sistematica e filogenia
DESCRIPTION
Sistematica e filogeniaTRANSCRIPT
![Page 2: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/2.jpg)
Introdução Todos os organismos:
– São compostos por uma ou mais células
– Fazem metabolismo
– Transferem energia com ATP
– Codificam informação hereditária no DNA
A diversidade tremenda da vida – Bactéria-----baleias----árvores sequóias
Os biólogos agrupam os organismos a base de caracteres compartilhados
![Page 3: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/3.jpg)
Sistemática e a Revolução Filogenética
![Page 4: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/4.jpg)
As filogenias são historias
evolutivas
A sistemática é uma técnica
analítica para entender a
diversidade dos organismos
A taxonomia é uma divisão ordenada dos organismo em categorias
baseadas em suas similaridades e diferencas.
Aqui temos uma árvore filogenética
![Page 5: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/5.jpg)
Sistemática
Por que o registro fóssil não é completo, os cientistas dependem de outros tipos de evidencia para formar a melhor hipótese das relações evolutivas
Sistemática: o estudo das relações evolutivas
Filogenia: uma hipótese sobre os padrões de relações entre as espécies
![Page 6: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/6.jpg)
Darwin pensou que todas as espécies são descendentes de um ancestral comum único
Ele representou essa historia da vida como uma árvore com ramos.
Atualmente chamado um cladograma
Sistemática
![Page 7: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/7.jpg)
Os ramos de uma árvore representam as espécies existentes
Os brotos e ramos representa os padrões de um evolução de um ancestral comum único
Darwin chamou esse processo como a “descendência com modificação”
Sistemática
![Page 8: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/8.jpg)
Árvore Universal
Último ancestral comum
Fusão de bactéria com arcaea =
eucariota
Mitocôndria
Cloroplastos
![Page 9: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/9.jpg)
Sinapomorfias As homologias são similaridades entre os organismos que
estão presentes devido a descendência comum A descendência comum implica que os organismos
compartilham um ancestral comum e têm parentesco evolutivo
Clades são definidos por atributos derivados compartilhados (= sinapomorfias)
As sinapomorfias são aquelas homologias que são exclusivas aos taxa individuais
Ou seja, o ancestral comum e todas as espécies descendentes compartilham de uma forma ou outra uma homologia…
Os organismos não presentes num clade não compartilham o atributo derivado compartilhado
Compare com atributos primitivos compartilhados
![Page 11: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/11.jpg)
Classificação de Clades
Uma clade consiste de uma espécie ancestral mais
todas as espécies descendentes
Fica ausente uma espécie
descendente
Aqui fica uma espécie ancestral
ausente
A meta da sistemática é a definição dos taxa
monofiléticos (= clades)
![Page 12: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/12.jpg)
As filogenias representam as relações evolutivas
Sistemática
![Page 13: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/13.jpg)
Chave para interpretar a filogenia: examinar como as espécies compartilham um ancestral comum único
A similaridade pode não prever corretamente as relações evolutivas – Os biólogos antigos dependiam da esperança
do que quanto mais tempo duas espécies divergiram de um ancestral comum, mais diferentes seriam
Sistemática
![Page 14: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/14.jpg)
Padrões de Especiação
Cladogenese e a evolução
ramificante
Somente pela ramificação a evolução aumenta o número de
espécies
![Page 15: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/15.jpg)
Anagenese
Anagenese é a transformação de uma espécie ancestral numa espécie
descendente; anagenese é uma forma de especiação
Anagenese envolve a estinão das espécies
ancestrais mais vehas
![Page 16: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/16.jpg)
Cladogenese (Radiação Adaptiva)
Cladogenese é a transformação de uma espécie ancestral em mais de
uma espécie descendente; cladogenese é uma forma de
especiação
Cladogenese não necessariamente envolve a
extinção da espécie parental
![Page 17: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/17.jpg)
Anagenese versus Cladogenese
A cladogenese é provavelmente mais comum do que a anagenese
A anagenese é provavelmente um caso especial da cladogenese no qual a população ancestral:
• Ou seja extinta coincidente a formação das espécies proles, ou
• A espécie ancestral é forcada a extinção pelas espécies proles após de sua especiação
Esses dois cenários na verdade não tem distinção no registro fóssil
A “evolução de várias espécies adaptadas de um ancestral comum é conhecida como a radiação adaptativa.”
