Classificação em Reinos

Whittaker propôs uma classificação em cinco reinos: Monera, Protista, Fungos, Plantas e Animais.

Reino Monera

• Tipo de células - procariontes unicelulares
• Tipo de nutrição - heterotróficas por absorção; fotoautotróficas (cianobactérias); quimiautotróficas
• Posição nos ecossistemas - microconsumidores; produtor
• Exemplo - bactérias

Reino Protista

• Tipo de células - eucarióticas unicelulares ou multicelulares com diferenciação reduzida
• Tipo de nutrição - fotoautotróficas; heterotróficas por ingestão; heterotróficas por absorção
• Interacção nos ecossistemas - produtores; macroconsumidores; microconsumidores
• Exemplos - algas, protozoários (amiba e paramécia)

Reino Plantas

• Tipo de células - eucarióticas e multicelulares
• Tipo de nutrição - fotoautotróficas
• Parede celular - celulose
• Ciclo de vida - haplodiplonte
• Interacção nos ecossistemas - produtores
• Exemplos - briófitas e traqueófitas (plantas com tecidos condutores como fetos, pinheiros, plantas com flor)

Reino Fungos

• Tipo de células - eucarióticas e multicelulares (à excepção das leveduras)
• Tipo de nutrição - heterotróficos por absorção
• Parede celular - quitina
• Interacção nos ecossistemas - microconsumidores
• Exemplos - cogumelos e leveduras

Reino Animal

• Tipo de células - eucarióticas multicelulares
• Tipo de nutrição - heterotróficos por ingestão
• Interacção nos ecossistemas - macroconsumidores
• Exemplos - esponjas e cordados

Actualmente, alguns biólogos consideram seis reinos e um nível de classificação superior ao reino, designado domínio, existindo três domínios. Dois domínios incluem organismos procariontes e apenas um domínio para os eucariontes. Ao Domínio Bacteria corresponde o Reino Eubacteria, ao Domínio Archaea corresponde ao Reino Archaebacteria e ao Domínio Eukarya correspondem os Reinos Protista, Fungi, Plantae e Animalia.

Regras de nomenclatura

Criou-se uma nomenclatura internacional para a designação dos seres vivos, estabelecendo regras para a atribuição de nomes científicos aos diferentes grupos taxonómicos, de modo a facilitar a comunicação e universalizar os nomes atribuídos. Optou-se por se escrever os nomes dos organismos em latim, por ser uma língua morta, já não está sujeita a evolução, mantendo as palavras o seu significado original.

Regras de nomenclatura binominal

• O nome da espécie é sempre constituído por duas palavras latinas. A primeira é um substantivo escrito com inicial maiúscula e corresponde ao nome genérico ou género a que a espécie pertence. A segunda palavra designa-se por restritivo específico ou epíteto específico.

• A designação dos grupos superiores à espécie é uninominal, ou seja, é só uma palavra (substantivo) escrita com inicial maiúscula.
• O nome da família, no caso dos animais, obtém-se acrescentando a terminação idae à raiz do nome de um dos géneros desta família. Nas plantas, a terminação é aceae, mas existem excepções.
• Quando uma espécie tem subespécies, utiliza-se a nomenclatura trinominal, seguindo-se ao nome da espécie o restritivo subespecífico.
• Os nomes do género, espécie e subespécie são escritos em latim e num tipo de letra diferente de texto.
• À frente do nome da espécie deve escrever-se em letra de texto o nome ou a abreviatura do nome do taxonomista que atribuiu o nome científico.
• Pode citar-se a data da publicação do nome da espécie, que é colocada a seguir ao nome do autor, separada por vírgula.

Hierarquia das categorias taxonómicas

Os seres vivos são agrupados em dois grandes reinos, plantas e animais, que se subdividem em categorias progressivamente de menor amplitude. Este modo de ordenar os seres vivos numa série ascendente a partir da espécie constitui um sistema hierárquico de classificação.

Nesta hierarquia das classificações biológicas, cada uma das categorias taxonómicas designa-se por taxon (plural taxa). As sete categorias principais de taxa são espécie, género, família, ordem, classe, filo e reino, além destas categorias podem existir categorias intermédias com prefixos como super, sub e infra. Para as plantas usa-se a designação Divisão, em vez de Filo.

