Cladograma para o que funciona, Diferença com árvore filogenética e exemplos

Um cladograma é um diagrama ou esboço ramificado das características compartilhadas por um grupo de organismos, representando a mais provável história evolutiva da linhagem. A reconstrução é realizada seguindo a metodologia proposta pelo biólogo Willi Hennig.

Os cladogramas são caracterizados porque agrupam os taxa com base em suas sinapomorfias ou caracteres derivados que são de caráter compartilhado.

Índice

• 1 O que é isso?
• 2 Como é feito?
  • 2.1 Homologias
  • 2.2 Caracteres primitivos e derivados compartilhados
• 3 Escolas de classificação: cladismo
  • 3.1 Princípio da parcimônia
• 4 Diferenças entre cladogramas e árvores filogenéticas
• 5 exemplos
  • 5,1 Amniotes
  • 5,2 macacos
• 6 referências

Para que serve?

Os cladogramas permitem visualizar as relações filogenéticas entre um grupo ou grupos de organismos de interesse.

Na biologia evolutiva, esses diagramas possibilitam a elaboração de árvores filogenéticas e, portanto, reconstroem a história evolutiva de um grupo, ajudando a definir sua classificação e faixas taxonômicas.

Além disso, ajuda a elucidar os mecanismos evolucionários examinando a maneira pela qual os organismos mudam com o tempo, a direção dessa mudança e a frequência com que eles o fazem.

Como isso é feito?

Um dos principais objetivos dos biólogos evolucionistas é encontrar a posição da espécie na "árvore da vida". Para conseguir isso, eles analisam diferentes características nos organismos, sejam elas morfológicas, ecológicas, etológicas, fisiológicas ou moleculares.

As características morfológicas dos indivíduos têm sido amplamente utilizadas para estabelecer sua classificação; no entanto, chega um ponto em que eles não são suficientes para discriminar ramos específicos da árvore. Neste caso, as ferramentas moleculares ajudam a discernir essas relações.

Uma vez escolhido o personagem, hipóteses de relações de parentesco entre as espécies de interesse são construídas e representadas esquematicamente.

Neste diagrama, as ramificações representam ancestrais hipotéticos onde ocorreu um evento de cladogênese ou separação das linhagens evolutivas. No final de cada ramo são colocados cada um dos táxons que foram incluídos na análise inicial, sejam espécies, gêneros, entre outros.

Homologias

Para estabelecer as relações entre um grupo de organismos, devem ser usados ​​caracteres homólogos; isto é, duas características que compartilham um ancestral em comum. Um personagem é considerado homólogo se adquiriu seu status atual por herança direta.

Por exemplo, as extremidades superiores de humanos, cães, pássaros e baleias são homólogas entre si. Embora cumpram diferentes funções e à primeira vista pareçam muito diferentes, o padrão estrutural dos ossos é o mesmo nos grupos: todos têm um úmero, seguido pelo rádio e pela ulna.

Em contraste, as asas de morcegos e pássaros (desta vez dependendo da estrutura a voar) não são homólogas porque não adquiriram estas estruturas por herança direta. O ancestral comum desses vertebrados voadores não possuía asas e os dois grupos o adquiriam de maneira convergente.

Se quisermos deduzir relações filogenéticas, esses caracteres não são úteis porque, embora sejam semelhantes, não indicam adequadamente a ancestralidade comum dos organismos.

Caracteres primitivos e derivados compartilhados

Agora, um caráter homólogo de todos os mamíferos é a espinha. No entanto, essa estrutura não serve para diferenciar mamíferos de outros táxons, porque outros grupos - como peixes e répteis - possuem a coluna. Na linguagem cladista, esse tipo de caractere é chamado de caractere compartilhado primitivo ou simbologia simples.

Se quisermos estabelecer relações filogenéticas entre os mamíferos usando a coluna como um critério, não podemos chegar a uma conclusão confiável.

