Necessidade de classificar

O mundo vivo é constituído por uma enorme variedade de organismos. Para estudar e compreender tamanha variedade, foi necessário agrupar os organismos de acordo com as suas características comuns, ou seja, classifica-los.

As primeiras classificações não eram mais que catálogos de seres, mas hoje em dia elas reflectem as semelhanças e o seu grau de parentesco.

No tempo de Aristóteles (século IV a.C.), um dos primeiros naturalistas a considerar a classificação dos animais, eram conhecidas cerca de 1000 espécies, das quais 450 eram animais.

Com os Descobrimentos (século XVII) houve um enorme aumento do número de espécies conhecidas, passando a ser referidas cerca de 10000. A partir daí, com a facilidade de contacto, livros, museus, jardins botânicos, no século XIX já eram conhecidas 1293000 espécies e actualmente estima-se em cerca de 10000000, das quais apenas 15% se encontram devidamente descritas.

Com estes números, pode concluir-se que só o reino animal é tão vasto que levaria mais de uma vida inteira a explorar: trabalhando 8 horas por dia, estudando uma espécie diferente por hora, ao fim de 300 anos ainda não se tinha acabado. 

Os vertebrados são os mais estudados mas quem apenas conhecer estes animais está a perder quase tudo pois estes representam apenas 3% do reino animal.

No entanto, as espécies que hoje habitam a Terra são muito diferentes das que inicialmente surgiram. A história da vida na Terra é uma história de grandes tragédias, considerando-se que cerca de 99% das espécies que já existiram se extinguiram, indicando que a composição biológica do planeta foi muitas vezes renovada. As extinções não ocorrem a um ritmo fixo, tendo existido longos períodos de estabilidade, pontuados com extinções em massa.

Igualmente importante é o facto de nem sempre existir um ritmo constante de evolução, ou uma evolução progressiva dos organismos. O objectivo do estudo da classificação é, precisamente, compreender a diversidade da vida, numa perspectiva evolutiva.

A necessidade de classificar os seres vivos é muito antiga. No entanto, tal não significa que classificar seja um assunto simples. Qualquer sistema de classificação, biológico ou não, envolve dois tipos de procedimentos:

  • Observação, definição e descrição dos elementos a ser classificados, para descoberta das suas diferenças e semelhanças;

  • Agrupamento dos elementos num esquema de classificação.

Geralmente classifica-se os organismos vivos com base em semelhanças, sejam elas morfológicas, de modo de vida, de utilidade prática, periculosidade para o Homem, etc. Mesmo actualmente, povos que vivem em estreito contacto com a natureza utilizam este tipo de critérios de classificação.

Para os biólogos, a classificação é uma linguagem necessária para exprimir a organização do mundo vivo, escolhendo em função dos seus interesses a classificação mais prática ou útil para a sua investigação.

Deste modo, a classificação é um meio de tornar inteligível a complexidade do mundo vivo, agrupando os organismos em categorias, segundo critérios preestabelecidos.

Para que se possa continuar, é necessário ter em mente alguns termos, bem como o seu significado exacto:

  • Sistemática – estudo da diversidade, descrição dos organismos, incluindo a sua filogenia;

  • Taxonomia – estudo da classificação, incluindo nomes, normas e princípios;

  • Classificação – ordenação dos seres vivos em grupos, com base em parentesco, semelhança morfológica, entre outros, e sua hierarquização.

Deste modo, a classificação tem por objectivo a economia de pensamento, a facilidade de manuseio, a formulação de hipóteses de investigação e previsões.

As classificações devem ser estáveis e conter informação sobre a semelhança morfológica, relações evolutivas, entre outros aspectos.         TOPO

Evolução dos sistemas de classificaçao

Desde tempos imemoriais que a classificação dos organismos vivos teve como base a tentativa de organização e simplificação dos sistemas vivos, logo os primeiros sistemas de classificação eram práticos e arbitrários, ou seja, classificava-se de acordo com a utilidade, interesse económico, etc.

Esta classificação era não racional pois agrupavam-se organismos que não apresentavam nenhuma relação apenas porque preenchiam uma determinada propriedade (eram saborosos ou perigosos, por exemplo).

Estas classificações são empíricas pois não  seguem um raciocínio científico, não utilizam caracteres observáveis pertencentes aos organismos (ser saboroso depende de quem classifica, não é uma propriedade inerente ao organismo, como seria a cor verde, por exemplo), apenas servem necessidades humanas básicas, como a alimentação e a defesa.

