Filogenia

Exemplo de filogenia: árvore filogenética dos seres vivos com base em dados de RNA, onde a separação entre bactéria, arquea e eucariotion é mostrada

O que é filogenia?

A filogenia É uma representação da história da relação de parentesco de uma espécie ou população e entre elas. Atualmente, os biólogos usaram dados da morfologia e anatomia comparativa, e sequências de genes para reconstruir milhares e milhares de árvores.

Essas árvores procuram descrever a história evolutiva das diferentes espécies de animais, plantas, micróbios e outros seres orgânicos que habitam a terra.

A analogia com a árvore da vida data da época de Charles Darwin. Este brilhante naturalista britânico refletido em seu trabalho A origem das espécies Uma única imagem: uma "árvore" que representa o ramo das linhagens, começando de um ancestral em comum.

À luz das ciências biológicas, um dos eventos mais incríveis que ocorreu é a evolução. Referida mudança de formas orgânicas ao longo do tempo, pode ser representada em uma árvore filogenética. Portanto, a filogenia expressa a história das linhagens e como elas mudaram no tempo.

Uma das implicações diretas deste gráfico é a ascendência comum. Isto é, que todos os organismos que vemos hoje surgiram como descendentes com modificações de maneiras passadas. Essa ideia tem sido uma das mais significativas na história da ciência.

Todas as formas de vida que podemos ver hoje - a partir de bactérias microscópicas, até as maiores plantas e vertebrados - estão conectados, e esse relacionamento é representado na vasta e intrincada árvore da vida.

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Dentro da analogia da árvore, as espécies que vivem hoje representariam as folhas e o resto dos galhos seria sua história evolutiva.

O que é uma árvore filogenética?

Uma árvore filogenética é uma representação gráfica da história evolutiva de um grupo de organismos. Esse padrão de relações históricas é a filogenia que os pesquisadores tentam calcular.

As árvores consistem em nós que se conectam aos "galhos". Os nós terminais de cada ramo são os táxons e representam as sequências ou organismos dos quais os dados são conhecidos -esses podem estar vivendo ou já extintos espécies-.

Nós internos representam ancestrais hipotéticos, enquanto o ancestral que está na raiz da árvore representa o ancestral de todas as sequências representadas no gráfico.

Como as árvores filogenéticas são interpretadas?

Existem muitas maneiras de representar uma árvore filogenética. Portanto, é importante saber como reconhecer se essas diferenças observadas entre duas árvores são devidas a diferentes topologias -ou seja, diferenças reais correspondentes a duas grafias -ou são simplesmente diferenças relacionadas ao estilo de representação.

Por exemplo, a ordem em que os rótulos aparecem na parte superior pode variar, sem modificar o significado da representação gráfica, geralmente o nome da espécie, gênero, família, entre outras categorias.

Isso ocorre porque as árvores se assemelham a um celular, onde ramos podem girar sem alterar a relação das espécies representadas.

Nesse sentido, não importa quantas vezes a ordem seja modificada ou os objetos que estão "pendurados" são girados, pois a maneira como estão conectados não muda, o que é a coisa importante.

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Como a filogenia é reconstruída?

Filogenias são hipóteses que são formuladas com base em evidências indiretas. Elucidar uma filogenia se assemelha ao trabalho de um investigador na solução de um crime após as pistas da cena do crime.

Os biólogos geralmente postulam sua filogenia usando o conhecimento de várias disciplinas, como paleontologia, anatomia comparativa, embriologia comparativa e biologia molecular.

O registro fóssil, embora incompleto, fornece informações muito valiosas sobre os tempos de divergência de grupos de espécies.

Com a passagem do tempo, a biologia molecular excedeu todos os campos mencionados, e a maioria das filogenias é inferida a partir de dados moleculares.

O objetivo de reconstruir uma árvore filogenética é uma série de inconvenientes de grande magnitude. Existem aproximadamente 1.8 milhões de espécies nomeadas e muitas mais sem serem descritas.

E, embora um número significativo de cientistas se esforce diariamente para reconstruir as relações entre espécies, ainda não há árvore completa.

Tipos de árvores filogenéticas

Nem todas as árvores são iguais, existem diferentes representações gráficas e cada um consegue incorporar alguma característica peculiar da evolução do grupo.

- As árvores mais básicas são cladogramas. Esses gráficos exibem relacionamentos em termos de ascendência comum (de acordo com os ancestrais mais recentes).

- Árvores aditivas contêm informações adicionais e são representadas no comprimento dos ramos.

Os números associados a cada ramo correspondem a um atributo na sequência -como a quantidade de mudança evolutiva que os organismos experimentaram. Além das "árvores aditivas", elas também são conhecidas como árvores métricas ou filogramas.

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- Árvores ultrameétricas, também chamadas dendogramas, são um caso particular de árvores aditivas, onde as pontas da árvore são equidistantes da raiz para a árvore.

Essas duas últimas variantes têm todos os dados que podemos encontrar em um cladograma e informações extras. Portanto, eles não são exclusivos, mas complementares.

Aplicações de filogenia

Além de contribuir para a difícil tarefa de elucidar a árvore da vida, as filogenias também têm algumas aplicações bastante significativas.

No campo da medicina, a filogenia é usada para rastrear as taxas de origem e transmissão de doenças infecciosas, como AIDS, dengue e influenza.

Eles também são usados ​​no ramo da biologia da conservação. O conhecimento da filogenia de uma espécie ameaçada é indispensável para rastrear padrões cruzados e o nível de hibridação e endogamia entre os indivíduos.

Referências

1. Baum, d. PARA., Smith, s. D., & Donovan, S. S. O desafio de pensar em árvores. Ciência.
2. Salão, b. K. (Ed.). Homologia: a base hierarquial da biologia comparativa. Academic Press.
3. Hickman, c. P., Roberts, l. S., Larson, a., OBER, w. C., & Garrison, C. Priormes integrados de zoologia. McGraw-Hill.