Três domínios? Provavelmente não…

(parte 1 de uma postagem dividida em duas partes)

Você percebe que um conceito está errado e se compromete em substituí-lo pelo conceito correto. Tenta mostrar os problemas do conceito antigo, esforça-se por educar as pessoas, faz propaganda do novo conceito até que, depois de muito trabalho, as coisas começam lentamente a mudar, o conceito novo e correto começa lentamente a se estabelecer. Até que você percebe, um belo dia, que o seu novo conceito está… ultrapassado! Hora de mudar novamente, para um terceiro conceito.

Essa é, provavelmente, a situação do agora famoso sistema de três domínios. Para uma maior clareza, convém que façamos uma pequena introdução:

Durante muito tempo, todo e qualquer organismo procarionte (ou seja, todos aqueles organismos unicelulares desprovidos de um sistema de endomembranas, popularmente chamados de bactérias) era classificado no Reino Monera. Aliás, deve-se notar que, ainda hoje, um grande número de livros didáticos e um número maior ainda de professores usa essa classificação ultrapassada e incorreta. Podemos facilmente encontrá-la, como na imagem abaixo:

O Reino Monera como grupo monofilético.

O Reino Monera como grupo monofilético.

Acontece que, a partir da década de 70, cientistas começaram a comparar o material genético de um enorme número de organismos bem separados filogeneticamente, na tentativa de estabelecer uma grande e completa árvore da vida. O que começou a ficar claro a partir dessas pesquisas é que certos procariontes eram mais aparentados aos eucariontes que a outros procariontes. No linguajar da sistemática filogenética, o que começou a ficar claro é que o Reino Monera, ao incluir todo e qualquer organismo procarionte, seria um grupo merofilético (mais precisamente um grupo parafilético), ou seja, um grupo não-natural. O que poderia ser feito para tornar o Reino Monera um grupo natural, ou seja, um grupo monofilético? A primeira opção seria incluir os eucariontes no Reino Monera e, dessa forma, nos denominarmos a nós todos de bactérias. Não há nada de errado nessa proposta, do ponto de vista da sistemática filogenética (uma vez que nós somos peixes, por exemplo). Contudo, todos os seres vivos estariam incluídos em um só Reino, o que seria tolo e desnecessário. A segunda opção, mais interessante, seria dividir o Reino Monera, criando dois reinos corretos do ponto de vista filogenético, ou seja, dois reinos monofiléticos. Assim, o Reino Monera desapareceu e surgiram os reinos Eubacteria e Archaebacteria. Além disso, estabeleceu-se uma nova categoria taxonômica, denominada Domínio. O Domínio Bacteria conteria um reino, o Reino Eubacteria, o Domínio Archaea conteria um reino, o Reino Archaebacteria, e finalmente o Domínio Eukarya conteria pelo menos quatro reinos, Protoctista, Fungi, Animalia e Plantae. A imagem abaixo, cada vez mais famosa, ilustra essa organização em três domínios, proposta por Carl Woese em 1977:

O sistema de três domínios.

O sistema de três domínios.

Como já disse anteriormente, estamos ainda em meio ao processo de “desmontar” o Reino Monera, e não são poucos os alunos e mesmo os professores que nunca ouviram falar em Reino Eubacteria ou Reino Archaebacteria. Pouco a pouco esses reinos vão se estabelecendo, e cada vez mais se dissemina a noção de que o antigo e famoso Reino Monera é uma construção artificial. Contudo, como escreveu Carl Zimmer em seu blog, as coisas frequentemente ficam complicadas. O que houve?

Minha proposta ao escrever essa breve nota é argumentar que o problema que descreverei já era esperado e, num exercício de futurologia, tentar prever que muitos dos grupos que atualmente consideramos monofiléticos podem muito bem ser parafiléticos. O problema é relativamente simples: a mesma análise que levou ao fim do Reino Monera (ou seja, que certos procariontes são mais aparentados aos eucariontes  que a outros procariontes) se aplica ao Reino Archaebacteria. Quer dizer, certas arqueobactérias são mais aparentadas aos eucariontes que a outras arqueobactérias. Apesar de ainda haver certa controvérsia, um número cada vez maior de cientistas apóia essa interpretação (eis um paper completo sobre esse tema).

Vejamos a imagem abaixo:

O gráfico da esquerda (intitulado Three domains hypothesis) representa o modelo atualmente aceito: de um lado temos as eubactérias (Bacteria) e de outro o grupo formado pelos eucariontes (Eukaryota) e pelas arqueobactérias (Euryarchaeota, Crenarchaeota, Thaumarchaeota, Aigarcheota e Korarchaeota). Já o gráfico da direita (intitulado Eocyte/”within archaea” hypothesis) nos diz que os eucariontes são mais aparentados a certas arqueobactérias (Crenarchaeota, Thaumarchaeota, Aigarcheota e Korarchaeota) que a outras (Euryarchaeota).

Se isso for correto, o Reino Archaebacteria seria tão parafilético quanto o Reino Monera e, para consertar as coisas, ou seja, para tornar o Reino Archaebacteria monofilético, teríamos duas possibilidades: colocar os eucariontes (nós mesmos) dentro do Reino Archaebacteria ou dividir o Reino Archaebacteria em pelo menos 3 reinos. Em ambos os casos, porém, não faria mais sentido termos um Domínio Eukarya e um Domínio Archaea, uma vez que Archaea seria claramente parafilético, e os eucariontes deveriam ser colocados dentro do grupo das arqueobactérias.

