato.com.br

3.bp.blogspot.com

gatosmania.com

misanimales.com

encrypted-tbn3.gstatic.com

s3-sa-east-1.amazonaws.com

4.bp.blogspot.com

encrypted-tbn0.gstatic.com

faunaparaguay.com

12

3 4

5

67

8

9

10

11 12

13 14 15

16

1 4 13

6 8

2

16

11

3

714

10

15

912

5

Dá pra organizar

mais?

Mamíferos

Vegetais

?

Mamíferos

Vegetais

O nome disso que acabamos de fazer é CLASSIFICAÇÃO!

Classificar é agrupar elementos (objetos ou seres vivos) de acordo com certos critérios,

como semelhanças ou diferenças!

Classificação Biológica

Classificação Artificial:

Classificação Natural:

utiliza critérios arbitrários, semconsiderar as semelhanças ediferenças fundamentais entre osseres vivos, p.ex. quanto ao habitat,à forma de locomoção, utilidade.

Classificava (classificação artificial) osanimais baseado na relação com osseres humanos:

Úteis Nocivos Indiferentes

Santo Agostinho

Século IV d.C

Úteis Nocivos

Classificação artificial quanto a locomoção:

underproductz.blogspot.com.br

encrypted-tbn0.gstatic.com

VOADORES

culturamix.com

NADADORES

encrypted-tbn2.gstatic.com

Classificar é agrupar elementos (objetos ou seres vivos) de acordo com certos critérios,

como semelhanças ou diferenças!

Classificação Biológica

Classificação Artificial:

Classificação Natural:

utiliza critérios arbitrários, semconsiderar as semelhanças ediferenças fundamentais entre osseres vivos, p.ex. quanto ao habitat,à forma de locomoção, utilidade.

baseada nas semelhanças e diferençasfundamentais entre os seres vivos(considera um conjunto de caracteresfenéticos: morfológicos, fisiológicos,reprodutivos, genéticos e ecológicos)

Classificação natural:

underproductz.blogspot.com.brencrypted-tbn0.gstatic.com

MAMÍFEROS

culturamix.com

ARTRÓPODES

encrypted-tbn2.gstatic.com

Esqueleto interno, endotérmicos,

glândulas mamárias.

Esqueleto externo, corpo segmentado

(metameria)

Classificar é agrupar elementos (objetos ou seres vivos) de acordo com certos critérios,

como semelhanças ou diferenças!

Classificação Biológica

Classificação Artificial:

Classificação Natural:

utiliza critérios arbitrários, semconsiderar as semelhanças ediferenças fundamentais entre osseres vivos, p.ex. quanto ao habitat,à forma de locomoção, utilidade.

baseada nas semelhanças e diferençasfundamentais entre os seres vivos(considera um conjunto de caracteresfenéticos: morfológicos, fisiológicos,reprodutivos, genéticos e ecológicos)

TAXONOMIA

é realizada pela

TAXONOMIA

taxis: ordenação

nomos: regra

Ramo da biologia que identifica, descreve, nomeia e classifica os seres vivos.

Agrupa os organismos em grupos que denominamos TÁXONS.

Qualquer agrupamento de organismos com base em semelhanças fenéticas!

Existem diferentes níveis!

Basicamente, são 7 categorias ou níveis taxonômicos:

REINO

FILOS

CLASSES

ORDENS

FAMÍLIAS

GÊNEROS

ESPÉCIES

agrupa

agrupa

agrupa

agrupa

agrupa

agrupa

Basicamente, são 7 categorias ou níveis taxonômicos:

Classificação Hierárquica de Carolus Linnaeus! (Século XVIII)

A classificação mais utilizada compreende 5 reinos:

MONERA

PROTOCTISTA

FUNGI

PANTAE

ANIMALIA

PORÍFERA

CNIDÁRIA

PLATYHELMINTES

NEMATODA

MOLLUSCA

ANNELIDA

ARTHROPODA

ECHINODERMATA

CHORDATA

Reinos:

Filos:

agrupam

AMPHIBIA

REPTILIA

AVES

MAMMALIA

Classes:

agrupam

CETACEA

CHIROPTERA

CARNIVORA

PRIMATES

Ordens:

agrupam

CANIDAE

URSIDAE

FELIDAE

HYAENIDAE

Famílias:

agrupam

Panthera

Leopardus

Felis

Puma

Gêneros:

agrupam

Felis silvestris

Felis nigripe

Felis margarita

Felis catus

Espécies:

agrupam

jardimcor.com

Qual a classificação taxonômica do gato

doméstico?

nossomeioporinteiro.files.wordpress.com

Carolus Linnaeus também criou as

regras para nomear as espécies!

