Porque não faz sentido usarmos os escalões Lineanos de filo, classe, ordem, etc

Quando o ilustre sueco Carl von Linné (ou Carolous Linnaeus, em latim, tal como ele assinava, ou Carlos Lineu, em português) classificou os organismos vivos, agrupou-as em ‘rankings’ ou escalões, que tendo sido ulteriormente adicionados ficaram com a clássica sequência Divisão, Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Género e Espécies.

Esta partimentação agrupa os seres vivos do mais abrangente até a uma única espécie. Assim, a Divisão pode ter vários Reinos, que por sua abrange vários Filos, que contêm várias Classes e assim por diante.

É um sistema prático e de alguma forma inspirado na hierarquia militar. Neste sistema, todas as espécies são arrumadas de forma que nenhuma esteja de fora da sequência Divisão, Reino, Filo, Classe, etc. Dito de outra forma, todas as espécies pertencem a um género, que está enquadrado numa família, que não pode deixar de estar numa ordem, até que todos os escalões estão preenchidos.

É, sem dúvida, um sistema fácil e prático, como se coordenadas de um endereço se tratasse. Era como se arrumássemos as espécies em gavetas, que estão contidas em estantes, que por sua vez estão em armários, em salas, casa, ruas, bairros, etc. Prático e simples… contudo a Natureza não funciona assim, sendo a realidade bem mais complexa. Linné usou esta classificação pois não conhecia a evolução das espécies (conceito que foi avançado após a sua morte por Lammarck e outros, e melhor compreendido e explicado por C. Darwin). Se Linné compreendesse a evolução, decerto que saberia que não podemos agrupar os organismos em secções discretas, como se de objectos físicos se tratassem devidamente arrumadas no sistema de gavetas, prateleiras, armários, etc.

As espécies são contínuas, e todos os organismos actuais fazem parte de uma corrente reprodutiva de pais para filhos, desde há 3.600 milhões de anos, sempre com pequenas alterações graduais e contínuas. Se reconstruirmos a linhagem de todas as espécies, vamos ter algo mais parecido a uma árvore, em que cada espécie é uma folha ou uma célula, do que a um armário (usando a analogia das gavetas).

Ao tentar estabelecer as relações de parentesco das espécies os biólogos constroem árvores filogenéticas comparáveis às árvores genealógicas que mostram o parentesco dos nossos familiares. Numa árvore ou arbusto, as folhas encontram-se em galhos, raminhos, ramos, pernadas, troncos secundários e troncos principais, mas se tentarmos agrupar cada folha de um arbusto num ‘ranking’ Lineano, veremos que estamos perante uma tarefa hercúlea, difícil de alcançar.

Vejamos num exemplo concreto: os vertebrados. A classificação clássica (não evolutiva) agrupa-os em cinco classes: os peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Contudo sabemos agora que as aves são descendentes dos dinossauros, que por sua vez são répteis (ou seja, pertencem ao grupo Reptilia), logo, as aves são répteis. Algo que faz sentido se agruparmos os animais numa árvore, na qual o "ramo" das aves é agrupado no "tronco" dos répteis, e esquecemos as categorias filo, classe, ordem, etc. De outra forma, temos uma 'classe' (Aves) dentro de outra 'classe' (Reptilia), que usando a analogia atrás, seria arrumar uma gaveta dentro de outra gaveta. É algo que não existe.

The evolution of the digestive system in a phylogenetic context for non-vertebrate deuterostomes

The “digestive” system, if we can call so, in hemichordate establishes the basic pattern that will be subsequently acquired by cephalochordates, urochordates and craniates. The tripartite composition of hemichordates (trunk, proboscis and collar) all interfere in the digestive system. Enteropneusts have a linear body where the proboscis either serves as a burrowing device but also to conduct food items to an aperture in the collar where water comes in, exceeding water is secreted away from the pharyngeal slits (paired in early ontogenesis and multiple in advanced ontogenesis), the food items pass through a duct and will eventually be secreted in anus at the posterior tip of the acorn worm. In pterobranchs the proboscis is composed of several cirrus which conduct food items to an aperture in the collar, in this animals the U-shaped digestive tract implies that the anus will be near the mouth.
In more derived pharyngotremates, such as the tunicates and cephalochordates an important feature called the endostyle further increases the food gathering efficiency. Now not only the pharyngeal slits are capable of sieving food items but also the mucous produced by the endostyle serves that function. In cephalochordates (e.g. amphioxus) the pathway of the food items is: enter the mouth by a complex network of oral cirri which conducte by the help of the wheel structure transport the food to the esophagous which is devided in the epipharingeal duct, further posteriorly the ileocolon ring may store nutrients in the cecum or send exceeding remains through the anus. Exceeding water also passes through the pharyngeal slits which then reach an atrium and are then expulsed through a more anterior aperture relative to the anus.
Echinoderms have a very simple digestive system also formed by a duct but complemented by the ambulacral system that also serves for gas exchange and even locomotion. There are no gills or slits in echinoderms.


