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20.1: Organizando a Vida na Terra - Biologia

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Habilidades para desenvolver

  • Discuta a necessidade de um sistema de classificação abrangente
  • Liste os diferentes níveis do sistema de classificação taxonômica
  • Descreva como a sistemática e a taxonomia se relacionam com a filogenia
  • Discuta os componentes e o propósito de uma árvore filogenética

Em termos científicos, a história evolutiva e o relacionamento de um organismo ou grupo de organismos são chamados de filogenia. A filogenia descreve as relações de um organismo, como os organismos a partir dos quais se pensa que ele evoluiu, com que espécie está mais intimamente relacionado e assim por diante. As relações filogenéticas fornecem informações sobre ancestrais compartilhados, mas não necessariamente sobre como os organismos são semelhantes ou diferentes.

Árvores Filogenéticas

Os cientistas usam uma ferramenta chamada árvore filogenética para mostrar os caminhos evolutivos e as conexões entre os organismos. Uma árvore filogenética é um diagrama usado para refletir as relações evolutivas entre organismos ou grupos de organismos. Os cientistas consideram as árvores filogenéticas uma hipótese do passado evolutivo, uma vez que não se pode voltar para confirmar as relações propostas. Em outras palavras, uma “árvore da vida” pode ser construída para ilustrar quando diferentes organismos evoluíram e para mostrar as relações entre diferentes organismos (Figura ( PageIndex {1} )).

Ao contrário de um diagrama de classificação taxonômica, uma árvore filogenética pode ser lida como um mapa da história evolutiva. Muitas árvores filogenéticas têm uma única linhagem na base, representando um ancestral comum. Os cientistas chamam essas árvores de enraizadas, o que significa que há uma única linhagem ancestral (normalmente desenhada na parte inferior ou esquerda) à qual todos os organismos representados no diagrama se relacionam. Observe na árvore filogenética enraizada que os três domínios - Bactéria, Archaea e Eukarya - divergem de um único ponto e se ramificam. O pequeno ramo que as plantas e animais (incluindo humanos) ocupam neste diagrama mostra como esses grupos são recentes e minúsculos em comparação com outros organismos. Árvores desenraizadas não apresentam um ancestral comum, mas mostram relações entre as espécies.

Em uma árvore com raiz, a ramificação indica relacionamentos evolutivos (Figura ( PageIndex {2} )). O ponto em que ocorre uma divisão, denominado ponto de ramificação, representa onde uma única linhagem evoluiu para uma nova linhagem distinta. Uma linhagem que evoluiu precocemente a partir da raiz e permanece não ramificada é chamada de táxon basal. Quando duas linhagens derivam do mesmo ponto de ramificação, são chamadas de taxa-irmãos. Um ramo com mais de duas linhagens é chamado de politomia e serve para ilustrar onde os cientistas não determinaram definitivamente todas as relações. É importante notar que, embora taxa-irmãos e politomia compartilhem um ancestral, isso não significa que os grupos de organismos se dividiram ou evoluíram uns dos outros. Organismos em dois táxons podem ter se separado em um ponto específico de ramificação, mas nenhum dos táxons deu origem ao outro.

Os diagramas acima podem servir como um caminho para a compreensão da história evolutiva. O caminho pode ser traçado desde a origem da vida até qualquer espécie individual, navegando pelos ramos evolutivos entre os dois pontos. Além disso, começando com uma única espécie e rastreando de volta ao "tronco" da árvore, pode-se descobrir os ancestrais dessa espécie, bem como onde as linhagens compartilham uma ancestralidade comum. Além disso, a árvore pode ser usada para estudar grupos inteiros de organismos.

Outro ponto a ser mencionado na estrutura da árvore filogenética é que a rotação em pontos de ramificação não altera a informação. Por exemplo, se um ponto de ramificação foi girado e a ordem do táxon mudou, isso não alteraria as informações porque a evolução de cada táxon a partir do ponto de ramificação era independente da outra.

Muitas disciplinas dentro do estudo da biologia contribuem para a compreensão de como a vida passada e presente evoluíram ao longo do tempo; essas disciplinas juntas contribuem para construir, atualizar e manter a "árvore da vida". A informação é usada para organizar e classificar os organismos com base nas relações evolutivas em um campo científico denominado sistemática. Os dados podem ser coletados de fósseis, do estudo da estrutura de partes do corpo ou moléculas usadas por um organismo e pela análise de DNA. Ao combinar dados de muitas fontes, os cientistas podem reunir a filogenia de um organismo; uma vez que as árvores filogenéticas são hipóteses, elas continuarão a mudar à medida que novos tipos de vida são descobertos e novas informações são aprendidas.

Limitações das árvores filogenéticas

Pode ser fácil supor que organismos mais intimamente relacionados parecem mais semelhantes e, embora seja esse o caso, nem sempre é verdade. Se duas linhagens intimamente relacionadas evoluíram sob ambientes significativamente variados ou após a evolução de uma nova adaptação importante, é possível que os dois grupos pareçam mais diferentes do que outros grupos que não são tão intimamente relacionados. Por exemplo, a árvore filogenética na Figura ( PageIndex {3} ) mostra que lagartos e coelhos têm ovos amnióticos, enquanto sapos não; no entanto, lagartos e sapos parecem mais semelhantes do que lagartos e coelhos.

Outro aspecto das árvores filogenéticas é que, a menos que indicado de outra forma, os ramos não levam em conta a extensão do tempo, apenas a ordem evolutiva. Em outras palavras, o comprimento de uma ramificação normalmente não significa que mais tempo passou, nem uma ramificação curta significa menos tempo passado - a menos que especificado no diagrama. Por exemplo, na Figura ( PageIndex {3} ), a árvore não indica quanto tempo se passou entre a evolução dos ovos amnióticos e do cabelo. O que a árvore mostra é a ordem em que as coisas aconteceram. Novamente usando Figure ( PageIndex {3} ), a árvore mostra que a característica mais antiga é a coluna vertebral, seguida por mandíbulas articuladas e assim por diante. Lembre-se de que qualquer árvore filogenética é parte de um todo maior e, como uma árvore real, não cresce em apenas uma direção depois que um novo galho se desenvolve. Então, para os organismos da Figura ( PageIndex {3} ), só porque uma coluna vertebral evoluiu não significa que a evolução dos invertebrados cessou, significa apenas que um novo ramo se formou. Além disso, grupos que não estão intimamente relacionados, mas evoluem em condições semelhantes, podem parecer mais fenotipicamente semelhantes entre si do que a um parente próximo.

