Sistemática Filogenética ou Cladística Aula 4º Ano
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Sistemática Filogenética ou Cladística
• Entende-se que a diversidade de seres vivos é resultante de processos evolutivos e que esses processos ocorrem por anagêneseanagênese e por cladogênesecladogênese.
• As relações evolutivas entre os seres vivos são representadas por diagramas denominados cladogramas (clado = ramo), em que se destacam os pontos onde ocorreram os eventos cladogenéticos e se considera a anagênese como processo que origina as novidades evolutivas.
• A filogenia só pode ser reconstruída com base em caracteres derivados compartilhados.
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Evolução e Sistemática• A sistemática é a área da Biologia que se
preocupa principalmente em compreender a filogeniafilogenia: história evolutiva das espécies de seres vivos.
• Sistemática evolutiva X sistemática filogenética ou cladística:
• diferem nos critérios para se definir os táxons: a filogenética usa apenas as novidades evolutivas para formar grupos e há um método para se testar hipóteses de parentesco.
• A cladística foi introduzida a partir da divulgação dos trabalhos de Willi Hennig, em 1966.
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Anagênese e Cladogênese
• AnagêneseAnagênese: processo pelo qual um caráter surge ou se modifica numa população ao longo do tempo, sendo responsável pelas novidades evolutivas.
• CladogêneseCladogênese: processo responsável pela ruptura da coesão inicial numa população, gerando duas ou mais populações que não mais se comunicam.
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Cladogramas
• Vamos trabalhar apenas com uma das formas de cladogramas: o enraizado.
• Definir a raiz, ou seja, onde o cladograma se inicia, pode ser feito de várias formas: analisando a ontogenia ou comparando os organismos que se pretende estudar (grupos internos) com outros grupos evolutivamente próximos, cuja cladogênese tenha sido anterior (grupos externos).
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Cladogramas
• Para cada caráter é destacada qual a condição ancestral (ou primitiva) e qual a condição derivada que surgiu a partir desta condição primitiva.
• Somente as condições derivadas são usadas para definir os agrupamentos.
• Somente são aceitos grupos monofiléticosmonofiléticos:: formados por organismos que compartilham a mesma condição derivada de um ou mais caracteres e que descendem de um ancestral comum exclusivo.
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Cladogramas• Partes que compõem um cladograma: raiz,
ramos, nós e terminais. • Os grupos de seres vivos compõem os
terminais nos cladogramas.• Os ramos são as linhas do cladograma.• Nó: ponto de onde partem as ramificações.
Representa o ancestral comum hipotético para todos os grupos acima dele. Os grupos acima de cada nó são monofiléticos. Cada nó simboliza um evento cladogenético.
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Princípio da parcimônia Marcar o menor número possível de passos no
cladograma: características que ocorrem em um
número maior de organismos são as primeiras a
serem colocadas no cladograma a partir da raiz e
assim sucessivamente. O princípio da parcimônia sugere que uma
determinada característica derivada deve ter
surgido uma única vez na evolução. Por isso deve
ser apontada no cladograma uma única vez.
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Cladograma
Allosaurus Stegosaurus Parasaurolophus Pachycephalosaurus Triceratops
Quadril
Púbis
Dente
Crânio
Chifre
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Conceitos de espécie
• Conceito biológico: organismos capazes de se reproduzir e dar origem a descendentes férteis.
• Conceito filogenético: população ou grupo de populações definidas por uma ou mais condições derivadas.
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Tipos de SeleçãoSeleção DirecionalAs condições ambientais favorecem um fenótipo extremo, diferente do que representa a média da população.
Melanismo industrial
Resistência a antibióticos
Resistência a inseticidas
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Tipos de SeleçãoSeleção Estabilizadora - NormalizadoraAtua em populações que vivem em ambientes relativamente estáveis, nas quais a média dos indivíduos está bem adaptada às condições ambientais.
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Tipos de SeleçãoSeleção Disruptiva – Diversificada
O ambiente favorece os indivíduos de ambos os extremos da curva de distribuição normal, enquanto os indivíduos médios levam desvantagens.
Esse tipo de seleção leva à diversificação da população – pode ser o primeiro passo para a formação de novas espécies.
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Adaptação Individual
Adaptação evolucionáriaResultado da Seleção Natural durante os milhões de anos de nosso desenvolvimento
Homeostase - consiste em manter constante determinada função orgânica, pela utilização de mecanismos que compensam a variação ambiental.
O fenótipo resulta da interação entre o genótipo e o meio ambiente.
A capacidade de um genótipo produzir diferentes fenótipos em resposta ao ambiente é o que se denomina sua NORMA DE REAÇÃO.
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EspeciaçãoConceito biológico de espécie
Espécies são grupos de populações naturais potencialmente capazes de se cruzar e que estão reprodutivamente isoladas de outros grupos semelhantes.
UNIDADE REPRODUTIVA – seus membros se cruzam entre si, mas não com os de outras espécies.
UNIDADE ECOLÓGICA – apresentam características próprias e que mantém relações bem definidas com o ambiente e com outras espécies.
UNIDADE GÊNICA – possui um patrimônio gênico característico, que não se mistura com o de outras espécies e evolui independentemente.
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EspeciaçãoConceito de raça ou subespécie
São populações de mesma espécie que diferem em determinadas características e estão adaptadas a ambientes diferentes. Na natureza, porém, essas subespécies raramente se cruzam.
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EspeciaçãoOrigem de novas espécies
ANAGÊNESE – a população vai se modificando gradativamente, em função de contínuas alterações nas condições ambientais, o que resulta em uma população tão diferente da original que pode ser considerada nova espécie.
CLADOGÊNESE – as novas espécies se formam por irradiação adaptativa, isto é, a partir de grupos que se isolam da população original e se adaptam a diferentes regiões. Depois de longo tempo de isolamento, as populações originam novas espécies.
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Modelo Cladogênico de Especiação
Etapas seqüenciaisIsolamento geográfico; Diversificação gênica; Isolamento reprodutivo
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Tipos de Isolamento Reprodutivo
Mecanismos Pré-Zigóticos de IsolamentoOs membros de duas espécies não se cruzam pelo fato de viverem em habitats diferentes.• Isolamento sazonal ou estacional – os membros de duas espécies não se cruzam porque seus períodos de reprodução não coincidem.•Isolamento etológico ou comportamental - os membros de duas espécies não se cruzam porque seus comportamentos de corte, antes do acasalamento, são diferentes e incompatíveis.•Isolamento mecânico - os membros de duas espécies não se cruzam por incompatibilidade entre seus órgãos reprodutores.
Mecanismos Pós-Zigóticos de IsolamentoOs membros de duas espécies podem copular, mas o embrião morre ou o híbrido que surge do cruzamento é estéril.
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ROCHAS SEDIMENTARES: ESTRATIFICADAS
• Nas camadas mais antigas somente são encontrados organismos muito primitivos.
• Cordados, mamíferos e entre eles os primatas somente são encontrados em camadas mais recentes.
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