![Page 18: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/18.jpg)
A evolução pode acontecer rapidamente de uma vez ou mais lentamente em outra (evolução gradual e pontuada
Sistemática
![Page 19: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/19.jpg)
A seleção oscilante: os atributos podem evoluir numa direção, e depois pegar outro rumo
A evolução não é sempre divergente: a evolução convergente – Usam habitats similares – Sofrem de pressões ambientais similares
A reversão evolutiva: o processo no qual uma espécie evolui de novo os atributos de uma espécie ancestral
Sistemática
![Page 20: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/20.jpg)
Classificação de Organismos Os fosseis permitam comparar os organismos extintos com os
organismos modernos
Os pesquisadores estudam fosseis para entender o ambiente passado e para descobrir dicas acerca das relações evolutivas entre os organismos
Os Taxa (sing. taxon) são as unidades de classificação dos organismos
Idealmente, todas as categorias taxonômicas agrupam os organismos segundo suas relações evolutivas
Também idealmente, as espécies mais próximas devem ser agrupadas em categorias taxonômicas mais similares
![Page 21: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/21.jpg)
Domínio
Espécie
Reino
Filo
Gênero
Família
Ordem
Classe
![Page 22: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/22.jpg)
Classe MAMMALIA Sub-classe - PROTOTHERIA Ordem – Monotremata 3 espécies Sub-classe - THERIA Infra-classe Metatheria (Marsupials) Ordem Didelphimorphia - 63 espécies Ordem Paucituberculata - 5 espécies Ordem Microbiotheria - 1 espécie Ordem Dasyuromorphia - 63 espécies Ordem Peramelemorphia - 21 espécies Ordem Notoryctemorphia - 2 espécies Ordem Diprotodontia - 117 espécies Infra-classe Eutheria (Placentalia) Ordem Xenarthra – 29 espécies Ordem Pholidota - 7 espécies Ordem Insectivora - 428 espécies Ordem Scandentia - 19 espécies Ordem Dermoptera - 2 espécies Ordem Chiroptera - 925 espécies Ordem Primates -233 espécies Ordem Carnivora - 271 espécies Ordem Cetacea - 78 espécies Ordem Sirenia - 5 espécies Ordem Proboscidea - 2 espécies Ordem Hyracoidea - 6 espécies Ordem Perissodactyla - 18 espécies Ordem Tubulidentata - 1 espécie Ordem Artiodactyla - 220 espécies Ordem Macroscelidea -15 espécies Ordem Rodentia - 2021 espécies Ordem Lagomorpha - 80 espécies Total (1993) 4629 espécies de mamíferos recentes Wilson, D. L. E D. M. Reeder. 1993. Mammal soecues of the World. Smithsonian Press
![Page 23: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/23.jpg)
Alguns idéias erradas
Os mamíferos são “modernos” Os mamíferos são mais avançados Os mamíferos são “dominantes”
![Page 24: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/24.jpg)
VERTEBRATA
GNATHOSTOMA
TETRAPODA
AMNIOTA
SAUROPSIDA
![Page 25: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/25.jpg)
CLASSIFICAÇÃO DOS AMNIOTICOS TRADICIONAL Filogenético
![Page 26: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/26.jpg)
Relações entre os amnióticos
. Synapsida
![Page 27: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/27.jpg)
Relações entre os amnióticos
![Page 28: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/28.jpg)
Filogenias e Cladogramas Uma meta geral da sistemática (e da paleontologia) é a construção de
filogenias Uma filogenia é uma descrição da relação sanguínea (evolutiva) entre
organismos Uma filogenia pode ser uma descrição da historia macro-evolutiva de
um grupo de espécies Um cladograma é a representação gráfica de uma filogenia Os cladogramas show “padrões de atributos compartilhados” Os cladogramas se aparecem de varias formas • Tipicamente existem uma tentativa de ordenar os nodos • Os nodos são eventos de especiação • As espécies descendentes devem ter conexões a espécie ancestral • As espécies devem ser agrupadas mais proximamente a espécies
relacionadas do que as espécies com relações mais distantes A meta de um cladograma é representar corretamente as relações
evolutivas
![Page 29: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/29.jpg)
Cada ramo mais profundo
representa uma divergencia
maior
![Page 31: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/31.jpg)
Cladística A cladística é uma técnica pelo qual os organismos são colocados
em taxa diferentes (monofiléticos) A cladística identifica as homologias e depois agrupa os organismos
de modo que dentro do taxa os indivíduos compartilham mais homologias do que com indivíduos de taxa mais diferentes
A cladística também rejeita a inclusão de similaridades... • …que resultam da evolução convergente (analogias) • …são homologias que não são compartilhadas com outros taxa
(atributos primitivos compartilhados)
Mas não é fácil distinguir as analogias das homologias As técnicas da cladística não avaliam a divergência evolutiva em
