DIVERSIDADE, EVOLUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS VETEBRADOS

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1 DIVERSIDADE, EVOLUÇÃO E CLASSIFICAÇÃO DOS VETEBRADOS

2 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS Grupo extremamente diversificado espécies atualmente viventes.

3 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS Vivem em praticamente todos os ambientes da Terra.

4 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS Possuem comportamentos tão diversos e complexos quanto suas formas..

5 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS Por apresentar uma vida energicamente dispendiosa, obtêm a energia necessária a partir do alimento que consomem...

6 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS Apresentam um conjunto surpreendentemente amplo de comportamentos associados ao acasalamento e à reprodução.

7 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS Geralmente machos cortejam as fêmeas as quais tomam conta dos jovens. Os modos de reprodução empregados pelos vertebrados variam da postura de ovos à produção de filhotes os quais possuem grau de independência variável de seus genitores. 1. No momento do nascimento (ou eclosão), alguns vertebrados são inteiramente auto-suficientes (nunca encontrando seus pais) enquanto outros possuem longos períodos de cuidado parental obrigatório. Peixes que incubam ovos na boca. Rãs que incubam ovos no estômago. Aves que alimentam os ninhegos com fluídos. # Apenas as aves não apresentam variações em seu modo de reprodução todas são eminentemente ovíparas.

8 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS Embora a diversidade de vertebrados atuais seja fascinante, as espécies presentes representam apenas uma pequena porcentagem daquelas que já existiram.

9 A HISTÓRIA DOS VERTEBRADOS O número de espécies de vertebrados provavelmente alcançou seu máximo no Plioceno e Pleistoceno, declinando em seguida. 1. Efeitos humanos sobre espécies utilizadas como alimento. 2. Modificações no clima. 3. Alterações na composição vegetacional.

10 OS DIFERENTES TIPOS DE VERTEBRADOS descrever e classificar a variedade de vertebrados tem se tornado mais complicado em consequência das mudanças nos critérios usados no reconhecimento de grupos naturais.

11 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA Desde os primórdios de sua existência o Homem busca agrupar seres vivos com características semelhantes para conseguir entender a diversidade dos organismos sobre a Terra.

12 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA O enorme conhecimento acumulado pelo Homem ao longo da história tornou as Ciências Naturais mais complexas. Para entender o mundo é preciso dividir o que se deseja conhecer em pequenos agrupamentos, compreender em detalhe o funcionamento destes blocos e interagir com outros pesquisadores.

13 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA É fácil constatar que a unidade básica de agrupamento dos seres vivos (mais diretamente acessível ao senso comum), constitui a espécie. Outro nível de agrupamento facilmente assimilado pelo sendo comum é o nível dos reinos. Será suficiente o agrupamento de todos organismos apenas nestes dois níveis tão extremos?

14 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA A Taxonomia representa o ramo das ciências naturais que se ocupa com o conjunto de princípios, procedimentos e regras que embasam a classificação e a Sistemática (Blow, 1979). A Sistemática, por sua vez, busca analisar os agrupamentos e a diversidade dos organismos e de todas e quaisquer relações entre eles incluindo sua classificação e aspectos evolutivos.

15 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA Sistemática Evolutiva Clássica baseia-se nos conceitos de Charles Darwin acerca da classificação dos organismos. A classificação deve ser coerente com a filogenia, mas não é preciso que se atenha rigidamente a ela. Principais fatores considerados semelhanças e diferenças entre os seres vivos (interpretadas como reflexo das relações de parentesco entre os organismos). As relações filogenéticas não são determinantes em uma classificação sistemática clássica.

16 TAXONOMIA E SISTEMÁTICA Sistemática Evolutiva Filogenética atribui importância máxima às relações filogenéticas entre os taxa. Fundada por Willi Hennig (1966), preconiza um sistema classificatório que reflita de maneira direta, clara e precisa as relações de parentesco dos grupos formados. Enfatiza a necessidade de se buscar na classificação dos organismos taxa monofiléticos grupos que incluem todos descendentes de um único ancestral. Grupo irmão grupo monofilético mais próximo de um determinado táxon.