A espécie é a unidade básica de classificação e representa um grupo natural constituído pelo conjunto de indivíduos morfologicamente semelhantes, que partilham o mesmo fundo genético, podem cruzar-se entre si, originando descendência fértil.

Como cada taxon está inserido no que lhe fica imediatamente acima e contém os que lhe ficam imediatamente abaixo, dois seres vivos são tanto mais próximos quanto maior for o número de taxa comuns a que pertencem.

De acordo com as classificações evolucionistas, os organismos que pertencem a famílias diferentes divergiram há mais tempo, a partir de um ancestral comum, do que os outros que pertencem à mesma família.

Sistemas de classificação

Os biólogos, perante um elevado número de seres vivos, optaram por agrupá-los de acordo com determinados critérios. A Sistemática é a área do conhecimento biológico que se ocupa do estudo das relações evolutivas dos diferentes grupos de seres vivos ao longo do tempo e do agrupamento e classificação dos seres vivos. O ramo da Sistemática que se ocupa de classificar os seres vivos e da nomenclatura (dar nome aos grupos formados) designa-se por taxonomia. As primeiras classificações baseavam-se em algumas características dos organismos que tinham interesse para o ser humano, eram, por isso, designadas por classificações práticas. Surgiram, mais tarde, sistemas de classificação racionais que tinham uma base racional, pois utilizavam características dos seres vivos. No entanto, estes sistemas de classificação baseavam-se num pequeno número de características, sendo, por isso, consideradas sistemas de classificação artificiais. Tinham como desvantagem a união de organismos pouco relacionados entre si no mesmo grupo. Este tipo de sistema caracterizou o período pré-lineano das classificações. Em consequência, da descoberta de novos seres vivos, surgiram classificações em que a organização dos grupos se baseia no maior número possível de caracteres. Estas classificações caracterizaram o período pós-lineano e pré-darwiniano, designam-se por classificações naturais, pois os grupos formados reúnem organismos com maior grau de semelhança e mais relacionados filogeneticamente. A desvantagem é que a identificação dos grupos a que um organismo pertence é por vezes difícil ou mesmo impossível, se não se dispõe de um conhecimento pormenorizado das características do mesmo. Até ao século XVIII, por predominarem as ideias fixistas, todas as classificações reflectem essa concepção. Eram classificações estáticas que privilegiavam as características estruturais não tendo em consideração o factor tempo, uma vez que consideravam a imutabilidade das espécies, designam-se classificações horizontais. Com as ideias evolucionistas, surgiram sistemas de classificação evolutivos ou filogenéticos que tentam reproduzir a história evolutiva dos organismos. Como estes sistemas têm em conta o factor tempo, designam-se sistemas de classificação vertical e são característicos do período pós-darwiniano. As relações de parentesco entre as espécies podem representar-se por árvores de evolução ou árvores filogenéticas. O grau de semelhança entre os grupos reflecte o tempo em que a divergência ocorreu, sendo essa divergência tanto maior quanto maior for o tempo que decorreu. Para a construção destas árvores evolutivas recorre-se ao registo fóssil, semelhanças estruturais, dados bioquímicos e embriológicos.

As classificações evolutivas também apresentam limitações, pois são consideradas muito subjectivas por se basearem nas interpretações de factos utilizando hipóteses sobre relações de parentesco.

Todos os sistemas de classificação reflectem, em cada época, o grau de conhecimento científico, não havendo, consequentemente, nenhuma classificação definitiva.

Argumentos do evolucionismo

São várias as áreas de conhecimento a partir das quais se podem retirar dados que apoiam o evolucionismo.

Argumentos de anatomia comparada

A anatomia comparada baseia-se no estudo comparado das formas e estruturas dos organismos com o fim de estabelecer possíveis relações de parentesco. A presença de órgãos homólogos, análogos e vestigiais são provas importantes que evidenciam relações filogenéticas ou de parentesco entre diferentes espécies.