Link para Aprendizagem: Acesse este site para ver exercícios interativos que permitem explorar as relações evolutivas entre as espécies.

Os Níveis de Classificação

Taxonomia (que significa literalmente “lei de arranjo”) é a ciência de classificar organismos para construir sistemas de classificação compartilhados internacionalmente, com cada organismo colocado em agrupamentos cada vez mais inclusivos. Pense em como uma mercearia é organizada. Um grande espaço é dividido em departamentos, como produção, laticínios e carnes. Em seguida, cada departamento se divide em corredores, cada corredor em categorias e marcas e, finalmente, um único produto. Essa organização de categorias maiores para menores, mais específicas, é chamada de sistema hierárquico.

O sistema de classificação taxonômica (também chamado de sistema Linnaean em homenagem a seu inventor, Carl Linnaeus, um botânico, zoólogo e médico sueco) usa um modelo hierárquico. Partindo do ponto de origem, os grupos tornam-se mais específicos, até que um ramo termina como uma única espécie. Por exemplo, após o início comum de toda a vida, os cientistas dividem os organismos em três grandes categorias chamadas de domínio: Bactérias, Archaea e Eukarya. Dentro de cada domínio existe uma segunda categoria chamada reino. Depois dos reinos, as categorias subsequentes de especificidade crescente são: filo, classe, ordem, família, gênero e espécie (Figura ( PageIndex {4} )).

O reino Animalia deriva do domínio Eukarya. Para o cão comum, os níveis de classificação seriam os mostrados na Figura ( PageIndex {4} ). Portanto, o nome completo de um organismo tecnicamente tem oito termos. Para o cão, é: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis, e lúpus. Observe que cada nome está em maiúscula, exceto para espécies, e os nomes de gênero e espécie estão em itálico. Os cientistas geralmente se referem a um organismo apenas por seu gênero e espécie, que é seu nome científico de duas palavras, no que é chamado de nomenclatura binomial. Portanto, o nome científico do cão é canis lupus. O nome em cada nível também é chamado de táxon. Em outras palavras, os cães estão em ordem Carnivora. Carnivora é o nome do táxon no nível do pedido; Canidae é o táxon no nível da família e assim por diante. Os organismos também têm um nome comum que as pessoas normalmente usam, neste caso, cachorro. Observe que o cão é adicionalmente uma subespécie: o “familiaris" no Canis lupus familiaris. As subespécies são membros da mesma espécie que são capazes de acasalar e reproduzir descendentes viáveis, mas são consideradas subespécies separadas devido ao isolamento geográfico ou comportamental ou outros fatores.

A figura ( PageIndex {5} ) mostra como os níveis se movem em direção à especificidade com outros organismos. Observe como o cão compartilha um domínio com a mais ampla diversidade de organismos, incluindo plantas e borboletas. Em cada subnível, os organismos se tornam mais semelhantes porque estão mais intimamente relacionados. Historicamente, os cientistas classificaram os organismos usando características, mas conforme a tecnologia do DNA se desenvolveu, filogenias mais precisas foram determinadas.

Art Connection

Em que níveis os cães e gatos são considerados parte do mesmo grupo?

Link para Aprendizagem: Visite este site para classificar três organismos - urso, orquídea e pepino-do-mar - de reino a espécie. Para iniciar o jogo, em Classificando a Vida, clique na imagem do urso ou no botão Iniciar Interativo.

Análises genéticas recentes e outros avanços descobriram que algumas classificações filogenéticas anteriores não se alinham com o passado evolutivo; portanto, mudanças e atualizações devem ser feitas à medida que novas descobertas ocorrem. Lembre-se de que as árvores filogenéticas são hipóteses e são modificadas à medida que os dados se tornam disponíveis. Além disso, a classificação historicamente tem se concentrado em agrupar organismos principalmente por características compartilhadas e não necessariamente ilustra como os vários grupos se relacionam uns com os outros de uma perspectiva evolucionária. Por exemplo, apesar do fato de que um hipopótamo se parece mais com um porco do que com uma baleia, o hipopótamo pode ser o parente vivo mais próximo da baleia.

Resumo

Os cientistas obtêm continuamente novas informações que ajudam a compreender a história evolutiva da vida na Terra. Cada grupo de organismos passou por sua própria jornada evolutiva, chamada de filogenia. Cada organismo compartilha relações com outros e, com base em evidências morfológicas e genéticas, os cientistas tentam mapear os caminhos evolutivos de toda a vida na Terra. Historicamente, os organismos foram organizados em um sistema de classificação taxonômica. No entanto, hoje muitos cientistas constroem árvores filogenéticas para ilustrar as relações evolutivas.

Art Connections

[link] Em que níveis os cães e gatos são considerados parte do mesmo grupo?

[link] Cães e gatos fazem parte do mesmo grupo em cinco níveis: ambos estão no domínio Eukarya, no reino Animalia, no filo Chordata, na classe Mammalia e na ordem Carnivora.

Perguntas de revisão

O que é usado para determinar a filogenia?

  1. mutações
  2. DNA
  3. história evolutiva
  4. organismos na terra

C

O que os cientistas realizam no campo da sistemática?

  1. descobrir novos sítios de fósseis
  2. organizar e classificar organismos
  3. nomear novas espécies
  4. comunicar-se entre biólogos de campo

B

Qual afirmação sobre o sistema de classificação taxonômica está correta?

  1. Existem mais domínios do que reinos.
  2. Reinos são a categoria superior de classificação.
  3. As classes são divisões de ordens.
  4. As subespécies são a categoria mais específica de classificação.

D

Em uma árvore filogenética, qual termo se refere a linhagens que divergiram do mesmo lugar?

  1. taxa irmã
  2. taxa basal
  3. táxons enraizados
  4. taxa dicotômica

UMA

Resposta livre

Como uma árvore filogenética se relaciona com o passar do tempo?