Aristóteles foi o primeiro naturalista a classificar os organismos vivos de acordo com as suas características morfológicas, anatómicas e fisiológicas, obtendo, nos animais, dois grupos:  

  • Enaima – animais de sangue vermelho, ovíparos e vivíparos;

  • Anaima – animais sem sangue vermelho.

Um preconceito introduzido por Aristóteles foi o facto de todos os animais serem móveis e todas as plantas imóveis, facto que se manteve até ao século XVII.

A classificação de Aristóteles é racional pois baseia-se em características inerentes aos animais. No entanto, todas estas classificações, quer as práticas, quer as racionais ou científicas, são artificiais pois baseiam-se num reduzido número de caracteres, por vezes apenas um, originando grupos extremamente heterogéneos. Esses caracteres são escolhidos arbitrariamente, ignorando outras características, reunindo na mesma categoria organismos pouco relacionados entre si (agrupar animais que voam, plantas pelo facto de terem um certo tamanho, etc.).

A moderna classificação biológica teve início com Lineu (sec XVII), cujos trabalhos produziram uma classificação, pelo menos a nível dos animais, não muito diferente da de Aristóteles.

Lineu classificou todos os organismos conhecidos na época em categorias que designou por espécies. Agrupou as espécies em géneros, estes em famílias, ordens e classes. Posteriormente foram criadas mais duas categorias, divisão (plantas) ou filo (animais), que englobam as classes. Lineu foi, também, o criador da chamada nomenclatura binomial latina, ainda hoje utilizada.

A classificação de Lineu, o Systema Naturae, é racional mas artificial pois por vezes usava apenas um caracter, como no caso de plantas em que apenas considerava distintivo o número e localização dos estames na flor.

Lineu considerava que a natureza e número das espécies era constante e inalterável – Fixismo - , pois cada indivíduo era comparado com um ideal, um padrão fixo – essencialismo.

Vários autores da época criticaram a classificação de Lineu, nomeadamente Buffon, que negou a existência de classes, ordens, etc., na natureza, considerando-as, correctamente, uma criação da mente dos cientistas.

Com os descobrimentos, a enorme quantidade e variedade de organismos novos levou à necessidade de uma classificação baseada num maior número de caracteres – classificação natural. No entanto, estas classificações continuavam a ser fixistas.

Este período de enormes descobertas, também no campo biológico, levou ao desaparecimento dos naturalistas e ao surgimento de especialistas em cada campo da biologia (mamologistas, herpetologistas, etc.).

Apenas em 1859, com a Teoria da Evolução de Darwin, os sistemas de classificação passaram a ter em conta e história evolutiva dos organismos.

Estas classificações filogenéticas ou evolutivas pretendem traduzir a posição de cada organismo em relação aos seus antepassados, bem como as relações genéticas entre os diferentes organismos actuais. Até esta altura apenas eram considerados dois reinos, Animalia e Plantae, mas em meados do século XIX foi criado um terceiro Reino, o Reino Protista, no qual foram incluídos os seres cuja classificação era incómoda ou pouco clara.                                                                                                                                                                                      TOPO

Moderna classificação biológica

A partir de 1920, com a descoberta da teoria da hereditariedade cromossómica, os microscópios electrónicos, etc., surge a sistemática, uma nova ciência, que faz a classificação usando todos os novos dados, não se limitando à morfologia. O conceito de população e de fundo genético também tiveram grande importância no desenvolvimento da sistemática.

Nos anos 60 passou a recorrer-se, também, à bioquímica para determinar as relações filogenéticas, sendo, actualmente, a genética molecular uma das principais bases da classificação de organismos. Os computadores, com a sua capacidade de comparar em tempo útil centenas de caracteres, tornaram-se fundamentais, de tal modo que deram origem à chamada taxonomia numérica.

O objectivo principal da moderna taxonomia é produzir um sistema de classificações que relacione as espécies semelhantes e originárias de um ancestral comum.

Contudo, as dificuldades são várias e difíceis de ultrapassar:

  • registo fóssil – é escasso ou inexistente, como no caso dos microrganismos;

  • divergência – a partir de um mesmo ancestral, as espécies evoluem para diversos fenótipos actuais;

  • convergência – espécies com antepassados distintos adquirem estruturas análogas por adaptação a meios semelhantes;

  • redução – em certos grupos de organismos existem simplificações em relação a certos caracteres, o que pode se tomado por primitivismo;

  • subjectividade – as relações filogenéticas são o resultado de uma interpretação dos factos por parte do investigador, logo podem ser influenciadas pelo seu passado científico e emocional.

