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Classificação biológica




Prof. Dr. Harold Gordon Fowler
popecologia@hotmail.com
Grupos de Classificação
Taxon (grupo taxonômico) é uma
 categoria na qual colocamos
 organismos relacionados
Existe uma hierarquia de grupos do
 mais amplo a mais específico
Domínio, Reino, Filo, Classe, Ordem,
 Família, Gênero, espécie
Como funciona?
Existem 6 reinos amplos
Cada ser vivo se encaixa em
 uno dos seis reinos
Cada nível fica mais específico
 porque se encaixam menos
 organismos em qualquer
 grupo
Hierarquia dos Grupos Taxonômicos
Mais inclusivo
        Domínio
              Reino
                Filo (Divisão – para plantas)
                     Classe
                           Ordem
                                 Família
                                      Gênero
Menos inclusivo                             Espécie
Mais inclusivo
Domínio
Reino
Filo
Classe
Ordem
Família
Gênero
Espécie
Menos inclusivo
           5
Sistemática ou Filogenia
O estudo da historia evolutiva dos
 organismos
All Species Inventory (2001–2025)
  – Para identificar todas as espécies de seres
    vivos na Terra
De Dois Reinos a Três
       Domínios
Os primeiros taxonomistas classificaram todas as
  espécies como plantas ou animais
Depois, cinco reinos eram reconhecidos: Monera
  (procariotos), Protista, Plantae, Fungi, e
  Animalia
Recentemente, o sistema de três domínios foi
  adoptado: Bactéria, Arqueia, e Euqueia
O sistema de três domínios tem o apoio de dados
  da sequencia de vários genomas
Domínios
Maior grupo e mais inclusivo
Três domínios
Arqueia e Bactéria são procariotos
 unicelulares(sem núcleo e organelas
 contidos numa membrana)
Eucariotos são mais complexos e tem
 um núcleo e organelas contidos
 numa membrana


                                       8
Eukarya
                                Plantas terrestres             Dinoflagelados
                       Alga verde                Foraminífera
                                                        Ciliados    Diátomos
                                          Alga vermelha



                                Amebas
                    Micetazoa
                                                                          Euglena
                                                                                Trypanosomas
                      Animais
                                                                        Leishmania
                                Fungos




                Sulfolobus                                               Bactéria verde
                                                                         Não de enxofre
       Termófilos                                                                               (Mitocôndrio)


                                                                                         Spirochetes
Halófilos                                                                                    Chlamydia
                                                 Anestral
                                                                                    Bactéria verde
                                                Comum de                            de enxofre
                                               Toda a vida                                           Bactéria
             Metanobacterium
                                                                                    Coanobacteéia
             Arqueia                                                             (Plastídios, incluindo
                                                                                 cloroplastos)
A árvore da
vida é um                       Archaea

anel?
Alguns pesquisadores
   sugerem que os
   eucariotos evoluiu de uma
   fusão entre uma bactéria
   e arqueia
                               Eukarya
• Por isso, as primeiras
   relações evolutivas
   podem ser representadas
   melhores por um anel da
   vida em vez de uma
   árvore da vida

                               Bacteria
Classificação dos Procariotos
Espécie procariota: Uma população de
 células com características similares
  – Cultura: Culturas em média de laboratório
  – Clone: População de células derivadas de
    uma célula única
  – Cepa: Células diferentes geneticamente
    dentro de um clone
Sistemas de Classificação dos
             Procariotos
1.       Morfologia microscópica
2.       Morfologia macroscópica – colony
         appearance
3.       Atributos fisiológicos e bioquímicos
4.       Analise química
5.       Analise sorológica
6.       Genetic and molecular analysis
     •     G + C base composition
     •     DNA analysis using genetic probes
     •     Nucleic acid sequencing and rRNA analysis
Arqueia: os outros
     Procariotos
Formam o Terceiro Domínio: Arqueia
Aparentem ter mais parentesco ao Domínio Eucarioto
  do que a bactéria
Têm sequencias genéticas únicas do rRNA
Têm lipídios únicos do membrana e construção da
  parede celular
Vivem nos habitats mais extremos da natureza,
  extremôfilos
Adaptados a calor, sal, pH ácido, pressão e atmosfera
Incluía: produtores de metano, hipertermófilos,
  halófilos extremos, e redutores de enxofre
Relações Filogenéticas dos
       Procariotos




