SISTEMÁTICA: TENDÊNCIAS E DESENVOLVIMENTO, INCLUINDO IMPEDIMENTOS PARA O AVANÇO DO CONHECIMENTO NA ÁREA
José Rubens Pirani
Introdução: desenvolvimento da Sistemática, com ênfase na situação do Brasil
Mais de um milhão e meio de espécies viventes já foram descritas e nomeadas, entre organismos diversos como animais, plantas, bactérias, amebas e no entanto isso representa somente pequena fração do total existente, estimado entre cinco e cem milhões de espécies. Mesmo entre as já descritas e minimamente caracterizadas, em muitos casos não se conhecem dados importantes como hábitos de vida, anatomia, distribuição geográfica, possível utilidade para o homem, tolerância ou vulnerabilidade à alterações ambientais. Embora o nome de um organismo seja fundamental, muito mais importante é a informação existente e que pode ser recuperada através do nome. Isto é, o nome da espécie permite a indexação do conhecimento, a sumarização da informação disponível sobre cada organismo nomeado.
O grau de conhecimento da biodiversidade não é igual em todas as partes do mundo. A região neotropical é a mais rica em espécies, e o Brasil detém cerca de 20% do total de espécies do planeta. Das 25 famílias de angiospermas endêmicas da região neotropical listadas por Smith et al. (2004), apenas 11 não estão representadas no Brasil. Mas, como país em desenvolvimento, ainda tem por realizar muito esforço nas tarefas de descobrir, nomear, descrever os caracteres morfológicos, conhecer a biologia, ecologia e distribuição geográfica da maioria das espécies existente em seu território. A urgência desse empreendimento fica mais evidente diante do rápido declínio da biodiversidade em decorrência da ação dramática do homem sobre os vários ecossistemas. A formulação de políticas e estratégias de conservação biológica e de desenvolvimento socioeconômico sustentável depende do acesso facilitado a informações sobre biodiversidade, e é essa demanda crescente que compete às coleções biológicas e taxonomistas associados atender.
Um objetivo central da Sistemática, além da descrição da diversidade e elaborar um sistema geral de referência, é contribuir para a compreensão dessa diversidade, através do estudo das relações de parentesco entre as espécies. As classificações resultantes devem refletir a história filogenética e, assim, possibilitar a previsão das características dos organismos atuais, além de recuperar as informações indexadas.
A teoria da Sistemática passou por profundas modificações a partir de 1950, quando o entomólogo alemão Willi Hennig revolucionou o estudo das classificações biológicas. Hennig procurou demonstrar que a classificação dos organismos não deve se basear na semelhança global, mas sim apenas nos atributos que permitirem aferir o parentesco filogenético. A diversidade biológica é resultante do processo de ramificação das espécies ancestrais em espécies descendentes, e só as novidades evolutivas compartilhadas pelos organismos permitem recuperar o parentesco de forma segura. Na escola fundada por Hennig, chamada Sistemática Filogenética ou Cladismo, o axioma fundamental é que a história evolutiva de ancestralidade-descendência dos organismos pode ser reconstruída e representada mediante um diagrama hipotético denominado cladograma.
Uma classificação biológica que se baseia na filogenia tem muitos mais capacidade de previsão, e possibilita entender a evolução de todos os caracteres, mesmo aqueles não considerados (por terem sido desconhecidos ou ignorados pelo taxonomista), resultando em um sistema de referência mais eficiente. Constitui assim uma classificação mais útil não só para os sistematas, mas para os biólogos em geral, e para todos os demais pesquisadores que lidem com a diversidade biológica. Fica evidente, portanto, a grande importância da Sistemática. Toda a ciência básica e aplicada dependem de identificações corretas, que evitem erros, ou gastos inúteis, ou danos sérios. Além disso, um sistema filogenético com alto poder de previsão é muito vantajoso na indicação de rumos para a pesquisa e busca de novos potenciais biológicos.