A árvore filogenética mostra a ordem em que os eventos evolutivos aconteceram e em que ordem certas características e organismos evoluíram em relação a outros. Não se relaciona com o tempo.

Alguns organismos que parecem intimamente relacionados em uma árvore filogenética podem não estar intimamente relacionados. Por que é isso?

Na maioria dos casos, organismos que parecem intimamente relacionados, na verdade o são; entretanto, há casos em que os organismos evoluíram por meio da convergência e parecem intimamente relacionados, mas não são.

Liste os diferentes níveis do sistema de classificação taxonômica.

domínio, reino, filo, classe, ordem, família, gênero, espécie

Glossário

táxon basal
ramo em uma árvore filogenética que não divergiu significativamente do ancestral raiz
nomenclatura binomial
sistema de nomes científicos de duas partes para um organismo, que inclui nomes de gênero e espécie
ponto de ramificação
nó em uma árvore filogenética onde uma única linhagem se divide em novas linhagens distintas
classe
divisão do filo no sistema de classificação taxonômica
família
divisão da ordem no sistema de classificação taxonômica
gênero
divisão da família no sistema de classificação taxonômica; a primeira parte do nome científico binomial
reino
divisão de domínio no sistema de classificação taxonômica
pedido
divisão de classes no sistema de classificação taxonômica
árvore filogenética
diagrama usado para refletir as relações evolutivas entre organismos ou grupos de organismos
filogenia
história evolutiva e relacionamento de um organismo ou grupo de organismos
filo
(plural: phyla) divisão do reino no sistema de classificação taxonômica
politomia
ramo em uma árvore filogenética com mais de dois grupos ou táxons
enraizado
linhagem ancestral única em uma árvore filogenética à qual todos os organismos representados no diagrama se relacionam
taxa irmã
duas linhagens que divergiram do mesmo ponto de ramificação
sistemática
campo de organização e classificação de organismos com base em relações evolutivas
táxon
(plural: taxa) nível único no sistema de classificação taxonômica
taxonomia
ciência de classificar organismos

31 Organizando a Vida na Terra

Ao final desta seção, você será capaz de fazer o seguinte:

  • Discuta a necessidade de um sistema de classificação abrangente
  • Liste os diferentes níveis do sistema de classificação taxonômica
  • Descreva como a sistemática e a taxonomia se relacionam com a filogenia
  • Discutir uma árvore filogenética & # 8217s componentes e propósito

Em termos científicos, a filogenia é a história evolutiva e a relação de um organismo ou grupo de organismos. Uma filogenia descreve as relações do organismo, como de quais organismos ele pode ter evoluído ou com quais espécies está mais intimamente relacionado. As relações filogenéticas fornecem informações sobre ancestrais compartilhados, mas não necessariamente sobre como os organismos são semelhantes ou diferentes.


Art Connection

Em cada subnível no sistema de classificação taxonômica, os organismos se tornam mais semelhantes. Cães e lobos são a mesma espécie porque podem procriar e produzir descendentes viáveis, mas são diferentes o suficiente para serem classificados como subespécies diferentes. (crédito “planta”: modificação da obra por "berduchwal" / Flickr crédito “inseto”: modificação da obra por Jon Sullivan crédito “peixe”: modificação da obra por Christian Mehlführer crédito “coelho”: modificação da obra por Aidan Wojtas crédito “ cat ”: modificação da obra de Jonathan Lidbeck crédito“ raposa ”: modificação da obra de Kevin Bacher, NPS crédito“ chacal ”: modificação da obra de Thomas A. Hermann, NBII, USGS crédito“ lobo ”: modificação da obra de Robert Dewar crédito “cachorro”: modificação do trabalho por "digital_image_fan" / Flickr)

Em que níveis os cães e gatos são considerados parte do mesmo grupo?


Taxonomia (que significa literalmente “lei de arranjo”) é a ciência de classificar organismos para construir sistemas de classificação compartilhados internacionalmente, com cada organismo colocado em agrupamentos cada vez mais inclusivos. Pense em como uma mercearia é organizada. Um grande espaço é dividido em departamentos, como produção, laticínios e carnes. Em seguida, cada departamento se divide em corredores, cada corredor em categorias e marcas e, finalmente, um único produto. Essa organização de categorias maiores para menores, mais específicas, é chamada de sistema hierárquico.

O sistema de classificação taxonômica (também chamado de sistema Linnaean em homenagem a seu inventor, Carl Linnaeus, um botânico, zoólogo e médico sueco) usa um modelo hierárquico. Partindo do ponto de origem, os grupos tornam-se mais específicos, até que um ramo termina como uma única espécie. Por exemplo, após o início comum de toda a vida, os cientistas dividem os organismos em três grandes categorias chamadas de domínio: Bactérias, Arquéias e Eukarya. Dentro de cada domínio existe uma segunda categoria chamada reino. Depois dos reinos, as categorias subsequentes de especificidade crescente são: filo, classe, ordem, família, gênero e espécies (Figura).

O sistema de classificação taxonômica usa um modelo hierárquico para organizar os organismos vivos em categorias cada vez mais específicas. O cachorro comum, Canis lupus familiaris, é uma subespécie de canis lupus, que também inclui o lobo e o dingo. (crédito “cachorro”: modificação da obra de Janneke Vreugdenhil)

A figura mostra como os níveis se movem em direção à especificidade com outros organismos. Observe como o cão compartilha um domínio com a mais ampla diversidade de organismos, incluindo plantas e borboletas. Em cada subnível, os organismos se tornam mais semelhantes porque estão mais intimamente relacionados. Historicamente, os cientistas classificaram os organismos usando características, mas à medida que a tecnologia do DNA se desenvolveu, filogenias mais precisas foram determinadas.


Resumo da Seção

Os cientistas obtêm continuamente novas informações que ajudam a compreender a história evolutiva da vida na Terra. Cada grupo de organismos passou por sua própria jornada evolutiva, chamada de filogenia. Cada organismo compartilha relações com outros e, com base em evidências morfológicas e genéticas, os cientistas tentam mapear os caminhos evolutivos de toda a vida na Terra. Historicamente, os organismos foram organizados em um sistema de classificação taxonômica. No entanto, hoje muitos cientistas constroem árvores filogenéticas para ilustrar as relações evolutivas.


