Classificação filogenética

thumb|right|300px| Exemplo de árvore filogenética, a Árvore filogenética da Vida.

As classificações filogenéticas são uma forma de taxonomia que pretende traduzir a posição de cada organismo em relação aos seus antepassados, bem como as relações genéticas entre os diferentes organismos atuais.Wiley, E.O.; Lieberman, B. S. Phylogenetics: Theory and Practice of Phylogenetic Systematics. 2ª ed. Canadá: Wiley-Blackwell, 2011. 418 p

O mundo vivo é constituído por uma enorme variedade de organismos. Para estudar e compreender tamanha variedade (de fauna e flora), foi necessário agrupar os organismos de acordo com as suas características comuns, ou seja, classificá-los. A sede de classificar os seres vivos é partilhada por cientistas e não cientistas CienTIC. José Salsa, 2003. Disponível no site: http://www.cientic.com/tema_classif_txt1.html. Uma característica inerente ao ser humano é a tendência de reunir em grupos os objetos ou seres que apresentam características semelhantes.

Classificações são sistemas de nomes organizados para mostrar as relações entre as entidades nomeadas. Os nomes derivam seu significado a partir da intenção das pessoas que estão tentando se comunicar. Classificações biológicas são usadas para transmitir ideias de relações entre os organismos . Dessa forma, classificações filogenéticas são classificações biológicas que atendam o mínimo critério de ser um sistema de nomes que implicam relações que são logicamente consistentes com a árvore filogenética a referente classificação. Qualquer classificação filogenética é capaz de informar ao leitor o conhecimento atual sobre as relações de parentesco entre os membros de um grupoAmorim, D. S.Fundamentos de Sistemática filogenética. Ribeirão Preto: Holos, 2002. 154 p.

Deve-se adotar uma única classificação que possa servir como sistema geral de referência. Um sistema classificativo viável tem de compreender uma hierarquia em que grupos são totalmente integrados dentro de grupos compósitos mais amplos, sem que haja sobreposição. A espécie humana, por exemplo, é membro da ordem dos primatas, que está contida na classe dos mamíferos, etc . As classificações filogenéticas se mostram mais úteis para esses propósitos. Quando se toma apenas uma única característica para fazer uma classificação, constróem-se táxons que podem não refletir a evolução dos de mais caracteres. Por outro lado, uma vez que os caracteres se originam dentro da filogênese, todos os caracteres em princípio podem ser compreendidos com o conhecimento da filogenia dos grupos .

Algumas características da Classificação filogenética

As diferenças entre classificações filogenéticas dos mesmos organismos podem vir de duas fontes. Em primeiro lugar, classificações filogenéticas podem ser diferentes porque eles adotam convenções diferentes para relações mostrando, por exemplo, uma classificação que nomeia cada ramo, em comparação com uma classificação que usa uma convenção listagem. Segundo, eles podem ser diferentes, porque a filogenia de referência é diferente .

Quando uma espécie se ramifica durante a evolução, geralmente forma duas espécies descendentes, chamadas espécies irmãs, as quais são classificadas juntas na classificação filogenética (ou cladística). A hierarquia filogenética existe independentemente dos métodos que usamos para descobri-la, e é única e inequívoca quanto a forma Mark, R. Evolução. 3ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2006. 752 p.

A principal evidência para relações filogenéticas provém de um tipo especial de característica, chamadas homologias derivadas. Os caracteres podem ser distinguidos em homoplasias (caráter compartilhado por duas ou mais espécies que não estava no ancestral comum a elas) e homologias (caráter compartilhados por duas ou mais espécies que estava presente no ancestral comum a elas) e estas em homologias derivadas e ancestrais. Apenas as homologias derivadas indicam relações filogenéticas e a classificação cladística é baseada em caracteres homólogos derivados, e não em homoplasias e homologias ancestrais. Uma homologia que está presente no ancestral comum de todo o grupo de espécies sob estudos é um homologia ancestral. Por outro lado, uma homologia derivada são características que evoluíram dentro do grupo de espécies sob estudo, após o ancestral comum e informa-nos algo sobre a filogenia, sendo então evidências confiáveis. A homologia ancestral é inútil para a determinação de uma relação filogenética dentro do grupo, podendo levar a confusões.

Métodos de classificação

Em biologia, são usados principalmente dois métodos para classificar as espécies em grupos: os métodos fenéticos e os métodos filogenéticos.

No princípio fenético nada é preciso saber sobre evolução para se classificar as espécies, já que este método agrupa as espécies com base na sua semelhança quanto a atributos fenéticos observáveis . Esse esquema de classificação depende da análise de similaridadeFreeman, S. ; Herron, J. C. Análise Evolutiva. 4ª ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 848p.

O princípio filogenético, entretanto, como dito acima, é evolutivo. Sendo assim, apenas as entidades que tem relações evolutivas podem ser classificadas filogeneticamente. O princípio filogenético classifica as espécies de acordo com a recentidade com que elas compartilham um ancestral comum. Quanto mais distante for o ancestral comum a duas espécies, maior será a distância entre as classificações de seus respectivos agrupamentos .

Histórico

thumb|left|180px| Busto de Aristóteles. No tempo de Aristóteles, um dos primeiros naturalistas a considerar a classificação dos animais, eram conhecidas cerca de mil espécies, das quais 450 eram animaisRede simbiótica de Biologia e Conservação. Sandra Rocha. Rede fundada em 2001. Disponível no site: http://www.simbiotica.org/classificacao.htm.

Com os Descobrimentos (século XVII) houve um enorme aumento do número de espécies conhecidas. A partir daí, com a facilidade de contato, livros, museus, jardins botânicos, no século XIX já eram conhecidas 1.293.000 espécies e atualmente estima-se em cerca de 10.000.000, das quais apenas 15% se encontram devidamente descritas.