Não ignoro que a uma altura dessas o leitor comum, desacostumado com os detalhes da sistemática filogenética, deve estar tonto (se é que conseguiu chegar até esse parágrafo). Mas para aqueles que têm uma certa noção de sistemática filogenética, que deve ser o caso da maioria dos leitores desse blog, há uma conclusão quase que inevitável: Isso já era esperado. Por quê?

Vejamos: o planeta estava repleto de bactérias, reproduzindo-se e levando suas vidas. Então, em algum lugar do planeta, uma apomorfia surgiu e um grupinho de bactérias dissidentes começou a proliferar e a estabelecer sua própria linhagem. Vamos supor que fossem bactérias que, ao invés de usarem formil-metionina como aminoácido iniciador, usassem metionina. A apomorfia não interessa, é apenas um exemplo. Então, qual a chance dessa recém surgida linhagem, antes mesmo de se diversificar, antes mesmo de se ramificar, se separasse mais uma vez em duas linhagens, uma com endomembranas (eucariontes) e a outra sem endomembranas, de maneira que tivéssemos dois grupos clara e indiscutivelmente monofiléticos? Penso que a chance é bem baixa. O que deve ter acontecido é que essa nova linhagem de bactérias prosperou, se diversificou, se ramificou, e, em um desses ramos, surgiu o grupo cuja apomorfia principal é a presença de endomembranas, ou seja, os organismos que chamamos de eucariontes. Assim, é muito mais provável que as arqueobactérias constituam um grupo parafilético que um grupo monofilético.

Mas a coisa não para por aqui. Podemos aplicar esse mesmo raciocínio para uma série de outros grupos. Tomemos o caso dos tetrápodos: um determinado ancestral aquático desenvolveu quatro patas e deu origem aos tetrápodos modernos. Vamos supor, apenas para a clareza da argumentação, que essa apomorfia (quatro patas) surgiu apenas uma única vez na história evolutiva. Qual a probabilidade desse primeiro tetrápodo recém-surgido, logo após seus primeiros dias de sol sobre a terra seca, antes mesmo de qualquer irradiação evolutiva, ter originado os tetrápodos amniotas, de maneira a termos duas e somente duas linhagens monofiléticas, a dos tetrápodos não-amniotas (anfíbios) e a dos tetrápodos amniotas? Eu imagino que a chance é reduzidíssima. Em minha concepção, os primeiros tetrápodos espalharam-se pela terra firme, diversificaram-se, ramificaram-se em inúmeras linhagens e, numa delas, surgiram os primeiros amniotas. Assim, o cenário mais provável é que os anfíbios (ou seja, os tetrápodos não-amniotas) formem um grupo parafilético, e não um grupo monofilético, como são atualmente considerados (há um cenário que explicaria o monofiletismo dos anfíbios: haveria várias linhagens de tetrápodos não-aminiotas; todas elas desapareceram, menos uma, monofilética, que seria a linhagem dos anfíbios atuais. Neste caso, o termo anfíbios não seria sinônimo de tetrápodos não-amniotas).

Do mesmo modo que há grandes chances de Amphibia ser parafilético, ou seja, de haver anfíbios mais aparentados com um amniota que com outro anfíbio, há grandes chances de Reptilia (mesmo incluindo as aves) ser parafilético, ou seja, de haver répteis mais aparentados com um mamífero que com outro réptil. Da mesma forma, há grandes chances de marsupiais serem parafiléticos, de prossímios serem parafiléticos, de vespas serem parafiléticas etc… Trata-se do mesmo raciocínio que nos explica que Aptera (os insetos sem asas) é um grupo parafilético. Contudo, as coisas estão bem mais claramente estabelecidas em relação aos insetos que em relação aos outros animais. Isso, talvez, deva-se ao fato de que os grandes sistematas filogenéticos, incluindo Willi Hennig, tenham sido entomologistas.

9 comentários sobre “Três domínios? Provavelmente não…

  1. Sou pesquisador, mas estou um pouco distante da academia, atualmente ensino em cursinhos pré-vestibular e, como você deve saber, sou “levado” a ensinar o errado porque é assim que é pedido nas provas. Apesar de não estar mais em pesquisa nenhuma (sou mastozoólogo) faço questão de estar me atualizando com a leitura de artigos e meio sem querer encontrei este site. Pergunto: como posso tentar ser menos mentiroso em sala de aula, ensinar sobre os domínios e reinos e ainda satisfazer o que querem as escolas e cursos (que é a aprovação dos alunos)? acho que isso é impossível. No campo da evolução e da genética simplesmente mentimos em sala de aula… mas o pior é que tem muito professor que acha que tá dizendo a verdade.. daí eu me questiono até quanto à academia.

    • Espero que veja esse comentario, apesar de ser apos tanto tempo de sua postagem!
      Faço graduaçao e penso muito a respeito disso. Creio que nosso papel como professor de ciencias/biologia nao é somente ensinar o certo e o errado. Mas antes, ensinar aos alunos sobre uma ciencia mutável, dinamica, humana e passivel de equivocos ou erro.
      Se meus alunos tiverem essa visao da ciencia, como uma construçao humana, meu conteudo já nao será o “certo”, mas o momentaneo de uma ciencia dinamica. A taxonomia e is conhecimentos filogeneticos estao sempre em mudança. Preciso trabalhar a atualidade em seus paradigmas e em suas propostas de mudanças. Eu posso explicar a eles o por que de nao ser uma mentira, mas simplesmente um consenso mutavel!
      Valeu!

  2. Estou tentando escrever algo a respeito bem simples. sobre domínio e reinos.
    Então temos dois domínios (Eukaryota e Prokaryota) e sete reinos (Animalia, Plantae, Fungi, Protista, Bacteria, Archaea e Chromista). Fora vírus e príon que não se enquadram em nada, pois aparentemente não tem vida.
    É isso mesmo?

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