Atividade Complementar Setor de Educação de Jovens e Adultos Ciências da Natureza Ensino Médio Tema: Evolução Sistemática (Uso do Cladograma) Esta atividade tem como objetivo complementar e aprofundar os estudos sobre Evolução, mais especificamente, com abordagem nos aspectos relacionados à interpretação de diagramas denominados cladograma, os quais são frequentemente utilizados para representar as relações de parentesco e a linha evolutiva das espécies ou grupos hierárquicos, tais como gênero, família, ordem, filos entre outros. Procure resolver todos os exercícios. Entenda o que representa a estrutura do cladograma e quais informações este recurso nos oferece. Ao final desta atividade, há sugestões de leitura que complementam os conceitos desenvolvidos, acesse e pesquise mais sobre esse assunto. Assuntos: Evolução. Grupos hierárquicos. Cladogênese. Cladograma. Habilidades: H43 - Classificar os seres vivos de acordo com o sistema de classificação biológica. H55 - Entender as evidências de evolução e/ou teorias evolucionistas. Boa atividade! 1
Introdução A sistemática é a ciência dedicada a inventariar e descrever a biodiversidade e compreender as relações filogenéticas, ou seja, as relações evolutivas entre grupos de organismos (espécies, populações), têm como objetivos principais compreender a evolução dos seres vivos e classificálos de maneira a refletir essa evolução. No estudo comparativo dos seres vivos, considera-se o maior número possível de caracteres (características), que podem ser anatômicos, fisiológicos, comportamentais, bioquímicos, moleculares, dentre outros. Somente os caracteres derivados, que correspondem às novidades evolutivas, são considerados para realizar os agrupamentos de seres vivos. Dessa forma, os grupos são definidos conforme a presença de um ou mais caracteres presentes e ainda, que compartilhem um ancestral comum exclusivo. Atualmente, as relações de parentesco entre os seres vivos têm sido representadas por meio de diagramas, denominados cladograma (clado = ramo), observe o diagrama a seguir: Nesse tipo de representação, os grupos de seres vivos são colocados nas extremidades, nos pontos terminais de cada ramo. Os pontos de onde saem as ramificações são chamados de nós e representam um ancestral comum para todos os demais grupos que aparecem acima desse ponto. As linhas do cladograma são chamadas de ramos. Disponível em: <http://portaldoprofessor.mec.gov.br>. Acesso em: 28 Jan 2014. 16h 52min. Os nós representam pontos onde ocorreram eventos cladogenéticos, que correspondem à separação da população em duas outras populações que não se cruzam entre si, devido ao isolamento geográfico ou por conta da presença de mutações que provocam grandes alterações e impedem o cruzamento entre os membros. A localização dos nós oferece ainda uma noção do tempo relativo de origem de cada um dos ramos, ou seja, do surgimento de cada grupo de seres 2
vivos, o que sugere o quão próximo um grupo é do outro. Cada um dos terminais pode representar grupos, constituídos de indivíduos de mesma espécie ou de uma mesma família, gênero, ordem ou quaisquer outros níveis hierárquicos. Observe o modelo a seguir: Disponível em: <http://biofecunda.wordpress.com>. Acesso em: 28 jan 2014. 15h 23min. Analisando o modelo de diagrama, pode-se observar que a característica coluna vertebral consta em todos os seres vivos, portanto, deve ser posicionada no início do diagrama, indicando que os demais seres vivos compartilham essa mesma característica. Repare que a tartaruga, compartilha somente essa característica com outros organismos, logo, as outras características avaliadas foram posicionadas após o ramo evolutivo que a originou, diferentemente do que ocorre com o gato, que apresenta todas as características avaliadas e encontra-se posicionado por último no diagrama. Perceba que o cladograma é um diagrama que indica o grau de parentesco entre organismos ou grupos hierárquicos e a ordem de aparecimento das características. 3
