domingo, 28 de setembro de 2014

Aula: Origem e evolução dos Deuterostômios

Temas: Diferenças entre deuterostômios e protostômios. Aquisições evolutivas dos protostômios e deuterostômios. Caracterização geral dos equinodermas e cordados.




quarta-feira, 17 de setembro de 2014

Linkage: quando a 2a Lei de Mendel não se aplica


A 2a lei de Mendel afirma que "Os fatores para duas ou mais características segregam-se no híbrido, distribuindo-se independentemente para os gametas, onde se combinam ao acaso."

A segregação independente só ocorre em genes que estão em cromossomos diferentes.  Observe a célula abaixo que apresenta o genótipo AaBb. Os gametas que poderão ser produzidos tem os genótipos AB, Ab, aB e ab, cada um com a chance de 25%.


Mas caso  os genes A e B se encontrarem no mesmo cromossomo, a separação deles não é independente, os gametas formados seriam AB e ab. Veja na célula abaixo, de genótipo AaBb (AB/ab, conforme posição dos genes), os gametas formados sem crossing over:


Há, neste caso, linkage, ou ligação gênica (os dois genes estão ligados ao mesmo cromossomo) e a segunda lei de Mendel não será obedecida.

Não há como inferir matemáticamente as proporções de gametas formados neste caso. Essa informação só é dada experimentalmente. Suponhamos que, experimentalmente, o genótipo AaBb produziu os gametas:

40% de AB
40% de ab
10% de Ab
10% de aB

Perceba que AB e ab são mais frequentes por conservarem a disposição dos genes na célula parental. Já Ab e aB resultam de recombinação por crossing over. A taxa de recombinação total é de 20%.


Veja, assim, que a recombinação nos eucariotos ocorre de duas formas:

1)Quando genes estão em cromossomos diferentes, eles se recombinam por segregação independente;
2)Quando genes estão no mesmo cromossomo, eles se recombinam por crossing over.

Mapas gênicos

Quanto mais distantes dois genes em linkage, mais fácilmente eles serão separados por permutação. Assim, a  distância entre dois genes é diretamente proporcional a taxa de  crossing-over entre deles. Dessa forma, podemos usar a taxa de permutação como forma de representar a distancia relativa entre dois genes.  No caso acima, como a taxa de recombinação foi de 20%, dizemos que a distancia entre A e B é de 20 unidades de recombinação (UR) ou 20 morganídeos (homenagem a Morgan, pesquisador que propôs o mapa gênico).

Imagine que existam 3 genes, A, B e C, no mesmo cromossomo. Se a taxa de permutação entre A e B é de 19%, de A e C 2% e C e B de 17%, podemos inferir a posição desses genes no cromossomo:



Agora exercite o conteúdo aqui falado nas questões a seguir!

Questões

1)Considere a existência de dois locos em um indivíduo. Cada loco tem dois alelos “A” e “a” e “B”e “b”, sendo que “A” e “B” são dominantes. Um pesquisador  cruzou  um  indivíduo  “AaBb”  com  um indivíduo  “aabb”. A  prole  resultante  foi:  40% AaBb; 40% aabb; 10% Aabb; 10% aaBb. O pesquisador ficou surpreso, pois esperava obter os quatro genótipos na mesma proporção, 25% para cada um deles.
Esses resultados contrariam a segunda Lei de Mendel ou  Lei  da  Segregação  Independente?  Justifique  sua resposta.


2)(UFRJ-2006) Um pesquisador está estudando a genética  de uma espécie de moscas, considerando apenas dois  locos, cada um com dois genes alelos: 

loco 1 - gene A (dominante)
 ou
 gene a (recessivo);
loco 2 - gene B (dominante)
 ou
 gene b (recessivo).

