Sistemática dos seres vivos

É importante, antes de começar uma explicação dá sistemática dos seres vivos, dizer em que consiste este conceito e outros importantes para o seguimento da questão.

A sistemática é a ciência que procura classificar os diversos seres vivos e relacioná-los evolutivamente, expressando-se em sistemas taxonómicos. Para isso, reúne conhecimentos e dados de outras áreas.

A taxonomia, por sua vez, trata da ordenação e denominação dos seres vivos, agrupando-os de acordo com o seu grau de semelhança. A taxonomia pretende separar os organismos por espécies, descrevendo as características que distinguem uma espécie da outra e ordenando as espécies por categorias taxonómicas.

Por fim, a nomenclatura tem a função de designar cientificamente os grupos taxonómicos, de acordo com certas regras universalmente estabelecidas.

Sistemas de classificação

O ramo da ciência que se responsabiliza pela classificação dos seres vivos – sistemática, teve início no século IV a.C. por Aristóteles, que ordenou os animais consoante o seu modo de reprodução e o seu tipo de sangue: vermelho ou não vermelho. Só a partir dos séculos XVII e XVIII os botânicos e zoólogos começaram a esboçar um sistema de categorias de classificação. Em 1758, Lineu fez o primeiro trabalho extensivo de categorização, que ainda serve de base actualmente.

Esta necessidade de classificação teve como base a existência de uma grande diversidade de organismos, e a consequente necessidade de os classificar, isto é, de os organizar, agrupando-os de acordo com determinadas características, e dando um nome a cada um dos grupos formados.
Assim, desde os tempos mais remotos que o Homem faz classificações dos seres vivos ao distinguir animais venenosos de animais não venenosos e plantas comestíveis de plantas não comestíveis. Estes sistemas de classificação práticos foram criados na tentativa de satisfazer necessidades básicas, como a defesa e a alimentação.

O sistema de classificação prática, ainda é utilizado nos dias de hoje por exemplo nas lojas, onde as roupas por exemplo, se podem dividir por idades, genéro e cores como no caso apresentado.

Sistemas de classificação racionais - baseiam-se em caracteres evidenciados pelos seres vivos.

• Sistemas de classificação artificiais- baseiam-se num número relativamente pequeno de características (cor do sangue, tipo de ovos, número de cavidades do coração, etc.), o que implica que exista um pequeno número de grupos. Esses grupos, necessariamente, englobam organismos muito diferentes uns dos outros, pois diferem em muitas outras características, que não as consideradas.


• Sistemas de classificação naturais - têm por base uma organização dos grupos segundo o maior número de caracteres possível.

Quer as classificações artificiais, quer as naturais são designadas classificações horizontais pois não entram em linha de conta com o factor tempo, uma vez que surgiram numa época na qual dominavam ideias fixistas.

Actualmente, distinguem-se dois tipos principais de classificação biológica:

• Sistemas de classificação fenéticos- têm como principal objectivo permitir a identificação rápida de um ser vivo, sem se preocupar com as relações evolutivas desse organismo com outros. Este tipo de classificação baseia-se no grau máximo de semelhança entre organismos, tendo em conta a presença ou ausência de uma série de caracteres fenotípicos.Uma desvantagem deste tipo de classificações reside no facto de nem todas as características fenotípicas semelhantes corresponderem a uma proximidade evolutiva. A semelhança pode dever-se, por exemplo, a uma evolução convergente, que originou estruturas análogas.
  
• Sistemas de classificação filogenéticos ou cladístico - tentam agrupar os seres vivos de acordo com o grau de parentesco entre eles, permitindo construir árvores filogenéticas. Pretendem traduzir, com rigor, as relações entre os organismos, tendo em conta a história evolutiva dos seres.
  São designadas classificações verticais pois dão importância ao tempo, ou seja, à evolução.
  As semelhanças entre os organismos surgem como consequência da existência de um ancestral comum, a partir do qual os vários grupos foram divergindo ao longo do tempo. O grau de semelhança entre eles está relacionado com o tempo em que ocorreu a divergência.

Existem dois tipos de características para classificar os organismos:
- Características primitivas, ancestrais ou plesiomórficas, presentes em todos os organismos de um grupo, como resultado de terem descendido de um ancestral comum, em que essa característica estava presente.
- Características evoluídas, derivadas ou apomórficas, presentes nos indivíduos de um grupo e que não estavam presentes no ancestral desse grupo, revelando, assim, que houve separação de um novo ramo.

Para além das características estruturais, os dados fornecidos pela Paleontologia são muito importantes neste tipo de classificações.

Diversidade de critérios

Todos os sistemas de classificação apresentados têm subjacente uma série de critérios.

