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Cladogram

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição do cladograma

Um cladograma é um diagrama usado para representar uma relação hipotética entre grupos de animais, chamada filogenia. Um cladograma é usado por um cientista que estuda sistemática filogenética para visualizar os grupos de organismos que estão sendo comparados, como estão relacionados e seus ancestrais mais comuns. Um cladograma pode ser simples, comparando apenas dois ou três grupos de organismos, ou pode ser enormemente complexo e contém todas as formas conhecidas da vida.

O design do cladograma é universal, embora simples. Um cladograma consiste nos organismos que estão sendo estudados, linhas e nós onde essas linhas cruzam. As linhas representam tempo evolutivo, ou uma série de organismos que levam à população a que se conecta. Os nós representam ancestrais comuns entre espécies. Em algum momento, no passado, uma população de organismos comuns dos ancestrais foi dividida, dando origem aos diferentes organismos que estão sendo estudados. Alguns cladogramas mostram tempo evolutivo através da escala das linhas, linhas mais longas que significa mais tempo. Alguns cladogramas escolheram mostrar espécies extintas, enquanto outros as omitem. Qualquer cladograma específico é formulado especificamente para o uso que é necessário.

Um cladograma recebe esse nome dos clados ou grupos de organismos que são exibidos. Um clado é um grupo de organismos vivos e o ancestral comum de que são derivados. Os cientistas usam sinapomófias, ou caracteres derivados compartilhados, para definir esses grupos. Por exemplo, as glândulas mamárias são uma característica compartilhada dos mamíferos. Todos os mamíferos e seu ancestral comum mais antigo tinham ou têm glândulas mamárias. Assim, se estamos olhando para um animal não identificado e tentando colocá -lo em um cladograma, se tiver glândulas mamárias, sabemos que ele pertence a esse ramo. Simplesiomorfias, por outro lado, são personagens que todos os organismos do cladograma têm. Se o cladograma, incluindo os mamíferos, fosse de todos os vertebrados, a presença de vértebras em nosso animal desconhecida seria uma simplomorfia. As simplomorfias não nos dizem nada sobre a relação de diferentes grupos em um cladograma, porque todos os organismos têm (ou tinham), essa característica. Um cladograma muito simples dos vertebrados pode ser visto abaixo.

Os cientistas usam cladogramas para propor e fazer perguntas sobre as relações evolutivas entre diferentes espécies. Ao dar peso a personagens derivados e reconhecer características ancestrais, os cientistas podem comparar diferentes filogenias dos mesmos grupos de organismos. Alguns serão muito complexos, pois os caracteres terão que surgir independentemente em várias linhas. Outros serão simples ou parcimoniosos e conterão menos mudanças entre os grupos. Qualquer conjunto de caracteres pode ser usado para criar um cladograma. O DNA é o método preferido, pois é incrivelmente preciso. No entanto, antes dos dias do DNA, os cientistas criaram cladogramas precisos usando uma variedade de outras características. Embora as relações evolutivas entre os organismos não possam ser determinadas em qualquer característica, a combinação dos resultados parcimoniosos de muitas características diferentes levará à filogenia mais provavelmente. O cladograma que descreve essa filogenia provavelmente será o mais simples e terá o menor número de nós.

Exemplos de cladograma

Primatas

No cladograma acima dos primatas, os vários grupos de primatas comparados estão listados no topo. Os vários nós no diagrama representam os vários ancestrais comuns entre os grupos. Os macacos, o grupo que contêm seres humanos e todos os ancestrais comuns (nós) até o MAPE mais baixo são considerados um clado, ou grupo de organismos com caracteres semelhantes devido a descendência comum. O clado pode ser estendido para incluir tudo, exceto os lêmures, lorises e o nó mais baixo. Se fosse esse o caso, a linha que levava aos lêmures seria considerada o grupo externo, enquanto o restante dos primatas seria considerado o grupo. Esses termos são simplesmente usados para descrever diferentes grupos ao discuti -los na escrita científica.

Baleias e animais relacionados

Abaixo está um cladograma muito mais complicado de baleias e os animais com os quais estão relacionados. Muitos outros grupos são representados, até gênero e espécies em alguns casos. Nesse cladograma, as linhas em negrito representam espécies vivas, enquanto linhas estreitas representam espécies extintas do registro fóssil. Os números acima de cada linha representam o número de alterações evolutivas que tiveram que ocorrer nesse ramo a partir da forma ancestral.

Olhando para a caixa superior de Cetaceamorpha, esse ramo representa cetáceos (baleias e golfinhos) e seus ancestrais relacionados. Até a descoberta dos vários fósseis que preenchem a lacuna entre hipopótamos e baleias, a filogenia dessa árvore estava em questão. No entanto, esses fósseis começaram a fechar a lacuna entre hipopótamos e cetáceos, formando uma série de pequenos passos. Perto do topo do diagrama, o número de mudanças evolutivas salta de 1 ou 2 para 9 ou 10 em cada etapa. Isso representa uma lacuna evolutiva que ainda não é entendida. As formas ancestrais de baleias e golfinhos apresentadas neste cladograma teriam sido animais de águas rasas, como visto por seus membros funcionais. À medida que os ancestrais das baleias se moviam ainda mais para o mar, torna -se cada vez menos provável que seus restos fossilizados sejam encontrados.

