Princípios de Taxonomia, Filogenia e Reinos Inferiores

Classificação Biológica e Filogenia

Para classificar a diversidade da vida utiliza-se um sistema de classificação hierárquico, que inclui as seguintes categorias (taxa), da maior para a menor:

• Reino
• Filo
• Classe (Sub, Super)
• Ordem (Subgrupos)
• Família (Subgrupos)
• Gênero
• Espécie (Sub)

A nomenclatura binomial é utilizada para nomear as espécies.

Reconstrução Filogenética

Para reconstruir a filogenia de um grupo, utiliza-se um personagem que varia entre os membros (caráter ancestral). Também é usado para comparação o outgroup. Este é um grupo filogeneticamente próximo, mas que não faz parte do grupo de estudo.

Para qualquer reconstrução filogenética, é preciso considerar os caracteres usados nas análises e determinar qual é a condição primitiva que o ancestral comum apresenta. Neste sentido, usamos os seguintes termos:

• Apomorfia: Refere-se a um caráter derivado ou especializado.
• Plesiomorfia: É um caráter primitivo.
• Autapomorfia: É uma especialização única em um grupo.
• Sinapomorfia: É um caráter especializado compartilhado por dois ou mais grupos.
• Simplesiomorfia: É um caráter primitivo compartilhado.

Todos esses termos podem ser definidos em relação a qualquer nível taxonômico. Assim, a presença de um hemipênis é uma autapomorfia em escamados e uma sinapomorfia de Lacerta e cobras. Entre os répteis, é um caráter primitivo ou simplesiomorfo.

Escolas de Classificação

Escola Evolutiva

É a mais antiga e subjetiva. Os caracteres que diferentes populações possuem indicam ancestrais comuns, e tenta-se definir uma árvore filogenética. Estuda-se a homologia, mas levando em conta a possível convergência evolutiva. O pesquisador escolhe quais caracteres são importantes. A presença de um único caráter comum pode ser suficiente para a escola estabelecer um novo taxon.

Escola Fenética

Atribui valor igual a todos os caracteres estudados. Não se prova se os caracteres são homólogos ou analogias. Quanto mais caracteres são estudados, mais provável é que sejam homólogos. As árvores são definidas para indicar a proximidade evolutiva, ignorando apenas os caracteres menores.

Escola Cladística

Apenas os caracteres homólogos são estudados. Se houver dúvidas, são realizados estudos para verificar se o caráter é uma contrapartida. Se a certeza não for alcançada, o caráter é abandonado. Segue-se um programa que, no final, resulta em diferentes árvores, indicando um número de passos. A árvore correta é aquela que tem menos etapas (máxima parcimônia), uma vez que a evolução tende a seguir o caminho mais simples.

Definição de Espécie

Espécie é um grupo de indivíduos que podem se reproduzir entre si e que estão geneticamente isolados de outros grupos por mecanismos de isolamento reprodutivo, como a esterilidade dos híbridos ou a não aceitação do macho pela fêmea.

Reino Protoctista

Neste reino, combinam-se todos os organismos eucarióticos unicelulares, algas e micetozoários. É um grupo parafilético. São organismos eucarióticos que possuem certas estruturas celulares especiais. Não possuem desenvolvimento embrionário nem sementes. A maioria tem esporos, mas existem colônias. Nunca formam tecidos multicelulares, exceto no caso de organismos multicelulares. Todas as células são totipotentes e, apesar de haver especialização, isso não implica uma mudança na estrutura organizacional protoplásmica. O nível celular é o mais comum. A maioria é de vida livre, mas alguns são sésseis. Estão agrupados pela característica de serem células eucarióticas sem tecido. Atualmente, foram divididos em muitos outros reinos. São ancestrais de outros reinos (Animalia, etc.), mas são independentes.

Dependendo do seu metabolismo, podem ser distinguidos:

• Protofitos: São organismos de afinidade vegetal que realizam fotossíntese. Anteriormente, eram considerados algas autênticas.
• Protozoários: São organismos quimiorganotróficos, ou seja, alimentam-se de outros animais. Anteriormente, eram considerados animais.
• Pseudohongos: São organismos que têm afinidade com os fungos. São quimiorganotróficos saprofíticos. Anteriormente, eram considerados vegetais.

