SISTEMÁTICA DOS SERES VIVOS Ano2 Biologia e Geologia Unidade 8 - texto de apoio
Sistemática dos seres vivos T E X T O D E A P O I O U N I D A D E 8 Conteúdo Sistemática dos Seres Vivos...2 Sistemas de classificação...2 Sistema de classificação de Whittaker modificado...4 Três domínios...7 Página 1
Sistemática dos Seres Vivos A sistemática é o ramo da Biologia que se ocupa do estudo das relações evolutivas dos seres vivos e da sua classificação. A sistemática, por vezes, confunde-se com a taxonomia, que é o ramo da Biologia que classifica os seres vivos. A sistemática engloba a taxonomia, mas vai além dela, ao fazer o estudo evolutivo dos diferentes grupos, comparando-os - biologia evolutiva. Tem como objectivo criar sistemas de classificação que reflictam a história evolutiva dos grupos e o seu grau de parentesco. Sistemas de classificação Os sistemas de classificação dos seres vivos têm sofrido grande evolução ao longo do tempo. Os primeiros sistemas de classificação eram práticos, pois, para além de serem subjectivos e empíricos, ignoravam a realidade biológica dos organismos que pretendiam enquadrar, servindo, sobretudo, propósitos utilitários. Pelo contrário, os sistemas de classificação racionais utilizam como critério as características intrínsecas dos seres vivos. Considerados como sistemas de classificação artificiais, desde a Grécia Antiga até Lineu (séc. XVIII), por se basearem num reduzido número de características, estes sistemas foram aumentando o número de características utilizadas como critério de classificação, passando, por isso, a ser entendidos como sistemas de classificação naturais. As primeiras classificações naturais, características de um período compreendido entre Lineu e Darwin, reflectem, sobretudo, afinidades morfológicas, não considerando as relações evolutivas dos organismos ao longo do tempo. Por este facto designam-se por classificações horizontais. O período pós-darwíniano foi, sobretudo, caracterizado pelo aparecimento e desenvolvimento de sistemas de classificação filogenéticos. Estas classificações procuram exprimir relações evolutivas entre os grupos, mais do que afinidades morfológicas, fazendo-o tanto através de árvores filogenéticas como de cladogramas. Pelo facto de traduzirem o carácter dinâmico ao longo do tempo, associado ao processo evolutivo, estas classificações são consideradas classificações verticais. Página 2
Página 3
O processo de classificação pressupõe a definição prévia de critérios e de regras de nomenclatura utilizadas na designação das categorias taxonómicas. Algumas destas categorias, também designadas por níveis taxonómicos ou taxa (plural de taxon), foram primeiro propostas por Lineu, tendo outras sido posteriormente acrescentadas. No sistema de classificação de Lineu e em todos os que se lhe seguiram, as categorias taxonómicas estão organizadas de forma hierarquizada, caracterizada por uma homogeneidade decrescente e uma amplitude crescente ao longo da série seguinte de categorias: espécie, género, família, ordem, classe, filo e reino. De entre as regras de nomenclatura mais significativas destaca-se a designação ou nomenclatura binominal de espécie. Esta regra de nomenclatura proposta por Lineu estabelece a atribuição de dois nomes à espécie, sendo o primeiro iniciado por maiúsculas, o nome do género, e o segundo, que deverá ser sempre acompanhado pelo primeiro e escrito em minúsculas, o restritivo ou epíteto específico. Se manuscrito, o nome da espécie deve ser sublinhado. Uma designação mais completa contará com o nome do autor e o ano de classificação. Sistema de classificação de Whittaker modificado Utilizando como critérios de classificação os níveis de organização estrutural, os tipos de nutrição e as interacções nos ecossistemas, Whittaker propôs, em 1979, uma reformulação do seu anterior sistema de classificação. De acordo com este sistema de classificação modificado, os seres vivos são agrupados em cinco reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia, passando o Reino Protista a integrar as Algas. A inclusão de seres pluricelulares no Reino Protista leva