Organizando a Vida na Terra

Toda a vida na Terra evoluiu de um ancestral comum. Os biólogos mapeiam como os organismos se relacionam construindo árvores filogenéticas. Em outras palavras, uma “árvore da vida” pode ser construída para ilustrar quando diferentes organismos evoluíram e para mostrar as relações entre diferentes organismos, como mostrado em [link]. Observe que, a partir de um único ponto, os três domínios de Archaea, Bacteria e Eukarya divergem e se ramificam repetidamente. O pequeno ramo que as plantas e animais (incluindo humanos) ocupam neste diagrama mostra quão recentemente esses grupos tiveram sua origem em comparação com outros grupos.

A árvore filogenética em [link] ilustra o caminho da história evolutiva. O caminho pode ser traçado desde a origem da vida até qualquer espécie individual, navegando pelos ramos evolutivos entre os dois pontos. Além disso, começando com uma única espécie e rastreando de volta a qualquer ponto de ramificação, os organismos relacionados a ela em vários graus de proximidade podem ser identificados.

UMA filogenia é a história evolutiva e as relações entre uma espécie ou grupo de espécies. O estudo dos organismos com o propósito de derivar suas relações é denominado sistemática.

Muitas disciplinas dentro do estudo da biologia contribuem para a compreensão de como a vida passada e presente evoluiu ao longo do tempo e, juntas, contribuem para construir, atualizar e manter a "árvore da vida". As informações coletadas podem incluir dados coletados de fósseis, do estudo da morfologia, da estrutura das partes do corpo ou da estrutura molecular, como a sequência de aminoácidos em proteínas ou nucleotídeos de DNA. Ao considerar as árvores geradas por diferentes conjuntos de dados, os cientistas podem reunir a filogenia de uma espécie.

Os cientistas continuam a descobrir novas espécies de vida na Terra, bem como novas informações sobre os personagens, portanto, as árvores mudam à medida que novos dados chegam.

Os Níveis de Classificação

Taxonomia (que significa literalmente “lei de arranjo”) é a ciência de nomear e agrupar espécies para construir um sistema de classificação compartilhado internacionalmente. O sistema de classificação taxonômica (também chamado de sistema Linnaean em homenagem a seu inventor, Carl Linnaeus, um naturalista sueco) usa um modelo hierárquico. Um sistema hierárquico possui níveis e cada grupo em um dos níveis inclui grupos no próximo nível mais baixo, de forma que no nível mais baixo cada membro pertence a uma série de grupos aninhados. Uma analogia é a série aninhada de diretórios na unidade de disco principal de um computador. Por exemplo, no agrupamento mais inclusivo, os cientistas dividem os organismos em três domínios: Bactérias, Archaea e Eukarya. Dentro de cada domínio há um segundo nível chamado de reino. Cada domínio contém vários reinos. Dentro dos reinos, as categorias subsequentes de especificidade crescente são: filo, classe, pedido, família, gênero, e espécies.

A título de exemplo, os níveis de classificação do cão doméstico são apresentados em [link]. O grupo em cada nível é chamado de táxon (plural: taxa). Em outras palavras, para o cão, Carnivora é o táxon no nível da ordem, Canidae é o táxon no nível da família e assim por diante. Os organismos também têm um nome comum que as pessoas costumam usar, como cachorro doméstico ou lobo. Cada nome de táxon está em maiúscula, exceto para espécies, e os nomes de gênero e espécie estão em itálico. Os cientistas se referem a um organismo por seus nomes de gênero e espécie juntos, comumente chamados de nome científico ou nome latino. Este sistema de dois nomes é chamado nomenclatura binomial. O nome científico do lobo é, portanto, canis lupus. Um estudo recente do DNA de cães e lobos domésticos sugere que o cão doméstico é uma subespécie do lobo, não sua própria espécie, portanto, recebe um nome extra para indicar seu status de subespécie, Canis lupus familiaris.

[link] também mostra como os níveis taxonômicos se movem em direção à especificidade. Observe como dentro do domínio encontramos o cão agrupado com a maior diversidade de organismos. Isso inclui plantas e outros organismos não retratados, como fungos e protistas. Em cada subnível, os organismos se tornam mais semelhantes porque estão mais intimamente relacionados. Antes do desenvolvimento da teoria da evolução de Darwin, os naturalistas às vezes classificavam os organismos usando semelhanças arbitrárias, mas desde que a teoria da evolução foi proposta no século 19, os biólogos trabalham para fazer o sistema de classificação refletir as relações evolutivas. Isso significa que todos os membros de um táxon devem ter um ancestral comum e estar mais intimamente relacionados entre si do que com membros de outros táxons.

Análises genéticas recentes e outros avanços descobriram que algumas classificações taxonômicas anteriores não refletem as relações evolutivas reais e, portanto, mudanças e atualizações devem ser feitas à medida que novas descobertas acontecem. Um exemplo dramático e recente foi a separação de espécies procarióticas, que até a década de 1970 eram todas classificadas como bactérias. Sua divisão em Archaea e Bacteria surgiu após o reconhecimento de que suas grandes diferenças genéticas justificavam sua separação em dois dos três ramos fundamentais da vida.

Em que níveis os cães e gatos são considerados parte do mesmo grupo?

Visite este site da PBS para aprender mais sobre taxonomia. Em Classificando a vida, clique em Iniciar interativo.

Classificação e Filogenia

Os cientistas usam uma ferramenta chamada árvore filogenética para mostrar os caminhos evolutivos e as relações entre os organismos. UMA árvore filogenética é um diagrama usado para refletir as relações evolutivas entre organismos ou grupos de organismos. A classificação hierárquica de grupos aninhados em grupos mais inclusivos é refletida em diagramas. Os cientistas consideram as árvores filogenéticas uma hipótese do passado evolutivo porque não se pode voltar no tempo para confirmar as relações propostas.

