Universidade Federal do ABC
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Resumo: A necessidade e o instinto humano em classificar os objetos em seus meios levaram-o a desenvolver ferramentas cada vez mais úteis e práticas. O surgimento da sistemática biológica faz uso intenso de árvores evolutivas. Este breve ensaio traz uma base histórica e visa orientar o manuseio e utilização desta técnica.
Para melhor compreensão, o trabalho será postado em três partes.
Palavras-chave: árvore, evolução, filogenética, molecular.
"Para ser um bom observador é preciso ser um bom teórico"
Charles Darwin em Origem das espécies (1859)
O ato de classificar é bastante antigo, profundamente relacionado ao desenvolvimento social do homem, e normal no cotidiano de bilhões de pessoas.
No entanto, não há registros que comprovem com exatidão o surgimento da sistemática em nosso meio como recurso importante para o desenvolvimento da humanidade.
Desde as classificações dicotômicas do filósofo grego Aristóteles, o homem vem criando formas para a classificação (sistemática) de seres vivos para melhor entendimento e compreensão dos mesmos. Esse fato ultrapassou a barreira do tempo e permanece ente nós em áreas tão distintas quanto a classificação de partículas subatômicas de Max Planck ou a classificação biológica moderna do entomólogo Willi Hennig.
Especificamente na biologia, qual a ferramenta mais propícia para ser usada para classificar os organismos?
Charles Darwin considerava o uso da metáfora da árvore da vida como um importante princípio de organização para o entendimento dos conceitos de descendência com modificação. Anteriormente, Lamarck já fazia uso de estruturas similares para representação do “aumento de complexidade” dos organismos no decorrer dos tempos.
Hoje as árvores evolutivas (também conhecidas como árvores filogenéticas) são resultado de rigorosas análises com base em dados moleculares, morfológicos, de desenvolvimento e outros, na buscam pela reconstrução da história das espécies.
As representações de árvores filogenéticas baseiam-se, estruturalmente, no princípio de ancestralidade comum que nada mais é do que o cerne da teoria da evolução. A grande importância dessas representações é que podem ser entendidas pelo público em geral de modo mais prático e muito mais simplificado. Podem-se interpretar as árvores evolutivas e usá-las para organização da biodiversidade sem conhecer em detalhes as deduções e o método para inferências filogenéticas.
Uma árvore evolutiva é uma descrição, através de diagramas, das relações entre entidades biológicas conectadas por meio de ancestrais comuns (ancestralidade comum). Tais árvores podem contar a história evolutiva dos vários seres vivos que coexistiram na Terra por mais de quatro bilhões de anos. É possível reconstruir a árvore da vida “galho por galho” a partir de táxons terminais representados pelos galhos finais que se conectam a um único tronco e raízes universalmente compartilhadas.
A formação de novas linhagens dá-se no passar do tempo, refletindo modificações do conteúdo genético pelos quais passam os organismos que se distanciam do ancestral do ancestral comum, que são repassadas, com outras possíveis modificações, aos seus descendentes. Assim, o compartilhamento genético no ato da reprodução aliado à potenciais mutações são os meios que levam à formação da “árvore da vida”.
Entretanto, é preciso ter cuidado nas análises de genes porque, na maioria dos casos, “árvores genéticas” e “árvores de espécies” não são equivalentes. Isso acontece porque a história individual dos genes não segue os meios pelos quais as espécies enfrentam as adversidades que os mais diferentes ambientes podem apresentar.
Deve-se ficar claro que é complicado estabelecer “datas filogenéticas” com precisão para árvores evolutivas. As reconstruções filogenéticas se baseiam em hipóteses com base, mais modernamente, em dados moleculares, não em calendários.
Figura: estrutura de uma árvore evolutiva. “F” é o grupo-externo; os nós internos (1, 2, 3, 4) indicam a existência de ancestrais comuns; os táxons terminais (A, B, C, D, E, F) são as representações dos organismos (espécies) (modificado de Gregory, 2008).
Referências bibliográficas
- Gregory, T.R. Understanding Evolutionary Trees. Evolution: Education and Outreach, vol. 1, n. 2, p. 121-137, 2008.
- Motoyama S. O Nascimento da Evolução Biológica, Scientific American Brasil, p. 45-53, 2006.
- Santos, C.M.D. Os Dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para sistemática biológica. Scientiae Studia, p.179-200, 2008.
- Stix, G. O Legado Vivo de Darwin. Scientific American Brasil Especial - A Evolução da Evolução, p. 26-31, 2009.
Resumo: A necessidade e o instinto humano em classificar os objetos em seus meios levaram-o a desenvolver ferramentas cada vez mais úteis e práticas. O surgimento da sistemática biológica faz uso intenso de árvores evolutivas. Este breve ensaio traz uma base histórica e visa orientar o manuseio e utilização desta técnica.
Para melhor compreensão, o trabalho será postado em três partes.
Palavras-chave: árvore, evolução, filogenética, molecular.
