INTRODUÇÃO GERAL À CLADÍSTICA•Biologia  : Biologia Geral (= Biologia Funcional)•Método- experimental •Finalidade: unidade (estruturas e processos comuns aos seres vivos) •Disciplinas: fisiologia, bioquímica, biologia molecular, biologia celular, genética.

                   Biologia Comparada• Método: mais comparativo que experimental • Finalidade: diversidade (identificar padrões de variação) • Disciplinas: bioquímica comparada, evolução molecular comparada,

biologia celular comparada, anatomia comparada, fisiologia comparada, biogeografia, embriologia, paleontologia, sistemática.

Escolas de Sistemática

          1- Sistemática evolutiva ou gradista (Huxley, Mayr, Simpson)                  - Critérios: descontinuidade morfológica (se é pronunciada os táxons são classificados em grupos diferentes)                  - Nicho adaptativo: zona adaptativa excepcional (classificação hierárquica elevada)                  - Riqueza de espécies: grupo com maior número de espécies, status mais elevado                  - Monofilia mínima: devem descender do mesmo ancestral, mas não necessariamente compreendendo todos os descendentes.

         2- Sistemática fenética ( Sokal, Cain, Sneath, Camin)                   - Premissa: a filogenia não pode ser conhecida de maneira objetiva.                   - Bases: utilização do máximo de caracteres para classificações baseadas no grau de semelhança (como fazia Aristóteles)                                 : técnicas matemáticas com tratamento pela informática (em parte utilizada pela Sistemática Filogenética)

          3. Sistemática Filogenética ou cladística (Hennig e depois muitos outros)                   - Objetivo: reconstruir a história da vida, mesmo quando só se pode contar com os dados do presente.                   - Produto final: hipótese de parentesco de diferentes táxons.                   - Significado evolutivo dos caracteres: clades ou linhagens evolutivas.

Divisão da Biologia evolutiva: macroevolução e microevolução

•Macroevolução: evolução em grande escala - origem de novos planos de organização, direções evolutivas, relações filogenéticas de espécies, extinção em massa e irradiação adaptativa  (surgimento de várias espécies a partir de

uma inicial por mudança gradual em milhões de anos)

•Microevolução: alterações na constituição genética de populações naturais (mutações gênicas e mutações cromossômicas) processos de recombinação

durante a gametogênese.

Sistemática Filogenética ou cladística (Hennig e depois muitos outros)

Definição: método particular de formular hipóteses explícitas e testáveis sobre as relações de parentesco entre organismos.

Conceitos importantes

Grupo monofiléticos é o grupo de espécie que inclui a espécie ancestral e todos os seus descendentes, ou seja, os membros compartilham um ancestral comum exclusivo.

Grupo parafiléticos é um grupo cujas espécies-descendentes são todas descendentes de um ancestral comum, mas que não contém todas as espécies descendentes desse ancestral.

Grupo polifilético é um grupo que inclui espécies que surgiram de dois ou mais ancestrais imediatos diferentes

Pressupostos do método:

(a)Todos os grupos supra-específicos verdadeiros são oriundos de uma única espécie ancestral (monofilia)

(b) A biodiversidade foi produzida pela cladogênese e modificação de caracteres.

(c) Possibilidade de reconhecimento das mudanças nos caracteres ao longo do tempo em grupos ou linhagens.Por que o método cladístico é importante para os biólogos?

Prediz as propriedades de organismos. Exemplo: possíveis genes e compostos biológicos particulares importantes no tratamento de

doenças; Ajuda o esclarecimento de mecanismos de evolução: teste de hipóteses

sobre adaptação há muito estabelecido (ecologia histórica) Útil na criação de sistemas de classificação: reconhece e emprega a

teoria evolutiva. Auxilia a deduzir as relações históricas entre áreas geográficas

(vicariância)

O que usar na reconstrução filogenética?

•Caracteres = Características dos organismos ou grupos de organismos, que evidência a história evolutiva de uma espécie

•Como analisar estes caracteres? Através da similaridade de caracteres homólogos

•Caracteres derivados (apomorfias) e caracteres ancestrais (plesimorfia)

APOMORFIA – TODA CARACTERÍSTICA NOVA

Ex. célula e sistema nervoso

Ausente difusoganglionar

PLESIMORFIA – TODA CARACTERÍSTCA PRIMITIVA

Ex. células musculares

O que é homologia? – Base fundamental para a biologia comparada – os caracteres originados da mesma estrutura derivada que indicam uma descendência comum, são homólogos. (Monofilia, polifilia e parafilia)

Padrões comuns da evolução:

Convergente – Quando duas ou mais linhagens evoluem independentemente para um estado semelhante

Divergente – Quando duas ou mais linhagens com a mesma origem, divergem para estados diferentes.

Irradiação – São divergências múltiplas a partir de um ancestral comum que resulta em mais do que duas linhagens descendentes.

Paralelismo – Quando duas ou mais linhagens mudam de maneira similar de tal modo que, a despeito de qualquer atividade evolutiva, elas permanecem semelhantes ou ficam mais semelhantes.

Quais são os critérios para reconhecimento de homologias?

•Similaridade de posição topográfica: Por exemplo, os 3 ossículos do ouvido médio dos mamíferos são reconstruções de elementos do crânio

visceral dos peixes. •Similaridade especial: estrutura, ultra-estrutura, composição química e

embriologia (reforça ou rejeita homologias) •Continuidade através de formas intermediárias

Todas as homologias são informativas?

Uma apormorfia restrita a uma única espécie (autapomorfia), caracteres compartilhados entre duas ou mais espécies (sinapomorfia.) Apenas

caracteres especiais comuns ou caracteres derivados homólogos compartilhados (SINAPOMORFIAS) podem servir de evidência de

ancestralidade comum.

Qual é fonte primária de informação para a Sistemática?

Semaforontes: determinado período na vida dos organismos, já Holomorfo é o conjunto de todas as características morfológicas,

fisiológicas, bioquímicas, comportamentais.

Caráter 1 “forma do espinho”, com dois estados, (a) espinho liso, (b) espinho denteado

Caráter: qualquer atributo reconhecível de um organismo. Exemplo: "cor dos olhos” - Estado de caráter: o valor do caráter. Exemplo: "azul"

Outro exemplo - espinhos

Polarização de caracteres: direção atual da mudança evolutiva

 Como saber se um caráter é original (plesiomórfico) ou derivado (apomórfico)?

            - Se um caráter está presente no grupo em estudo (Grupo interno) e em outro grupo evolutivamente próximo (grupo externo), inicialmente se aceita que eles compartilham tal caráter por terem

herdado os caracteres de um ancestral comum. A polaridade pode ser deduzida por:

• Um estado  de caráter presente no início do desenvolvimento e perdido posteriormente

•Um estado de caráter presente em organismos da mesma linhagem no início da história da Terra

Comparação com um grupo externo: comparação com um hipotético grupo-irmão.

Resultado da análise cladística: cladograma, que apenas representa uma hipótese para evolução de caracteres e possíveis parentescos.

Minimizando conflitos nos cladogramas: noção de parcimônia (menor número de homoplasias)

Cladograma x árvore filogenética: distinção pela presença do tempo na segunda forma de representação.