Muitas características foram consideradas na criação desse cladograma. Por exemplo, o grupo externo Ferae é o único grupo que não tem algum tipo de casco ou dedos grandes. Além disso, os Ferae têm dentes carnívoros especializados. O restante dos grupos se distingue em diferentes personagens derivados, como corcunda nos camelos, a presença de um rúmen no ruminantiaforfa e outros. As baleias são um grupo particularmente difícil de supor, devido à falta de evidências fósseis e à vasta diferença fisiológica entre as baleias e seus parentes mais próximos. Sem membros, por exemplo, é impossível saber que as baleias estão relacionadas a animais com membros, a menos que alguma evidência seja encontrada nesse efeito. Felizmente para a sistemática, novos métodos de análise de DNA permitem que o cientista compare diretamente o DNA, levando a uma melhor compreensão de como os organismos estão relacionados e como as mudanças acontecem entre as populações.

Interpretando cladogramas

Nos cladogramas a seguir, parece que duas filogenias diferentes estão sendo apresentadas. No cladograma à direita, parece que A está mais intimamente relacionado a C do que no cladograma à esquerda. Isso é simplesmente um truque de apresentação, mas não representa nenhum significado em termos de parentesco. Esses dois cladogramas representam, de fato, uma única filogenia.

Ao criar ou ler cladograma, é importante lembrar que os únicos recursos importantes do cladograma são as linhas e os nós. Nesses dois cladogramas, os comprimentos das linhas são aproximadamente iguais e, mais importante, os nós estão nos mesmos lugares. Nos dois diagramas, A e B compartilham um nó que fica mais longe da origem da linha no diagrama. Isso nos diz que A e B estão mais intimamente relacionados do que C é de ambos os grupos. A ordem de A e B, assim como a orientação das linhas, não importa. Um cladograma pode ser desenhado da esquerda para a direita, da direita para a esquerda, de cima para baixo ou de baixo para cima. Alguns grandes cladogramas são formados em círculo para incluir todos os grupos que eles representam. Em alguns cladogramas, o tempo evolutivo em milhões de anos é representado para dar uma aproximação dos comprimentos das linhas.

Termos de biologia relacionados

  • Filogenia – Uma relação hipotética entre organismos, representada por um cladograma.
  • Simplesiomorphy – Uma característica que todos os organismos em um cladograma possuem.
  • Synapomorphy – uma característica que apenas um grupo específico, descendia de um ancestral comum, possui.
  • HOMOPLASY – Um personagem compartilhado compartilhado através da evolução convergente, não decente comum.

Questionário

1. No cladograma a seguir, quais grupos estão mais intimamente relacionados? A. besouros e formigas B. moscas e besouros C. mariposas e moscas

Resposta à pergunta nº 1

C está correto. Dessas opções, mariposas e moscas são os organismos mais relacionados de acordo com esse cladograma. As moscas e besouros são os menos relacionados, porque são separados pela distância mais distante e número de nós. Os besouros e formigas estão mais próximos, mas de acordo com esse diagrama são as mariposas e as moscas que mais recentemente divergiram e compartilham as mais características.

2. Você está fazendo um cladograma de frutas. Você tem 4 frutas: uma banana e laranja, uma maçã vermelha e uma maçã verde. Somente na aparência, qual destes é um grupo externo e quais dois pertencem ao nó mais distante desde o início do diagrama? Uma laranja; Banana e maçã vermelha B. banana; Maçã laranja e vermelha C. banana; Maçã vermelha e maçã verde

Resposta à pergunta nº 2

C está correto. De acordo com a forma e a aparência, a banana é o grupo óbvio. Ao contrário dos outros três frutos, é oblongo e não redondo. Os dois frutos relacionados mais próximos se estendem do nó mais distante da origem. As maçãs vermelhas e verdes são obviamente mais semelhantes a uma laranja, que tem um tipo completamente diferente de pele, e muito menos a cor. Isso coloca as maçãs na posição mais distantes da origem.

3. Veja o cladograma mencionado na pergunta nº 1. Qual das seguintes características é uma simplomorfia do cladograma? A. Wings B. Uma língua para reunir néctar C. asas que se dobram sob uma concha dura

Resposta à pergunta nº 3

A está correto. Todos os organismos neste cladograma têm asas. A menos que as evidências de DNA ou fóssil mostrem o contrário, deve -se assumir que as asas se originaram ancestralmente e que todos os grupos depois adaptaram suas asas. As asas são, portanto, uma simplomorfia. As asas que se dobram sob uma concha, no entanto, são um caráter derivado compartilhado dos besouros, tornando a escolha c uma sinapomorfia. Da mesma forma, uma língua para reunir néctar é uma característica derivada de vários grupos de mariposas, borboletas, abelhas e algumas moscas. Uma língua de encontro de néctar é, portanto, também uma sinapomorfia.

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