Ao passo que muitas escolas de Zoologia cedo abraçaram os preceitos da Sistemática Filogenética, infelizmente, é necessário reconhecer que na Botânica houve grande resistência por várias décadas. Só bem mais recentemente, a partir de meados da década de 90, começaram os princípios do Cladismo serem adotados em salas de aula de Botânica no país, e com o aparecimento de uma classificação até nível de ordens, baseada em filogenias moleculares (APG 1998, 2003), e adotada no livro básico de Walter Judd e colaboradores (1998, e em segunda edição revista em 2002), isso tornou-se imperativo em todas as escolas que se considerem atualizadas.
A teoria de Hennig foi sendo aperfeiçoada e ampliada por muitos autores subsequentes, graças aos avanços nos fundamentos teóricos e às melhorias computacionais. Vários programas foram desenvolvidos para elaborar as árvores filogenéticas e para verificar as modificações de APG 1998, 2003 capaz de formular hipóteses testáveis de parentesco, com base no exame de grande número de características de espécies atuais e fósseis. Garantindo-se a qualidade dos dados, pode-se afirmar que quanto mais amplo o número e tipo de caracteres analisados, mais precisa e mais confiável tende a ser a filogenia reconstruída.
Assim, a Sistemática Vegetal, que tinha sido longamente tida como “arte mais que ciência”, passou por um verdadeiro renascimento durante os últimos 25 anos. Com o advento das técnicas de amplificação e sequenciamento de nucleotídeos dos genomas nucleares, dos cloroplastos e das mitocôndrias, a Sistemática entrou na era molecular.
As técnicas moleculares trouxeram vastos conjuntos independentes de dados, e tem havido contínuos avanços na extração do DNA, sequenciamento de genes, alinhamento de sequências, e no desenvolvimento de programas computacionais para adequada interpretação dos dados. Em consequência da crescente disponibilidade desses métodos, os sistematas têm tido a oportunidade de incorporar aos seus estudos as abordagens macromoleculares, que não mais ocupam um domínio separado, mas passam a constituir parte integrante das ferramentas utilizadas em Sistemática.
O momento atual é, portanto, de grande dinamismo e instabilidade na Taxonomia em diversos níveis hierárquicos, sobretudo nos mais elevados. Porém provavelmente nunca estivemos tão perto de conseguir um sistema de classificação filogenético consistente, que retrate efetivamente as relações de parentesco entre as famílias de angiospermas.
Mais do que nunca a Sistemática é fundamental, necessária e valiosa na Biologia. Em termos simplistas, estudos em sistemática podem indicar quais genomas no reino vegetal devem ser procurados, amostrados e pesquisados para as respostas às questões ligadas à evolução de estruturas físicas e químicas, e sua síntese e ontogenia.
Evolução recente da integração da Sistemática com outras disciplinas:
Outro aspecto que passou por evolução qualitativa na última década foi a integração crescente em interfaces de atuação do sistemata com pesquisadores de outras áreas. Além do incremento de uso de dados de outras fontes além da morfologia pela taxonomia, dados esses muitas vezes obtidos em colaboração com laboratórios não intrinsecamente ligados a herbários, parece ter havido uma maior abertura e acessibilidade dos procedimentos taxonômicos normais para a comunidade científica e leiga como um todo.
Uma série de sítios da rede mundial (www) atualmente estabelecem ligação mais efetiva da Sistemática vegetal com outras disciplinas. Até recentemente, mesmo um “nome correto” de uma planta ficava no domínio de um grupo relativamente limitado de especialistas, porém agora a comunidade científica como um todo tem acesso muito mais facilitado aos nomes aceitos e sinônimos taxonômicos. É possível examinar as mais recentes proposições filogenéticas e a literatura concernente; é possível buscar mais facilmente os membros mais proximamente relacionados a um dado táxon, e/ou representantes de um dado grupo numa dada área geográfica; é possível localizar botânicos e especialistas em um grupo taxonômico trabalhando numa dada região.
Index herbariorum (http://www.nybg.org/bsci/ih/ih.html) – continuamente atualizado;
TROPICOS (http://mobot.mobot.org/W3T/Search/vast.html) – provê nomes aceitos, autores, publicações de táxons.
IPNI - International Plant Names Index (http://www.ipni.org/index.html) – integra os índices do RBG-Kew, Harvard University e Australian National Herbarium, trazendo nomes e a bibliografia básica associada, de todas as espermatófitas.