termos do tempo entre os nodos (eventos de especiação) A informação do tempo é derivado do registro fóssil
![Page 32: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/32.jpg)
Atributos compartilhados e derivados
![Page 33: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/33.jpg)
Cladística Caráter derivado: similaridade herdado do
ancestral comum mais recente do grupo inteiro
Ancestral: similaridade que originou antes do ancestral comum do grupo
Na cladística, somente os caracteres compartilhados derivados proporcionam informações sobre as relações evolutivas
Para usar o método cladistico a variação de caracteres precisa ser identificado como ancestral ou derivado
![Page 34: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/34.jpg)
Atributos Primitivos Compartilhados Não todo atributo compartilhada são atributos compartilhados e
derivados Por exemplo, ao fato de que os cães e ursos têm pelagem não
pode ser usado como forma de classificar cães e ursos como carnívoros, porque o ancestral do carnívoro ancestral, outro mamífero, também tinha pelagem
Porém, o fato que os cães e ursos têm pelagem pode ser usado
para incluir esses nos mamíferos A pelagem não pode ser usado para distinguir os mamíferos
porque a pelagem é compartilhada entre todos os mamíferos Porém, a pelagem é um atributo primitivo compartilhado dos
mamíferos, mas é um atributo derivado compartilhado ao distinguir os mamíferos de outras linhagens
![Page 35: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/35.jpg)
Atributos Primitivos e Derivados e Compartilhados
Esses são analogias
Nas aves esses são
derivados e compartilhada
s
Nos mamíferos esses são primitivos
![Page 36: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/36.jpg)
Cladograma a base de Atributos Derivados Compartilhados
Um grupo externo é uma espécie que tem relação a
espécie sob estudo, mas não muito; servem como
“controles negativos”
![Page 37: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/37.jpg)
Os caracteres podem ser qualquer atributo do fenótipo – Morfologia - Fisiologia – Comportamento - DNA
Os caracteres devem existir em estados
reconhecíveis de caracteres – Exemplo: Dentes dos vertebrados
amnióticos têm dois estados, presente na maioria de mamíferos e repteis e ausente nas aves e tartarugas
Cladística
![Page 38: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/38.jpg)
Exemplos de caracteres derivados versus ancestrais
Presencia de pelo é um atributo compartilhado nos mamíferos
Presencia de pulmões em mamíferos e um atributo ancestral; também presente nos anfíbios e repteis
Cladística
![Page 39: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/39.jpg)
Determinação do ancestral versus derivado
Primeiro passo de uma analise cladística é polarizar os caracteres (ancestrais ou derivados)
Exemplo: polarizar “dentes” implica determinar a presença ou ausência no ancestral comum mais recente
Cladística
![Page 40: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/40.jpg)
– A comparação com grupo externo é usado para determinar a polaridade dos carateres
Uma espécie ou grupo de espécies não membro do grupo sob estudo é chamado como grupo externo
– As espécies de grupos externos não sempre exibem a condição ancestral
Cladística
![Page 41: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/41.jpg)
Quando o grupo estudo exibe estados múltiplos de caracteres, e um desses estados é exibido por um grupo externo, então esse estado é ancestral e os outros estados são derivados
O estado mais confiável de caracteres é exibido por vários grupos externos
Cladística
![Page 42: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Usando o método do caráter externo ao grupo – A presença de dentes nos mamíferos e
repteis é ancestral
– A ausência de dentes nas aves e tartarugas é derivada
Cladística
![Page 43: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/43.jpg)
Construção de um cladograma
Polarizar os caracteres
Clade: as espécies que compartilham um ancestral comum indicado pela presença de caracteres derivados compartilhados
Clades são unidades evolutivas e se referem a um ancestral comum e todos os descendentes
Sinapomorfia: um caráter derivado compartilhado por os membros de um clade
Cladística
![Page 44: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/44.jpg)
44
Um cladograma simples é um conjunto aninhado de – Plesiomorfias: estados ancestrais
– Simplesiomorfias: estados ancestrais compartilhados
Cladística
Salamandro Lagarto Tigre Sapo Gorila Homem
![Page 45: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/45.jpg)
Homoplasia: um estado compartido de caracteres que não foi herdado de um ancestral comum – Resulta da evolução convergente
– Resulta da reversão evolutiva
Se existem conflitos entre os caracteres, usamos o princípio da parcimônia que favorece a hipótese que requer menos premissas