• Órgãos homólogos - são órgãos que têm o mesmo padrão anatómico, a mesma origem embrionária (mesmo ancestral comum), mas podem ter funções diferentes. À medida que os diferentes grupos se iam adaptando a diferentes nichos ecológicos sofreram pressões selectivas diferentes, estes órgãos evoluíram de forma diferente a partir de um ancestral comum, que passou a desempenhar funções diferentes, o que reflecte uma evolução divergente.

• Órgãos análogos - são órgãos que têm origem embrionária, estrutura anatómica diferentes, mas desempenham a mesma função. Estes órgãos surgem quando espécies ancestrais diferentes colonizaram nichos ecológicos semelhantes e sofreram pressões selectivas idênticas. Este fenómeno conduz a uma evolução convergente.

• Órgãos vestigiais - são órgãos que já foram desenvolvidos e tiveram significado fisiológico e que sofreram evolução regressiva, sendo actualmente desprovida de qualquer significado fisiológico.

Argumentos paleontológicos

Através do estudo do registo fóssil, confirma-se a presença de espécies extintas, o que contraria a ideia de imutabilidade das espécies. A descoberta de sequências de fósseis, que apoiam as modificações sofridas ao longo do tempo. A existência de fósseis que possuem características que correspondem, actualmente, a dois grupos diferentes de organismos, sendo denominadas formas intermédias ou formas sintéticas. As formas sintéticas são, por vezes, designadas por formas de transição, porque algumas delas terão sido a transição de um grupo para outros grupos. Estas formas permitem documentar que os organismos que hoje se conhecem não são totalmente independentes uns dos outros quanto à origem.

Argumentos citológicos

Todos os seres vivos são constituídos por células. Todas as células eucarióticas obedecem a um plano estrutural comum, como os processos metabólicos que nelas se desenvolvem são igualmente semelhantes. A universalidade estrutural e funcional do mundo vivo constitui um forte argumento a favor de uma origem comum.

Argumentos bioquímicos

Existe uma semelhança entre os compostos químicos orgânicos (ex: sequência e tipo de aminoácidos das proteínas); as vias metabólicas comuns (síntese de proteínas); a universalidade do código genético e do ATP como energia biológica utilizada pelas células; as reacções imunológicas, baseadas nas reacções específicas entre antigenes e anticorpos, importantes para o esclarecimento de relações filogenéticas.

Comparação entre Lamarckismo e Darwinismo

O lamarckismo e o darwinismo constituem duas explicações para a diversificação das espécies por processos evolutivos.

A imagem seguinte explica a morfologia actual do pescoço das girafas segundo Lamarck e segundo Darwin.

Segundo o lamarckismo, o meio cria necessidades que determinam mudanças na morfologia dos indivíduos que, pelo uso, se estabelecem, tornando-os mais bem adaptados e sendo transmitidas aos descendentes.

Segundo o darwinismo, entre os indivíduos de uma espécie existem variações. O meio exerce uma selecção natural que favorece os indivíduos que possuem as características mais apropriadas para um determinado ambiente e num determinado tempo, tornando-os mais aptos e eliminando gradualmente os restantes.

Teoria Darwinista

Darwin durante uma viagem recolheu dados (Geologia e Biogeografia) e fez observações que lhe permitiram propor a selecção natural como o mecanismo essencial que dirige a evolução.

De acordo com este processo, os seres vivos mais aptos sobrevivem e reproduzem-se espalhando na Natureza os caracteres mais favoráveis. Visto que o ambiente não possui os recursos necessários para a sobrevivência de todos os indivíduos, deverá ocorrer uma luta pela sobrevivência durante a qual serão eliminados os menos aptos.

A teoria de Darwin pode ser sistematizada em alguns princípios fundamentais:

• Os seres vivos, mesmo os da mesma espécie, apresentam variabilidade intra-específica;
• Em cada geração, alguns indivíduos são naturalmente eliminados, porque se estabelece entre eles uma "luta pela sobrevivência";
• Sobrevivem os indivíduos que estiverem mais bem adaptados, isto é, os que possuírem as características que lhes conferem qualquer vantagem em relação aos restantes, que ao longo do tempo serão eliminados progressivamente - sobrevivência diferencial;
• Os indivíduos mais bem adaptados vivem durante mais tempo e reproduzem-se mais, transmitindo as suas características à descendência, enquanto os menos adaptados deixam menos descendência - reprodução diferencial;
• A acumulação das pequenas variações determina a transformação e o aparecimento de novas espécies.