Actualmente existem três escolas principais de classificação, de acordo com o ponto de vista do taxonomista e com o objectivo da classificação. No entanto, cada uma destas escolas reflecte o pensamento de uma época, dependendo dos conhecimentos científicos que existem, não podendo considerar-se que exista uma classificação definitiva.

Estas escolas de classificação são:

  • Classificação fenética – este tipo de classificação tem um objectivo prático, o de permitir a identificação rápida de um organismo, sem se preocupar com as relações de parentesco entre ele e outros. 

    Dendograma relacionando algumas espécies hipotéticas devido ao grau de semelhança morfológica entre elas

Por este motivo, privilegia os caracteres directamente observáveis ou morfológicos, numa informação primária de características fenotípicas (características que podem ser pesadas, medidas, numerados, etc.). O taxonomista deve, portanto, primeiro descrever o organismo, recorrendo ao máximo de características que puder. 

Este tipo de classificação não considera o tempo pois as características morfológicas variam ao longo da evolução das espécies – classificação estática ou horizontal. 

Um exemplo desta visão são as chaves dicotómicas, que podem ser representadas por dendogramas, onde as linhas não relacionam a separação dos diversos ramos com o tempo em que ocorreram, podendo mesmo ser representados todas com o mesmo comprimento;

  • Classificação filética ou cladística – esta escola de classificação atribui maior valor ás relações evolutivas, sobressaindo a importância da filogenia e deixando para segundo plano o aspecto morfológico. As características utilizadas neste tipo de classificação são separadas em dois grupos: primitivas ou ancestrais (partilhadas por um grupo de seres devido ao facto de partilharem um ancestral comum) e  derivadas (presentes apenas em certas linhagens, revelando separação num novo ramo). 

    Cladograma de 4 espécies hipotéticas (números a preto são características ancestrais, números coloridos são características derivadas)

Este é um sistema vertical pois considera o factor tempo, é um sistema dinâmico. A representação deste modo de pensar é o cladograma, ilusoriamente semelhante ao dendograma, mas onde se podem determinar os pontos de divergência entre as espécies, o que quer dizer que os traços são proporcionais ao tempo decorrido entre cada separação. 

Os cladogramas revelam por vezes surpresas taxonómicas, como a maior proximidade dos crocodilos e das aves. No entanto, quando surgem estes “conflitos”, estes são resolvidos subjectivamente, dando-se prioridade a algumas das características que foram usadas na classificação. Por este motivo, muitas classificações fenéticas que não estão de acordo com as relações filogenéticas continuam a ser utilizadas;

  • Classificação evolutiva clássica – segundo esta escola, anterior às restantes, tenta-se conciliar critérios fenéticos e cladísticos. 

Os taxonomistas clássicos “pesam” os caracteres adquiridos que determinam os pontos de ramificação das árvores filogenéticas, por exemplo, a inovação evolutiva (exploração de um novo meio principal) tem grande importância neste tipo de classificação.   TOPO

Categorias taxonómicas e espécie como unidade de classificação

Nos sistemas actuais de classificação as espécies são agrupadas em taxa (grupo taxonómico de qualquer grau) progressivamente mais amplos. No seu conjunto as categorias taxonómicas formam uma hierarquia: há medida que progride do nível mais baixo para o mais elevado, os taxa aumentam em amplitude e diminuem em número.

Para os evolucionistas há uma relação directa entre os diferentes taxa, a evolução e o tempo: dois organismos são mais aparentados quanto mais baixo for o taxon comum, pois menor será o tempo decorrido desde a sua divergência.

Os taxa actualmente considerados são os seguintes : reino, filo, classe, ordem, família, género e espécie. Com a excepção da espécie, todos os taxa são claramente artificiais, sendo apenas úteis num aspecto prático.

No entanto, tal não significa que estas categorias sejam completamente arbitrárias, pois reflectem ideias acerca das afinidades entre os organismos classificados: as espécies incluídas no mesmo género são estreitamente relacionadas ou apresentam semelhanças estruturais acentuadas.

As famílias incluem géneros semelhantes e relacionados, com características facilmente observáveis a demonstrá-lo. As ordens apresentam características muito estáveis e são incluídas em classes, por meio de características muito gerais (a classe Insecta, por exemplo, abrange todos os animais que apresentem três pares de patas).

Cada filo representa uma grande linha evolutiva e por um plano estrutural determinado, e distingue-se de outros por características tão básicas que apenas os cientistas as identificam.

Além destas categorias básicas, podem existir outros taxa, a cujo nome se acrescenta os prefixos sub, infra ou super. Uma superclasse, por exemplo, contém várias classes mais uniformes e relacionadas entre si que com outras classes dentro do mesmo filo, como no caso do subfilo Vertebrata e da superclasse Tetrapoda.