Cruzando indivíduos AABB com indivíduos aabb, foram  obtidos 100% de indivíduos AaBb que, quando cruzados  entre si, podem formar indivíduos com os genótipos  mostrados na Tabela 1 a seguir.
Sem interação entre os dois locos, as proporções  fenotípicas dependem de os referidos locos estarem ou  não no mesmo cromossomo. Na Tabela 2, a seguir, estão representadas duas  proporções fenotípicas (casos 1 e 2) que poderiam resultar  do cruzamento de dois indivíduos AaBb.
Identifique qual dos dois casos tem maior probabilidade de  representar dois locos no mesmo cromossomo. Justifique  sua resposta.


3) (UNIFESP-SP) Os locos M, N, O, P estão localizados em um mesmo cromossomo. Um
indivíduo homozigótico para os alelos M, N, O, P foi cruzado com outro, homozigótico para
os alelos m, n, o, p. A geração F1 foi então retrocruzada com o homozigótico m, n, o, p. A
descendência desse retrocruzamento apresentou
15% de permuta entre os locos M e N.
25% de permuta entre os locos M e O.
10% de permuta entre os locos N e O.
Não houve descendentes com permuta entre os locos M e P.
Responda.
a) Qual a sequência mais provável desses locos no cromossomo? Faça um esquema do
mapa genético desse trecho do cromossomo, indicando as distâncias entre os locos.
b) Por que não houve descendentes recombinantes com permuta entre os locos M e P?

4)(VUNESP) Se num mapa genético a distancia entre os loci de A e B é de 16morganídeos, qual a frequência relativa dos gametas AB, Ab, aB e ab, produzidos pelo genótipo AB/ab?


ABAbaBab
a36%14%14%36%
b34%16%16%34%
c42%8%8%42%
d8%42%42%8%
e44%6%6%44%


Gabarito e comentários

1)Sim. A  segunda  Lei  de  Mendel  fala  da  segregação independente, o que só ocorre quando se consideram locos em cromossomos diferentes.

2)O caso 2, que ocorre quando os dois locos estão no mesmo  cromossomo, com permuta gênica entre eles. A proporção  fenotípica 9:3:3:1 ( caso 1) só ocorre quando os dois locos  estão em cromossomos diferentes. 

3)

a)A sequência deve ser: PMNO ou ONMP.

b) Não houve permuta entre os genes P e M, pois se encontram muito
próximos entre si.

4. Resposta C.

Explicação:

Se não houvesse recombinação, teriamos 50% tanto de gametas AB, quanto de ab:

Entretanto, existe um total de permutação de 16%, o  que significa a produção de 8% de gametas Ab e 8% de gametas aB.  Assim, 84% não serão recombinantes, produzindo-se, por isso, 42% de gametas AB e 42% de gametas ab, conforme mostrado na letra C.



Texto com mais questões para impressão (clique em "save" )



Faça o Curso Genética e Evolução. Saiba mais sobre o curso e leia os links relacionados AQUI.











segunda-feira, 15 de setembro de 2014

Como estudar genética?

Genética é assunto garantido em qualquer vestibular e ENEM. Fazer questões, conhecer conceitos básicos, analisar heredogramas, dentre outras coisas, são  elementos para uma boa prova.  Coloquei alguns itens para você organizar seu estudo em genética. Alguns deles oferecem links para que você possa estudar no blog.


1.Questões
Estudar para o vestibular é fazer questões , muitas. Mas isso é especialmente verdadeiro para genética. Assim como a matemática, de pouco ou nada adianta assistir as aulas e não fazer questões de genética. Você pode imprimir no blog várias questões de genética e evolução neste link.

2.Conceitos 
Conheça  bem os conceitos básicos: recessivo/dominante/ausência de dominância, homozigoto/heterozigoto, gene/alelo/polialelos, cromossômicos autossômicos/sexuais e leis de Mendel. Existem dois tipos de ausência de dominância , a dominância incompleta e a codominância. Você deve conhecer a interpretação citogenética da 1a lei de Mendel  (ou seja: em qual meiose ocorre a segregação dos alelos?).

Sobre a 2a Lei de Mendel (que trata de mais de um gene) fique atento quando existir epistasia (um tipo de interação gênica), evento que interfere nas proporções fenotípicas esperadas. Saiba diferenciar interação gênica de pleiotropia.