As espécies são nomeadas pela Nomenclatura Binomial.

Regras:

O gênero deve ter sempre a primeira letra maiúscula, mas oepípeto específico deve ser escrito em letras minúsculas;

dois regra O nome científico de todo ser vivo deve ser composto por

duas palavras (Carl von Linné, Lineu, 1741-1783).

Exemplo: Felis catusepípeto genérico epípeto específico

Os nomes devem ser escritos em latim ou com palavraslatinizadas (Ex., Eulaema atleticana, Euglossa jacquelynae);

O nome deve ser destacado do resto do texto:no texto impresso, deve estar em itálico (Felis catus);no escrito a mão deve estar sublinhado (Felis catus);

Para se referir ao gênero como um todo, sem determinar aespécie, ou quando não sabemos a espécie, o gênero pode serseguido apenas de “sp.” (Felis sp.);

TAXONOMIA:Ramo da biologia que identifica, descreve, nomeia e faz a

classificação os seres vivos agrupando-os nos TÁXONS.

SISTEMÁTICA

faz parte da sistemática

Ramo da biologia que estuda diversidade biológica!

:

✓ Identificar, descrever, nomear;✓ Compreender os processos geradores da biodiversidade;✓ Encontrar a ordem existente na diversidade;

Apresentar um sistema geral de referênciasobre a diversidade!

Sistema de Classificação Preditivo

SISTEMÁTICARamo da biologia que estuda diversidade biológica!

:

✓ Identificar, descrever, nomear;✓ Compreender os processos geradores da biodiversidade;✓ Encontrar a ordem existente na diversidade;

Apresentar um sistema geral de referênciasobre a diversidade!

Sistema de Classificação Preditivo

?

SISTEMÁTICARamo da biologia que estuda diversidade biológica!

:

✓ Identificar, descrever, nomear;✓ Compreender os processos geradores da biodiversidade;✓ Encontrar a ordem existente na diversidade;

Apresentar um sistema geral de referênciasobre a diversidade!

Sistema de Classificação Preditivo

Prever as relação entre os seres vivos

SISTEMÁTICARamo da biologia que estuda diversidade biológica!

:

✓ Identificar, descrever, nomear;✓ Compreender os processos geradores da biodiversidade;✓ Encontrar a ordem existente na diversidade;

Apresentar um sistema geral de referênciasobre a diversidade!

Sistema de Classificação Preditivo

Prever as relação entre os seres vivos

Quem são?

SISTEMÁTICARamo da biologia que estuda diversidade biológica!

:

✓ Identificar, descrever, nomear;✓ Compreender os processos geradores da biodiversidade;✓ Encontrar a ordem existente na diversidade;

Apresentar um sistema geral de referênciasobre a diversidade!

Sistema de Classificação Preditivo

Prever as relação entre os seres vivos

EVOLUÇÃO

Prever as relações de parentesco evolutivo

SISTEMÁTICARamo da biologia que estuda diversidade biológica!

:

✓ Identificar, descrever, nomear;✓ Compreender os processos geradores da biodiversidade;✓ Encontrar a ordem existente na diversidade;

Apresentar um sistema geral de referênciasobre a diversidade!

Sistema de Classificação Preditivo

Prever as relações de parentesco evolutivo

Sistemática Filogenética:Estuda a diversidade biológica e sua história evolutiva,

propondo uma classificação baseada na filogenia das espécies!

As Escolas de Classificação:

✓ Escola Filogenética: a classificação deve refletir asrelações de parentesco entre os táxons Agrupa as espécies pelo compartilhamento deancestral comum!

✓ Escola Fenética: agrupa as espécies de acordo com seusatributos fenéticos, baseado na similaridade fenética. Não considera aspectos evolutivos!

✓ Escola Evolutiva: Utiliza uma síntese ou mistura dosmétodos fenéticos e filogenéticos.

Em geral, produzem os mesmos grupos

classificatórios!Por quê?

As Escolas de Classificação:

✓ Escola Filogenética: a classificação deve refletir asrelações de parentesco entre os táxons Agrupa as espécies pelo compartilhamento deancestral comum!