Ao contrário de uma classificação taxonômica, uma árvore filogenética pode ser lida como um mapa da história evolutiva, conforme mostrado em [link]. Características compartilhadas são usadas para construir árvores filogenéticas. O ponto onde ocorre uma divisão em uma árvore, chamada de ponto de ramificação, representa onde uma única linhagem evoluiu para novas linhagens distintas. Muitas árvores filogenéticas têm um único ponto de ramo na base, representando um ancestral comum de todos os ramos da árvore. Os cientistas chamam essas árvores enraizado, o que significa que há um único táxon ancestral na base de uma árvore filogenética da qual descendem todos os organismos representados no diagrama. Quando duas linhagens derivam do mesmo ponto de ramificação, elas são chamadas taxa irmã, por exemplo, as duas espécies de orangotangos. Um ponto de ramificação com mais de dois grupos ilustra uma situação para a qual os cientistas não determinaram definitivamente as relações. Um exemplo é ilustrado pelos três ramos que conduzem à subespécie de gorila, suas relações exatas ainda não são compreendidas. É importante notar que os táxons irmãos compartilham um ancestral, o que não significa que um táxon evoluiu do outro. O ponto de ramificação, ou divisão, representa um ancestral comum que existia no passado, mas que não existe mais. Os humanos não evoluíram dos chimpanzés (nem os chimpanzés evoluíram dos humanos), embora sejam nossos parentes vivos mais próximos. Tanto os humanos quanto os chimpanzés evoluíram de um ancestral comum que viveu, acreditam os cientistas, há seis milhões de anos e era diferente tanto dos chimpanzés modernos quanto dos humanos modernos.

Os pontos de ramificação e os ramos na estrutura da árvore filogenética também implicam em mudança evolutiva. Às vezes, as mudanças significativas de caráter são identificadas em uma ramificação ou ponto de ramificação. Por exemplo, em [link], o ponto de ramificação que dá origem à linhagem de mamífero e réptil da linhagem de sapo mostra a origem do caráter amniótico do ovo. Além disso, o ponto de ramificação que dá origem aos organismos com patas é indicado no ancestral comum dos mamíferos, répteis, anfíbios e peixes com mandíbula.

Este exercício interativo permite que você explore as relações evolutivas entre as espécies.

Limitações das árvores filogenéticas

É fácil presumir que organismos mais intimamente relacionados parecem mais semelhantes e, embora seja esse o caso, nem sempre é verdade. Se duas linhagens intimamente relacionadas evoluíram sob ambientes significativamente diferentes ou após a evolução de uma nova adaptação importante, elas podem parecer bastante diferentes uma da outra, ainda mais do que outros grupos que não são tão intimamente relacionados. Por exemplo, a árvore filogenética em [link] mostra que lagartos e coelhos têm ovos amnióticos, enquanto salamandras (dentro da linhagem de sapos) ainda não aparecem na superfície, lagartos e salamandras parecem mais semelhantes do que lagartos e coelhos.

Outro aspecto das árvores filogenéticas é que, a menos que indicado de outra forma, os ramos não mostram a duração do tempo, eles mostram apenas a ordem no tempo dos eventos evolutivos. Em outras palavras, um ramo longo não significa necessariamente que mais tempo passou, nem um ramo curto significa menos tempo passado - a menos que especificado no diagrama. Por exemplo, em [link], a árvore não indica quanto tempo se passou entre a evolução dos ovos amnióticos e o cabelo. O que a árvore mostra é a ordem em que as coisas aconteceram. Usando novamente [link], a árvore mostra que a característica mais antiga é a coluna vertebral, seguida por mandíbulas articuladas e assim por diante. Lembre-se de que qualquer árvore filogenética é parte de um todo maior e, semelhante a uma árvore real, não cresce em apenas uma direção depois que um novo galho se desenvolve. Então, para os organismos em [link], só porque uma coluna vertebral evoluiu não significa que a evolução dos invertebrados cessou, significa apenas que um novo ramo se formou. Além disso, grupos que não são intimamente relacionados, mas evoluem em condições semelhantes, podem parecer mais semelhantes entre si do que a um parente próximo.

Resumo da Seção

Os cientistas obtêm continuamente novas informações que ajudam a compreender a história evolutiva da vida na Terra. Cada grupo de organismos passou por sua própria jornada evolutiva, chamada de filogenia. Cada organismo compartilha relações com outros e, com base em evidências morfológicas e genéticas, os cientistas tentam mapear os caminhos evolutivos de toda a vida na Terra. Historicamente, os organismos foram organizados em um sistema de classificação taxonômica. No entanto, hoje muitos cientistas constroem árvores filogenéticas para ilustrar as relações evolutivas e espera-se que o sistema de classificação taxonômica reflita as relações evolutivas.

Art Connections

[link] Em que níveis cães e gatos são considerados parte do mesmo grupo?

[link] Cães e gatos fazem parte do mesmo grupo em cinco níveis: ambos estão no domínio Eukarya, no reino Animalia, no filo Chordata, na classe Mammalia e na ordem Carnivora.

Múltipla escolha

Do que é uma descrição de filogenia?

O que os cientistas realizam no campo da sistemática?

  1. descobrir novos sítios de fósseis
  2. organizar e classificar organismos
  3. nomear novas espécies
  4. comunicar-se entre biólogos de campo

Qual afirmação sobre o sistema de classificação taxonômica está correta?

  1. Existem mais domínios do que reinos.
  2. Reinos são a categoria superior de classificação.
  3. Um filo pode ser representado em mais de um reino.
  4. As espécies são a categoria mais específica de classificação.

Qual das opções melhor descreve a relação entre chimpanzés e humanos?

  1. chimpanzés evoluíram de humanos
  2. humanos evoluíram de chimpanzés
  3. chimpanzés e humanos evoluíram de um ancestral comum
  4. chimpanzés e humanos pertencem à mesma espécie

O que melhor descreve um ponto de ramificação em uma árvore filogenética?

Resposta livre

Como uma árvore filogenética indica os principais eventos evolutivos dentro de uma linhagem?

A árvore filogenética mostra a ordem em que os eventos evolutivos aconteceram e em que ordem certas características e organismos evoluíram em relação a outros. Geralmente não indica durações de tempo.

Liste os diferentes níveis do sistema de classificação taxonômica.

Domínio, Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Gênero e Espécie.

