Falando em Ciência: Agrupamentos filogenéticos e como são formados

Quando falamos em filogenia devemos começar a entender alguns conceitos básicos. O primeiro é o de que a vida surgiu uma única vez e que a partir desse organismo todos os outros evoluíram. Essa é a ideia básica de Darwin na qual todos os indivíduos descendem de um único ancestral comum.

O outro conceito base é o de homologia. Para comparar homologia devemos comparar órgãos/estruturas de duas espécies ou de dois organismos distintos. Caso essas estruturas tenham: 1) mesma posição; 2) mesma forma/estrutura; e 3) mesma origem ontogenética/embriológica, então estamos diante de órgãos homólogos!

Mas o que a homologia significa? Ela indica que se duas espécies ou dois organismos apresentam aquele órgão (que é homólogo) muito provavelmente o seu ancestral comum também o possuía.

Podemos usar a metáfora do idioma ou do sotaque. “Dois primos tem o mesmo sotaque, muito provavelmente o seu ancestral comum também o possuía” (claro que aqui nem sempre é assim, outros fatores sociais estariam relacionados, por isso é apenas uma metáfora). Assim, se duas espécies de tucano tem um bico robusto e longo, muito provavelmente a espécie ancestral e comum destas duas também apresentaria tal bico.

Para saber o que a homologia, do ponto de vista evolutivo, nos indica voltaremos mais à frente. Vamos agora ver alguns outros conceitos importantes:

Uma determinada estrutura pode mudar no decorrer do tempo, além dessa estrutura mudar ela pode ser compartilhada com outras espécies. Para continuar temos que saber os seguintes termos aplicados à sistemática filogenética:

Plesiomorfia: É um estado de caráter ancestral.

Apomorfia: É um estado de caráter derivado (novidade evolutiva).

Simplesiomorfia: É um estado de caráter ancestral compartilhado.

Sinapomorfia: É um estado de caráter derivado compartilhado.

De uma forma bem simplória podemos representar a mudança dos estados de caráter ao longo de uma determinada história evolutiva do seguinte modo: Estado de caráter ancestral (Plesiomorfia) -> Estado de caráter derivado (Apomorfia).

Por exemplo, a ausência de vértebras precede a presença de vértebras, de modo que podemos dizer que ausência de vértebras em um inseto é um estado de caráter ancestral (plesiomorfia) e que a presença de vértebras em um peixe é um estado de caráter derivado (apomorfia). É claro que temos que ter em mente que tais estados de caráter não ocorrem de modo isolado na natureza, eles são compartilhados por vários organismos. Por exemplo, as vértebras são compartilhadas com todos os vertebrados (peixes, anfíbios, répteis e mamíferos – Por que não citei as Aves? Leia aqui nesse post).

Agora vamos aos tipos de agrupamentos filogenéticos para então seguir para o modo como são formados.

Grupos monofiléticos (ou grupos naturais) são aqueles que reúnem ancestral e todos os seus descendentes.

Grupos parafiléticos e polifiléticos são aqueles que não reúnem todos os descendentes. Eles são diferenciados do seguinte modo:

Grupos parafiléticos são aqueles que a partir de um grupo monofilético maior, deixam de considerar um grupo monofilético menor.

Grupos polifiléticos são aqueles que a partir de um grupo monofilético maior, deixam de considerar dois ou mais grupos monofiléticos menores.

Agora vamos às formações dos tipos de agrupamentos filogenéticos.

Grupos monofiléticos são sempre formados por sinapomorfias. Estes são caracterizados por novidades evolutivas, homólogas e que são compartilhadas por todos os descendentes daquele grupo. Assim, há a formação desses grupos que são os grupos naturais. É o único grupo considerado como correto do ponto de vista da sistemática filogenética.

Como exemplos de grupos monofiléticos temos (com as sinapomorfias entre parênteses): Vertebrados (presença de vértebras); Gnathostomata (presença de maxilas); Amniota (presença de membranas extraembrionárias, dentre elas o âmnio), entre outros.

Grupos parafiléticos são aqueles formados por simplesiomorfias. Aqui é muito mais fácil entender utilizando exemplos. Tomemos como modelo o táxon dos animais (Metazoa), neste grupo existem os Invertebrados e os Vertebrados, já vimos anteriormente que os Vertebrados são grupos monofiléticos e quanto aos Invertebrados?

Os invertebrados são caracterizados pela ausência de vértebras, este estado de caráter precede a presença de vértebras, então é uma plesiomorfia. Todos os invertebrados compartilham essa ausência de vértebras, assim sendo uma simplesiomorfia. Caso consideremos os invertebrados como um grupo monofilético maior, deixa-se de considerar os vertebrados que é um grupo monofilético menor, de modo que os Invertebrados compõem um agrupamento parafilético. Igual ao agrupamento dos répteis que falei nesse post.

Grupos polifiléticos, por outro lado, são formados a partir de homoplasias, estas são estados de caráter que tem surgimento independente em vários ramos filogenéticos. Elas podem ser paralelismo, convergência ou reversão. Quando consideramos homoplasias para unir táxons em um grupo, temos a formação de um agrupamento com várias origens evolutivas (o próprio significado do termo “polifilético”). Por exemplo, vamos considerar a união dos táxons insetos e aves por apresentarem asas.

Asas são estados de caráter que têm diversas origens. Porém, insetos e aves estão em clados filogenéticos muito distantes, veja no cladograma abaixo. Quando vamos atrás do ancestral comum deles e consideramos o grupo monofilético formado a partir deste ancestral, deixamos de considerar vários pequenos grupos monofiléticos. Assim, esse grupo hipotético das aves e insetos é polifilético.