Cladística
![Page 46: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/46.jpg)
Cladística Salamandro Lagarto Tigre Sapo Gorila Homem
![Page 47: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/47.jpg)
Parcimônia e Homoplasia
Cladística Salamandro Lagarto Tigre Sapo Gorila Homem
![Page 48: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/48.jpg)
Cladística
![Page 49: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/49.jpg)
Cladística Lampreia Tuburão Salamandro Lagarto Tigre Gorila Homem
![Page 50: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/50.jpg)
Cladística
![Page 51: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/51.jpg)
Cladograma: DNA
Cladística
![Page 52: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/52.jpg)
Outros Métodos Filogenéticos
Alguns caracteres evoluem rapidamente e o princípio da parcimônia pode ser errado
A taxa pela qual algumas partes da genoma de DNA evoluem – Mutações nas seqüências de repetição, não
apagadas pela seleção natural
Técnicas estatísticas Relógio Molecular: a taxa de evolução de
uma molécula é constante no tempo
![Page 53: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/53.jpg)
Sistemática e Classificação
Classificação: como colocamos as espécies e grupos superiores da hierarquia taxonômica – Gênero, família, classe..
Grupo Monofilético: inclui o ancestral mais recente do grupo e todos seus descendentes (clade)
Grupo Parafilético: inclui o ancestral mais recente, mas não todos os seus descendentes
![Page 54: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/54.jpg)
Grupo polifilético: não incluía o ancestral mais recente de todos os membros do grupo
As hierarquias taxonômicas se baseiam em atributos compartilhados, devem representar as relações evolutivas
Por que devemos considerar as aves como um tipo de dinossauro?
Sistemática e Classificação
![Page 55: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/55.jpg)
Grupo Monofilético
Sistemática e Classificação
Um agrupamento
correto O clade Ancestral
Todos os descendentes
![Page 56: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/56.jpg)
O conceito da parafilia e espécies filogenéticas
Sistemática e Classificação
Isso é um erro! Mas realizado
como legitimo
![Page 57: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/57.jpg)
Grupo parafilético
Sistemática e Classificação
Isso é um erro!
Mas realizado como legitimo
![Page 58: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/58.jpg)
Mono, Para, ou Polifilético?
A retenção desse erro é geralmente feito a propósito, para não agrupar aves
com repteis
As aves são repteis modificados
As tartarugas podem ser incluídas erroneamente aqui (se os mamíferos são
excluídos)
![Page 59: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/59.jpg)
Monofiletico Polifilético Parafiletico
![Page 60: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/60.jpg)
Grupo polifilético
Sistemática e Classificação
Erro!
Evolução convergente? Quando
espécies estão incluídas em “clades” aos
quais não pertencem
![Page 61: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/61.jpg)
Sistema velho de classificação vegetal
Sistemática e Classificação
![Page 62: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/62.jpg)
Sistema novo de classificação vegetal
Sistemática e Classificação
![Page 63: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/63.jpg)
Evolução Convergente Os taxa polifiléticos ocorrem como conseqüência de errar entre
analogias e homologias As analogias são duas estruturas que superficialmente se
assemelham e aparentem ser homologas mas não são As analogias resultam da evolução convergente: as duas espécies
fazem coisas similares em ambientes similares conseqüentemente evoluem estruturas similares para realizar funções similares
As diferencias principais entre uma analogia e uma homologia são: • O ancestral comum entre as duas espécies carece da
estrutura comum • O desenvolvimento das estruturas será diferente —
geralmente as homologias entre as duas espécies proporciona menos poder de previsão
![Page 64: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/64.jpg)
Analogias = Homoplasies
Somente se assemelhem
Placental
Marsupial
![Page 65: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/65.jpg)
Um grupo polifilético
O clade verdadeiro
Analogia
Analogias
![Page 66: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/66.jpg)
Biologia Comparativa A filogenética forma a base da biologia
comparativa As estruturas homologas são derivadas do
mesmo ancestral comum (nadadeira do golfinho e perna do cavalo)
As estruturas homoplásticas não são (as
asas de aves e libélulas): -Cuidado parental Dinossauros, aves, crocodilos
Comportamento homólogo
![Page 67: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/67.jpg)
Biologia Comparativa