Lamarckismo

Lamarck admitia uma progressão constante e gradual dos organismos mais simples para os mais complexos. Os seres vivos apresentavam modificações que dependiam do ambiente em que esses seres se desenvolviam. Segundo Lamarck, o ambiente era o principal agente responsável pela evolução dos seres vivos.

Lamarck apoiou-se em dois princípios fundamentais:

• Lei do uso e do desuso - a necessidade que os seres vivos sentem de se adaptar a novas condições ambientais, resultantes de alterações do ambiente, conduz ao uso ou ao desuso contínuo de determinados órgãos, o que conduziria ao seu desenvolvimento (hipertrofia) ou à sua atrofia, respectivamente.
• Lei da herança dos caracteres adquiridos - considerava que as transformações sofridas, provocadas pelo ambiente, quer pelo uso quer pelo desuso, eram transmitidas à descendência. Essas pequenas transformações, ao acumularem-se ao longo de gerações sucessivas, provocariam o aparecimento de novas espécies, funcionando como principal factor de evolução.

Esta teoria de Lamarck foi muito criticada porque:

• admitia que a matéria viva teria uma "ambição natural" de se tornar melhor, de forma a que cada ser vivo seria impelido para um grau de desenvolvimento mais elevado;
• a lei do uso e do desuso, embora válida para alguns órgãos, não explicava todas as modificações;
• a lei da herança dos caracteres adquiridos não é válida, porque as adaptações somáticas não são transmitidas aos descendentes.

Evolucionismo e fixismo

Durante séculos admitiu-se que os seres vivos são o resultado de um acto de criação divino, mantendo-se as espécies inalteradas ao longo do tempo desde o momento da sua criação, ou seja, as espécies são fixas e imutáveis. Esta explicação é conhecida por fixista, considera a Natureza como um sistema ordenado e estável, onde cada forma viva, criada para um determinado fim, está perfeitamente adaptada. Exemplos de teorias fixistas são: Criacionismo, a Teoria da Geração espontânea e a Teoria Catastrofista.

Mais tarde surgiram as teorias evolucionistas que defendiam que os seres vivos evoluíram ao longo do tempo de uma forma lenta e gradual. Os defensores desta teoria foram Lamarck e Darwin.

O aparecimento de fósseis de fósseis de indivíduos muito diferentes dos da actualidade abalou as teorias fixistas.

Origem da multicelularidade e vantagens

Os organismos não podem aumentar indefinidamente de tamanho. Quando uma célula aumenta de tamanho, verifica-se que a razão entre a superfície e o volume diminui, ou seja, o volume aumenta a um ritmo maior do que a área da superfície.

Cada unidade de área de membrana plasmática tem de realizar trocas com o exterior para um volume muito maior de citoplasma. Quando há um aumento de volume, aumenta também o metabolismo, mas não ocorre um aumento equivalente na eficácia das trocas com o meio externo, uma vez que a superfície não aumenta na mesma proporção.

Existem duas formas possíveis de um organismo maior sobreviver: pode reduzir o seu metabolismo, o que diminui as necessidades de trocas ou pode apresentar multicelularidade.

Os seres eucariontes unicelulares constituem, por vezes, agregados. Quando estas associações de eucariontes unicelulares dizem respeito a seres da mesma espécie que estabelecem ligações estruturais entre si, designam-se por agregados coloniais ou colónias.

A alga Volvox é um ser colonial, constituída por várias células estruturalmente interdependentes, ligadas entre si. No entanto, sob o ponto de vista funcional não ocorreu diferenciação, pois as células são todas semelhantes, com excepção das células reprodutoras. Esta especialização não é suficiente para a Volvox ser considerada um ser pluricelular.

Admite-se que a multicelularidade possa ter surgido na Terra por evolução de seres coloniais.