17 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Idealmente, cada agrupamento taxonômico deveria refletir uma realidade biológica. 1. Espécie biológica grupo de indivíduos capazes de interfertilização, isolados reprodutivamente de outras espécies (Grant, 1957). Mais do que relações fenéticas (morfológicas), espécies biológicas são definidas com base no parentesco genético (Sivarajan, 1991)... difícil, contudo, de ser aplicado na Paleontologia.

18 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Quando estudamos restos fossilizados de organismos, não é possível, obviamente, analisar sua capacidade de intercruzamento produzindo descendentes férteis. 1. As únicas informações que podemos obter dizem respeito à morfologia (muitas vezes de material preservado de modo incompleto) e à distribuição estratigráfica e geográfica. O conceito paleontológico de espécie agrupa organismos com estreita afinidade morfológica (forma), fisiológica (função), filogenética (ancestralidade comum), e ecológica (ambiente em que vive e suas inter-relações).

19 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS A complexidade da vida é muito maior do que a necessidade humana de agrupar para entender, e entender para dominar. Whitaker (1959)

20 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Atualmente os seres vivos são classificados em oito níveis taxonômicos ordenados hierarquicamente.

21 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Biologicamente, uma subespécie é importante por corresponder a um primeiro passo no processo de surgimento de uma nova espécie. O isolamento (absoluto e prolongado), no tempo geológico, de duas subespécies poderá originar duas espécies distintas. Sob o ponto de vista paleontológico, a caracterização da distribuição geográfica e temporal de diferentes subespécies pode levar a um maior refinamento paleoecológico e bioestratigráfico.

22 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Na década de 90, Carl Woese, Otto Kandler e Marck Whellis, compararam sequências nucleotídicas de DNA codificante para o RNA ribossomal. Através dos resultados obtidos, construíram uma árvore filogenética mostrando que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo.

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24 PRINCIPAIS NÍVEIS TAXONÔMICOS Eukarya - inclui todos os eucariontes (protistas, fungos, plantas e animais). Archaebacteria - inclui procariontes que vivem em condições ambientais extremas (extremófilos) temperaturas muito elevadas ou valores extremos de ph. Eubacteria - inclui os procariontes mais comuns e que existem com maior dispersão na Natureza.

25 REGRAS DE NOMENCLATURA Pai da Taxonomia Binomial Autor do SYSTEMA NATURAE (1758) As grandes viagens traziam animais, plantas e rochas para os estudiosos descreverem glorificação da criação divina Desenvolveu o sistema binomial de classificação de plantas e animais Gênero e Espécie CAROLUS LINNAEUS ( ) Agrupamento de organismos de acordo com suas semelhanças morfológicas.

26 Deus creavit, Linnaeus disposuit (Deus cria, Linnaeus organiza) Linnaeus agrupou as espécies em uma hierarquia de categorias: Reino Phylum (Filo) Classe Ordem Família Gênero Espécie Influências da Teologia Natural (Aristóteles) na Taxonomia a) Nomenclatura em latim e grego. b) Holótipo = espécime referência (único). c) Localidade tipo = local de origem do holótipo.

27 REGRAS DE NOMENCLATURA O trabalho classificatório processa-se em 2 etapas: 1. Trabalho analítico Descrição do organismo (estabelecimento da espécie). 2. Trabalho sintético Formação de grupos mais amplos (categorias taxonômicas). Categorias taxonômicas 1. Obrigatórias Phylum, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie. 2. Facultativas Subphylum, Superclasse, Subclasse, Infraclasse, Coorte, Superordem, Subordem, Infraordem, Superfamília, Tribo, Subtribo, Subgênero, Subespécie.

28 REGRAS DE NOMENCLATURA O procedimento biológico classificatório obedece aos seguintes parâmetros: 1. Observações empíricas 2. Observações biológicas 3. Observações genéticas

29 REGRAS DE NOMENCLATURA Conceito de Tipo - nos tempos de Linné as espécies eram constituídas com base em determinado espécime tipo (a classificação dava-se segundo coincidências). Com George Cuvier a classificação evoluiu para a análise de um padrão anatômico (respeitando-se, assim, as variações individuais). Nos dias de hoje, entende-se que a diversidade de seres vivos é resultante de processos evolutivos e que esses processos podem ocorrer basicamente por anagênese e cladogênese.