• Critérios morfológicos e fisiológicos (ex.: simetria corporal)
• Paleontologia – permitiu conhecer grupos de seres vivos, hoje totalmente extintos, e estabelecer relações de parentesco entre outros grupos.
• Modo de nutrição (autotrofismo, heterotrofismo).
• Embriologia – consiste no estudo do desenvolvimento embrionário dos organismos e tem-se revelado, à semelhança da Paleontologia e do modo de nutrição, um critério muito útil na classificação dos seres vivos, especialmente dos animais.
• Cariologia – consiste no estudo dos cariótipos dos seres vivos.
  As células somáticas de cada espécie têm o mesmo número de cromossomas, pelo que este critério se torna útil para classificar seres vivos. No entanto, existem espécies diferentes que possuem o mesmo número de cromossomas; por isso, este critério tem muitas imitações na sua aplicação.
• Etologia – é o estudo do comportamento animal. As diferenças encontradas em padrões de comportamento de grupos semelhantes são úteis na classificação desses grupos.
• Critérios bioquímicos – Estudo comparativo de biomoléculas, especialmente de proteínas e de ácidos nucleicos de diferentes organismos e tem revelado dados muito significativos em classificação.
• Organização estrutural – a diferença estrutural a nível celular que se verifica entre procariontes e eucariontes marca a divisão dos mais abrangentes grupos de seres vivos. Por outro lado, o nível de complexidade dos variados organismos, bem como a especialização estrutural e fisiológica das células, fornecem dados muito importantes em classificação.

Taxonomia e nomenclatura

A Taxonomia é o ramo da Biologia que se ocupa da classificação dos seres vivos e da nomenclatura dos grupos formados. Em Taxonomia, tenta-se utilizar um sistema uniforme que expresse o grau de semelhança entre os seres vivos.
No sistema de classificação de Lineu os organismos estavam divididos em dois grandes reinos, Plantas e Animais. Cada um destes reinos subdivide-se em categorias progressivamente menos abrangentes (Classes, Ordens, Géneros e Espécies).
Pode dizer-se que o sistema de classificação de Lineu é um sistema hierárquico, em que as espécies se agrupam em Géneros, os Géneros em Ordens, as Ordens em Classes e as Classes em Reinos. Actualmente, esta hierarquia taxonómica inclui um grupo maior de categorias taxonómicas, também designadas taxa (no singular: taxon ).
Os principais taxa utilizados nas classificações actuais são: Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Género e Espécie. Estas categorias taxonómicas são universais.
A Espécie, a unidade básica da classificação, é constituída por um conjunto de indivíduos que partilham um mesmo fundo genético, que lhes permite cruzarem-se entre si e originar descendência fértil.
Os indivíduos que pertencem a uma das Espécies estão em isolamento reprodutivo relativamente a indivíduos de Espécies diferentes.

Enquanto que a Espécie é um grupo natural, as restantes categorias taxonómicas tentam agrupar taxa inferiores semelhantes.
Desta forma, Espécies semelhantes agrupam-se para constituir um Género. De igual modo, os Géneros mais relacionados estão agrupados em Famílias e assim sucessivamente.
A chave dicotómica da actividade anterior permitem identificar cada um dos seres vivos através de um conjunto de seres vivos através de um conjunto de características que eles possuem.

Quanto mais semelhantes são os organismos, maior é o número de taxa comuns a que pertencem. Tome-se como exemplo o cão e o lobo que, sendo os organismos mais semelhantes, pertencem ao mesmo Género e pertencem, também, por isso, à mesma Família, à mesma Ordem, enfim, aos mesmos taxa superiores.

Regras do sistema de nomenclatura proposto por Lineu:

• A designação dos diferentes grupos taxonómicos é feita em latim;
  
• Espécies: são designadas por um sistema de nomenclatura binominal, segundo o qual, o nome da Espécie é formado por duas palavras latinas. A primeira palavra é um substantivo grafado com inicial maiúscula (nome do Género a que a Espécie pertence). A segunda palavra é, geralmente, um adjectivo. Escreve-se com inicial minúscula e designa-se restritivo (ou epíteto) específico.
  
• Todos os taxa superiores à Espécie possuem uma designação uninominal, isto é, são constituídos por uma única palavra (normalmente um substantivo), escrita com inicial maiúscula.
  
• O nome das Famílias, nos animais, é obtido acrescentando -idae à raiz do nome de um dos géneros (género-tipo). Nas plantas, o sufixo, normalmente utilizado é -aceae.
  