Chamamos de Linkage quando dois genes estão no mesmo cromossomo e, por isso, não há segregação independente (ou seja, a 2a lei não se aplica). Apenas o crossing-over pode recombinar esses genes.

Leia mais esses conceitos nos links:
Linkage e mapeamento genético: quando a 2a lei de Mendel não se aplica
Genética molecular e o ENEM:Paranorama conceitual e análise de questões
Ausência de dominância: Codominância e dominância incompleta (em breve)
Analisando proporções fenotípicas (em breve)
Neomendelismo: quando Mendel encontra a meiose (em breve)


3.Heredograma
A análise de heredograma é quase onipresente nos vestibulares. Saiba avaliar o padrão de herança, ou seja, se ela é dominante ou recessiva, autossômica ou ligada ao sexo, restrita ao Y ou mitocondrial.

Leia mais no link
Chaves para interpretação de um heredograma (em breve)


4.Probabilidade
O cálculo de probabilidade é também frequente nos vestibulares e ENEM. Fique atento aos casos de redução de amostra e a probabilidades dependentes. Por exemplo, um filho RH+ de pais heterozigotos tem a probabilidade de 2/3 de ser heterozigoto ( e não 2/4!). E esses pais heterozigotos tem a probabilidade de 1/8 de ter uma filha RH- (1/4 x 1/2).

Leia mais no link:
Erros comuns no cálculo de probabilidade em genética (em breve)

5.ABO e RH
Os sistemas ABO e RH envolvem várias questões ou ligadas a transfusão sanguinea ou aos temas anteriores: análise de heredogramas e probabilidades dependentes. O sistema ABO é exemplo de alelos múltiplos (polialelia) e ausência de dominância (codominância). O sistema RH é fundamental para a compreensão da doença hemolítica do recém-nascido.

Leia mais no link
Bases biológicas para compreensão da doença hemolítica do recém-nascido (em breve)

6.DNA
Na genética molecular o estudante deve entender as duas propriedades do DNA que o permite ser a molécula da hereditariedade: transcrição e replicação. A transcrição é uma etapa necessária à tradução na síntese protéica. Já a replicação do DNA é fundamental para que ocorra posteriormente a divisão celular. Mutações na replicação podem alterar proteínas na síntese protéica.
Estude esse tema no link
Bases bioquímicas da hereditariedade.
Tecnologia do DNA recombinante (em breve)


7.Genética microbiana
A genética de procariotos é diferente da genética mendeliana,  já que procariotos são haplóides. As leis Mendelianas se aplicam, assim, a seres que fazem meiose (ou seja, eucariotos).  Mecanismos como transformação, conjugação e transdução permitem a recombinação nas bactérias.

A genética viral tem também características próprias. Existem virus de DNA (simples e duplo) e de RNA(simples e duplo). Entre os vírus de RNA existem aqueles de RNA fita positiva e os RNA fita negativa. Os ciclos do bacteriófago (lisogênico e lítico) devem ser conhecidos pois eles nos permitem a compreensão da ação dos vírus humanos, por exemplo.

8. Neodarwinismo
O estudante deve saber qual é a contribuição de Mendel para a compreensão da evolução.



Check list de temas de Genética
Para auxiliar na verificação dos seus estudos, listei aqui quase todos os temas de genética para o vestibular:

1)Conceitos básicos:recessivo/dominante/ausência de dominância, homozigoto/heterozigoto, gene/alelo/polialelos, cromossômicos autossômicos/sexuais, 1a e 2a Lei de Mendel
2)Ausência de dominância: codominância e dominância incompleta
3)segregação independente x Linkage . Crossing-over. 
4)Análise de heredograma e padrões de herança
5) herança mitocondrial
6)Inativação do cromossomo X (corpúsculo de Bahr)
7)Interação gênica: epistasia e herança quantitativa
8)interação gênica x pleiotropia
9) Experimentos em genética: A) Mendel, B) Merotomia (importância do núcleo) C) Meselson e Stahl  (replicação semiconservativa),D) Grifftih (transformação) , E) Hershey e Chase (DNA como molécula da hereditariedade), F) Chargaff (pareamento de nucleotídeos) G) Morgan (linkage).
10)Sistema ABO, RH, transfusão, tipagem sanguinea, Doença hemolítica do recém-nascido
11)Genética molecular e Tecnologia do DNA recombinante: replicação, transcrição e tradução. Endonucleases de restrição, DNA ligase e vetores de DNA.
12)Neodarwinismo. Herança por mistura x herança particulada.


