Classificações fenéticas e filogenéticas
Num jardim da Serra da Estrela, a Beatriz fotografa quatro borboletas e a primeira ideia é pô-las em grupos pelo aspeto: asas parecidas, tamanho parecido, cores parecidas. Mas será que as que parecem iguais são mesmo as mais aparentadas? Neste apartado vais ver duas maneiras de responder a esta pergunta e perceber porque é que nem sempre dão o mesmo resultado.
Dois critérios para agrupar
Classificar é agrupar seres vivos segundo um critério. Há dois critérios principais:
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Classificação fenética: agrupa as espécies pela semelhança global do fenótipo (morfologia, anatomia, bioquímica…). Conta-se o número de semelhanças e de diferenças, sem perguntar de onde vêm.
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Classificação filogenética: agrupa as espécies pelas relações de parentesco evolutivo, isto é, pela história evolutiva. Cada grupo contém um ancestral comum e todos os seus descendentes.
Repara na diferença: na fenética, o que conta é quanto se parecem; na filogenética, o que conta é de quem descendem.
| Fenética | Filogenética | |
|---|---|---|
| Critério | Semelhança global | Parentesco evolutivo (ancestral comum) |
| Dados | Muitos carateres, todos com o mesmo peso | Carateres herdados de um ancestral comum |
| Representação | Fenograma | Árvore filogenética (cladograma) |
| Grupos obtidos | Podem não ter um único ancestral | Clados (ramos completos) |
Dois investigadores, X e Y, classificaram, independentemente, o mesmo conjunto de espécies de répteis. O investigador X contou o número total de semelhanças morfológicas…
Dois investigadores, X e Y, classificaram, independentemente, o mesmo conjunto de espécies de répteis. O investigador X contou o número total de semelhanças morfológicas observáveis entre as espécies e agrupou as mais parecidas. A investigadora Y reconstruiu a árvore evolutiva do grupo e agrupou as espécies que partilham um ancestral comum exclusivo, formando clados.
- a) Indica qual dos investigadores utilizou uma classificação fenética e qual utilizou uma classificação filogenética. Justifica.
- b) Explica o que é um clado e indica se os grupos formados pelo investigador X são, necessariamente, clados.
- c) Apresenta um argumento que justifique a preferência da sistemática atual pelas classificações filogenéticas.
Classificação fenética e fenograma
Na análise fenética faz-se uma tabela com o número de diferenças entre cada par de espécies. Quantas menos diferenças, mais semelhantes. Agrupam-se primeiro as duas espécies mais semelhantes, depois juntam-se as seguintes, uma a uma. O resultado é um fenograma: um diagrama de agrupamentos sucessivos.
Uma equipa de investigadores contou o número de diferenças morfológicas entre quatro espécies de borboletas (A, B, C e D) observadas na Serra da Estrela e registou os…
Uma equipa de investigadores contou o número de diferenças morfológicas entre quatro espécies de borboletas (A, B, C e D) observadas na Serra da Estrela e registou os valores na tabela seguinte.
| B | C | D | |
|---|---|---|---|
| A | 8 | 15 | 16 |
| B | 14 | 15 | |
| C | 3 |
- a) De acordo com uma análise fenética, que duas espécies devem ser agrupadas em primeiro lugar? Justifica.
- b) Esboça, no teu caderno, um diagrama de agrupamentos sucessivos (fenograma) das quatro espécies, indicando a ordem pela qual se agrupam.
- c) Duas espécies podem ser muito semelhantes na totalidade dos carateres sem terem um ancestral comum recente. Explica como tal é possível e o que essa situação implica para a fiabilidade das classificações fenéticas.
Classificação filogenética e árvore filogenética
Numa árvore filogenética cada ramo representa uma linhagem e cada nó representa um ancestral comum. Os carateres que surgem num ancestral são partilhados por todos os seus descendentes; por isso, lê-se a árvore pelas novidades evolutivas que cada marca assinala.
Exemplo com vertebrados: as maxilas surgiram num ancestral comum de sardinha, rã, lagarto e gato; os membros com dedos, num ancestral comum de rã, lagarto e gato; o ovo amniótico, no de lagarto e gato; o pelo, só na linhagem do gato.
As marcas W, X, Y e Z assinalam, por ordem, o aparecimento de um carater novo. Um grupo só é um clado se incluir o ancestral e todos os descendentes: «peixes» (lampreia + sardinha, sem rã, lagarto e gato) não o é.
A tabela indica a presença (+) ou a ausência (−) de quatro carateres em cinco espécies de vertebrados, e a figura representa a respetiva árvore filogenética, com quatro…
A tabela indica a presença (+) ou a ausência (−) de quatro carateres em cinco espécies de vertebrados, e a figura representa a respetiva árvore filogenética, com quatro marcas (W, X, Y e Z) que assinalam a origem desses carateres.
| Carater | Lampreia | Sardinha | Rã-ibérica | Lagarto-de-água | Gato-bravo |
|---|---|---|---|---|---|
| Maxilas | − | + | + | + | + |
| Quatro membros com dedos | − | − | + | + | + |
| Ovo amniótico | − | − | − | + | + |
| Pelo | − | − | − | − | + |
- a) Associa cada uma das marcas W, X, Y e Z da figura ao carater da tabela cuja origem assinala.
- b) Indica, justificando, quais as duas espécies da figura que apresentam maior grau de parentesco.
- c) Um aluno afirmou: «A lampreia e a sardinha formam um clado, porque ambas têm o corpo fusiforme e vivem na água.» Comenta esta afirmação, identificando o tipo de classificação em que o aluno se baseou e explicando por que razão o grupo formado não é um clado.
Vantagens e limitações
| Vantagens | Limitações | |
|---|---|---|
| Fenética | Método objetivo e simples: conta-se e agrupa-se. Não exige conhecer a história evolutiva. | Dá o mesmo peso a todos os carateres. Pode agrupar espécies sem parentesco (convergência) e separar espécies aparentadas que divergiram muito. |
| Filogenética | Reflete a história evolutiva; os grupos são clados. Usa evidências variadas (morfologia, ADN, fósseis). | Exige dados fiáveis sobre a evolução do grupo; a árvore pode mudar com novos dados. |
De volta ao início: as borboletas da Beatriz agrupadas pelo aspeto dão um fenograma (semelhança global); para saber quais são mesmo mais aparentadas, é preciso uma árvore filogenética baseada na história evolutiva.
Em resumo
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Classificação fenética: agrupa pela semelhança global; representa-se num fenograma, construído juntando primeiro as espécies com menos diferenças.
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Classificação filogenética: agrupa por parentesco evolutivo; representa-se numa árvore filogenética, em que cada grupo é um clado.
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Um clado inclui um ancestral comum exclusivo e todos os seus descendentes.
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Na árvore, cada marca assinala o aparecimento de um carater novo, partilhado pelos descendentes.
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A fenética é simples, mas pode ser enganada pela convergência; a filogenética reflete a evolução, mas exige mais dados.