Para compreendermos uma área totalmente, precisamos entender qual é o seu principal problema – a principal questão que a define.

Na Sistemática Filogenética, a diversidade biológica é essa questão. Ou seja:

A Sistemática Filogenética é baseada nas diferenças entre os grupos de animais, plantas e microrganismos que habitam a terra.

Na biologia, duas grandes áreas se destacam – a biologia geral e a biologia comparada.

A biologia geral trata, basicamente, da descrição de processos biológicos como a síntese protéica, produção de gametas, divisão celular, fisiologia, anatomia e outras áreas através de disciplinas como biologia celular e molecular, genética, imunologia, parasitologia, microbiologia e dentre outras. Ela também aborda o comportamento e história de vida dos organismos, envolvendo disciplinas como ecologia e zoologia, por exemplo. Essas descrições podem ser mais elaboradas e até mesmo podem envolver análises estatísticas e predições.

Por outro lado, a biologia comparada busca claramente por diferenças e semelhanças entre os diferentes grupos de organismos e é baseada principalmente nos princípios da teoria da evolução, para que através das comparações possamos entender a origem de cada estrutura objeto de estudo. E é nesse ponto que a Sistemática Filogenética ganha força.

Uma disciplina pode ser abordada das duas formas. Um ecólogo pode fazer biologia geral quando descreve o comportamento social de uma determinada espécie de cervídeo que vive em grupo, e pode fazer biologia comparada se buscar entender a evolução desse tipo de comportamento comparando diferentes espécies que vivem em grupo.

Através das comparações, não apenas conseguimos ter noção da relação evolutiva que existe entre os organismos e classificá-los, mas podemos nos aprofundar em diferentes temas nesse contexto e buscar respostas para várias outras áreas. Sob a ótica de um ecólogo, comparar espécies que vivem em grupo é importante para elucidar os benefícios desse comportamento para a espécie, e isso envolve o conhecimento sobre taxas reprodutivas, sobrevivência, mortes por predação, estratégia de forrageamento etc. Por outro lado, sob a ótica de um geneticista, comparar características genéticas relacionadas ao comportamento pode remeter a investigações mais profundas. E se houver uma forte representação genética, os “genes do comportamento em grupo” podem ser identificados no DNA de outras espécies, levando a uma busca detalhada sobre a evolução desse tipo de estratégia ao longo da vida na terra.

Por isso, a biologia comparada é a força vital da sistemática filogenética.

Dimensionando a diversidade biológica

Quando falamos de diversidade biológica, duas coisas precisam ficar bem claras:

1 – As espécies apresentam grupos e táxons distintos que as tornam diferentes;
2 – Dentro de cada grupo há caracteres distintos, que podem ser iguais ou diferentes aos de outros grupos.

Para quem não tem familiaridade com a diversidade biológica, é difícil imaginar quantos organismos o planeta já abrigou. Estimativas para florestas tropicais indicam que só de fauna podem haver centenas de milhares ou até mais de um milhão de espécies. Agora some a isso os microrganismos como bactérias e protozoários, fungos e as espécies vegetais. Muita coisa, não? E se somarmos todas as espécies que existem atualmente, isso não refletiria nem 1% de toda a vida que já existiu durante os 4,6 bilhões de anos do planeta.

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Considerando tamanha riqueza de espécies, é de se esperar que o número de caracteres seja proporcionalmente elevado e que isso proporcione várias possibilidades de comparações. Por isso, é relativamente muito fácil encontrar bons objetos de estudos na Sistemática Filogenética, já que ainda estamos descobrindo continuamente várias espécies de organismos e para classificá-los, rotineiramente recorremos às comparações.

Do mesmo modo que existem várias estimativas de diversidade, para quantificar o número de espécies em determinada área, há também um número de estimativa de caracteres. Para estimar a quantidade de caracteres que existe em cada organismo, é possível fazer uma análise genética através de um exame detalhado do DNA da espécie em questão. No ponto de vista evolutivo, pouco importa quais partes do DNA são repetitivas e/ou não tem expressão no fenótipo, já que eles não podem expressar variação fenotípica no momento mas podem ser úteis ao longo da evolução do grupo.

De modo geral, o conhecimento sobre a diversidade biológica pode ser representado em uma matriz, onde as linhas correspondem aos táxons e as colunas aos caracteres. Deste modo:

Note que muitos táxons compartilham caracteres que são dominantes (preto) e recessivos (cinza). Provavelmente, os caracteres dominantes são observados fenotipicamente. Ainda que não apareçam no fenótipo, os recessivos poderão ser úteis ao longo do processo evolutivo, pelo qual todo organismo passa.

Somando todos os dados dessa matriz que reflete a vida no planeta, teríamos algo como 100 quatrilhões de linhas com espécies e incontáveis colunas de caracteres. É nesse número que se encontra o foco da Sistemática Filogenética, que através da biologia comparada, tem identificado e classificado milhões de espécies.

Se o objeto central de trabalho da Sistemática Filogenética é a diversidade biológica, podemos dizer que seus problemas são:

1 – Descrever essa diversidade;
2 – Encontrar que tipo de ordem existe na diversidade (se existir);
3 – Compreender os processos responsáveis pela geração dessa diversidade;
4 – Apresentar um sistema geral de referência sobre a diversidade biológica.

Assista 3 vídeos do portal E-Aulas, da USP, e aprenda com a professora Juliana Lovo as bases teóricas e metodológicas da sistemática filogenética, com um panorama geral dos métodos de reconstrução filogenética atuais e suas principais aplicações na biologia comparada.