No caso do cabelo, é um personagem compartilhado por todos os mamíferos que não existe em outros grupos de vertebrados. Portanto, é um caráter derivado compartilhado - sinapomorfia - e é considerado uma novidade evolutiva de um clado específico.

Para elaborar um cladograma, a sistemática filogenética propõe a formação de grupos taxonômicos usando caracteres derivados compartilhados.

Escolas de classificação: cladismo

Para estabelecer a classificação e as relações filogenéticas entre organismos é necessário recorrer a normas objetivas que utilizam um método rigoroso para elucidar tais padrões.

Para evitar critérios subjetivos, surgem as escolas de classificação: a taxonomia evolutiva tradicional e o cladismo.

Cladismo (do grego clades, que significa "ramo") ou filogenética sistemática foi desenvolvido em 1950 pelo entomologista alemão Willi Hennig, e tem ampla aceitação por seu rigor metodológico.

Os cladistas constroem cladogramas que representam as relações genealógicas entre espécies e outros táxons terminais. Da mesma forma, eles procuram conjuntos ordenados de caracteres derivados compartilhados ou sinapomorfias.

Esta escola não utiliza caracteres ancestrais compartilhados ou simples isomorfos e apenas dá validade a grupos monofiléticos; isto é, agrupamentos que incluem o ancestral comum mais recente e todos os descendentes.

Grupos parafiléticos (agrupamentos de organismos que incluem o ancestral comum mais recente, excluindo alguns de seus descendentes) ou poliforos (agrupamentos de organismos de diferentes ancestrais) não são válidos para cladistas.

Princípio da parcimônia

É possível que, ao produzir um cladograma, sejam obtidas várias representações gráficas que mostrem diferentes histórias evolutivas do mesmo grupo de organismos. Neste caso, o cladograma mais "parcimonioso" é escolhido, o qual contém o menor número de transformações.

À luz da parcimônia, a melhor solução para um problema é aquela que requer o menor número de suposições. No campo da biologia, isso é interpretado como um número menor de mudanças evolutivas.

Diferenças entre cladogramas e árvores filogenéticas

Geralmente, os taxonomistas geralmente estabelecem diferenças técnicas entre um cladograma e uma árvore filogenética. É necessário esclarecer que um cladograma não é estritamente equivalente a uma árvore filogenética.

Os ramos de um cladograma são uma maneira formal de indicar uma hierarquia aninhada de clados, enquanto que em uma árvore filogenética os ramos são representações de linhagens que ocorreram no passado. Em outras palavras, o cladograma não implica uma história evolutiva.

Para obter uma árvore filogenética é necessário adicionar informações extras: interpretações adicionais relacionadas aos ancestrais, a duração das linhagens ao longo do tempo e a quantidade de mudanças evolutivas que ocorreram entre as linhagens estudadas.

Portanto, os cladogramas são as primeiras aproximações para a criação final de uma árvore filogenética, indicando o possível padrão de ramificação.

Exemplos

Amniotas

O cladograma dos amniotas representa três grupos de vertebrados tetrápodes: répteis, aves e mamíferos. Todos estes são caracterizados pela presença de quatro camadas (córion, alantoide, âmnio e saco vitelino) no embrião.

Note que o conceito de "réptil" é parafilético, pois exclui as aves; por este motivo, é rejeitado pelos cladistas.

Macacos

O cladograma dos macacos inclui os gêneros: Hylobates, Pongo, Gorila, Pão e Homo. Popularmente, o conceito de macaco é parafilético, porque exclui o gênero Homo (nós humanos)

Referências

1. Campbell, N. A. & Reece, J. B. (2007). Biologia. Ed. Panamericana Medical.
2. Curtis, H., & Schnek, A. (2006). Convite para Biologia. Ed. Panamericana Medical.
3. Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia. Nova Iorque: McGraw-Hill.
4. Kardong, K. V. (2002). Vertebrados: anatomia comparativa, função, evolução. McGraw-Hill.
5. Soler, M. (2002). Evolução: a base da biologia. Projeto do Sul.