alguns autores a sugerir a alteração da designação para Protoctista. Sistemas de classificação posteriores vieram propor a criação de grupos superiores ao reino, designados por super-reinos ou domínios. Alguns propõem a criação de dois domínios: Procariontes e Eucariontes. Dentro do Domínio dos Procariontes, o Reino Monera com dois sub-reinos: Arqueobactérias e Eubactérias, e no domínio dos Eucariontes os quatro reinos: Protoctista, Fungi, Plantae e Animalia. O processo de classificação pressupõe a definição prévia de critérios que o tornam possível. São muitos e variados os critérios utilizados na classificação dos seres vivos. O aumento de critérios utilizados resultou da evolução das ciências biológicas e do aparecimento de uma grande quantidade de dados associados às diferentes áreas: Morfologia, Fisiologia, Embriologia, Paleontologia, Citologia, Estrutura Molecular, etc. Esta diversidade permitiu adequar a classificação à especificidade de cada grupo taxonómico. Os sistemas de classificação podem ser entendidos como formas de organização de dados respeitantes aos seres vivos que se pretendem classificar. Esta organização depende de critérios que vão sendo revistos ao longo do tempo, o que torna transitórios os sistemas de classificação que reflectem a visão dos seus autores e da comunidade científica de dada altura. Num sistema de classificação, os taxa superiores englobam mais organismos e, consequentemente, uma maior diversidade, tornando estes taxa cada vez mais artificiais. Consequentemente, o reino é a categoria taxonómica mais artificial, porque engloba seres que partilham entre si menos características que os seres de categorias inferiores. Página 4
Desde Aristóteles até Lineu, os seres vivos foram agrupados em dois reinos: Plantae (plantas) e Animalia (animais). Ao Reino Plantae pertenciam os seres capazes de sintetizar substâncias orgânicas a partir de substâncias inorgânicas - autotróficos e fixos. No Reino Animal eram incluídos os seres que se alimentavam de matéria orgânica proveniente de outros seres vivos - heterotróficos e de vida livre. Desde essa altura até à actualidade, a distribuição dos seres vivos em grandes grupos tem vindo a sofrer alterações; em resultado do desenvolvimento dos conhecimentos, em especial de microscopia e de bioquímica, foram surgindo novos dados sobre seres vivos que não se enquadravam nesta divisão. O microscópio óptico veio desvendar um mundo de seres unicelulares microscópicos. Muitos destes seres pareciam desafiar a classificação em dois reinos, ao possuírem características de ambos os reinos. As euglenas, por exemplo, eram móveis e possuíam cloroplastos, realizando a fotossíntese. Os fungos pareciam também não se enquadrar nesta divisão. Numa tentativa de resolver este problema, surgiu, durante o século XIX, um sistema de três reinos que, para além dos dois reinos atrás mencionados, considerava um novo reino que englobava essencialmente os seres unicelulares e os seres coloniais - Reino Protista. No século XX, o surgimento do microscópio electrónico veio revelar a existência de seres que possuíam células procarióticas e seres que possuíam células eucarióticas. Estas observações obrigaram a alterações dos critérios na definição dos reinos. Foi acrescentado um novo reino, o Reino Monera, que incluía os seres unicelulares de estrutura procariótica, mantendo os três reinos mencionados anteriormente. Este sistema de quatro reinos e o seu antecessor de três reinos tiveram relativamente pouca aceitação, predominando o sistema de dois reinos. De entre os vários sistemas actualmente propostos, aquele que tem encontrado maior receptividade é o de Whittaker. Desenvolvido em 1969, foi posteriormente modificado, sendo apresentado com as respectivas alterações em 1979. A grande diferença entre estas duas versões refere-se à posição das Algas. Inicialmente distribuídas entre os reinos Protista e Plantae, consoante fossem, respectivamente, unicelulares ou pluricelulares, foram colocadas no Reino Protista, atendendo à sua simplicidade estrutural, apesar da pluricelularidade de muitas delas. O facto do