"Para ser um bom observador é preciso ser um bom teórico"
Charles Darwin em Origem das espécies (1859)
O ato de classificar é bastante antigo, profundamente relacionado ao desenvolvimento social do homem, e normal no cotidiano de bilhões de pessoas.
No entanto, não há registros que comprovem com exatidão o surgimento da sistemática em nosso meio como recurso importante para o desenvolvimento da humanidade.
Desde as classificações dicotômicas do filósofo grego Aristóteles, o homem vem criando formas para a classificação (sistemática) de seres vivos para melhor entendimento e compreensão dos mesmos. Esse fato ultrapassou a barreira do tempo e permanece ente nós em áreas tão distintas quanto a classificação de partículas subatômicas de Max Planck ou a classificação biológica moderna do entomólogo Willi Hennig.
Especificamente na biologia, qual a ferramenta mais propícia para ser usada para classificar os organismos?
Charles Darwin considerava o uso da metáfora da árvore da vida como um importante princípio de organização para o entendimento dos conceitos de descendência com modificação. Anteriormente, Lamarck já fazia uso de estruturas similares para representação do “aumento de complexidade” dos organismos no decorrer dos tempos.
Hoje as árvores evolutivas (também conhecidas como árvores filogenéticas) são resultado de rigorosas análises com base em dados moleculares, morfológicos, de desenvolvimento e outros, na buscam pela reconstrução da história das espécies.
As representações de árvores filogenéticas baseiam-se, estruturalmente, no princípio de ancestralidade comum que nada mais é do que o cerne da teoria da evolução. A grande importância dessas representações é que podem ser entendidas pelo público em geral de modo mais prático e muito mais simplificado. Podem-se interpretar as árvores evolutivas e usá-las para organização da biodiversidade sem conhecer em detalhes as deduções e o método para inferências filogenéticas.
Uma árvore evolutiva é uma descrição, através de diagramas, das relações entre entidades biológicas conectadas por meio de ancestrais comuns (ancestralidade comum). Tais árvores podem contar a história evolutiva dos vários seres vivos que coexistiram na Terra por mais de quatro bilhões de anos. É possível reconstruir a árvore da vida “galho por galho” a partir de táxons terminais representados pelos galhos finais que se conectam a um único tronco e raízes universalmente compartilhadas.
A formação de novas linhagens dá-se no passar do tempo, refletindo modificações do conteúdo genético pelos quais passam os organismos que se distanciam do ancestral do ancestral comum, que são repassadas, com outras possíveis modificações, aos seus descendentes. Assim, o compartilhamento genético no ato da reprodução aliado à potenciais mutações são os meios que levam à formação da “árvore da vida”.
Entretanto, é preciso ter cuidado nas análises de genes porque, na maioria dos casos, “árvores genéticas” e “árvores de espécies” não são equivalentes. Isso acontece porque a história individual dos genes não segue os meios pelos quais as espécies enfrentam as adversidades que os mais diferentes ambientes podem apresentar.
Deve-se ficar claro que é complicado estabelecer “datas filogenéticas” com precisão para árvores evolutivas. As reconstruções filogenéticas se baseiam em hipóteses com base, mais modernamente, em dados moleculares, não em calendários.
Figura: estrutura de uma árvore evolutiva. “F” é o grupo-externo; os nós internos (1, 2, 3, 4) indicam a existência de ancestrais comuns; os táxons terminais (A, B, C, D, E, F) são as representações dos organismos (espécies) (modificado de Gregory, 2008).Referências bibliográficas
- Gregory, T.R. Understanding Evolutionary Trees. Evolution: Education and Outreach, vol. 1, n. 2, p. 121-137, 2008.
- Motoyama S. O Nascimento da Evolução Biológica, Scientific American Brasil, p. 45-53, 2006.
- Santos, C.M.D. Os Dinossauros de Hennig: sobre a importância do monofiletismo para sistemática biológica. Scientiae Studia, p.179-200, 2008.
- Stix, G. O Legado Vivo de Darwin. Scientific American Brasil Especial - A Evolução da Evolução, p. 26-31, 2009.
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Este comentário foi removido pelo autor.
ResponderExcluirOlá Leandro!
ResponderExcluirMuito interessante esse seu ensaio, principalmente em relação à perspectiva histórica, que tem sido muito negligenciada pelos alunos atualmente. Só um detalhe bobo, durante um certo tempo, árvores evolutivas e árvores filogenéticas (cladogramas) não foram entendidas como sinônimos. Havia uma certa variação em relação ao posicionamento dos ancestrais (nos nós ou como táxons terminais) e à representação gráfica. Você comentou que os resultados com dados genéticos/moleculares e morfológicos nem sempre são parecidos e que é difícil estabelecer "datas filogenéticas" com precisão. Dois assuntos em "moda" e que remetem a esses tópicos são as análises com evidência total e os relógios moleculares. Como resolver essas questões?