Conheça o Curso Genética e Evolução da Sala BioQuímica, clicando AQUI (link com textos para estudo).








quarta-feira, 10 de setembro de 2014

Estudando Zoologia no blog

Para estudar zoologia, procure responder, para cada grupo animal estudado, as perguntas: 1) Qual é a característica que define o grupo? 2) Que característica que surgiu no grupo e foi compartilhada pelos grupos descendentes?  3)Qual é  a importância ecológica/econômica/médica dos representantes do grupo?  4)Como esse ser vivo funciona (como são os sitemas nervoso, digestório, circulatório,respiratório, excretor, reprodutor)?

Leia mais sobre isso  no texto "Como estudar zoologia e botânica para  o vestibular?" .

Sobre os grupos animais estude nos links:

Aula  em prezi A Origem e evolução dos deuterostômios mostra as características que surgiram nos protostômios até a formação dos deuterostômios, além de diferenciar os dois grupos e caracterizar panoramicamente equinodermas e cordados.

Aula em prezi A evolução dos cordados (em breve)



A Embriologia Comparada fornece evidência de parentesco entre os seres vivos, permitindo agrupamentos (diblásticos/triblásticos, acelomados/pseucelomados/celomados, esquizocelomados/enterocelomados, protostômios/deuterostômios, amniotas). Estude embriologia comparada nos links:
Fecundação e embriogênese: descrição breve das fases mórula, blástula e gástrula, além da divergência protostômios x deuterostômios.

O blastocisto : a blástula dos mamíferos tem características próprias, já que desta não apenas o embrião será formado, mas também parte da placenta. Ela é composta do trofoblasto e embrioblasto.

Formação dos 3 folhetos germinativos: Ectoderma, mesoderma e endoderma

Anexos embrionários: Saco vitelino, âmnio, alatóide, cório. Evolução, funções, ocorrência em gêmeos e biopsias.

Desenvolvimento embrionário do tubarão e órgãos sensórios: video e texto

Desenvolvimento do marsupiais, audição e salto do canguru: vídeo e texto

Aula  em prezi A Origem e evolução dos deuterostômios mostra as características que surgiram nos protostômios até a formação dos deuterostômios, além de diferenciar os dois grupos e caracterizar panoramicamente equinodermas e cordados.


temperatura influencia a vida dos animais. Seu aumento, com certos limites, leva ao aumento da atividade metabólica, por conta da ação enzimática. Assim, a  conquista de ambientes tem como limitante a temperatura. Os animais podem ser agrupados como ectotérmicos e endotérmicos (mamíferos e aves), sendo que esses últimos foram mais bem sucedidos na conquista de ambientes frios.

Estude o tema pelo índice:
Temperatura e seres vivos

terça-feira, 9 de setembro de 2014

Vida na Caverna e o vestibular

(Retirado parcialmente de National Geographic)

Geralmente, a base da cadeia alimentar é constituida pelos autótrofos, e os fotossintetizantes são os autótrofos mais comuns. Assim, a luz é um fenômeno fundamental para a vida.  Mas e para os seres vivos que ocorrem em cavernas, como é?

fauna subterrânea pode ser classificada em três categorias. Os animais chamados trogloxenos são comuns em cavernas, mas dependem do ambiente externo para completar seu ciclo de vida, sobretudo na alimentação. Estão nesse grupo morcegos, lontras, algumas espécies de ave e invertebrados. Já os troglófilos são capazes de sobreviver apenas dentro das grutas, mas apresentam populações fora desses ambientes – inclusive, podem manter relações reprodutivas entre si. Por fim, os animais troglóbios são 100% residentes e dependentes dos meios subterrâneos. São as espécies mais especializadas, com feições oriundas da inexistência de luz, como a ausência completa dos olhos e de pigmentação. Tais animais evidenciam uma intrigante história evolutiva. Compreender seus processos adaptativos pode resultar em grandes contribuições para o entendimento de muitas questões biológicas de todos os organismos vivos.