30 REGRAS DE NOMENCLATURA O tipo na moderna taxonomia: Hipodigma Holótipo Alótipo Depositário Onomatóforo Síntipo Lectótipo Paralectótipo Neótipo Topótipo

31 REGRAS DE NOMENCLATURA As regras que regem a designação dos organismos vivos estão agrupadas no Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (Ride et alii, 1985) e no Código Internacional de Nomenclatura Botânica (Greuter et alii, 1988). Os códigos apresentam normas rígidas, cuja aplicação é supervisionada por comitês internacionais de especialistas em Sistemática e em Nomenclatura. Determinam as condições de validade de um nome, como e em que situação este nome pode ser alterado e vários outros procedimentos.

32 A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA Crosta Terrestre imenso arquivo natural. Rochas páginas de registro deste arquivo (geológico & biológico). Paleontologia ciência destinada ao estudo dos documentos biológicos do planeta.

33 A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA Paleontologia relacionada com a Biologia e a Geologia. ponto de contato entre estas duas ciências naturais. Mantém fortes vínculos com a Estratigrafia e a Geologia Histórica.

34 A CIÊNCIA PALEONTOLÓGICA Paleontologia Reconhece as mudanças havidas nas tafofaunas e tafofloras. Fóssil Todo resto orgânico, ou evidência direta da presença de seres vivos, antes da época geológica atual.

35 FEITICEIRAS E LAMPREIAS (MYXINOIDEA E PETROMYZONTOIDEA) # São peixes alongados, sem escamas e mucosas (não possuindo tecidos duros internos). # São necrófagos e parasitas, apresentando especializações para tais modos de vida. 1. Únicos entre os Craniata atuais (desprovidos de mandíbulas) 2. Tradicionalmente reunidas como agnatas (a = sem, gnathos = maxila) ou ciclóstomos (cyclos = circular, stoma = boca), representam linhagens evolutivas independentes. # O agnatismo representa uma condição ancestral primitiva entre os vertebrados.

36 FEITICEIRAS E LAMPREIAS (MYXINOIDEA E PETROMYZONTOIDEA) # Feiticeiras marinhas (cerca de 40 espécies), ocorrendo na plataforma continental e em mar aberto (em profundidades em torno de 100 metros) # Lampreias formas migratórias (vivem nos oceanos e se reproduzem em rios).

37 TUBARÕES, RAIAS E QUIMERAS (ELASMOBRANCHII E HOLOCEPHALI) # Tubarões possuem uma reputação de ferocidade que a maioria das 350 a 400 espécies atuais teria dificuldade em manter. # Raias achatadas dorsoventralmente, nadam por ondulações de suas amplas nadadeiras. # Quimeras peixes marinhos bizarros (detentores de caudas longas e delgadas) com faces caracterizadas por lembrar coelhos.

38 AMIA, LEPISOSTEUS E OUTROS (ACTINOPTERYGII) # São tão diversificados que qualquer tentativa de caracterizá-los condena-se ao fracasso. Duas grandes categorias têm sido reconhecidas: 1. Actinopterygii (actinos = raio, ptero = asa ou nadadeira) peixes de nadadeiras raiadas. 2. Sarcopterygii (sarco= lobo, ptero = asa ou nadadeira) peixes com nadadeiras lobadas.

39 AMIA, LEPISOSTEUS E OUTROS (ACTINOPTERYGII) # Os peixes actinopterígios incluídos nesta categoria são chamados condrósteos, holósteos e neopterígios em diversos sistemas de classificação. # A maioria possui corpo cilíndrico, escamas espessas e maxilas com dentes cortantes.

40 TELEÓSTEOS (ACTINOPTERYGII) # Mais de espécies de peixes enquadram-se nesta categoria, cobrindo todas as variações imagináveis quanto ao tamanho do corpo, habitat e hábitos de vida.