                         Figure 10.6
Procariotos Fossilizados
Procariotos Fossilizados
Procariotos Fossilizados
Arqueia
Reino - Arqueibactéria
Provavelmente as primeiras células de
  evoluir
Vivem em ambientes severos
Encontrados em:
   – Estações de Tratamento de Esgoto
    (Metanogenos)
  – Fisuras termais ou vulcanicos
    (Termofilos)
  – Hot Springs or Geysers that are
    acid
  – Água muito salobra
  – (Halofilos)                         19
Arqueia




                                         20
Methanosarcina mazei, um arqueano
BACTÉRIA
Reino - Eubactéria
Algumas podem provocar doenças
Encontrados em todos os habitats
 não severos
Decompositores importantes
Com importância comercial para
 fazer iogurte, queixo, e outro
 produtos
Hierarquia: descendência comum


                                       Animalia




             Arthropoda     Echinodermata         Chordata       …




Crinoidea   Holothuroidea    Asteroidea       Ophiuroidea    Echinoidea
Hierarquia: subconjuntos

Biota
   Animalia
                                     Plantae

        Arthropoda   Echinodermata     …

         Crustacea           …
                                     Fungi
              …
                                       …

           …                 …        …
Base da Taxonomia Moderna
Estruturas homologas (mesma
 estrutura, função diferente)
Desenvolvimento do embrião
 similar
Similaridade molecular no DNA,
 RNA, ou a sequencia de ácidos
 aminos das proteínas


                                 24
Estruturas homologas (Osos) demonstram similaridades nos
                       mamíferos.                      25
Similaridades nos Embriões dos
         Vertebrados




                             26
Filogenética
Cada espécie retêm algumas
 características do ancestral
Agrupamento de organismos segundo as
 propriedades comunes implica que um
 grupo de organismos evoliu um ancestral
 comum
  – Anatomia
  – Fosseis
  – rRNA
Cladograma
Diagrama demonstrando como os organismos se
  relacionam a base dos caracteres derivados
  compartilhados como as penas, pelo, ou escamas




                                                   28
Cladograma
                            dos
copyright cmassengale
                         Primatas29
BACTÉRIA




Eschericia coli, uma bactéria     30
Classificação da Bactéria
Diferente: geralmente enfoca numa
 identificação clínica rápida para tentar
 descobrir o agente que causa uma
 doença
O Manual de Bergey: O Manual está na
 biblioteca se precisa consultar
Desenvolvido a partir de 1940 para
 agrupar bactéria usando as técnicas
 diagnosticas padronizadas do
 laboratório disponíveis (como a
 coloração de Grams)
A Taxonomia da Bactéria se
baseia no Manual de Bergey
 Bergey’s Manual of Determinative
  Bacteriology – cinco volumes que trata
  todos os procariotos conhecidos
   – classificação a base da genética –
     filogenética
   – Dois domínios: Arqueia e Bactéria
   – cinco subgrupos principais com 25 filos
     diferentes
Grupos Taxonômicos Principais
         da Bactéria
Vol 1A: Domínio Arqueia
  – primitiva, adaptados aos habitats e modos
    de nutrição extremos
Vol 1B: Domínio Bactéria
Vol 2-5:
  – Filo Proteobactéria – paredes celulares
    Gram -
  – Filo Firmicutes – geralmente Gram + com
    conteúdo baixo de G + C
  – Filo Actinobactéria – Gram + com conteúdo
    alto de G + C
Classificação da Bactéria
Gram + cocci       Gram - bacilli
Classificação da Bactéria

Gram - Spirochete   Gram + bacilli
Classificação da Bactéria
O manual divides bactéria em 4 grupos ou
 divisões a base da parede celular
  – 1. Gram + (ficam violeta)
  – 2. Gram - (destain, and are counterstained
    pink or reddish color)
  – 3. Bactéria que não tem parede celular
    (micoplasma)
  – 4. organismos que tem uma parede celular
    sem “peptidoglicano” (arqueo-bactéria –
    agora chamados como “Arqueia”
Classificação da Bactéria
Métodos usados agora:
1. Estudos de DNA, genômica, sondas gênicas
2. usando bacteriófagos (vírus) de Bactéria
3. Sorologia – anticorpos – reações aos
  antígenos