Atividades 1. Pesquise se os organismos musgo, avenca, araucária e lírio apresentam as características descritas na tabela a seguir e, a partir das informações obtidas, construa um cladograma para estabelecer o grau de parentescos entre eles. 1 Gametângios (estruturas formadoras de gametas). 2 Vasos condutores de seiva. 3 Geração esporofítica duradoura e gametofítica menos desenvolvida. 4 Formação de semente. 5 Formação de flor e fruto. Utilize a tabela abaixo para organizar as características presentes ou ausentes em cada organismo, tal como feito no modelo. Lista de características Musgo Avenca Araucária Lírio Resolução: 4
2. Observe o esquema do provável cladograma dos antropoides, uma subdivisão dos primatas que reúne membros que guardam semelhanças com os seres humanos. Disponível em: <http://laboratoriodecienciasmaf.blogspot.com>. Acesso em: 28 Jan. 2014. 12h 58min. A partir da análise do cladograma acima, identifique: a) Qual a sequência evolutiva da família dos Hominídeos? b) Qual o antropoide atual evolutivamente mais próximo do homem? c) Quais os antropoides atuais evolutivamente mais distantes do homem? 5
3. Analise a figura a seguir que mostra um modelo de cladograma com as relações evolutivas entre alguns organismos. Disponível em: <http://www.phoenix.org.br>. Acesso em: 29 Jan 2014. 10h 49min. Com base nessa análise, assinale a alternativa correta: a) Os fungos e as plantas pertencem ao mesmo grupo evolutivo. b) As plantas e os animais pertencem ao mesmo grupo evolutivo. c) Os insetos e os anfíbios pertencem a grupos evolutivos distintos. d) O grupo monera representa um ancestral comum a todos os grupos. e) O grupo dos fungos representa um ancestral comum para alguns grupos. 6
4. Observe o diagrama do cladograma e pesquise as principais características dos grupos de animais mencionados: (cavidade corporal) Disponível em: <http://nossobioma.blogspot.com>. Acesso em: 29 jan. 2014. 11h 27min. Suponha que um determinado grupo X não tenha sido mencionado neste cladograma. Dentre as características desses animais, é possível afirmar: não apresentam corpo segmentado, nem cavidade corporal, mas certas espécies apresentam tubo digestório completo. Com base nessas informações, indique entre quais grupos o grupo X tenha se separado do ramo principal. a) Poríferos e cnidários. b) Platelmintos e nematelmintos. c) Nematelmintos e moluscos. d) Anelídeos e artrópodes. e) Moluscos e anelídeos. 5. No que consiste eventos cladogenéticos e como são representados no cladograma? Faça um cladograma para indicar seu posicionamento. 7
Gabarito Comentado 1. Tabela de características: Lista de características Musgo Avenca Araucária Lírio 1. Gametângios Presente Presente Presente Presente 2. Vasos condutores. Presente Presente Presente 3. Geração esporofítica e gametofítica Presente Presente Presente 4. Formação de semente Presente Presente 5. Formação de flor e fruto. Presente Cladograma correspondente: 2. a. Mamíferos Insetívoros - Dryopithecus Ramapithecus Autralopithecus Homem. b. Chipanzé. c. Símios do Novo Mundo. 3. Alternativa D. O grupo dos moneras é o grupo que encontra-se posicionado na raiz do ramo principal, portanto, representa um ancestral comum a todos os outros grupos que se originaram após esse ponto do cladograma. 4. Alternativa B. 8
O enunciado da questão informa que o grupo X é caracterizado pela ausência de cavidade corporal (ou celoma) e a presença de tudo digestório completo; observando as informações do cladograma chega-se a conclusão de que o grupo proposto veio de um ancestral que surgiu antes do ancestral dos nematelmintos (que apresentam pseudoceloma), porém depois do ancestral dos platelmintos (que apresentam boca e ânus em seu tudo digestório). 5. Um evento cladogenético consiste na separação de uma população e outras duas, as quais não se cruzam, por conta de uma barreira geográfica ou pelas grandes diferenças genéticas que culminaram em diferenças moleculares, anatômicas, fisiológicas ou comportamentais que dificultam o cruzamento entre os indivíduos. Um evento cladogenético é representado pela presença de um nó no cladograma, conforme ilustra o esquema abaixo: Disponível em: <http://pt.slideshare.net/guestb30c39/evolucao-sonia-lopes>. Acesso em: 29 Jan. 2014 12h 56min. Sugestões de Leitura: <http://portaldoprofessor.mec.gov.br/fichatecnicaaula.html?aula=588>. <http://www.ib.usp.br/md/arquivos/evolucao.fla.swf>. <www.ufrgs.br/paleodigital/taxonomia.html>. 9