Glossário


Glossário

Táxon basal

ramo em uma árvore filogenética que não divergiu significativamente do ancestral raiz

Nomenclatura binomial

sistema de nomes científicos de duas partes para um organismo, que inclui nomes de gênero e espécie

Ponto de ramificação

nó em uma árvore filogenética onde uma única linhagem se divide em novas linhagens distintas

Classe

divisão do filo no sistema de classificação taxonômica

Família

divisão da ordem no sistema de classificação taxonômica

Gênero

divisão da família no sistema de classificação taxonômica a primeira parte do nome científico binomial

Reino

divisão de domínio no sistema de classificação taxonômica

Pedido

divisão de classes no sistema de classificação taxonômica

Árvore filogenética

diagrama usado para refletir as relações evolutivas entre organismos ou grupos de organismos

Filogenia

história evolutiva e relacionamento de um organismo ou grupo de organismos

Filo

(plural: phyla) divisão do reino no sistema de classificação taxonômica

Politomia

ramo em uma árvore filogenética com mais de dois grupos ou táxons

Enraizado

linhagem ancestral única em uma árvore filogenética à qual todos os organismos representados no diagrama se relacionam

Taxa irmã

duas linhagens que divergiram do mesmo ponto de ramificação

Sistemática

campo de organização e classificação de organismos com base em relações evolutivas


Art Connection

Em cada subnível no sistema de classificação taxonômica, os organismos se tornam mais semelhantes. Cães e lobos são a mesma espécie porque podem procriar e produzir descendentes viáveis, mas são diferentes o suficiente para serem classificados como subespécies diferentes. (crédito “planta”: modificação da obra por "berduchwal" / Flickr crédito “inseto”: modificação da obra por Jon Sullivan crédito “peixe”: modificação da obra por Christian Mehlführer crédito “coelho”: modificação da obra por Aidan Wojtas crédito “ cat ”: modificação da obra de Jonathan Lidbeck crédito“ raposa ”: modificação da obra de Kevin Bacher, NPS crédito“ chacal ”: modificação da obra de Thomas A. Hermann, NBII, USGS crédito“ lobo ”: modificação da obra de Robert Dewar crédito “cachorro”: modificação do trabalho por "digital_image_fan" / Flickr)

Em que níveis os cães e gatos fazem parte do mesmo grupo?


Como a vida na terra é organizada?

Supondo que você esteja se referindo à taxonomia: Domínio, Reino, Filo, Classe, Ordem, Família, Gênero, Espécie.

Explicação:

A taxonomia, o estudo da organização da vida na Terra, classifica os organismos por suas características semelhantes. A categoria mais ampla, os Domínios, pode conter cada um milhões de espécies. Existem 3: Archea, Bacteria e Eukarya.

Archea é composta de células procarióticas (um tipo de célula mais primitiva) sem núcleos, que são extremófilos, ou organismos que sobrevivem em ambientes extremos como fontes vulcânicas ou sob camadas de gelo.

As bactérias também são constituídas por células procarióticas sem núcleos, apenas nas formas mais convencionais / comuns.

Eukarya, no entanto, é composta de células eucarióticas (mais modernas), que têm núcleos. Isso inclui organismos multicelulares (organismos com mais de uma célula) e organismos unicelulares (organismos que são apenas uma célula).

A segunda categoria mais ampla é o Reino. Por exemplo, em Eukarya, existem quatro reinos: Protista, Fungi, Plantae e Animalia, que contêm protistas, fungos, plantas e animais, respectivamente.

Cada reino é subdividido em filos (singular: filo), que são divididos em classes, que são divididos em ordens, que são divididos em famílias, que são divididos em gêneros (singular: gênero), que são divididos em espécies únicas.

O nome de uma espécie é o nome de seu gênero, seguido pelo nome de sua espécie individual.

Um exemplo: o gato doméstico. Este exemplo inclui porque ele está em uma categoria específica, bem como os nomes dessas categorias.

Domínio - Eukarya (é feito de mais de uma célula eucariótica)
Reino - Animalia (é um animal)
Filo - Chordata (tem uma espinha dorsal)
Classe - Mammalia (é um mamífero)
Ordem - Carnívora (é um carnívoro [come apenas carne])
Família - Felidae (é um tipo de felino)
Gênero - Felis (é um pequeno felino)
Espécie - Catus


Explicação: Terra - camada por camada

Os cientistas entendem muito sobre as camadas estruturais da Terra - o núcleo interno, núcleo, manto e crosta. No entanto, ainda existem grandes mistérios para resolver sobre o funcionamento interno do nosso planeta.

Yuri_Arcurs / iStock / Getty Images Plus

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11 de novembro de 2019 às 6h45

Cordilheiras elevam-se para o céu. Os oceanos despencam para profundidades impossíveis. A superfície da Terra é um lugar incrível de se ver. No entanto, mesmo o cânion mais profundo é apenas um pequeno arranhão no planeta. Para realmente compreender a Terra, você precisa viajar 6.400 quilômetros (3.977 milhas) sob nossos pés.

Começando no centro, a Terra é composta por quatro camadas distintas. Eles são, do mais profundo para o mais raso, o núcleo interno, o núcleo externo, o manto e a crosta. Exceto pela crosta, ninguém jamais explorou essas camadas pessoalmente. Na verdade, os humanos mais profundos já perfurados têm pouco mais de 12 quilômetros (7,6 milhas). E mesmo isso demorou 20 anos!

Ainda assim, os cientistas sabem muito sobre a estrutura interna da Terra. Eles descobriram isso estudando como as ondas de terremotos viajam pelo planeta. A velocidade e o comportamento dessas ondas mudam à medida que encontram camadas de diferentes densidades. Cientistas - incluindo Isaac Newton, três séculos atrás - também aprenderam sobre o núcleo e o manto a partir de cálculos da densidade total da Terra, atração gravitacional e campo magnético.

Aqui está uma cartilha sobre as camadas da Terra, começando com uma jornada ao centro do planeta.