41 PEIXES PULMONADOS E O CELACANTO (DIPNOI E ACTINISTIA) # Representam os peixes atuais mais aparentados aos vertebrados terrestres. # Possuindo nadadeiras lobadas, têm corpo pesado (movendo-se lentamente).

42 SALAMANDRAS, RÃS E CECÍLIAS (CAUDATA, ANURA E GYMNOPHIONA) # Popularmente conhecidos como anfíbios (amphi = dupla, bios = vida), possuem pele nua (desprovida de escamas, pêlos ou penas). 1. Salamandras possuindo corpo alongado (a maioria terrestre), detém usualmente quatro patas. 2. Cecílias - organismos ápodes aquáticos (ou escavadores). 3. Anuros (rãs, sapos, pererecas) possuem corpo curto, cabeça grande e patas posteriores alongadas (utilizadas para andar, pular, etc.).

43 TARTARUGAS (TESTUDOMORPHA) # São provavelmente os vertebrados mais imediatamente reconhecíveis. # A carapaça que recobre uma tartaruga não possui duplicata exata em qualquer outro grupo de vertebrados. # As modificações morfológicas associadas à carapaça fazem das tartarugas tetrápodes extremamente peculiares (únicos com cintura escapular e cintura pélvica internos às costelas).

44 TUATARA, LAGARTOS E SERPENTES (LEPIDOSAURIA) # Podem ser reconhecidos por sua pele coberta de escamas (assim como características craniais). # Tuatara animal de corpo robusto encontrado apenas em algumas ilhas próximas à Nova Zelândia (únicos remanescentes vivos de uma linhagem de animais denominada Sphenodontia bastante diversificados no Mesozóico).

45 JACARES E CROCODILOS (CROCODILIA) # Descendentes da mesma linhagem (Archosauria) que produziu os dinossauros e as aves. # Crocodilianos predadores semi-aquáticos com longos rostros armados de dentes numerosos (contendo sua pele diversos ossos dérmicos localizados sob as escamas). # Destacam-se pelo cuidado parental dedicado aos seus ovos e filhotes.

46 AVES # Representam uma linhagem Archosauromorpha que desenvolveu o voo durante o Mesozóico. # Características distintivas das aves, as penas proporcionam a superfície necessária para a ascensão e propulsão do voo. # Archeopteryx ave mais antiga conhecida

47 MAMÍFEROS (MAMMALIA) # A origem dos mamíferos atuais pode ser traçada através da linhagem sinápsida até o Paleozóico superior. # Incluem cerca de espécies (a maioria placentários Eutheria). 1. Marsupiais dominam a fauna de mamíferos apenas na Austrália (cangurus, coalas e wombats). 2. Monotremata não nascendo já formados (como os marsupiais e placentários) produzem leite para alimentar seus filhotes (ornitorrincos e équidnas) eclodidos de ovos.

48 MAMÍFEROS (MAMMALIA)

49 EVOLUÇÃO # Processo responsável por moldar a história da vida. # A compreensão dos princípios e processos evolutivos é essencial para a apreciação da diversidade dos vertebrados. # Ideias científicas são moldadas pela sociedade e pelo sistema filosófico nos quais são concebidas (podendo, por vezes, remodelar tanto a sociedade, quanto a filosofia). # Grande parte do pensamento ocidental tem sua origem na filosofia grega. 1. A concepção grega inicial da natureza considerava-a como estática. 2. Esta postura foi incorporada pela teologia cristã como a visão de que a essência eterna e inviolável de cada objeto no mundo existia apenas na mente de Deus. 3. Interpretações estritas da bíblia insistem em que tudo na Terra foi criado por Deus em sua forma presente.

50 TEORIA DE GARSTANG # Propõe que a evolução dos vertebrados deu-se partir de um estágio larval semelhante ao dos tunicados. # Tendo evoluído nos mares cambrianos, os cordados veem-se mais proximamente aparentados aos Echinodermata que em relação a qualquer outro filo de invertebrados. mas permanece sem provas. # Embora não comprovada, representa um bom exemplo de como hipóteses evolutivas são elaboradas a partir de estudos comparados de animais fósseis e atuais.

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