O bagre-cego (Rhamdiopsis krugi) é considerado uma das espécies de peixe troglóbio mais antigas do Brasil. Possui uma estrutura chamada pseudotímpano, que amplia sua percepção sensorial e permite que se oriente na escuridão das cavernas.

O morcego Desmodus rotundus é o hematófago (animal que se alimenta de sangue) mais amplamente distribuído em todo o Brasil.

Primeiro registro brasileiro da espécie de esponja de água doce Racekiela cavernicola na Lapa dos Brejões, na Bahia.



Típico trogloxeno, o opilião da família Gonyleptidae é onívoro. Se alimenta de pequenos invertebrados e outros itens orgânicos. Tem preferência por substrato rochoso:


Predadores de topo os amblipígeos do gênero Heterophynus caçam de tudo, mas têm preferência por grilos. São comuns nas cavernas mais quentes do Brasil



A aranha-marrom (loxosceles) se alimenta de uma mosca. É uma espécie trogófila e muito comum nas cavernas brasileiras.
 

Spelaeogammarus spinilacertus é um animal cavernícola que possui aproximadamente 0,9 milímetro de comprimento e ocorre em águas do lençol freático da Chapada Diamantina.


Encontrada em um poço no interior de Minas Gerais, a piaba Stygichthys typhlops apresenta características relacionadas à vida na escuridão:

O pseudo-escorpião da família Olpiidae é um aracnídeo trogomórfico e predador de topo de cadeia. É encontrado em cavernas de Minas Gerais:


O opilião troglóbio Iandumoema uai, só foi encontrado em uma única caverna no norte de Minas Gerais. O aracnídeo vive restrito a locais extremamente úmidos:

Encontrado na chapada Diamantina, o Glaphyropoma spinosum é a única espécie brasileira de peixe troglóbio a viver em cavernas de quartzito.


Este raro escorpião (Troglorhopalurus translucidus) é a primeira espécie descrita no Brasil que vive exclusivamente em cavernas. Apresenta características troglomórficas, como a redução na pigmentação.




Como praticamente não há fotossíntese na caverna (exceto em sua entrada e outros pontos onde a luz penetra), a entrada de energia na cadeia alimentar ocorre graças aos animais que visitam o meio externo e retornam a caverna (animais trogloxenos). Assim, o morcego é fundamental para a teia alimentar, sendo suas fezes ( o guano) a base da cadeia de detritos da caverna.

Veja, abaixo, que a base da cadeia alimentar na caverna são os detritos produzidos por morcegos (bats), ratos de cavernas (caverats)  e grilos (crikets).  Esta é uma cadeia de detritos, em que a base não é um produtor,mas resíduos orgânicos.



O guano sofre colonização de microorganismos, dentre eles o fungo Histoplasma capsulatum causador da doença pulmonar Histoplasmose, mais comum em mineiros, espeleologistas e imunodebilitados, que inspiram os esporos fungicos e,por isso, ocorre desenvolvimento do Histoplasma no pulmão e disseminação para outros órgãos.