Um corte das camadas da Terra revela o quão fina é a crosta em comparação com as camadas inferiores. USGS

O núcleo interno

Essa bola de metal sólido tem um raio de 1.220 quilômetros (758 milhas), ou cerca de três quartos do raio da lua. Ele está localizado a cerca de 6.400 a 5.180 quilômetros (4.000 a 3.220 milhas) abaixo da superfície da Terra. Extremamente denso, é feito principalmente de ferro e níquel. O núcleo interno gira um pouco mais rápido do que o resto do planeta. Também é intensamente quente: as temperaturas chegam a 5.400 ° Celsius (9.800 ° Fahrenheit). Isso é quase tão quente quanto a superfície do sol. As pressões aqui são imensas: bem mais de 3 milhões de vezes maiores do que na superfície da Terra. Algumas pesquisas sugerem que também pode haver um núcleo interno, interno. Provavelmente consistiria quase inteiramente de ferro.

O núcleo externo

Essa parte do núcleo também é feita de ferro e níquel, apenas na forma líquida. Ele fica entre 5.180 e 2.880 quilômetros (3.220 a 1.790 milhas) abaixo da superfície. Aquecido em grande parte pela decomposição radioativa dos elementos urânio e tório, este líquido se agita em correntes turbulentas. Esse movimento gera correntes elétricas. Eles, por sua vez, geram o campo magnético da Terra. Por razões de alguma forma relacionadas ao núcleo externo, o campo magnético da Terra se inverte a cada 200.000 a 300.000 anos. Os cientistas ainda estão trabalhando para entender como isso acontece.

O manto

Com cerca de 3.000 quilômetros (1.865 milhas) de espessura, esta é a camada mais espessa da Terra. Ele começa a apenas 30 quilômetros (18,6 milhas) abaixo da superfície. Feito principalmente de ferro, magnésio e silício, é denso, quente e semissólido (pense em bala de caramelo). Como a camada abaixo, esta também circula. Só faz muito mais devagar.

Explicador: Como o calor se move

Perto de suas bordas superiores, em algum lugar entre cerca de 100 e 200 quilômetros (62 a 124 milhas) no subsolo, a temperatura do manto atinge o ponto de fusão da rocha. Na verdade, ele forma uma camada de rocha parcialmente derretida conhecida como astenosfera (As-THEEN-oh-sfeer). Os geólogos acreditam que esta parte fraca, quente e escorregadia do manto é onde as placas tectônicas da Terra se movem e deslizam.

Os diamantes são pequenos pedaços do manto que podemos realmente tocar. A maioria se forma em profundidades acima de 200 quilômetros (124 milhas). Mas os raros diamantes “superprofundos” podem ter se formado a até 700 quilômetros (435 milhas) abaixo da superfície. Esses cristais são então trazidos à superfície em uma rocha vulcânica conhecida como kimberlito.

A zona mais externa do manto é relativamente fria e rígida. Ele se comporta mais como a crosta acima dele. Juntas, essa parte superior da camada do manto e a crosta são conhecidas como litosfera.

A parte mais espessa da crosta terrestre tem cerca de 70 quilômetros (43 milhas) de espessura e fica sob as montanhas do Himalaia, vistas aqui. den-belitsky / iStock / Getty Images Plus

A crosta

A crosta terrestre é como a casca de um ovo cozido. É extremamente fino, frio e quebradiço em comparação com o que está abaixo dele. A crosta é feita de elementos relativamente leves, especialmente sílica, alumínio e oxigênio. Também é altamente variável em sua espessura. Sob os oceanos (e nas ilhas havaianas), pode ter apenas 5 quilômetros (3,1 milhas) de espessura. Abaixo dos continentes, a crosta pode ter 30 a 70 quilômetros (18,6 a 43,5 milhas) de espessura.

Junto com a zona superior do manto, a crosta se quebra em grandes pedaços, como um gigantesco quebra-cabeça. São conhecidas como placas tectônicas. Eles se movem lentamente - em apenas 3 a 5 centímetros (1,2 a 2 polegadas) por ano. O que impulsiona o movimento das placas tectônicas ainda não é totalmente compreendido. Pode estar relacionado a correntes de convecção induzidas pelo calor no manto abaixo. Alguns cientistas pensam que é causado pelo puxão de placas de crosta de diferentes densidades, algo chamado "tração de placa". Com o tempo, essas placas convergirão, se separarão ou deslizarão uma pela outra. Essas ações causam a maioria dos terremotos e vulcões. É um passeio lento, mas traz momentos emocionantes aqui na superfície da Terra.

Palavras de Poder

alumínio Um elemento metálico, o terceiro mais abundante na crosta terrestre. É leve e macio, e é usado em muitos itens, de bicicletas a naves espaciais.

comportamento A maneira como algo, geralmente uma pessoa ou outro organismo, age em relação aos outros ou se comporta.

continente (em geologia) As enormes massas de terra que se assentam sobre as placas tectônicas. Nos tempos modernos, existem seis continentes geológicos estabelecidos: América do Norte, América do Sul, Eurásia, África, Austrália e Antártica. Em 2017, os cientistas também defenderam mais um: Zealandia.

convecção Subida e descida de material em um fluido ou gás devido a temperaturas desiguais. Este processo ocorre nas camadas externas de algumas estrelas.

essencial Algo - geralmente em formato redondo - no centro de um objeto. (em geologia) Camada mais interna da Terra. Ou uma amostra longa em forma de tubo perfurada no gelo, solo ou rocha. Os núcleos permitem que os cientistas examinem camadas de sedimentos, substâncias químicas dissolvidas, rochas e fósseis para ver como o ambiente em um local mudou por centenas a milhares de anos ou mais.

crosta (em geologia) A superfície mais externa da Terra, geralmente feita de rocha sólida e densa.

cristal (adj. cristalino) Um sólido que consiste em um arranjo simétrico, ordenado e tridimensional de átomos ou moléculas. É a estrutura organizada adotada pela maioria dos minerais. A apatita, por exemplo, forma cristais de seis lados. Os cristais minerais que formam a rocha são geralmente pequenos demais para serem vistos a olho nu.

atual Um fluido - como água ou ar - que se move em uma direção reconhecível. (em eletricidade) O fluxo de eletricidade ou a quantidade de carga que se move através de algum material durante um determinado período de tempo.

decair (para materiais radioativos) O processo pelo qual um isótopo radioativo - o que significa uma forma fisicamente instável de algum elemento - libera energia e partículas subatômicas. Com o tempo, esse derramamento transformará o elemento instável em um elemento ligeiramente diferente, mas estável. Por exemplo, o urânio-238 (que é um isótopo radioativo ou instável) decai em rádio-222 (também um isótopo radioativo), que decai em radônio-222 (também radioativo), que decai em polônio-210 (também radioativo) , que decai para chumbo-206 - que é estável. Não ocorre mais decadência. As taxas de decaimento de um isótopo para outro podem variar de períodos de menos de um segundo a bilhões de anos.

densidade A medida de quão condensado é um objeto, encontrada dividindo sua massa por seu volume.

diamante Uma das substâncias conhecidas mais duras e gemas mais raras da Terra. Os diamantes se formam nas profundezas do planeta quando o carbono é comprimido sob uma pressão incrivelmente forte.

terremoto Um tremor repentino e às vezes violento do solo, às vezes causando grande destruição, como resultado de movimentos dentro da crosta terrestre ou de ação vulcânica.