Vivem em água doce ou salgada, solo, matéria em decomposição, e plantas. Estabelecem simbiose de todos os tipos, causam poluição da água, são parte do plâncton e causam doenças. São importantes na cadeia alimentar.

Podem viver sozinhos ou formar falsas colônias, unindo vários organismos, mas sem perder a totipotência. Também existem colônias verdadeiras que podem levar à divisão do trabalho entre os indivíduos, com alguns cuidando da reprodução e outros da alimentação. O tamanho varia entre 10 e 15 µm.

Existem mais de 64.000 espécies diferentes. Podem ser corpos polinucleares e, nesse caso, são chamados Polinérgides, pois cada núcleo tem um domínio chamado sinérgide, que não interage com outros sinérgides. Existem registros fósseis de 100 milhões de anos. Têm grande importância econômica. Cerca de 10 mil espécies vivem como simbiontes em animais ou plantas, e algumas até em relação mutualística com outros protozoários. As relações podem ser mutualismo, comensalismo ou parasitismo.

Estrutura e Fisiologia dos Protozoários

As células têm muitas semelhanças com as dos animais. A membrana celular é uma membrana lipídica dupla típica, que pode moldar o organismo. Externamente, podem ser encontradas substâncias orgânicas ou inorgânicas que podem criar o esqueleto do corpo e dar forma. As substâncias dependem do protozoário:

• Flagelados: Celulose
• Rizópodes: Quitina, sílica ou carbonato de cálcio

Outros podem formar expansões feitas de espinhos. O interior da membrana pode conter várias substâncias que dão resistência e são conhecidas como córtex. Se faltarem essas estruturas, os protozoários serão assimétricos.

Componentes Celulares: Citoplasma (Ectoplasma-Endoplasma), Núcleo (binuclear), Complexo de Golgi, Mitocôndrias, Vacúolos (abundantes), Cílios e Flagelos.

Locomoção: Pseudópodes, cílios ou flagelos.

Metabolismo: Autotrófico ou heterotrófico.

Excreção: Difusão (vacúolo).

Respiração: Difusão.

Reprodução: Assexuada (fissão binária, mitose) ou sexual (conjugação).

Classificação do Reino Protista (Exemplo Parcial)

• Reino Protista
  • Sub-Reino Protozoários
    • Subfilo Sarcomastigóforos
      • Classe Phytomastigophora
      • Classe Zoomastigophora (Mastigóforos)
    • Subfilo Sarcodina
    • Subfilo Opalinata
  • Filo Labyrinthomorpha
  • Filo Microspora
  • Filo Apicomplexa
  • Filo Ciliophora
  • Filo Ascetospora

Organismos Multicelulares (Metazoários Iniciais)

Os organismos multicelulares iniciais são classificados em:

• Mesozoa (Filo único)
• Parazoa (Filo Porifera – Esponjas, e Placozoa)
• Eumetazoa (Outros Filos)

Contribuições Biológicas

1. Embora possuam a organização mais simples de todos os metazoários, esses grupos alcançam um nível maior de integração morfológica e fisiológica em comparação com as colônias de protozoários. Os Mesozoários já pertencem ao nível de organização celular.
2. Os Mesozoários são compostos por uma camada externa de células somáticas e uma camada interna de células reprodutivas. Todos os Mesozoários são parasitas.
3. Os Placozoa são compostos por dois epitélios com fluido e algumas células fibrosas entre eles.
4. As Esponjas (Porifera) são mais complexas, com vários tipos de células diferenciadas por função. Algumas delas estão organizadas em tecidos emergentes de um baixo nível de integração.
5. Os padrões de desenvolvimento desses filos e as três fases embrionárias não são homólogos aos dos Eumetazoa.
6. As Esponjas desenvolveram um fluxo único de água que lhes fornece alimento e oxigênio.