Já foi referido que a única categoria taxonómica natural é a espécie, logo é fundamental que se compreenda correctamente o significado desta designação.

Inicialmente a espécie era definida apenas com base em caracteres morfológicos, tal como o fez Lineu. Actualmente, no entanto, considera-se uma definição dita biológica: a espécie é um conjunto de populações que, real ou virtualmente, se cruzam e estão sexualmente isoladas doutros grupos semelhantes.

O conceito biológico de espécie é mais realista, permitindo aceitar variações ao longo do tempo e do espaço.                                              TOPO

Regras de nomenclatura biológica

Cada país e cada língua tem uma designação na sua linguagem do dia-a-dia, um nome comum, para os organismos vivos. A espécie Felis concolor, por exemplo, conforme a zona, pode ser conhecido por puma, cougar, leão da montanha, gato bravo, pantera, etc. 

Este facto demonstra que os nomes vulgares são especialmente inadequados quando aplicados a animais concretos: não se pode saber correctamente a quantas espécies diferentes corresponde o nome vulgar de escaravelhos, por exemplo.

Por este motivo surge a necessidade de uma linguagem comum a todos os cientistas, um nome científico. Estes devem:

  • representar um dado tipo de organismo como diferente dos outros;

  • representar sempre o mesmo organismo, seja qual for o local em que se encontre;

  • ser o único nome válido para esse organismo.

Antes dos trabalhos de Lineu, a cada espécie era atribuído um nome com vários termos – nomenclatura polinomial. Lineu propôs que a designação das espécies contivesse apenas dois termos – nomenclatura binomial, que corresponderia a uma designação abreviada das espécies. 

Assim, a designação da espécie incluiria:

  • nome do género – geralmente um substantivo, escrito com letra maiúscula;

  • epíteto específico – geralmente um adjectivo, escrito com letra minúscula. Este termo, por si só, não tem qualquer significado, pois numerosas espécies apresentam o mesmo adjectivo.

Os nomes das espécies são escritos em itálico ou sublinhados e devem ser termos latinos ou latinizados. A utilização do latim apresenta diversas vantagens:

  • é uma língua morta, não sujeita às alterações diárias das línguas vivas;

  • sobressai num texto escrito numa língua viva;

  • era a linguagem utilizada pelos cientistas da época de Lineu.

A designação dos grupos superiores à espécie é uninominal, constando de uma única palavra, um substantivo, escrito com letra maiúscula.

Pode-se ter, então, a certeza que Tursiops truncatus é a designação correcta de nomear o roaz-corvineiro, e nenhum outro binómio é válido.

Sempre que o nome de uma espécie surge pela primeira vez num texto o binómio deve ser escrito na sua totalidade mas subsequentemente pode ser abreviado, reduzindo o nome do género á sua inicial – T. truncatus. O epíteto específico nunca pode ser abreviado.

Se um organismo está devidamente identificado a nível do género mas não da espécie, escreve-se Tursiops sp, ou se existem numerosas espécies indeterminadas Tursiops spp.

Por vezes surgem outras indicações, além do género e epíteto específico, nomeadamente o nome do autor, por extenso ou abreviado, da primeira descrição do organismo (desde 1758, data da publicação da 10ª edição do Systema Naturae de Lineu), bem como o ano dessa descrição – Nepeta cataria Lineu, 1759. Esta situação é conhecida como lei da prioridade.  

As subespécies apresentam uma nomenclatura trinominal, seguindo-se o epíteto subspecífico à designação da espécie – Homo sapiens sapiens                                                                                                                                                                                               TOPO

Critérios gerais de classificação

Existem inúmeros critérios em que a classificação se pode basear, pois estes evoluíram tanto como a própria biologia. Inicialmente estes critérios eram de morfologia externa, posteriormente surgiram os critérios de morfologia interna e fisiologia, e, recentemente, passaram a ser considerados dados de embriologia, paleontologia, citologia e bioquímica.