A partir de 1920, com a descoberta da teoria da hereditariedade cromossômica, os microscópios eletrônicos, etc., surge a sistemática, uma nova ciência, que faz a classificação usando todos os novos dados, não se limitando à morfologia . Sendo assim, o esforço de denominar e classificar as espécies é chamado sistemática .

Nos anos 60 passou a recorrer-se, também, à bioquímica para determinar as relações filogenéticas, sendo, atualmente, a genética molecular uma das principais bases da classificação de organismos .

O objetivo principal da moderna taxonomia é produzir um sistema de classificações que relacione as espécies semelhantes e originárias de um ancestral comum .

O sistema de classificação biológica amplamente usado hoje deriva de um sistema desenvolvido pelo biólogo sueco Carolus Linnaeus e tem sido usado desde meados do século XVIII. O sistema de Linnaeus, referido como nomenclatura binomial, permite a cientistas ao redor do mundo referir de forma não-ambígua aos mesmos organismos pelos mesmos nomes. Carolus Linnaeus em 1758 publicou “Systema Naturae”, um depósito de informações e sistema geral de referências. Possuía dois sistemas de classificação: o Sistema de táxons, onde o agrupamento de táxons era com base em semelhanças compartilhadas; e o Sistema de categorias que indica o nível hierárquico em que certos táxons são classificados. Nível hierárquico é uma estrutura sistemática para classificações biológicas formada por uma sequência de classes (ou conjuntos) em níveis diferentes, em que cada classe exceto a mais baixa inclui uma ou mais classes subordinadas .

thumb|right|180px|Foto do zoólogo alemão Willi Hennig , feita por seu filho Gerd Hennig.

Foi deixada para o entomologista alemão Willi Hennig (1966) para codificar a distinção fundamental entre monofilético e grupos parafiléticos e, assim, distinguir claramente entre grupos sociais artificial (aqueles polifilético e parafilético) e natural (aqueles monofilético). Uma contribuição de imensa importância de Henning foi a elaboração de um método de reconstrução de parentesco entre espécies e grupos de espécies. Henning diz que todos os táxons da classificação devem ser monofiléticos e todas as informações entre grupos-imãos devem estar expressas. A classificação filogenética é defendida por Hennig .

Antes da Segunda Guerra Mundial, Hennig começou a desenvolver o que viria a ser conhecido como sistemática filogenética. Hennig absorveu a influência dos trabalhadores, tais como Haeckel, Zimmerman, e Neaf, e em verdade, ele não foi o primeiro a defender muitas das ideias que formam agora a base para a abordagem sistemática. De acordo com a análise de Richter e Meier(1994)Richter , S. , and R. Meier . 1994 . The development of phylogenetic concepts in Hennig ’ s early theoretical publications (1947 – 1966) . Syst. Biol . 43 : 212 – 221, o monofiletismo estrito era central para Hennig (1950)Hennig , W. 1950 . Grundzuge einer Theorie der phylogenetischen Systematik . Deutscher Zentralverlag , Berlin, mas também realizou uma cuidadosa distinção entre apomorfia e plesiomorfia, enquanto o termo parafilia não foi adotado até um manuscrito de 1960. Willmann (2003)Willmann , R. 2003 . From Haeckel to Hennig: The early development of phylogenetics in German - speaking Europe . Cladistics 19 : 449 – 479 fornece uma outra análise do histórico contexto das ideias que levaram à Hennig o desenvolvimento do que hoje conhecemos como sistemática filogenética. Nem todas as ideias de Hennig desempenham um papel central em como a disciplina é praticada hoje. Ele, no entanto, delineava um programa coerente de filosofia sistemática e da investigação e o seu trabalho foi fundamental para o sucesso final da disciplina. Sua primeira síntese, Grundzüeiner Theorie der Phylogenetischen Systematik , descreveu os objetivos básicos, e sua posterior em Inglês – Phylogenetic systematics Hennig, W., 1966. Phylogenetic systematics, viii + 236 pp. University of Illinois Press, Urbana continha cinco ideias básicas que começou uma grande revolução em sistemática:

As relações que fornecem a coesão dos organismos vivos e extintos são relacionamentos genealógicos (descendência). Essas relações existem para os indivíduos dentro de populações, populações dentro espécies e entre espécies próprias. Todos os outros tipos de relações (por exemplo,ecologia, similaridade) têm relevância máxima quando compreendida dentro do contexto de descendência genealógica. A descendência genealógica entre as espécies pode ser recuperado procurando caracteres específicos (inovações evolucionárias, sinapomorfias) que documentam essas relações. Além disso, nem todos as semelhanças que surgem através descendência são igualmente aplicáveis a descobrir relações particulares, alguns são aplicáveis a um nível de investigação, enquanto outros são aplicáveis em diferentes níveis de investigação. Das muitas maneiras possíveis de sistema de classificação de organismos , a melhor referência geral é aquele que reflete exatamente as relações genealógicas das espécies classificadas.

Tipos de Classificações Filogenéticas

No sistema de classificações filogenéticas todos os táxons devem corresponder a grupos monofiléticos, ou seja, os taxa contenha um ancestral e todos os descendentes desse ancestral e nenhum outro organismo. Isso confere um significado muito particular a essas classificações. Quando os táxons são monofiléticos, eles correspondem a entidades históricas que são descobertas, e não inventadas. A partir daí o sistemata tem a tarefa de obter cladogramas e se cria um sistema de nomes que reflita a filogenia em todos os níveis.

Há duas maneiras diferentes de representar o conhecimento das relações de parentesco em classificações filogenéticas: por Subordinação e por Sequenciação.

Subordinação