Ricardo

Entrevistas aos bochechos: 2ª pergunta ao Paul Upchurch

RA: Another thing I would like to know a little more about is that in 2005 you’ve published a paper proposing a new paradigm. What does that paper entail?

PU: You are talking about the new biogeographic paradigm… Well, the initial idea was published in 2001, but I’ve published a series of papers since then. Essentially the idea is that amongst biologist working in animals, over the last 30 years or so, there was a growing tendency to analyze biogeography in a more statistical fashion. The information that is required to understand that are evolutionary relationships and the geographic localities of the organisms. Essentially it is cladistics plus biogeography. The problem that I and my colleague Craig Hunt proposed originally in 2001, is that it doesn’t take time into account… I think the reason why we haven’t taken the temporal or stratigraphic distribution of organisms into consideration previously is precisely because these methods used previously were only used by people working on living animals, and therefore they only have one time to worry about, which is: now! But as soon as you look at paleontology, you should ask the question: Should I take data from all the Mesozoic? Or just from the Jurassic, or Cretaceous and so on… What we realized was that the geographic distribution of organisms change through time. The patters we get in the Jurassic are not necessarily the patterns we get on the Cretaceous and so on…We realized that paleontology actually played a key role in historic biogeography, whether you are working on living animals or extinct animals. You need to take into account the time of the events, because otherwise you end up with serious problems…

Evolução dos Saurópodes: algumas ideias

Algumas ideias que derivaram da apresentação do Paul Upchurch no Museu da Lourinhã. A maior parte destas ideias já estão publicadas, pelo que não estou a dizer nada de novo, é simplesmente um resumo de ideias interessantes:

- Os saurópodes são animais mais diversos do que geralmente se tem pensado, principalmente quando se olha para características craniana (ex: comparar Shunosaurus com Nigerasaurus);
- A anatomia complexa da vértebras dos saurópodes pode significar que a evolução foi seleccionando indivíduos que tornassem as vértebras em entidades anatómicas progressivamente mais leves, mas mais resistentes sob o ponto de vista mecânico;
- Uma das maneiras para distinguir pegadas de titanossaurídeos e não-titanossaurídeos é pela postura dos seus membros em andamento. Os titanossauros têm uma postura mais ampla (que está associada a modificações importantes em determinadas características dos ossos como a expansão do processo olécrone no úmero), ao passo que a maioria de todos os outros saurópodes tendem a ter uma postura mais fechada (e logo a deixar pistas também menos amplas);
- Os saurópodes são essencialmente "bulk processors", enquanto que os ornitísquios por exemplo são essencialmente "mouth processors". O aparato mastigatório dos saurópodes é essencialmente construído de maneira a extrair folhas que são processadas depois no estômago.
- Um dos major trends existentes no aparato mastigatório dos saurópodes é a perda ou redução da preponderância dos músculos bucinadores, geralmente utilizados para a mastigação; isto tem evidência osteológica clara desde os prossaurópodes;
- Uma metodologia usada para aferir a congruência paleobiogeográfica e hipóteses filogenéticas é consistente com os modelos de tectónica de placas e pelo conhecimento geológico actual; a metodologia chama-se "area cladograms";
- Um evento maior de extinção nos saurópodes ocorreu efectivamente na transição do Jurássico superior para o Cretácico inferior. A par de uma diminuição abrupta do número de taxa do JS para o EK, a área de formações expostas aumenta do JS para o EK. O que elimina o possível enviesamento dos dados por motivos de erros metodológicos de preservação.

Sistemática lineana vs. cladística

Diferença na classificação taxonómica linneana (A) e filogenética (B) (retirado de Mateus, 2008)

Os métodos de classificação dos animais mudaram radicalmente ao longo dos tempos. Devemos ao sueco Carolus Linnaeus (1707-1778) a sistematização das classificações taxonómicas e ao que ainda hoje denominado o método lineano, mas Willi Hennig (1913-1976) revolucionou a sistemática com a apresentação de uma ideia genialmente simples: a evolução e organização das espécies deverá obedecer a regras de parcimónia. 

Na figura vemos a classificação dos vertebrados numa perspectiva (A) lineana, desactualizada, e (B) filogenética, mais moderna. Antes da compreensão da evolução e da classificação filogenética, os paleontólogos tinham dificuldades em classificar animais como o Acanthostega, Cyclotosaurus, Dimetrodon e Archaeopteryx, que partilhavam características entre dois grupos de animais, sendo encarados como “fósseis de transição”. Actualmente estes têm o seu lugar bem definido na árvore filogenética e o atributo de “fóssil de transição” já não faz sentido. Repare-se que o grupo dos “peixes” já não é empregue por ser parafilético. A primeira metodologia de classificação foi proposta por Carolus Linnaeus e a segunda por Willi Hennig , nas imagens respectivamente.

A imagem acima foi publicada em:

MATEUS, O. 2008. Fósseis de transição, elos perdidos, fósseis vivos e espécies estáveis, pp. 77-96, in Levy et al. (eds.), Evolução: História e Argumentos. ISBN: 978-989-8025-55-5.  