✓ Escola Fenética: agrupa as espécies de acordo com seusatributos fenéticos, baseado na similaridade fenética. Não considera aspectos evolutivos!

✓ Escola Evolutiva: Utiliza uma síntese ou mistura dosmétodos fenéticos e filogenéticos.

Em geral, produzem os mesmos grupos

classificatórios!

Espécies que compartilham ancestrais serão mais

semelhantes feneticamente!

Ridley, 2007

rosarubicondior.blogspot

Ridley, 2007

brasilescola.uolescola.britannica

Mas em alguns casos vão divergir...

Fenética Filogenética

Por convergência evolutiva

Depositphotos

animalandia.educa.madrid.org

euquerobiologia.com.br

Ridley, 2007

Mas em alguns casos vão divergir...

Por evolução rápida de algum grupo

Fenética Filogenética

biologia.seed.pr.gov.br

alunosonline.uol.com.br

achetudoeregiao.com.brRidley, 2007

As Escolas de Classificação:

✓ Escola Filogenética: a classificação deve refletir asrelações de parentesco entre os táxons Agrupa as espécies pelo compartilhamento deancestral comum!

✓ Escola Fenética: agrupa as espécies de acordo com seusatributos fenéticos, baseado na similaridade fenética. Não considera aspectos evolutivos!

✓ Escola Evolutiva: Utiliza uma síntese ou mistura dosmétodos fenéticos e filogenéticos.

✓ Faz um diálogo entre princípios filogenéticos e fenéticos!✓ Em alguns casos vai preferir a classificação fenética (caso

dos répteis), em outros a filogenética (caso da craca)!

As Escolas de Classificação:

✓ Escola Filogenética: a classificação deve refletir asrelações de parentesco entre os táxons Agrupa as espécies pelo compartilhamento deancestral comum!

✓ Escola Fenética: agrupa as espécies de acordo com seusatributos fenéticos, baseado na similaridade fenética. Não considera aspectos evolutivos!

✓ Escola Evolutiva: Utiliza uma síntese ou mistura dosmétodos fenéticos e filogenéticos.

E nós focaremos em qual?

As relações de parentesco entre os seres vivos são representados graficamente pelas filogenias, árvores

filogenéticas ou cladograma.

Osorio, 2013

Cladograma das relações de parentesco evolutivo dos 4 grandes grupos de plantas:

As relações de parentesco entre os seres vivos são representados graficamente pelas filogenias, árvores

filogenéticas ou cladograma.

Adaptado de Osorio, 2013

ancestral comum a

angiosperma e

gimnosperma

ancestral comum a

angiosperma, gimnosperma e

pteridófitas

ancestral comum a

angiosperma, gimnosperma,

pteridófitas e briófitas

Adaptado de Osorio, 2013

ancestral comum a

angiosperma e gimnosperma

ancestral comum a

angiosperma, gimnosperma e

pteridófitas

ancestral comum a

angiosperma, gimnosperma,

pteridófitas e briófitas

Grupo que reúne uma

espécie ancestral e todos

os seus descendentes

Quais outros grupos

monofiléticos desse

cladograma?

Na perspectiva da sistemática filogenética, um táxon só é válido se ele é monofilético!

Adaptado de Osorio, 2013

Parafilético

Polifilético

Reece et al., 2015

Grupos monofiléticos também são chamados de clados numa abordagem filogenética!

Clados menores estão aninhados em clados maiores

Não podem formar táxons

Muitos táxon historicamente conhecidos são poli ou parafiléticose não são aceitos dentro da sistemática filogenética!

A classificação mais utilizada compreende 5 reinos!

Conclusões:1) Os Reinos Monera e Protoctista não são monofiléticos;2) Os Reinos Protoctistas, Plantae, Fungi e Animaliaformam um grupo monofilético;

Por isso, temos uma classificação em três

domínios: Bacteria, Archaea, Eukarya!

Amabis e Martho, 2010

apuntesbioquimicageneral.blogspot.com

Domínio Bacteria

Domínio Archea

Domínio Eukarya

Os Três Domínios:

Possuem células procarióticas,

são as bactérias e cianobactérias

Microrganismos semelhantes às bactérias, possuem células procarióticas. Em geral, vivem

em ambientes extremos.

Possuem células eucarióticas.

Como as relações de parentesco, ou seja, as

árvores filogenéticas são inferidas?

Utilizando os caracteres fenéticos!