![Page 68: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/68.jpg)
Cuidado parental em dinossauros e crocodilos
Biologia Comparativa
![Page 69: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/69.jpg)
Distribuição da mamíferos com dentes de sabre
Biologia Comparativa
![Page 70: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/70.jpg)
Convergência homoplástica: dentes de sabre – Ocorreu em grupos de carnívoros
extintos diferentes
– Proporções corporais similares (gato)
– Modo de vida predatório similar
– Provavelmente evoluiu de forma independente pelo menos 3 vezes
Biologia Comparativa
![Page 71: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/71.jpg)
Distribuição da mamíferos com dentes de sabre
Biologia Comparativa
![Page 72: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/72.jpg)
Convergência homoplástica: os túbulos de condução de plantas – Os túbulos facilitam o transporte a
distancias grandes do alimento essencial para a sobrevivência das plantas altas
– As algas pardas também tem elementos similares
– O ancestral máis próximo é um organismo unicelular
Biologia Comparativa
![Page 73: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/73.jpg)
Evolução convergente de túbulos de condução
Biologia Comparativa
![Page 74: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/74.jpg)
74
Biologia Comparativa
![Page 75: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/75.jpg)
A maioria dos caracteres mais complexos evoluem por meio de uma seqüência de mudanças evolutivas
Aves modernas
– asas, plumas, ossos leves, osso peitoral Fases iniciais do caráter evoluíram como uma
adaptação ao mesmo pressão ambiental seletivo Primeira estrutura parecida a pluma evoluiu na
filogenia dos teropodos – Insolação ou talvez adorno
Biologia Comparativa
![Page 76: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/76.jpg)
Fosseis
Biologia Comparativa
![Page 77: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/77.jpg)
Primeiros hominídeos Diversificação dos mamíferos modernos Extinção dos dinossauros Primeiros dinossauros e mamíferos Primeiros terapsideos Primeiros pelicouros Primeiros amnióticos Primeiros anfíbios Peixes com mandíbulas Primeiros vertebrados
Biologia Comparativa
![Page 78: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/78.jpg)
Biologia Comparativa
![Page 79: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/79.jpg)
Crânios amnióticos
Biologia Comparativa
![Page 80: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/80.jpg)
Crânios amnióticos ancestrais
ANAPSIDEO “repteis de base” tartarugas
EURIAPSIDEO Repteis marinhos
extintos
SINAPSIDEO
DIAPSIDO Archosaurs Lagartos e Cobras
Biologia Comparativa
![Page 81: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/81.jpg)
Q
M
D
An Ar
SINAPSIDEOS
Dimetrodon
Titanophoneus
Biologia Comparativa
![Page 82: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/82.jpg)
Evolução dos Sinapsideos
Biologia Comparativa
![Page 83: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/83.jpg)
Mamíferos
Evolução dos Sinapsideos
Biologia Comparativa
![Page 84: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/84.jpg)
Pelicossauro Repteis “primitivos” parecidos aos mamíferos
Biologia Comparativa
![Page 85: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/85.jpg)
ORDEM PELICOSAURIA Ofiacodontos metade do Pensilvaniano – começo do Permiano
Varanopseideos Permiano
Caseideos Permiano
Edafosauro fim do Pensilvaniano – começo do Permiano
Sfenacodontos fim do Pensilvaniano – metade do Permiano
Biologia Comparativa
![Page 86: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/86.jpg)
Cladogramo do Pelicosaurio
Biologia Comparativa
![Page 87: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/87.jpg)
Dimetrodon
Biologia Comparativa
![Page 88: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/88.jpg)
Os métodos filogenéticos podem ser usados para distinguir entre hipóteses competitivas
A dispersão larval em caramujos marinhos
– Alguns caramujos produzem larvas microscópicas que flutuam nas correntes marinhas
– Algumas espécies têm larvas que se depositam no fundo do mar e não dispersam
– Os fósseis demonstram aumento de caramujos que não dispersam
Biologia Comparativa
![Page 89: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/89.jpg)
Aumento no tempo da proporção de espécies com larvas que não dispersam
Biologia Comparativa
![Page 90: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/90.jpg)
Dois processos podem produzir um aumento de larvas que não dispersam – Mudança evolutiva de dispersão a não
dispersão ocorre mais freqüentemente do que a mudança de não dispersão a dispersão
– As espécies que não dispersam se especaram com mais freqüência, ou viram extintas com menos freqüência do que as espécies que dispersam
Os dois processos resultariam em padrões filogenéticos diferentes
Biologia Comparativa