Berbicachos taxonómicos

Muitas vezes nomear novas espécies e géneros é mais uma arte que uma ciência, isto especiamente antes do advento da filogenia que facilita em larga escala o trabalho dos taxonomistas. No século XIX (e até mesmo uma durante parte do século XX) novas espécies e géneros eram erigidos em notas de rodapé ou em legendas de figuras e, claro, sem uma diagnose adequada. Geralmente só muito tempo depois é que este material era novamente revisto e estudado convenientemente de modo a aferir a validade destes novos taxa, muitos deles continham problemas... já num post anterior me referi ao "disparate" que era o género Steneosaurus (um crocodiliforme do clado Thalattosuchia), com mais de cinquenta espécies atribuídas a esse género. Mas especialmente no clado Dinosauria - que tem sido alvo de extensa análise nos últimos tempos - os berbicachos taxonómicos acumulam-se como nos seguintes géneros: Hadrosaurus, Titanosaurus, Triceratops... Pode ser realmente muito confuso rever a validade destes taxa, principalmente na paleontologia, com espécimes incompletos ou dispersos por vários museus e, com a agravante de que as regras do Código Internacional de Nomenclatura Zoológica não são nada fáceis. Na verdade, não é só a questão da sinonímia (espécies/géneros erigidos que afinal eram iguais a outras entretanto já erigidas também)... são também os nomen oblitum, os nomen dubium, os nomen vadum, nomen nudum, ou os nomes previamente ocupados. E ora porque nos devemos preocupar em saber se este ou aquele género baseado em determinado material está bem ou mal nomeado? É que as espécies e os géneros servem de base para estudos mais abrangentes... Como é que então se poderia fazer uma lista de todas as espécies de dinossauros, por exemplo, se na verdade uma boa percentagem de nomes dessa lista não são válidos? Como extrapolar sobre a biodiversidade de um dado grupo ou sobre as origens de um outro se não sabemos que espécies existiram realmente? Foi por isso que Mike Benton, um prestigiado paleontólogo da Universidade de Bristol, Inglaterra decidiu aferir... Em suma ele pretendia responder à seguinte pergunta: se eu quiser fazer uma lista de todos os dinossauros qual é o risco que corro de que essa lista esteja mal construída? Ele realmente chegou a conclusões interessantes, entre as quais: cerca de 50% dos nomes de dinossauros são sinónimos, uma boa porção dos taxa são baseados em material muito fragmentário (o que faz com que se possam nomear dois géneros diferentes com base em material diferente, um dente e um fémur, por exemplo... que pode na realidade pertencer a um mesmo género), a descoberta de novos taxa está geralmente associada à exploração de novas bacias. E uma série de outras cnclusões de elevada importância. O melhor mesmo é consultar o artigo, aqui fica a referência:

Benton, M. J. 2008 How to find a dinosaur, and the role of synonymy in biodiversity studies. Paleobiology 34(4): 516-533.

Se não tiverem acesso ao artigo eu posso, como é claro, disponibilizá-lo.

Insectos fazem mudar o nome a dois dinossauros: parte II

Artigo de Ciência Hoje

"Octávio Mateus estava a navegar pela Internet quando deu pelo erro. Dois dinossauros classificados em 1905 e 1953, pelos investigadores Richard Lull e Birger Bohlin, repetiam o nome de insectos himenópteros, semelhantes a vespas, nomeados pela primeira vez em 1968. Segundo as regras da nomenclatura zoológica, não são permitidos dois animais com o mesmo nome. Num artigo publicado pela revista científica "Journal of Paleontology", o paleontólogo português corrigiu a repetição: o Diceratops passa a Diceratus e o Microceratops a Microceratus.
As normas ditam que, na classificação das espécies, embora possa haver um animal e uma planta com o mesmo nome não é possível atribuir o mesmo nome a dois animais diferentes. Quando o erro acontece é necessário alterar a o nome mais recente, que neste caso era o dos dinossauros. Octávio Mateus optou por manter uma grafia semelhante à anterior: Diceratus (do grego, di=dois, ceratus=cornos) em vez de Diceratops, e Microceratus (do grego, micro=pequeno, ceratus=cornos) em vez de Microceratops. "Não tinham de estar relacionados com os nomes anteriores mas assim mantém-se uma certa estabilidade, até ao nível intelectual. É mais fácil para os investigadores associar o nome Diceratus a Diceratops", explicou o investigador ao Ciência Hoje. O investigaor é responsável por nove géneros ou espécies de dinossauros, tendo escolhido o nome de todos eles. "Do ponto de vista pessoal, há uma certa alegria quando contribuímos para o conhecimento da biodiversidade. Dar o nome é um dos instrumentos que permitem conhecer melhor a taxinomia das espécies", disse. "

Original de: Ciência Hoje

Imagem foi publicada pelo paleontólogo Hatcher.
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