A multicelularidade ocorre apenas nos seres eucariontes e caracteriza-se por uma associação de células em que há interdependência estrutural e funcional entre elas.

O aparecimento da multicelularidade gerou um grande impulso na evolução dos seres vivos e conferiu várias vantagens aos organismos como:

• permitiu a ocorrência de mecanismos de regulação que conduziram à diferenciação celular, com a consequente especialização no desempenho de determinadas funções;
• a diminuição da taxa metabólica e utilização mais eficaz da energia;
• foi possível a sobrevivência de seres de maiores dimensões sem comprometer as trocas com o meio externo;
• a grande diversidade de formas e de funcionalidades possibilitou a adaptação a diferentes meios ambientes;
• uma maior autonomia em relação ao meio externo, pois os vários sistemas de órgãos garantem que o meio interno mantenha um maior equilíbrio (homeostasia).

Origem dos seres eucariontes

As primeiras células que surgiram assemelhavam-se aos actuais procariontes.

As células procarióticas são estruturalmente simples, mas possuem uma grande diversidade metabólica, embora não tenham organelos membranares. Estas podem ser fotoautotróficas, encontrando-se os pigmentos fotossintéticos nas membranas celulares. As células eucarióticas apresentam uma constituição mais complexa, possuindo o material genético no núcleo e organelos membranares.

Os dados fornecidos pelos fósseis e a simplicidade estrutural e funcional das células procarióticas constituem os dois principais argumentos que apoiam a hipótese dos seres procariontes terem estado na origem da diversidade de vida na Terra.

Existem modelos que procuram explicar o aparecimento dos seres eucariontes a partir dos procariontes que povoavam a Terra.

• Modelo autogenético - admite que a célula eucariótica terá surgido a partir de organismos procariontes por invaginações da membrana plasmática, originando compartimentos, separados do resto do citoplasma, que viriam a constituir os organelos celulares. Foi possível às células fazer uma divisão interna das suas funções, ou seja, os organelos especializaram-se. Os defensores deste modelo sugerem que o primeiro compartimento a surgir dentro da célula foi o invólucro nuclear, o que permitiu a individualização do material genético no interior do núcleo. Posteriormente, terá surgido o retículo endoplasmático e no decurso da evolução algumas porções do material genético abandonaram o núcleo e evoluíram sozinhas no interior de estruturas membranares, dando origem às mitocôndrias e aos cloroplastos.

• Modelo endossimbiótico - admite que uma célula procariótica terá capturado outras células procarióticas (células-hóspedes) que permaneceram no interior da célula hospedeira, resistindo à digestão. As células capturadas estabeleceram com a célula hospedeira relações de simbiose. Esta cooperação foi tão íntima e tão eficaz que os elementos tornaram-se dependentes uns dos outros e passaram a constituir organismos estáveis e singulares. As células-hóspedes vieram constituir alguns dos organelos da célula eucariótica. Os cloroplastos ter-se-ão originado a partir da captura de cianobactérias, pois estas têm pigmentos fotossintéticos, e as mitocôndrias teriam resultado da incorporação de bactérias com eficiente capacidade respiratória. O flagelo e os cílios poderão ter surgido de seres procariontes alongados que se terão fixado na membrana da célula hospedeira, o que terá favorecido a procura de alimento. Esta teoria apresenta alguns argumentos válidos que a fundamentam como: as mitocôndrias e os cloroplastos assemelham-se a bactérias, na forma, no tamanho e na composição membranar; os cloroplastos e as mitocôndrias possuem membrana dupla e o seu próprio ADN; tanto os cloroplastos como as mitocôndrias dividem-se de forma independente do resto da célula eucariótica; ambos os organelos possuem ribossomas idênticos aos que existem nos seres procariontes actuais. No entanto, esta teoria apresenta pontos fracos, pois não explica a origem do núcleo da célula eucariótica.

Alguns investigadores apresentaram um modelo que pretendia conciliar os dois modelos principais, dando origem ao modelo 3. Neste modelo admite-se que o núcleo das células eucarióticas poderia ter surgido por invaginações da membrana plasmática que envolveram o ADN, conforme o modelo autogenético.