Angiosperm Phylogeny Website (http://www.mobot.org/MOBOT/Research/APweb) – em
constante reformulação, apresenta as mais recentes evidências de realinhamento em filogenia de angiospermas e a literatura associada.
Diversity of Life Dot Org (http://www.plantsystematics.org/javatree.htm) – traz filogenias
recentes de grandes grupos de plantas e animais.
No Brasil, a página Taxonomia no Brasil (http://www8.ufrgs.br//taxonomia), vinculada à Sociedade Botânica do Brasil, apresenta dados atualizados de todos os herbários brasileiros e dos pesquisadores especializados em cada grupo taxonômico.
Papel das coleções biológicas na Sistemática: o Herbário ontem, hoje e amanhã Em suma do que se tratou até aqui, apesar de utilizar a morfologia externa como base para descrição dos táxons, o taxonomista moderno utiliza-se também de outras ciências, tais como a citologia, anatomia, embriologia, ecologia, genética, química, além dos computadores e dos mais requintados instrumentos ópticos e de precisão, visando resolver os problemas taxonômicos existentes. Assim, o taxonomista deve ser um cientista de campo e laboratório, e o que é mais importante, ele precisa trabalhar associado a uma coleção de espécimes consistente e integrado a grupos com outros conhecimentos, utilizando portanto a metodologia inerente a cada um deles.
O apoio fundamental para as pesquisas em Sistemática persistem sendo as coleções biológicas, os Herbários no caso da Botânica. Essas coleções biológicas constituem acervos museológicos de inestimável importância para todo e qualquer trabalho de pesquisa relacionado a aspectos da diversidade, estrutura, classificação, distribuição e relações de organismos vegetais. Qualquer pesquisa séria envolvendo seres vivos necessita de correta identificação científica do material em foco, além da adequada documentação com espécimes-testemunha (“vouchers”), que devem estar depositados em museus passíveis de consulta, que são os herbários no caso de coleções botânicas.
Um herbário aparentemente constitui um acervo simples. Consta de amostras de plantas desidratadas montadas sobre cartolina e devidamente rotuladas e identificadas, ou guardadas em pequenos envelopes (como as briófitas) ou conservadas em meio líquido em frascos (caso de certos grupos especiais como cactáceas, muitos fungos e algas microscópicas). Geralmente têm associadas a acervo principal coleções acessórias como Carpoteca (coleção de frutos secos), Xiloteca (coleção de madeiras), Fototeca (coleção de fotografias de espécimes de outros herbários, notadamente tipos nomenclaturais), muitas vexes também uma biblioteca com a literatura taxonômica essencial.
Papel do Taxonomista no Brasil:
Ante a fascinante diversidade da flora neotropical, o botânico brasileiro de hoje persiste ainda numa situação de paradoxo: tem disponível de um lado uma série de dados detalhados sobre muitas espécies de plantas, indo da morfologia externa à ultra-estrutura e composição micro ou molecular, porém de outro lado o alto grau de desconhecimento acerca de muitos aspectos de certos táxons, ou de regiões naturais inteiras sub ou inexploradas, com o agravante de muitas estarem sendo destruídas em ritmo vertiginoso, pouco controlado.
Nesse contexto, urge que esse profissional concilie duas facetas do labor: a exploratória, de campo, trazendo dados complementares aos táxons conhecidos ou descrevendo as plantas
ainda desconhecidas, documentando sua distribuição e ecologia geral; e a de pesquisa em busca da definição clara das homologias nos caracteres (das mais variadas fontes), visando aprimorar a classificação com base em hipóteses de filogenia consistentes.
Conciliando sua pesquisa nessas duas linhas, o taxonomista estará contribuir ativamente para o enriquecimento e diversificação dos acervos botânicos, para o aprimoramento da sistemática do(s) grupo(s), para a produção de sinopses ou monografias que facilitem o acesso às informações básicas sobre os táxons de cada família por outros pesquisadores, geralmente dispersas e a partir dali reunidas, e de maneira geral, para subsidiar os esforços de melhor conhecimento da flora brasileira e de sua conservação e manejo adequado.
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