Taxonomia e Sistemática

Como Classificar os Organismos

Os humanos sempre sentiram necessidade de agrupar os organismos na natureza, a fim de compreender a diversidade biológica e facilitar seu estudo.

O mais conhecido Sistema de Classificação dos seres vivos foi proposto por Carolus Linnaeus em meados do século 18. Ele criou o que chamamos de Sistemática Clássica, que utiliza de todas as características observadas num determinado organismo para classificá-lo dentro de categorias taxonômicas organizadas numa hierarquia. A Sistemática Clássica é responsáevel pela criação de Reinos, Classes, Ordens, e fundamentalmente, Gêneros e Espécies.

A Sistemática Clássica exigia muita experiência do cientista para avaliar quais as características dos organismos que deveriam ser utilizadas para sua identificação. Esta escolha era um tanto subjetiva e não poderia ser repetida através de uma metodologia específica, já que não possuía métodos matemáticos objetivos para a obtenção das relações filogenéticas entre os organismos, ficando a intuição do cientista encarregada de classificar os organismos estudados dentro desta ou daquela categoria taxonômica.

Por volta de 1959, um entomólogo alemão chamado Willi Hennig criou a Sistemática Filogenética, que começou a ser utilizada depois da publicação dos seus princípios, em inglês, em 1966.

No início da década de 1970, esta passou a competir diretamente com a Sistemática Clássica, gerando acaloradas discussões em quase todos os congressos de Ciências Biológicas da época. Já na década de 1980, a Sistemática Filogenética e sua respectiva metodologia atingiram o status de paradigma, ou seja, o sistema mais aceito para classificar os organismos.

Mas como pode ser usada a Sistemática Filogenética? Ela difere da Sistemática Clássica em alguns princípios básicos. Por exemplo, só devem ser utilizadas características exclusivas do grupo em questão, eliminando as características compartilhadas com outros grupos, surgindo assim a idéia de caráter derivado.

A utilização apenas dos caracteres derivados privilegia a novidade evolutiva (apomorfia) que cada grupo apresenta e elimina muitos aspectos compartilhados com outros grupos.

Por exemplo, dizer que um artrópode se caracteriza por possuir um cordão nervoso ventral, não o distingue de todos os outros organismos protostômios, pois os anelídeos também apresentam esta característica. Assim, o cordão nervoso ventral é uma simplesiomorfia em artrópodes, ou seja, um caráter primitivo compartilado. Já a presença de apêndices articulados revestidos por um exoesqueleto é uma característica exclusiva dos artrópodes e, portanto, uma sinapomorfia ou caráter derivado compartilhado.

A Sistemática Filogenética identifica e reúne os caracteres derivados em uma matriz de dados. Nesta matriz, as características precisam ser polarizadas, ou seja, aquelas que mais se parecem com o ancestral recebem o número 0 e as mais derivadas recebem números subseqüentes (1, 2, 3, etc.). Esse processo é feito comparando os grupos da análise com um ou mais grupos externos. A escolha do grupo externo também segue alguns princípios previstos na metodologia, embora, em síntese, possa ser qualquer outro organismo vivo. Abaixo, estã representados três táxons (A, B, C) de um grupo hipotético de animais comparados ao táxon que representa o grupo-externo.

Característica "dedos nas patas": 0 = ausentes; 1 = presentes.

Característica "antenas": 0 = ausentes; 1 = presentes.

A matriz de dados ilustra a transformação dos estados desses dois caracteres nos três táxons (A, B e C). Os caracteres listados correspondem a ausência ou presença de dedos nas patas e de antenas nesses animais.

Matriz de Dados e polarização dos caracteres:

Através de procedimentos matemáticos (algoritmo), com o uso de programas para computador (Hennig 86, PAUP, TNT), produz-se árvores filogenéticas ou cladogramas, que representam as relações de parentesco dos organismos analisados, ou seja, as relações filogenéticas.

Exemplo de árvore filogenética (cladograma) gerada a partir da análise da matriz de dados.

O cladograma acima apresenta dois passos (L), ou seja, cada caráter mudou de estado apenas uma vez . O caráter 1 mudou do estado zero para o estado 1, o que significa um passo, e o caráter dois mudou de zero para um, mais um passo no cladograma (caráter 1: 0 → 1 e carter 2: 0 → 1 / L= 2).

Se o número de características e de grupos analisados for pequeno, esse procedimento pode ser feito manualmente, sem a ajuda de um programa de computador. No entanto, quando o número de táxons (grupos) e caracteres é grande, os programas auxiliam o pesquisador a encontrar as árvores com o menor número de passos evolutivos, seguindo o Princípio da Parcimônia. Isto significa escolher a árvore que apresenta melhor resolução.

A Sistemática Filogenética nunca parte do princípio de que o exemplar em mãos é o ancestral e sim apenas um táxon relacionado (com certo grau de parentesco) aos demais estudados.

Conceitos da Sistemática Filogenética

Grupo monofilético:

Grupo que inclui o ancestral e todos os seus descendentes.

Exemplo de grupo monofilético.

Clado:

É a denominação destes grupos, daí o nome Cladismo também aplicado a esta escola.

Cladograma ou Árvore Filogenética:

É o diagrama que representa as relações filogenéticas entre os clados.

Grupo parafilético:

Grupo que possui um ancestral comum, mas não inclui todos os seus descendentes.

Grupo-irmão:

É o grupo monofilético mais próximo daquele em foco no momento.

Exemplo de grupos-irmãos.

A forma de classificação dos organismos sofreu uma profunda modificação nas últimas quatro décadas, em função do advento da Sistemática Filogenética.

Entretanto, o método possui várias limitações, que no momento não podem ser contornadas. Uma dessas limitações, principalmente em paleontologia, refere-se às características utilizadas na análise. Para classificar organismos atuais, caracteres como cor, por exemplo, podem ser utilizados. No entanto, nos fósseis, essas características não ficam preservadas, inviabilizando o uso das mesmas.

Mesmo assim, o uso deste método se tornou generalizado, uma vez que preenche todos os requisitos necessários para ser considerado científico, não sendo mais aceitável hoje em dia apresentar filogenias idealizadas, como faziam os sistematas clássicos.

Referências 

Livro digital de paleontologia :A paleontologia na sala de aula, Cristina Silveira Vega, Eliseu Vieira Dias.