Na figura acima, esporos são inalados (1) e  alcançam os espaços alveolares (2) e os fungos podem se disseminar pelos órgãos (3)




Questões de vestibular 

1. (UNICAMP 2001) Numa excursão à praia foram, coletados alguns organismos que foram colocados em sacos plásticos e identificados como: esponjas, cracas, algas macroscópicas, gastrópodes, mexilhões (bivalves), ouriços-do-mar, caranguejos e estrelas-do-mar.

a) Organize os animais coletados por filos.

b) Além dessa organização por filo, os animais podem ser classificados pela mobilidade (os fixos e os que se deslocam) ou pelo seu principal modo de obter o alimento (filtradores, predadores e herbívoros).
Organize-os segundo a mobilidade e depois, segundo o modo de obter alimentação

2.(UNICAMP 2000) A fauna de fundo de cavernas é caracterizada por turbelários, minhocas, sanguessugas, muitos crustáceos e insetos, aracnídeos e caramujos. Os vertebrados são representados por peixes, salamandras e morcegos. Os morcegos se refugiam na caverna durante o dia. Geralmente os animais são despigmentados e os peixes são cegos. Muitos insetos, miriápodes e aracnídeos têm pernas e antenas desmesuradas, não raro densamente revestidas de cerdas. Alguns besouros têm cerdas distribuídas pelo corpo todo. A umidade constante é de especial importância; geralmente os animais são estenotermos. O alimento é raro, a escuridão é
completa, faltam vegetais. (Adaptado de Mello Leitão, C. Zoogeografia do Brasil, 1943)
a) Pode-se dizer que foi a falta de luz que fez com que os peixes ficassem cegos? Explique sua resposta do ponto de vista evolutivo.
b) No texto são citadas adaptações que permitem aos animais sobreviverem nesse ambiente. Identifique uma delas e explique a sua função.
c) Construa uma cadeia alimentar de três níveis tróficos que pode ocorrer em cavernas, utilizando as informações do texto.

Depois de resolver sozinho as questões, leia os comentários da equipe da UNICAMP:

1.



2. 
"Resposta esperada:
a) Não. A falta de luz selecionou os peixes cegos por estarem melhor adaptados às condições da caverna e por desenvolverem outras adaptações mais vantajosas (como órgãos do sentido mais desenvolvidos). (2 pontos)
b) Pernas longas, permitindo perceber uma área maior ao redor; ou: muitas cerdas, permitindo maior sensibilidade táctil; ou: antenas desenvolvidas, permitindo maior quantidade de receptores sensoriais. (2 pontos)
c) Exemplos de cadeias possíveis:
• fezes de morcego – besouro – aranha;
• turbelários – crustáceos – peixes;
• inseto – aracnídeos – salamandras. (1 ponto)


Resposta abaixo da média
a) Sim pois segundo Lamarck os órgãos que não são utilizados acabam atrofiados.
b) Cerdas que protegem das baixas temperaturas.
c)

Comentários sobre a questão 2
Esta questão envolveu conhecimentos integrados de Ecologia, Evolução e Zoologia relacionados ao ambiente específico de cavernas. Porém não exigia que o candidato conhecesse de antemão as características
desse ambiente e dos seres que nele vivem, já que foram dadas as informações no texto. O candidato deveria nelas se basear para formular suas respostas.
A questão se mostrou relativamente fácil, com média geral de 2,30. Praticamente não ocorreram provas em branco e o número de notas zero foi baixo (6%).

Os erros mais freqüentes notados durante a correção foram: aceitação de que a falta de luz fez com que os peixes ficassem cegos, segundo a explicação lamarckista (veja exemplos de nota); confusão entre lamarckismo e darwinismo; atribuição de função de absorção de umidade às cerdas; inclusão de vegetais nas cadeias alimentares (veja exemplos de nota), o que revela leitura desatenta, já que o texto se refere à escuridão completa e à ausência de vegetais."


Pergunta do blog: Qual é a diferença entre cadeia de pastejo e cadeia de detritos?



Para saber mais sobre a vida nas cavernas,leia o artigo abaixo:

Corte e Seleção sexual

Seleção sexual envolve ornamentos e comportamentos que favorecem a reprodução sexuada. Não tem a ver com a sobrevivência do indivíduo, mas sim a sobrevivência de seus genes.  O potenciais parceiros sexuais (geralmente machos) procuram chamar a atenção da fêmea. É ela que tem papel de selecionadora e, por isso, de reforçadora daquela característica ao longo das gerações.

