Filogenia Animal e a Árvore da Vida

A filogenia animal reconstrói o padrão de ramificação da descendência que conecta todos os filos animais, cada vez mais resolvido pela comparação de dados moleculares em escala genômica entre muitas linhagens.

Definition

A filogenia animal é a história evolutiva reconstruída do reino animal, expressa como uma árvore ramificada na qual a ancestralidade compartilhada entre os filos é inferida a partir de caracteres morfológicos e moleculares.

Scope

Este tópico explica como as relações evolutivas entre os filos animais são inferidas e representadas como uma árvore da vida. Abrange o uso de caracteres morfológicos e, especialmente, dados de sequência molecular para agrupar os bilaterais em Deuterostomia e os superclados protostômios Ecdysozoa e Lophotrochozoa, e o posicionamento dos filos não-bilaterais de ramificação precoce. Também aborda como as árvores filogenéticas são lidas e por que alguns ramos profundos permanecem incertos.

Core questions

• Como as relações evolutivas entre os filos animais são inferidas a partir de dados morfológicos e moleculares?
• Quais são os principais clados dos animais bilaterais?
• Qual linhagem se ramifica mais cedo entre os animais, e por que isso é contestado?
• Como uma árvore filogenética de animais deve ser lida?

Key theories

Três grandes clados bilaterais

A filogenética molecular agrupa os animais bilaterais em Deuterostomia e os dois superclados protostômios Ecdysozoa, os animais que mudam de pele, e Lophotrochozoa, os animais espiralados e portadores de lofóforo, substituindo esquemas mais antigos baseados no tipo de celoma.

Resolução filogenômica

A amostragem de muitos genes em muitos táxons melhora a precisão da árvore animal, recuperando clados bem suportados, enquanto expõe onde dados limitados ou divergências antigas rápidas deixam ramos não resolvidos.

Mechanisms

As árvores filogenéticas são inferidas comparando caracteres que se espera que reflitam uma ancestralidade comum. Características derivadas compartilhadas, sejam anatômicas ou, de forma mais poderosa, sequências de nucleotídeos e aminoácidos, são analisadas com métodos como máxima verossimilhança e inferência Bayesiana para encontrar a árvore que melhor explica os dados. Estudos filogenômicos concatenam ou modelam conjuntamente centenas de genes de muitas espécies, o que aumenta o suporte estatístico para os clados, mas também pode expor conflitos quando linhagens antigas divergiram em rápida sucessão ou quando as sequências evoluíram de forma desigual.

Clinical relevance

Uma árvore animal resolvida permite que os biólogos prevejam as características de animais pouco estudados a partir de seus parentes, escolham organismos modelo cujos achados se extrapolem apropriadamente e interpretem a distribuição de genes, parasitas e mecanismos de desenvolvimento em todo o reino animal. Este é um contexto educacional, não um conselho clínico.

History

Haeckel desenhou as primeiras árvores da vida animal no século XIX. O método cladístico de Hennig no século XX colocou a reconstrução de árvores em uma base rigorosa baseada em caracteres derivados compartilhados. A partir da década de 1990, as sequências de RNA ribossômico reorganizaram os bilaterais em Ecdysozoa e Lophotrochozoa, e amplos estudos filogenômicos nos anos 2000, como o de Dunn e colegas, aprimoraram a resolução em toda a árvore.

Debates

Grupo irmão de todos os outros animais

Se as esponjas ou os ctenóforos se ramificam mais cedo entre os animais permanece contestado, porque diferentes conjuntos de dados e modelos de evolução de sequências recuperam respostas conflitantes com grandes implicações para a evolução de tecidos e sistemas nervosos.

Key figures

• Ernst Haeckel
• Willi Hennig
• Carl Woese
• Gonzalo Giribet

Seminal works

• dunn2008
• hickman2020

Frequently asked questions

O que são Ecdysozoa e Lophotrochozoa?

São os dois grandes clados de animais protostômios: Ecdysozoa são animais que mudam de pele, como artrópodes e nematóides, e Lophotrochozoa incluem moluscos, anelídeos e outros filos espiralados e portadores de lofóforo.

Por que as árvores animais continuam mudando?

À medida que conjuntos de dados moleculares maiores e melhores e modelos analíticos aprimorados se tornam disponíveis, algumas relações são confirmadas, enquanto outras, especialmente divergências antigas profundas e rápidas, são revisadas.