Os principais critérios de classificação actuais são:  

  • Morfologia – este tipo de critério é de grande importância, mesmo actualmente, mas deve ser usado com grandes precauções pois indivíduos com aspecto diferente podem pertencer ao mesmo grupo, bem como indivíduos semelhantes podem não estar relacionados. Por este motivo deve-se estar particularmente atento às seguintes situações:  

  • metamorfoses – o mesmo indivíduo passa por várias formas durante o seu desenvolvimento pós-embrionário, como no caso dos insectos e alguns anfíbios. Neste caso corre-se o risco de classificar em espécies diferentes as várias formas;  

  • polimorfismo – indivíduos adultos podem apresentar diversas formas, como o caso dos cnidários, onde os adultos podem ser pólipos ou medusas, ou das abelhas;  

  • analogias – órgãos com origem embrionária diferente mas com formas semelhantes. A presença de analogias revela evolução convergente ou adaptação a ambiente semelhante, não um parentesco dos organismos;

  • Simetria corporal – alguns organismos são assimétricos, outros apresentam  simetria em relação a um ou vários planos, que dividem o corpo em partes especulares (como um objecto e a sua imagem no espelho). Assim, conforme o número de planos de simetria, um organismo pode ter simetria:  

  • bilateral – apresenta apenas um plano de simetria. Este é o caso mais comum, em que um plano sagital divide o ser em duas metades (esquerda e direita). Este tipo de simetria pode ser secundariamente modificada, externamente (caracol, por exemplo) ou internamente (órgãos internos assimétricos, como no caso humano). Uma flor com simetria bilateral diz-se zigomórfica;  

  • radiada  - simetria em relação a vários planos que se intersectam num eixo pois a simetria existe em relação a um eixo, qualquer plano que intersecte o eixo divide o organismo em duas metades especulares. Estes organismos são geralmente fixos, sendo esta simetria um modo de interagir mais facilmente em todas as direcções. Uma flor com simetria radial diz-se actinomórfica;  

  • esférica – todo e qualquer plano que intersecte o centro do organismo divide-o em duas metades especulares. Este tipo de simetria, muito rara, é também designada por simetria em relação a um ponto.

  •  Nível de organização estrutural – este é um critério citológico de utilização relativamente recente:  

  • organização nuclear – nos procariontes não existe núcleo delimitado por membrana e o DNA não apresenta proteínas. A divisão celular faz-se por gemiparidade ou cissiparidade, o sistema sexual, quando existe, é unidireccional. Nos eucariontes existe um núcleo organizado e organitos. A divisão celular faz-se por mitose ou meiose;

  • número de células -  os organismos podem ser unicelulares, multicelulares, solitários ou coloniais;

  • grau de diferenciação corporal – a diferenciação celular pode existir ou não, bem como a presença de tecidos e órgãos;

  • tipo de nutrição – o Sol é a fonte primária de energia para a vida e o carbono é um dos blocos de construção da matéria orgânica. Assim, atendendo à fonte de energia utilizada, os seres podem ser:

  • autotróficos – organismos que utilizam uma fonte inorgânica de carbono (CO2 ou CO);  

  • heterotróficos -  organismos que utilizam uma fonte orgânica de carbono;  

  • fototróficos – organismos que utilizam a energia luminosa para a síntese de matéria orgânica;  

  • quimiotróficos – organismos que utilizam energia química (respiração ou fermentação) para a síntese de matéria orgânica. Os seres foto e quimio-autotróficos são produtores nos ecossistemas, sendo estes últimos responsáveis pela produção de matéria orgânica em meios onde a luz não penetra. Esta matéria orgânica é utilizada pelos seres heterotróficos por dois processos:

  • ingestão – o indivíduo recebe os alimentos do exterior e decompõem-nos no seu interior. A digestão pode ser intracelular (por fagocitose em vacúolos digestivo, como nos protistas, poríferos e cnidários) ou extracelular (em cavidades digestivas especializadas para onde são lançadas as enzimas hidrolíticas, situação típica dos animais multicelulares);  

  • absorção – o organismo segrega para o exterior as enzimas digestivas e absorve as moléculas simples, processo característico dos fungos;

  • Bioquímica – estudo comparativo da composição molecular dos organismos permite estabelecer relações de parentesco entre eles. Estas técnicas bioquímicas são especialmente úteis para a classificação de microrganismos, onde é difícil a aplicação de outros critérios;
  • Cariologia – estudo do cariótipo, pois todos os indivíduos da mesma espécie apresentam número e morfologia dos cromossomas igual, com excepção de organismos mutantes. Estudos deste tipo são complexos e os resultados apenas considerados como apoio de outras hipóteses;

  • Sexualidade – os organismos podem ser monóicos ou hermafroditas (dois sexos no mesmo indivíduo), dióicos ou gonocóricos (sexos separados);

  • Embriologia – este é, sem dúvida, um dos mais importantes critérios de classificação, principalmente em animais, pois tem sido considerado que padrões de desenvolvimento semelhantes são indícios de relações filogenéticas próximas.                                       TOPO

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Teorias da evolução   Genética de populações   Monera   Protista   Fungi   Plantae   Animalia

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