Exemplos: Salmonella typhi
Salmonella typhimurium
Azotobacter vinelandii 12837
E. coli 0157H7 cepa virulenta de E. coli
Classificação de Vírus
Espécies Virais: Uma população de vírus
 com características similares que ocupa
 um nicho ecológico particular
Origem de Células
Origem de Células Eucariotas
Um modelo da Origem dos Eucariotos
Métodos de Identificação
Características morfológicas: Útil na
 identificação dos eucariotos
Coloração diferencial: Coloração de Gram,
 coloração rápida de ácidos
Testes bioquímicos: Determine a
 presencia de enzimas de bactéria
Insert figure 1.15
  Woese-Fox System
Procariotos e Eucariotos

Procariotos       Eucariotos
Linhagens de Eucariotos
O Domínio Eucarioto é
Dividido em Quatro Reinos
 Protista (protozoa, alga…)
 Fungi (cogumelos, levedura …)
 Plantae (plantas multicelulares)
 Animalia (animais multicelulares)
Eucarioto

Protista
Fungi
Plantae
Animalia
Algae
Protista
A maioria são
unicelulares
Algumas são
multicelulares
Algumas são
autotróficas, e
outros
heterotróficas
Formas aquática

                      48
Classificação dos Protozoas
Difícil devido a diversidade
Agrupamento simples se base no método de
    mobilidade, reprodução, e ciclo vital
  1. Mastigofora – primariamente mobilidade flagelar,
     Algumas flagelar e ameboide; reprodução sexual;
     cisto e trofozoite
  2. Sarcodina – primariamente ameba; reprodução
     assexuada por fissão; most are free-living
  3. Ciliofora – cilia; trofozoites e cistos; a maioria são
     de vida livre e sem preocupação
  4. Apicomplexa – mobilidade ausente com exceção
     das male gametas masculinas; reprodução sexual e
     assexuada; ciclo de vida complexo. Todos são
     parasíticos
Classificação dos Eucariotos
As Espécies Eucariotas: Um grupo de
 organismos com alto grau de parentesco
 que se cruzam entre eles
Classificação dos Eucariotos
Animalia: Multicelular; sem paredes celulares;
  quimoheterotróficos
Plantae: Multicelular; paredes celulares de
  celulose; usualmente fotoautotróficos
Fungi: Quimoheterotróficos; unicelular ou
  multicelular; paredes celulares de quitina;
  desenvolvem de esporos ou fragmentos das
  hifas
Protista: Um reino coringa dos organismos
  eucariotos que não se encaixam em outros
  reinos
  – Agrupados em clades a base do rRNA
Classificação dos Fungos
Subreino Amastigomicota
  –   Habitantes terrestres e inclui formas de
      importância médica:

1. Zigomiceta – zigoesporos; esporangioesporos e
   algumas conídias
2. Ascomiceta – ascoesporos; conídia
3. Basidiomiceta – basidiosporos; conídia
4. Deuteromiceta – maioria são levaduras e molds;
   nenhum esporo sexual conhecido; conídia
Classificação dos Fungos
Reprodução Sexual
  – Os esporos se formam após a fusão de cepas
    femininas e masculinas e a formação da
    estrutura sexual
Os esporos sexuais e estruturas que formam
 os esporos são usados como base na
 classificaçao
  – Zigospórios
  – Ascósporos
  – Basidiósporos
Classificação dos Fungos
Classificação dos Fungos
Classificação dos Fungos
Plantae
Multicelulares
Autotróficas
Absorvem luz solar
para fazer glicose –
Fotossíntese
Paredes celulares de
celulose


                       58
Animalia
Multicelulares
Heterótrofos
 (consumem
 alimento e fazem
 a digestão
 dentro do corpo)
Se alimentam de
 plantas ou
 animais

                        59