Morfológicos Moleculares

principalmente

O foco deixa de ser a similaridade das espécies e passa a ser o compartilhamento de caracteres derivados!

twitter.com/gato_culto

Caráter (característica) x Estados do caráter

Pisum sativum

A cor da flor

Roxa

Branca

Qualquer atributo de um organismo

As diversas condições que um caráter pode assumir

Caráter (característica) x Estados do caráter

Formato do bicoDiferentes formatos adaptados a diferentes recursos alimentares

universiaenem.com.br

Os estados de um caráter deve apesentar uma história de modificações!

Osorio, 2013

Existe aqui uma Série de Transformações

Semente nua

Semente coberta

Em algumas, o embrião está protegido por uma semente.

Todas as plantas terrestres tem embrião dependente e multicelular:

Semente ausente

Semente ausente

Para o caráter proteção do embrião:

A sequencia de modificações que um determinado caráter sofreu, tornando-se sucessivamente mais derivado!

Osorio, 2013

Existe aqui uma Série de Transformações

Semente nua

Semente coberta

Semente ausente

Semente ausente

Osorio, 2013

Numa Série de Transformações teremos condições mais antigas e condições mais recentes derivadas das mais antigas!

Semente nua

Semente coberta

Semente ausente

Semente ausente

A condição mais antiga A(s) condição(ões) mais recente(s)

Plesiomorfia Apomorfia

As novidades evolutivas

Osorio, 2013

Se a condição é plesiomórfica ou apomórfica é relativo!

Semente nua

Semente coberta

Semente ausente

Semente ausente

Apomórfica Plesiomórfica

Osorio, 2013

As vezes, numa série de transformação os estados de caracteres serão denominados de homologias ancestrais e homologias derivadas!

Semente nua

Semente coberta

Semente ausente

Semente ausente

A condição mais antiga A(s) condição(ões) mais recente(s)

Plesiomorfia Apomorfia

Osorio, 2013

Uma homologia é um caráter compartilhado por 2 ou mais espécies que estava presente no ancestral comum delas.

Homologia ancestral (Plesiomorfia)

Sem proteção de semente Com proteção de semente

Homologia derivada (Apomorfia)

Plesiomorfia

Sem proteção de semente Com proteção de semente

Apomorfia

O compartilhamento de estados de caráter por grupos é denominado Simplesiomorfia ou Sinapomorfia!

Semente ausente: estado de carácter ou caráter

simplesiomórfico

semente presente: estado de carácter ou caráter

sinapomórfico

Osorio, 2013

Osorio, 2013Osorio, 2013

Semente ausente

Simplesiomorfia

Semente presente

Sinapomorfia

Osorio, 2013Osorio, 2013

Semente ausente

Simplesiomorfia

Semente nua

Sinapomorfia

Semente no fruto

Autopomorfia

Apomorfia de um único ramo terminal em um cladograma!

Osorio, 2013

Grupo monofilético

ancestral comum a

angiosperma e gimnosperma

Sinapomorfia

São caracteres ou estados de caracteres compartilhados por grupos monofiléticos!

Osorio, 2013

Grupo Monofilético

ancestral comum a pteridófita,

angiosperma e gimnosperma

Osorio, 2013

Grupo Monofilético

Sinapomorfia

Osorio, 2013

Grupo Monofilético

Sinapomorfia

ancestral

comum a todas

Os grupos monofiléticos serão definidos pelos caracteres derivados compartilhados (sinapomorfias)!

Como as relações de parentesco, ou seja, as

árvores filogenéticas são inferidas?

Utilizando os caracteres fenéticos!

Morfológicos Moleculares

principalmente

O foco deixa de ser a similaridade das espécies e passa a ser o compartilhamento de caracteres derivados!

twitter.com/gato_culto

As relações de parentesco são definidas pela ancestralidade comum (monofilia)...

Os Grupos monofiléticos são definidos pelas características compartilhadas (sinapomorfias)...

Como construir uma filogenia?

1) Definir quais estados de caráter ou quaiscaracterísticas são ancestrais e quais são derivadas;

2) Formar os grupos monofiléticos baseado nassinapomorfias!

1) Definir quais estados de caráter ou quaiscaracterísticas são ancestrais e quais são derivadas:

Semente ausente X Semente presente

Qual estado ancestral?

universiaenem.com.br

1) Definir quais estados de caráter ou quaiscaracterísticas são ancestrais e quais são derivadas:

Para definir a polaridade de um caráter é necessário utilizar um grupo externo!