Origem dos Metazoários

Teoria Sincicial

Sugere que os metazoários surgiram de um ciliado sincicial, no qual os limites celulares se desenvolveram. Era como formas bilaterais de Platelmintos. *A favor:* Superficial. *Contra:* Diferenças entre ciliados e platelmintos acelomados (boca, ciliatura, tamanho, forma, simetria, situação). Desenvolvimento interior complexo de células embrionárias, não sincicial.

Teoria Colonial

Sugere que os metazoários surgiram de células flageladas coloniais que se tornaram mais especializadas e independentes. São polifiléticos e evoluíram independentemente de vários grupos ancestrais.

Filos Representativos

Filo Placozoa

Uma espécie, animais marinhos de 2 a 3 mm. Digestão interna. Grupo irmão do filo Cnidaria.

Filo Mesozoa

Parasitas de invertebrados marinhos. 0,5 a 7 milímetros, com 20-30 células em duas camadas.

Filo Porifera (Esponjas)

Organização multicelular frouxamente organizada entre as células. Possuem poros (óstiolo) e câmaras para a passagem de água. Simetria irradiada ou ausente. Possuem pinacócitos (epiderme), cavidades internas com coanócitos, e mesogleia com amebócitos e elementos esqueléticos (espongina e colágeno). Digestão intracelular. Excreção e osmorregulação por difusão. São sésseis. Reprodução assexuada e sexual.

Tipos de Células em Esponjas

• Pinacócitos: Revestimento externo.
• Coanócitos.
• Arqueócitos.

Fisiologia das Esponjas

São filtradores. O alimento (detritos, plâncton, bactérias) é digerido intracelularmente.

Tipos de Esqueletos

Fibras colágenas, espongina, espículas.

Classificação das Esponjas

Reino Animalia, Sub-Reino Parazoa, Filo Porifera.

• Classe Calcarea (espículas calcárias, marinhas, asconoides).
• Classe Hexactinellida (espículas de sílica, corpo cilíndrico, marinho).
• Classe Demospongiae (2 ou 3 camadas germinativas, espículas de sílica, leuconoides, quase todas marinhas).

Filo Cnidaria

Simetria birradial. Organização em nível de tecido (sem órgãos): ectoderme, endoderme (mesoderme derivada), mesogleia (camada intermediária de mucossacarídeos e proteínas). Cavidade gastrovascular com digestão extracelular e intracelular. Possuem tentáculos. Plexo nervoso com protoneurônios (sem sistema nervoso central). Órgãos dos sentidos (estatocistos, ocelos). Contrações musculares ou remos para nadar (ctenóforos). Polimorfismo (estados de pólipo e medusa). Nematocistos (órgãos de picada) e coloblastos (adesão).

Habitats: Marinhos, de água doce, zonas de águas rasas e algumas espécies em grandes profundidades. Maior diversidade em águas quentes. São construtores de recifes e ilhas. Estabelecem simbiose com outros animais e algas. Animais que comem corais usam os nematocistos para sua própria defesa.

Locomoção: Contração do corpo, tentáculos, deslizamento no disco basal, flutuação com bolha de gás.

Alimentação: Pequenos crustáceos. Caça com tentáculos, boca, deslizando sobre a presa. A digestão ocorre na cavidade vascular.

Reprodução: Assexuada (brotamento, evaginações). Sexual (fertilização dos espermatozoides dos ovários, com descargas na água).

Classes de Cnidaria

• Hidrozoários (coloniais marinhos)
• Cifozoários (medusas comuns)
• Cubozoa
• Anthozoa (corais e anêmonas do mar)

Filo Ctenophora

Simetria birradial. Possuem pentes (pás de natação) colocados lateralmente para nadar. São triblásticos com ectoderme, endoderme e mesogleia com células dispersas e fibras musculares. Células adesivas (coloblastos). Plexo nervoso subepidérmico e órgão sensorial aboral. São monoicos. Gônadas em partes dos canais digestivos. Desenvolvimento direto diploide. Bioluminescência.

Sistema Digestivo: Boca, faringe, estômago, vários canais, poros anais.

Habitat: Água morna, de superfície, águas subterrâneas.

Classes de Ctenophora

• Tentaculata
• Nuda