• Sempre que uma Espécie tem subespécies, utiliza-se uma nomenclatura trinominal para as designar. Assim, escreve-se normalmente, o nome da Espécie, seguido de um terceiro termo denominado restritivo (ou epíteto) subespecífico.
  
• No caso dos nomes específicos e subespecíficos, pode escrever-se, em letra do texto, o nome, ou a sua abreviatura, do taxonomista que, pela primeira vez, atribuiu aquele nome ao organismo considerado. Por vezes, coloca-se também a data dessa atribuição. (Ex.: Canis familiaris L. (1758) ou Canis familiaris (Lineu, 1758))
  

Sistema de classificação de Whittaker modificado

Há mais de 24 séculos, os seres vivos foram classificados por Aristóteles e por Teofrasto, um discípulo seu, em dois Reinos – o Reino Animal e o Reino Vegetal.
Devido ao facto de este tipo de classificação levantar alguns problemas acerca da posição taxonómica de certos organismos (ex.: os fungos e os seres unicelulares possuidores de cloroplastos eram considerados como plantas; as bactérias eram colocadas no Reino das Plantas, pelo facto de possuírem parede celular; os seres unicelulares e os eucariontes que apresentam locomoção e ingerem alimentos eram incluídos no Reino Animal), começaram a surgir novas formas de agrupar os seres vivos.
Com o avanço da Ciência, a classificação dos seres vivos em dois reinos começou a revelar-se insuficiente.
- século XIX – Haeckel propõe a existência de 3 Reinos: Protista, Plantae e Animalia.
- século XX – Copeland propõe a existência de 4 Reinos: Monera, Protista, Plantae e Animalia.
- 1968 – Whittaker propõe a existência de 5 Reinos: Monera, Protista, Fungi, Plantae e Animalia.
- 1979 – Whittaker apresenta uma versão modificada do seu sistema de cinco reinos (o Reino Protista, por exemplo, passou também a incluir fungos flagelados, algas unicelulares e multicelulares).

O sistema de classificação de Whittaker baseia-se em vários critérios: tipo de célula e organelos, tipo de organização celular, modo de nutrição, interacções nos ecossistemas.
Já existem sistemas de classificação que propõem a existência de mais de cinco reinos de seres vivos. Um desses sistemas, baseado no facto de existirem duas linhagens diferentes de organismos procariontes, propõe que o Reino Monera seja extinto e surjam, em seu lugar, dois novos Reinos, designados Arqueobactérias e Eubactérias.

Principais características de cada um dos cinco reinos propostos pelo sistema de classificação de Whittaker:

Reino Monera:
• bactérias e cianobactérias (bactérias fotossintéticas)
• unicelulares procariontes
• apesar da sua simplicidade, são organismos cosmopolitas, existindo em todos os tipos de habitat, incluindo alguns tão extremos,
que não suportam outras formas de vida
• bactérias com dimensões reduzidas (1 a 5 micrómetros)
• podem apresentar formas muito distintas: cocos (esféricos), bacilos (forma de bastonete), vibriões (forma de vírgula) e os espirilos (espiralados).
• as bactérias podem viver isoladas ou em grupos com um número variado de células
• organismos muito importantes em muitos processos que ocorrem no nosso planeta:
- muitas bactérias intervêm no ciclo de muitos elementos químicos essenciais à Vida;
- utilização de fermentações bacterianas para produzir queijo, iogurte, vinagre, cerveja, vinho, entre outros;
- produção de antibióticos;
- formação de associações simbióticas com ruminantes. Estes animais dependem em grande parte da celulose para a sua alimentação, mas são incapazes de sintetizar a enzima celulase, enzima esta que é produzida pelas bactérias que vivem no seu sistema digestivo, transformando, assim, a celulose em compostos que o animal pode utilizar).
- produção de várias vitaminas pelas bactérias que o Homem possui no seu intestino.

Reino Protista:
• existem protistas semelhantes a animais (protozoários) – paramécia, amiba –, semelhantes a plantas – espirogira, euglena -, e semelhantes a fungos – mixomicetos.
• existem na maioria dos locais que contêm água, incluindo habitats terrestres suficientemente húmidos. Também podem existir protistas dentro de outros organismos (fluidos corporais, interior das células);
• são constituintes importantes do plâncton
• servem de alimento para o Homem e para os animais, de adubo para a agricultura e, também, para a obtenção de substâncias usadas na Medicina e em cosmética.

