Questão 2 Fuvest 2022 - 2ª fase - dia 2 - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 2

Sistemática Grupos monofiléticos e merofiléticos

A figura mostra um cladograma simplificado das hipóteses filogenéticas já propostas para a evolução da vida na Terra. Ele inclui dois grupos de bactérias, seis de protistas, dois de animais, dois de fungos e dois de plantas, e seus pontos A a P indicam o surgimento de características específicas durante a evolução.

Burki et al. 2020, TREE 35(1): 43-55. Adaptado.

Com base no cladograma apresentado, responda:

a) Cite uma característica que aparece no ponto E da hipótese filogenética.
b) Na folha de resposta, classifique os grupos “bactérias”, “protistas”, “animais”, “fungos” e “plantas” como monofiléticos ou não monofiléticos.
c) Indique dois pontos (de A a P) da hipótese filogenética em que há o aparecimento da condição multicelular. Cite uma característica de qualquer grupo que só foi possível devido à evolução da multicelularidade.

Note e adote:
Grupos monofiléticos, algumas vezes referidos como grupos naturais, são aqueles em que todas as suas linhagens têm uma única origem evolutiva exclusiva, isto é, essa origem não é compartilhada com linhagens de outros grupos.

Folha de Respostas

Resolução

a) Uma característica que aparece no ponto E do cladograma mostrado na questão representa uma sinapomorfia do grupo monofilético que engloba os protistas, os fungos, os animais e as plantas. Esse grupo natural é chamado de Eukarya e engloba todos os organismos eucariontes, ou seja, aqueles cuja(s) célula(s) possui(em) núcleo. Uma sinapomorfia é uma novidade evolutiva compartilhada por dois ou mais grupos monofiléticos presentes em um cladograma (árvore filogenética) e que não é compartilhada por mais nenhum outro grupo.

Portanto, dentre as sinapomorfias mais importantes de Eukarya e que poderiam ser citadas como resposta ao item A, estão:

Presença de núcleo, organela que contém o material genético (DNA) da célula e que é constituída por uma dupla membrana, chamada de carioteca ou envelope nuclear, por um fluido semelhante em composição ao citosol, chamado de nucleoplasma, e pela cromatina, que representa o DNA associado com suas proteínas características (histônicas e não-histônicas).
Presença de organelas membranosas, estruturas subcelulares que executam funções especializadas da célula, como o retículo endoplasmático, o complexo golgiense, a mitocôndria, vacúolos e vesículas, entre outras específicas de cada grupo.
Presença de citoesqueleto, conjunto de proteínas que possui funções relacionadas à manutenção de forma da célula e que conferem a ela suporte mecânico, entre outras funções mais específicas de cada elemento do citoesqueleto.

	Monofilético	Não monofilético
Bactérias	( )	( X )
Protistas	( )	( X )
Animais	( X )	( )
Fungos	( X )	( )
Plantas	( X )	( )

Conforme observado no cladograma, temos:

Bactérias. O grupo “Bactérias 2” possui um ancestral comum mais recente com Eukarya do que com “Bactérias 1”, compartilhando com os primeiros a sinapomorfia C, não compartilhada com os últimos. Portanto, as “Bactérias” formam um grupo parafilético, no qual parte dos descendentes de um mesmo ancestral comum (no caso, os eucariontes), não estão incluídos no grupo.
Protistas. O grupo “Protistas 2” possui um ancestral comum mais recente com os demais integrantes de Eukarya do que com “Protistas 1”, compartilhando com os primeiros a sinapomorfia F, não compartilhada com os últimos. Além disso, os grupos “Protistas 3” e “Protistas 4” são filogeneticamente mais próximos de fungos e animais do que dos demais protistas, bem como os grupos “Protistas 5” e “Protistas 6”, que são filogeneticamente mais próximos das plantas do que dos demais protistas. Portanto, os “Protistas” formam um grupo parafilético.
Animais. Os grupos “Animais 1” e “Animais 2” constituem um grupo monofilético (“Animais”), uma vez todos os descendentes do mesmo ancestral comum estão contidos dentro do grupo, sendo definidos pela sinapomorfia K.
Fungos. Os grupos “Fungos 1” e “Fungos 2” constituem um grupo monofilético (“Fungos”), uma vez todos os descendentes do mesmo ancestral comum estão contidos dentro do grupo, sendo definidos pela sinapomorfia L.
Plantas. Os grupos “Plantas 1” e “Plantas 2” constituem um grupo monofilético (“Plantas”), uma vez todos os descendentes do mesmo ancestral comum estão contidos dentro do grupo, sendo definidos pela sinapomorfia P.

c) Os pontos da hipótese filogenética representada pelo cladograma que poderiam ser associados com o aparecimento da condição multicelular são: K, L e P. Esses pontos representam o aparecimento dos três grandes grupos de organismos multicelulares existentes na Terra: animais (Metazoa), fungos (Fungi) e plantas (Embryophyta), embora nem todos os fungos sejam multicelulares. A multicelularidade também evoluiu, de forma independente, em várias linhagens de protistas, como, por exemplo, na linhagem das algas marrons (Phaeophyta), na linhagem das algas vermelhas (Rhodophyta) e na linhagem das algas verdes (Chlorophyta). Porém, não há como precisar quais das linhagens de protistas mostradas no cladograma correspondem a grupos que contêm organismos multicelulares. Se o grupo Protista 6 forem algas verdes ou carófitas o ponto O também poderia ser considerado o aparecimento da condição multicelular, porém, também com a ressalva de que nem todas as algas verdes possuem essa condição.

A multicelularidade representa um fenômeno muito difundido entre os seres vivos, no qual existe uma associação de células em que há divisão de funções (diferenciação) e uma grande interdependência (integração e coordenação), de modo que elas se tornam incapazes de viver isoladamente. A grande vantagem da multicelularidade está relacionada ao aumento de tamanho e de complexidade, garantindo aos seres vivos multicelulares a defesa contra predadores e a ocupação de novos nichos ecológicos.

Dentre as muitas características de animais, fungos e plantas que surgiram somente após o advento da multicelularidade podem-se citar:

Animais – alimentação por ingestão; tecidos verdadeiros (epitelial, conjuntivo, muscular e nervoso); coordenação nervosa; estruturas sensoriais (mecanorreceptores, fotorreceptores, quimiorreceptores etc.).
Fungos – hifas (filamentos de células); micélio (conjunto de hifas); corpo de frutificação (estrutura responsável pela produção de esporos).
Plantas – gametângios (estruturas produtoras de gametas); esporângios (estruturas produtoras de esporos); meristemas (tecidos responsáveis pelo crescimento por divisão celular); estômatos (estruturas que regulam as trocas gasosas); raízes (estruturas responsáveis pela absorção de água e sustentação); caule (estrutura responsável pela sustentação das folhas, flores e frutos); folhas (estruturas responsáveis pela fotossíntese).