![Page 91: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/91.jpg)
Biologia Comparativa
![Page 92: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/92.jpg)
Biologia Comparativa
![Page 93: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/93.jpg)
Biologia Comparativa
![Page 94: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/94.jpg)
A analise indica: – O aumento evolutivo de larvas que não
dispersam no tempo pode ser resultado de um viés na direção evolutiva e um aumento da taxa da diversificação
– Carência de reversão evolutiva
Biologia Comparativa
![Page 95: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/95.jpg)
Biologia Comparativa
![Page 96: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/96.jpg)
Perda das fases larvais nos invertebrados marinhos
Mudança evolutiva não reversível – Moluscos marinhos: demonstram que o
desenvolvimento direto evoluiu várias vezes
– 3 casos onde a evolução se revirou e a fase larval evoluiu de novo
Biologia Comparativa
![Page 97: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/97.jpg)
Biologia Comparativa
![Page 98: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/98.jpg)
A filogenética ajuda explicar a diversificação de espécies
Uso da analise filogenética para testar
hipóteses A riqueza de espécies nos besouros
– Coleóptera: 60% de todos os animais são insetos e 80% de todo inseto é besouro
– Fitófaga: clade com a maioria dos besouros herbívoros
– Família Nemonychidae: especializado nos coníferas desde a Era Jurássica
Biologia Comparativa
![Page 99: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/99.jpg)
Diversificação evolutiva da Fitofaga
Biologia Comparativa
![Page 100: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/100.jpg)
Explicações filogenéticas da diversificação dos besouros – Não a evolução da herbívoria – A especialização sobre as angiospermas a
pré-requisito da diversificação – Originou independentemente 5 vezes dentro
dos besouros herbívoros – O clade especializado nos angiospermas é
mais rico em espécies do que o clade mais próximo
Biologia Comparativa
![Page 101: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/101.jpg)
Evolução de Doenças
HIV evoluiu de um vírus símio (macaco) SIV – Reconhecido inicialmente na década de 1980 – Estimativa atual: >39 milhões de pessoas
infectadas; > 3 milhões de mortes por ano – SIV encontrado em 36 espécies de primatas – Geralmente não causa doença em macacos – Existe há um milhão de anos como SIV
![Page 102: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/102.jpg)
Evolução de Doenças
![Page 103: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/103.jpg)
Análise filogenética de HIV e SIV Primeira: HIV originou de SIV – Todas as cepas de HIV estão aninhadas
dentro clades de SIV
Segunda: um número de cepas distintas de HIV existem – A transferência independente de espécies
diferentes de primatas – Cada cepa humana é mais próxima a cepa de
SIV do que outras cepas de HIV
Evolução de Doenças
![Page 104: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/104.jpg)
Terceira: o homem adquiriu HIV de hospedeiros diferentes
Evolução de Doenças
![Page 105: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/105.jpg)
Sistemática Molecular A sistemática molecular domina o estudo das relações
evolutivas (mas não substitua outras técnicas, como o registro fóssil, mas serve como uma ferramenta importe adicional)
A sistemática molecular procura as homologias nas moléculas, como as seqüências de DNA
Uma vantagem dessa ferramenta molecular da sistemática é que é objetiva e quantitativa.
Uma segunda vantagem é que pode ser usada para avaliar as relações entre grupos de organismos que se diferem muito fisiologicamente e compartilham poucas similaridades morfológicas…
As comparações moleculares podem chegar próximas a ráiz das relações evolutivas.
![Page 107: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/107.jpg)
Filograma
Nos Filogramas o comprimento do ramo
reflete o grau de divergência (= trocas na seqüencia de DNA de um
gene)
As diferencias no comprimento dos ramos refletem diferencias nas
taxas da evolução em seqüência
![Page 108: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/108.jpg)
Árvore ultra-métrica
Uma árvore utra-métrica é um filograma que proporciona
informação sobre o tempo desde a
divergência
Similaridades do
comprimento dos ramos
![Page 109: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/109.jpg)
Parcimônia Máxima
Menos provável Mais provável
Porcentagem de diferencias entre seqüências
![Page 110: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/110.jpg)
Genes Homólogos
As filogenias anteriores foram realizadas a base
de genes ortologos
![Page 111: Sistematica e filogenia](https://reader033.vdocuments.mx/reader033/viewer/2022042614/559502241a28ab045d8b4700/html5/thumbnails/111.jpg)
Fim