Reino Fungi:
• eucariontes, maioritariamente multicelulares e existem, essencialmente, em habitats terrestres;
• heterotróficos, adquirindo os nutrientes por absorção;
• os fungos multicelulares são constituídos por hifas (filamentos ramificados que tiveram origem num esporo, que podem formar uma rede densa de filamentos, denominada micélio (que favorece a eficiência da absorção dos nutrientes), ou formar um corpo compacto, como no caso dos cogumelos);
• a maioria possui parede celular constituída por quitina
• desempenham um papel fundamental nos ecossistemas (devido às diferentes relações ecológicas que estabelecem);
• são inúmeras as suas aplicações industriais (alimentação humana, produção de cerveja, pão, queijo, etc.);
• produção de antibióticos;
• podem ser decompositores, mas também podem estabelecer relações simbióticas com outros organismos.

Reino Plantae:

• seres multicelulares, maioritariamente fotossintéticos, com diferenciação tecidular;
• apresentam parede celular de natureza celulósica e armazenam amido e outras substâncias de reserva;

Reino Animalia:
• seres eucariontes, multicelulares e heterotróficos;
• encontram-se distribuídos por todo o tipo de habitats do nosso planeta;
• a maioria dos animais apresenta locomoção, bem como um sistema nervoso que permite interagir rapidamente com o meio envolvente.

Outros sistemas de classificação

Classificação em dois domínios de Margulis (1988-1996)
O sistema de classificação de Lynn Margulis baseia-se no conhecimento sobre a estrutura submicroscópica das células e seus organelos, bem como vias metabólicas, incorporando a descoberta de muitos tipos altamente diferenciados de bactérias. Apesar de o seu sistema também incorporar uma elaborada teoria de evolução da estrutura celular por endossimbiose, difere apenas em alguns detalhes das classificações de Copeland e de Whittaker.
Na classificação de Copeland, não se dava especial atenção à distinção entre organismos com e sem núcleo, mas em classificações posteriores esta tornou-se uma condição crucial. Margulis distingue os chamados super-reinos ou domínios Prokarya e Eukarya, sendo o ultimo caracterizado por apresentar genoma composto, sistemas de mobilidade intracelular e a possibilidade de fusão celular, que leva a um sistema de genética mendeliana e sexo. O domínio Prokarya, por outro lado, é agrupado com base na ausência de um sistema sexual desse tipo.
Dentro dos Eukarya, ela distingue os mesmos grupos que Whittaker: protoctistas, plantas, animais e fungos. Neste caso, os protoctistas são novamente definidos negativamente, o que volta a tornar as plantas, animais e fungos monofiléticos.
Nos Prokarya, a diversidade de vias metabólicas e a reconhecida divergência evolutiva (como demonstrada pelas sequências de RNA) não deu origem a categorias elevadas. A distinção entre Archaea e Eubacteria é abafada sob o nome de bactérias e expressa a um nível inferior ao da distinção entre fungos, animais e plantas.

Classificação em três domínios de Woese (1990)
Essencialmente com base na comparação de sequências de RNA ribossómico, Woese e seus colegas concluíram que os procariontes não eram um grupo coeso do ponto de vista evolutivo, 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 ecologia.
Assim, propuseram a substituição da divisão do mundo vivo em dois grandes domínios (procariontes e eucariontes) por uma subdivisão em três domínios: mantiveram os tradicionais eucariontes como o domínio Eucarya, mas em vez dos tradicionais procariontes surgem os domínios Archaea e Bacteria, 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.
No entanto, esta classificação não reflecte completamente a sua visão sobre qual dos três ramos é mais basal. Na filogenia em que baseiam a sua classificação, o ramo mais basal é o que conduz ao domínio Bacteria, sendo posterior a ramificação dos dois restantes grupos posterior, o que os torna mais relacionados entre si do que cada um deles com as bactérias. Esta relação próxima não se reflecte na classificação pois para esta filogenia ser aparente, Archaea e Eukarya teriam que ser agrupados num único super-domínio.
A posição da raiz da árvore da Vida junto das bactérias não é, apesar de tudo, pacífica. Foram propostas raízes alternativas, que implicariam diferentes relações filogenéticas e diferentes classificações, mas deixando sempre intocada a parte dos eucariontes, pelo que a maioria das classificações coloca os procariontes num único grupo do mesmo nível que o dos eucariontes. Esta é uma simplificação deliberada, que ignora o facto de que, obrigatoriamente, um dos grupos de procariontes está mais próximo dos eucariontes do que qualquer outro.

Síntese:

Sites auxiliares:

http://www.avesmarinhas.com.br/Nomenclatura%20zool%F3gica.pdf
http://www.cientic.com/tema_classif_txt1.html
http://bi.gave.min-edu.pt/bi/es/942/3528 (exercicio de exame)
http://docs.thinkfree.com/tools/doc_location.php?ext=pdf&dsn=846517 (Documento-Resumo da sistemática dos seres vivos)