Fragata expõe seu papo vermelho para a fêmea



 Figura do livro  A descendência do Homem e Seleção em relação ao Sexo de Darwin, mostrando o dimorfismo sexual entre macho ( mais exuberante)  e fêmea.

 Pavão macho cortejando a fêmea



domingo, 7 de setembro de 2014

Analisando árvores evolutivas

por Fabio Dias Magalhães

Objetivos: 1) Compreender como interpretar um cladograma
                   2)Conceituar:clado, grupos monofilético/parafilético/polifilético
                   3)Diferenciar analogia x homologia, convergência adaptativa x divergência adaptativa, apomorfia x plesiomorfia


Evolução é  mudança nas características hereditárias de uma população de uma geração para outra. Essas mudaças podem impedir que populações reproduzam entre si, processo chamado de especiação. Charles Darwin, observando  a variedades de espécies, rascunhou uma árvore que representava as relações de parentesco entre os seres:

Na foto,  a partir da espécie 1, surgiram outras espécies,como A, B, C e D. Acima do desenho, Darwin escreve "I think", algo como "acredito que é assim que devem se originar as espécies".


Como falamos AQUI, a evolução não pode ser representada como uma escada, em que organismos são organizados como inferiores ou superiores, mas sim como uma árvore que indica os ancestrais comuns  e as divergências:

O parentesco dos seres vivos deve ser representado como uma árvore, e não como uma escada. Veja, acima, que o homem não está no " final da escala evolutiva", mas está apenas em um dos galhos da árvore da vida.



"A evolução produz padrões de parentesco, não uma escada de organismos inferiores e outros superiores"

A representação das relações evolutivas deve, portanto, se assemelhar a uma árvore genealógica:




Construindo um cladograma

Em um cladograma, as especiações produzem os ramos da ávore evolutiva. Cada divergência é chamada de cladogênese.  O tronco comum a cada ramo representa a linhagem ancestral:



Abaixo, os nós entre as linhagens  B e C representam o ancestral comum de B e C:

 Assim, um cladograma é diagrama que mostra os eventos de cladogênese (ou seja de formação de novos ramos):







Monofilético, parafilético e polifilético

A cladogênese forma clados ( ou grupos monofiléticos), que são grupos de organismos que apresentam ancestrais comuns e exclusivos.   Por exemplo, vertebrados são exemplo de clados, pois é o único grupo que apresenta um ancestral vertebrado. Os amniotas também são um clado, porque só eles descendem de ancestral com amnio.  Da mesma forma, os mamíferos são um clado já que só eles descendem de ancestral com glândulas mamárias. Percebemos assim que: 1) Clados são grupos dentro de grupos: mamíferos são um clado dentro do clado amniotas que é um clado dentro de  vertebrados. Esses grupos são chamados de monofiléticos, pois apresentam ancestral comum e exclusivo e todos os seus descendentes. Abaixo, os grupos amarelo, azul e vermelho são clados.




2)A comparação de características permite o estudo do parentesco. Essas características são evidências evolutivas. Entretanto, nem sempre um agrupamento reflete relações evolutivas. Grupos tradicionais como repteis não são clados, pois não apresentam um ancestral exclusivo e todos os seus descendentes.  Aves  e mamíferos descendem de repteis, mas não são agrupados nessa classe. Assim, dizemos que repteis são um grupo parafilético , ou seja, grupo que apresenta ancestral comum mas nem todos os descendentes. Um grupo parafilético reflete a retirada artificial de componentes, porque esses aparentemente são bem diferentes dos indivíduos daquele grupo.

Nem sempre uma característica comum reflete parentesco, podendo ser apenas convergência adaptativa, também chamadas de analogias (características com a mesma função mas origem diferente). Por exemplo, o formato hidrodinâmico da baleia e do peixe não indicam parentesco entre eles. Entretanto, vertebras são indicativo de parentesco.  Chamamos de características homólogas aquelas que tem a mesma origem e, por isso, indicam parentesco.