Uma espécie ou um grupo de espécies que se sabe que é de uma linhagem que divergiu da linhagem do grupo em

estudo (grupo interno) antes da diversificação deste!

Supõe-se que o estado do caráter no grupo externo é o estado ancestral!

1) Definir quais estados de caráter ou quaiscaracterísticas são ancestrais e quais são derivadas:

Semente ausente X Semente presente

Qual estado ancestral?

Algas

Teliga.net

Vamos usar algas como grupo externo às plantas terrestres!

Elas não possuem sementes, então qual o estado ancestral?

Embrião

dependente e

multicelular

Vasos

condutores

de seiva

Sementes Frutos

Algas (Externo) Não Não Não NãoBriófitas Sim Não Não Não

Pteridófitas Sim Sim Não NãoGimnospermas Sim Sim Sim NãoAngiospermas Sim Sim Sim Sim

Embrião

dependente e

multicelular

Vasos

condutores

de seiva

Sementes Frutos

Algas (Externo) 0 0 0 0Briófitas 1 0 0 0

Pteridófitas 1 1 0 0Gimnospermas 1 1 1 0Angiospermas 1 1 1 1

Vamos comparar todas características com o grupo externo!

Embrião

dependente e

multicelular

Vasos

condutores

de seiva

Sementes

Algas (Externo) 0 0 0Briófitas 1 0 0

Pteridófitas 1 1 0Gimnospermas 1 1 1Angiospermas 1 1 2

0 → Sem semente1 → Semente nua2→ semente em fruto

Embrião

dependente e

multicelular

Vasos

condutores

de seiva

Sementes Frutos

Algas (Externo) 0 0 0 0Briófitas 1 0 0 0

Pteridófitas 1 1 0 0Gimnospermas 1 1 1 0Angiospermas 1 1 1 1

Sinapomorfia de Angiospermas e GiminospermaSinapomorfia de

Pteridófitas, Angiospermas e Giminosperma

Sinapomorfia de Briófitas,

Pteridófitas, Angiospermas e Giminosperma

Sinapomorfia ou autopomorfia das

Angiospermas

2) Formar os grupos monofiléticos baseado nassinapomorfias!

Osorio, 2013

Reece et al., 2015

Reece et al., 2015

umamaneirafacildeensinar.blogspot.com

Construam a filogenia desses organismos

As homoplasias dificultam a construção das filogenias!

Caráter que aparece independentemente em mais de uma linhagem!

Ambos possuem os membros anteriores adaptados para o vôo

Paralelismo ou convergência: estados de carácter similares em organismos não relacionados

ib.usp.br

As homoplasias dificultam a construção das filogenias!

Caráter que aparece independentemente em mais de uma linhagem!

Reversão: estados de carácter derivado é revertido ao ancestral.

Mas os Siphonaptera

perderam a asa voltando ao estado ancestral

PulgasAncestral dos Pterygotapossuíam asas

petsandparasites.org

As homoplasias dificultam a construção das filogenias!

Quando elas existem mais de uma árvore filogenética é possível!

Utiliza-se a regra da parcimônia:

a árvore escolhida será aquela que requer o menor númerode mudanças evolutivas ao longo de todas as ramificações.

Minimizar o número de eventos convergentes e reversões!

pt.slideshare.net (adaptado)

Construam a filogenia desses organismos

Bibliografia indicada para leitura mínima:

JUDD, W. S. et al. A Ciência da Sistemática Vegetal. In: JUDD, W. S. et al.Sistemática Vegetal: um enfoque filogenético. 3. ed. Porto Alegre: Artmed,2009. cap. 1, p. 1 – 12;

JUDD, W. S. et al. Métodos e Princípios de Sistemática Biológica. In: JUDD,W. S. et al. Sistemática Vegetal: um enfoque filogenético. 3. ed. PortoAlegre: Artmed, 2009. cap. 2, p. 13 – 37;

REECE, J. B. et al. Filogenia e a árvore da vida. In: REECE, J. B. et al. Biologiade Campbell. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. cap. 26, p. 547-566;

RIDLEY, M. A reconstituição da filogenia. In: RIDLEY, M. Evolução. 3. ed.Porto Alegre: Artmed, 2006. cap 15, p. 447-460

RIDLEY, M. Classificação e Evolução. In: RIDLEY, M. Evolução. 3. ed. PortoAlegre: Artmed, 2006. cap 16, p. 496-515