Reino Protista passar a incluir seres multicelulares de baixo grau de diferenciação celular leva muitos autores a sugerirem o nome de Protoctista para este reino. O sistema de classificação de Whittaker divide os seres vivos em cinco reinos, tendo sido usados os seguintes critérios para a sua definição: Nível de organização celular e estrutural - distinguindo seres procariontes de eucariontes; seres eucariontes unicelulares, seres coloniais, seres multicelulares com baixo grau de diferenciação celular e seres multicelulares. Modo de nutrição - distinguindo seres autotróficos, seres heterotróficos por ingestão e seres heterotróficos por absorção. Interacções nos ecossistemas - distinguindo os seres produtores dos seres consumidores e, dentro destes, distinguindo os macroconsumidores (predominantemente animais) e os microconsumidores, que ao consumirem a matéria orgânica devolvem ao meio matéria inorgânica - seres decompositores ou saprófitas (fungos, bactérias e alguns protistas). Página 5
Posteriormente a Whittaker surgiram outros sistemas de classificação que, baseados noutros critérios, delimitaram novos reinos. Em 1988, Lynn Margulis propôs um sistema de classificação que, no essencial, mantém os reinos criados por Whittaker. Baseando-se na estrutura e composição das células e dos seus organelos, bem como nas diferentes vias metabólicas dos organismos, em especial as bactérias, propôs a criação de dois grupos taxonómicos hierarquicamente superiores ao reino, que designou por super-reino ou domínio. O rearranjo dos reinos proposto está esquematizado no quadro seguinte: Página 6
Três domínios Em 1995, Carl R. Woese apresentou os seus trabalhos sobre o surgimento do novo Domínio Archaea. O autor registou que o aparecimento repentino das Archaea (inicialmente denominadas Archaebacteria, Archeobacteria ou Archeote) - negando dogmas da Biologia, como a divisão dos seres vivos em eucariontes e procariontes, de acordo com a presença de núcleo organizado e maquinaria genética - ocasionou uma revolução na classificação dos organismos, pois surgia uma "terceira forma de vida", cuja estrutura celular é procariótica, mas, em nível molecular e genético, guarda grandes semelhanças com organismos eucarióticos. A noção de dicotomia da vida entre eucariontes e procariontes, que ainda domina a Biologia e influencia, em particular, a percepção sobre o grupo Archaea, está sendo lentamente revista por grupos actuantes em microbiologia. Recentemente, a análise de sequências de DNA e RNA tem confirmado que há na realidade dois grupos principais nos procariontes: Bacteria e Archaea. Estes dois grupos não aparentam ser mais próximos um do outro do que dos eucariontes. A maioria dos novos esquemas taxonómicos tendem a abandonar o reino Monera e a tratar Bacteria e Archaea como domínios, conjuntos de reinos, separados. Estes dois domínios diferem na composição do RNA ribossómico, na estrutura da parede celular e no metabolismo; levando em conta dados de filogenia molecular, elas são tão diferentes que ocupam dois reinos, e Archaea está mais próximo dos eucarióticos do que Bacteria. Em 1990, uma equipa liderada por Woese, baseada na comparação de sequências de RNA ribossómico, concluiu que os procariontes não eram um grupo homogéneo com uma origem comum, mas antes composto por dois subgrupos principais, cada um dos quais difere entre si e dos eucariontes. Esta diversidade evolutiva reflecte-se no genoma e, por sua vez, na bioquímica e na sua ecologia. Em face destes dados, propuseram a substituição da divisão do mundo vivo em dois grandes domínios (procariontes e eucariontes) por uma subdivisão em três domínios: mantiveram os eucariontes como o domínio Eucarya (Eucariontes), mas, em vez do domínio Prokarya Página 7
(Procariontes), surgem os domínios Archaea e Bactéria ao mesmo nível que os Eucarya. A sua classificação reflecte a ideia de que a árvore da vida tem três e não apenas dois ramos. Estes sistemas, contudo, são de âmbito de aplicação mais restrito, sendo o sistema de classificação de cinco reinos, definido por Whittaker, o mais seguido actualmente. Página 8