Acima, barbatana do tubarão são convergências adaptativas, tem origens diferente e,por isso não indicam parantesco. Abaixo, outras convergências adaptativas:  patas saltadoras em canguru e gafanhoto, andar ereto em pinguim e homem, e pinça no caranguejo e escorpião:




Entretanto,  ossos de cavalo, homem, baleia e ave são homologia, isto é, apresentam a mesma origem e indicam parentesco.  No caso abaixo, temos um exemplo de divergência adaptativa, ou seja, homologias que assumem funções diferentes:


Se utilizamos analogias como critério de agrupamento, não produziremos clados, ou seja, grupos monofiléticos. "Animais alados" é um grupo polifilético, ou seja, apresenta representantes com ancestrais diferentes, já que moscas tem ancestral artrópode e aves tem ancestral cordado.

"Endotérmicos" não é um grupo monofilético (ou clado) porque a endotermia surgiu de maneira independente em mamíferos e aves, ela é uma convergência adaptativa que, por isso, não indica parentesco. Assim, Endotérmicos seria um exemplo de grupo polifilético.



Abaixo, em verde e azul, a representação de clados (grupos monofiléticos). Em vermelho, grupo polifilético e em laranja grupo parafilético; ambos não são clados.



Abaixo: Repteis (em azul) não são um clado porque exclui aves. Já o clado Dinosauria (em roxo) inclui aves.


Alguns exemplos de grupos monofiléticos: testudines, squamata, archosauria e Crocodylomorpha:



Observe os cladogramas abaixo é responda: por que os grupos são considerados monofiléticos, parafiléticos e polifiléticos?



Apomorfia e plesiomorfia

Como vimos, mamíferos é um clado dentro do clado vertebrados.  Vimos que o parentesco dos seres é definido pelo compartilhamento de homologias, como glândulas mamárias e vertebras e que um clado é definido por uma homologia exclusiva, que indica um ancestral exclusivo. Apomorfia é uma homologia exclusiva que define um grupo, indicando que os componentes do grupo apresentam um ancestral exclusivo. Glândulas mamárias é uma das apomorfias que define o grupo mamíferos, assim como vertebras é apormofia de vertebrados.  Apomorfias definem, então, grupos monofiléticos. Apesar de vertebras serem apomorfia de vertebrados, elas não são apomorfias de mamíferos, pois não são exclusivas desses. Dizemos que vertebras são plesiomorfias de mamíferos. Pleisiomorfia é uma homologia não exclusiva de um grupo,  indicando ancestralidade comum entre esse grupo e outros. Mamíferos e aves apresentam vertebras, caracter plesiomórfico dos dois grupos.


Questões

1)Os tigres de dentes-de-sabre são mamíferos extintos. Esses animais possuíam caninos
superiores muito desenvolvidos, em forma de sabre. Um fato menos conhecido é que houve várias
espécies de mamíferos placentários com dentes-de-sabre. O diagrama a seguir mostra a filogenia
provável dos tigres de dentes-de-sabre placentários Barbourofelis e Smilodon.


A presença da característica dentes-de-sabre em Barbourofelis e Smilodon representa um caso de
homologia ou de analogia? Justifique sua resposta.


2)Um táxon é classificado como parafilético quando inclui alguns mas não todos
descendentes de um ancestral comum. Um táxon polifilético contém membros com mais de um ancestral e um táxon monofilético inclui todos os descendentes de um único ancestral comum. Observe o diagrama a seguir:

No diagrama, o conjunto DEF é exemplo de uma dessas
três classificações; BCD de outra; e AB representa um exemplo de terceiro grupo. Identifique-as.


Respostas


1) Analogia, pois os dentes de sabre surgiram de forma independente.  COMENTÁRIO: O grupo dentes-de-sabre é, por isso, polifilético, por apresentar ancestrais distintos.



2)DEF monofilético;  BCD  polifilético;  AB parafilético.

O que você quer ver no blog da Sala BioQuímica?