Cladograma: para que serve e exemplos - Ciência - 2023

Contente

UMA cladograma é um diagrama ou esquema de ramificação das características compartilhadas por um grupo de organismos, representando a história evolutiva mais provável da linhagem. A reconstrução é feita seguindo a metodologia proposta pelo biólogo Willi Hennig.

Os cladogramas são caracterizados por grupos de táxons baseados em suas sinapomorfias ou caracteres derivados que são compartilhados.

Para que serve?

Os cladogramas permitem que você visualize as relações filogenéticas entre um grupo ou grupos de organismos de interesse.

Na biologia evolutiva, esses diagramas permitem elaborar árvores filogenéticas e, portanto, reconstruir a história evolutiva de um grupo, ajudando a definir sua classificação e faixas taxonômicas.

Além disso, ajuda a elucidar os mecanismos evolutivos examinando a maneira como os organismos mudam ao longo do tempo, a direção dessa mudança e a frequência com que o fazem.

Como elaborado?

Um dos principais objetivos dos biólogos evolucionistas é encontrar a posição das espécies na "árvore da vida". Para tanto, analisam diferentes características dos organismos, sejam elas morfológicas, ecológicas, etológicas, fisiológicas ou moleculares.

As características morfológicas dos indivíduos têm sido amplamente utilizadas para estabelecer sua classificação; no entanto, chega um ponto em que eles não são suficientes para discriminar ramos específicos da árvore. Nesse caso, as ferramentas moleculares ajudam a discernir essas relações.

Uma vez que o traço é escolhido, as hipóteses das relações de parentesco entre as espécies de interesse são construídas e representadas esquematicamente.

Neste diagrama, os ramos representam ancestrais hipotéticos onde ocorreu um evento de cladogênese ou separação de linhagens evolutivas. Ao final de cada ramo estão localizados cada um dos táxons que foram incluídos na análise inicial, sejam eles espécies, gêneros, entre outros.

Homologias

Para estabelecer relações entre um grupo de organismos, caracteres homólogos devem ser usados; ou seja, duas características que compartilham um ancestral comum. Um personagem é considerado homólogo se adquiriu seu estado atual por herança direta.

Por exemplo, os membros superiores de humanos, cães, pássaros e baleias são homólogos uns aos outros.Embora cumpram funções diferentes e pareçam muito diferentes a olho nu, o padrão estrutural dos ossos é o mesmo nos grupos: todos eles têm um úmero, seguido do rádio e da ulna.

Em contraste, as asas de morcegos e pássaros (desta vez com base na estrutura para voar) não são homólogas porque não adquiriram essas estruturas por herança direta. O ancestral comum desses vertebrados voadores não apresentava asas e ambos os grupos as adquiriram de forma convergente.

Se quisermos deduzir as relações filogenéticas, esses caracteres não são úteis porque, embora sejam semelhantes, não indicam adequadamente a ancestralidade comum dos organismos.

Caracteres primitivos e derivados compartilhados

Agora, um caráter homólogo de todos os mamíferos é a espinha dorsal. No entanto, essa estrutura não serve para diferenciar os mamíferos de outros táxons, porque outros grupos - como peixes e répteis - têm espinha dorsal. Na linguagem cladística, esse tipo de caractere é chamado de caractere compartilhado primitivo ou simplesiomorfia.

Se quisermos estabelecer as relações filogenéticas entre os mamíferos usando a coluna vertebral como critério, não podemos chegar a nenhuma conclusão confiável.

No caso do cabelo, é uma característica compartilhada por todos os mamíferos que não existe em outros grupos de vertebrados. Por esse motivo, é um caráter derivado compartilhado - sinapomorfia - e é considerado uma novidade evolutiva de um clado específico.

Para desenvolver um cladograma, a sistemática filogenética propõe a formação de grupos taxonômicos usando caracteres derivados compartilhados.

Escolas de classificação: cladismo

Para estabelecer a classificação e as relações filogenéticas entre os organismos, é necessário recorrer a normas objetivas que utilizam um método rigoroso para elucidar esses padrões.

Para evitar critérios subjetivos, surgem escolas de classificação: taxonomia evolucionária tradicional e cladismo.

Cladismo (do grego clados, que significa "ramo") ou sistemática filogenética foi desenvolvida em 1950 pelo entomologista alemão Willi Hennig e é amplamente aceita por seu rigor metodológico.

Os cladistas constroem cladogramas que representam as relações genealógicas entre as espécies e outros táxons terminais. Da mesma forma, procuram conjuntos ordenados de caracteres derivados compartilhados ou sinapomorfias.

Esta escola não usa caracteres ancestrais compartilhados ou simpleiomorfias e só concede validade a grupos monofiléticos; ou seja, agrupamentos que incluem o ancestral comum mais recente e todos os descendentes.

Os grupos parafiléticos (agrupamentos de organismos que incluem o ancestral comum mais recente, excluindo alguns de seus descendentes) ou poliféticos (agrupamentos de organismos de diferentes ancestrais) não são válidos para cladistas.

Princípio da parcimônia

É possível que ao fazer um cladograma, sejam obtidas várias representações gráficas que mostram diferentes histórias evolutivas de um mesmo grupo de organismos. Nesse caso, é escolhido o cladograma mais “parcimonioso”, que contém o menor número de transformações.

À luz da parcimônia, a melhor solução para um problema é aquela que requer o menor número de suposições. No campo da biologia, isso é interpretado como menos mudanças evolutivas.

Diferenças entre cladogramas e árvores filogenéticas

Geralmente, os taxonomistas tendem a estabelecer diferenças técnicas entre um cladograma e uma árvore filogenética. É necessário esclarecer que um cladograma não é estritamente equivalente a uma árvore filogenética.

Os ramos de um cladograma são uma forma formal de indicar uma hierarquia aninhada de clados, enquanto em uma árvore filogenética os ramos são representações de linhagens que ocorreram no passado. Em outras palavras, o cladograma não implica uma história evolutiva.

Para obter uma árvore filogenética, é necessário adicionar informações extras: interpretações adicionais relacionadas aos ancestrais, a duração das linhagens no tempo e a quantidade de mudanças evolutivas que ocorreram entre as linhagens estudadas.

Portanto, os cladogramas são as primeiras aproximações para a criação final de uma árvore filogenética, indicando o possível padrão de ramificação.

Exemplos

Amniotes

O cladograma dos amniotas representa três grupos de vertebrados tetrápodes: répteis, pássaros e mamíferos. Todos esses são caracterizados pela presença de quatro camadas (córion, alantóide, âmnio e saco vitelino) no embrião.

Observe que o conceito de "réptil" é parafilético, pois exclui pássaros; por isso é rejeitado pelos cladistas.

Macacos

O cladograma dos macacos inclui os gêneros: Hylobates, Pongo, Gorilla, Pão Y Homo. Popularmente, o conceito de macaco é parafilético, pois exclui o gênero Homo (Nós, humanos).

Referências

Campbell, N. A., & Reece, J. B. (2007). biologia. Panamerican Medical Ed.
Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Convite para Biologia. Panamerican Medical Ed.
Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia. Nova York: McGraw - Hill.
Kardong, K. V. (2002). Vertebrados: anatomia comparativa, função, evolução. McGraw-Hill.
Soler, M. (2002). Evolução: a base da Biologia. Projeto Sul.