Crosta da terrra A camada mais externa da Terra. É relativamente frio e quebradiço.

elemento Um bloco de construção de alguma estrutura maior. (em química) Cada uma de mais de cem substâncias para as quais a menor unidade de cada uma é um único átomo. Os exemplos incluem hidrogênio, oxigênio, carbono, lítio e urânio.

campo Uma área de estudo, como em: Seu campo de pesquisa era biologia. Também é um termo para descrever um ambiente do mundo real no qual algumas pesquisas são conduzidas, como no mar, na floresta, no topo de uma montanha ou na rua de uma cidade. É o oposto de um ambiente artificial, como um laboratório de pesquisa. (na física) Uma região no espaço onde certos efeitos físicos operam, como magnetismo (criado por um campo magnético), gravidade (por um campo gravitacional), massa (por um campo de Higgs) ou eletricidade (por um campo elétrico).

ferro Um elemento metálico que é comum nos minerais da crosta terrestre e em seu núcleo quente. Este metal também é encontrado na poeira cósmica e em muitos meteoritos.

Isaac Newton Este físico e matemático inglês ficou famoso por descrever sua lei da gravidade. Nascido em 1642, ele se tornou um cientista com amplos interesses. Entre algumas de suas descobertas: que a luz branca é feita de uma combinação de todas as cores do arco-íris, que podem ser divididas novamente usando um prisma - a matemática que descreve os movimentos orbitais das coisas em torno de um centro de força que a velocidade do som as ondas podem ser calculadas a partir da densidade do ar, os primeiros elementos da matemática agora conhecidos como cálculo e uma explicação de por que as coisas “caem”: a atração gravitacional de um objeto em direção a outro, que seria proporcional à massa de cada um. Newton morreu em 1727.

litosfera A camada superior da Terra, que inclui sua crosta fina e frágil e o manto superior. A litosfera é relativamente rígida e é dividida em placas tectônicas que se movem lentamente.

magnésio Elemento metálico que é o número 12 da tabela periódica. Ele queima com uma luz branca e é o oitavo elemento mais abundante na crosta terrestre.

campo magnético Uma área de influência criada por certos materiais, chamados ímãs, ou pelo movimento de cargas elétricas.

manto (em geologia) A espessa camada da Terra abaixo de sua crosta externa. O manto é semissólido e geralmente dividido em manto superior e inferior.

metal Algo que conduz bem a eletricidade, tende a ser brilhante (reflexivo) e maleável (o que significa que pode ser remodelado com calor e sem muita força ou pressão).

lua O satélite natural de qualquer planeta.

níquel Número 28 na tabela periódica de elementos, este elemento duro e prateado resiste à oxidação e corrosão. Isso o torna um bom revestimento para muitos outros elementos ou para uso em ligas multimetais.

oxigênio Um gás que constitui cerca de 21 por cento da atmosfera da Terra. Todos os animais e muitos microrganismos precisam de oxigênio para alimentar seu crescimento (e metabolismo).

pressão Força aplicada uniformemente sobre uma superfície, medida como força por unidade de área.

decaimento radioativo Um processo pelo qual um elemento é convertido em um elemento mais leve por meio do derramamento de partículas subatômicas (e energia).

raio Uma linha reta do centro até a circunferência de um círculo ou esfera.

faixa A extensão ou distribuição total de algo. Por exemplo, o alcance de uma planta ou animal é a área sobre a qual existe naturalmente.

semi Um adjetivo que significa "um pouco".

Concha A cobertura externa rígida e protetora de moluscos ou crustáceos, como mexilhões ou caranguejos.

sílica Um mineral, também conhecido como dióxido de silício, contendo átomos de silício e oxigênio. É um bloco de construção básico de grande parte do material rochoso da Terra e de alguns materiais de construção, incluindo vidro.

silício Elemento semicondutor não metálico usado na fabricação de circuitos eletrônicos. O silício puro existe em uma forma cristalina cinza-escura brilhante e como um pó sem forma.

slide Na microscopia, o pedaço de vidro no qual algo será anexado para visualização sob a lente de aumento do dispositivo.

sólido Firme e estável na forma não líquida ou gasosa.

sol A estrela no centro do sistema solar da Terra. É uma estrela de tamanho médio a cerca de 26.000 anos-luz do centro da Via Láctea. Também é um termo para qualquer estrela semelhante ao sol.

placas tectônicas As placas gigantescas - algumas medindo milhares de quilômetros (ou milhas) de diâmetro - que constituem a camada externa da Terra.

tório Elemento naturalmente radioativo que aparece como um metal prateado quando puro. Ele reage quimicamente com o ar, tornando-se preto em sua superfície. É encontrado em alguns minerais e pode ser usado para rastrear a origem de alguns grãos minerais que são transportados por longas distâncias pela água ou pelo vento. Seu símbolo científico é Th.

turbulento (N. turbulência) Um adjetivo para a flutuação imprevisível de um fluido (incluindo o ar) em que sua velocidade varia irregularmente em vez de manter um fluxo estável ou calmo.

urânio O elemento natural mais pesado conhecido. É chamado de elemento 92, que se refere ao número de prótons em seu núcleo. Os átomos de urânio são radioativos, o que significa que decaem em diferentes núcleos atômicos.

aceno Uma perturbação ou variação que viaja através do espaço e da matéria de forma oscilante e regular.


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