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13.21: Introdução à História Evolutiva do Reino Animal - Biologia

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Discuta a história evolutiva do reino animal

Muitas questões relacionadas às origens e à história evolutiva do reino animal continuam a ser pesquisadas e debatidas, à medida que novas evidências fósseis e moleculares mudam as teorias predominantes. Algumas dessas perguntas incluem o seguinte: Há quanto tempo os animais existem na Terra? Quais foram os primeiros membros do reino animal e que organismo foi seu ancestral comum? Embora a diversidade animal tenha aumentado durante o período cambriano da era paleozóica, 530 milhões de anos atrás, a evidência fóssil moderna sugere que espécies animais primitivas existiram muito antes.

O que você aprenderá a fazer

  • Descreva as características que caracterizaram os primeiros animais e quando apareceram na Terra
  • Explique a importância do período Cambriano para a evolução animal e as mudanças na diversidade animal que ocorreram durante esse tempo
  • Discuta as implicações das extinções em massa de animais que ocorreram na história evolutiva

Aprendendo atividades

As atividades de aprendizagem para esta seção incluem o seguinte:

  • Vida Animal Pré-Cambriana
  • A Explosão Cambriana
  • Evolução Pós-Cambriana
  • Autoverificação: A História Evolucionária do Reino Animal

Evolução pós-cambriana e extinções em massa

Os períodos que seguiram o Cambriano durante a Era Paleozóica são marcados por uma evolução animal posterior e o surgimento de muitas novas ordens, famílias e espécies. À medida que os filos animais continuaram a se diversificar, novas espécies se adaptaram a novos nichos ecológicos. Durante o período Ordoviciano, que se seguiu ao período Cambriano, a vida vegetal apareceu pela primeira vez na terra. Essa mudança permitiu que espécies de animais antes aquáticos invadissem a terra, alimentando-se diretamente de plantas ou vegetação em decomposição. Mudanças contínuas na temperatura e umidade durante o restante da Era Paleozóica devido aos movimentos das placas continentais encorajaram o desenvolvimento de novas adaptações para a existência terrestre em animais, como apêndices com membros em anfíbios e escamas epidérmicas em répteis.

Mudanças no ambiente freqüentemente criam novos nichos (espaços habitacionais diversificados) que convidam à especiação rápida e ao aumento da diversidade. Por outro lado, eventos cataclísmicos, como erupções vulcânicas e colisões de meteoros que obliteram a vida, podem resultar em perdas devastadoras de diversidade para alguns clados, mas fornecem novas oportunidades para outros “preencherem as lacunas” e especiarem. Esses períodos de extinção em massa (Figura) ocorreram repetidamente no registro evolucionário da vida, apagando algumas linhas genéticas enquanto criava espaço para outras evoluírem para os nichos vazios deixados para trás. O final do período Permiano (e da Era Paleozóica) foi marcado pelo maior evento de extinção em massa na história da Terra, uma perda de cerca de 95 por cento das espécies existentes naquela época. Alguns dos filos dominantes nos oceanos do mundo, como os trilobitas, desapareceram completamente. Em terra, o desaparecimento de algumas espécies dominantes de répteis do Permiano possibilitou o surgimento de uma nova linha de répteis, os dinossauros. As condições climáticas quentes e estáveis ​​da Era Mesozóica que se seguiu promoveram uma diversificação explosiva de dinossauros em todos os nichos concebíveis de terra, ar e água. As plantas também se irradiaram em novas paisagens e nichos vazios, criando comunidades complexas de produtores e consumidores, algumas das quais se tornaram muito grandes com a abundância de alimentos disponíveis.

Outro evento de extinção em massa ocorreu no final do período Cretáceo, encerrando a Era Mesozóica. O céu escureceu e as temperaturas caíram após o impacto de um grande meteoro e toneladas de cinzas vulcânicas ejetadas na atmosfera bloquearam a luz solar que entrava. As plantas morreram, os herbívoros e carnívoros morreram de fome e os dinossauros cederam seu domínio da paisagem aos mamíferos de sangue mais quente. Na Era Cenozóica seguinte, os mamíferos irradiaram-se para nichos terrestres e aquáticos outrora ocupados por dinossauros, e os pássaros - os descendentes diretos de sangue quente de uma linha dos répteis dominantes - tornaram-se especialistas aéreos. O aparecimento e a predominância de plantas com flores na Era Cenozóica criaram novos nichos para insetos polinizadores, bem como para pássaros e mamíferos. Mudanças na diversidade de espécies animais durante o final do Cretáceo e início do Cenozóico também foram promovidas por uma mudança dramática na geografia da Terra, conforme as placas continentais deslizaram sobre a crosta para suas posições atuais, deixando alguns grupos de animais isolados em ilhas e continentes, ou separados por cadeias de montanhas ou mares interiores de outros concorrentes. No início do Cenozóico, surgiram novos ecossistemas, com a evolução de gramíneas e recifes de coral. No final do Cenozóico, outras extinções seguidas de especiação ocorreram durante as eras glaciais que cobriram altas latitudes com gelo e então recuaram, deixando novos espaços abertos para colonização.


13.21: Introdução à História Evolutiva do Reino Animal - Biologia

Figura 1. A representação de um artista retrata alguns organismos do período Cambriano.

Muitas questões relacionadas às origens e à história evolutiva do reino animal continuam a ser pesquisadas e debatidas, à medida que novas evidências fósseis e moleculares mudam as teorias predominantes. Algumas dessas perguntas incluem o seguinte: Há quanto tempo os animais existem na Terra? Quais foram os primeiros membros do reino animal e que organismo foi seu ancestral comum? Embora a diversidade animal tenha aumentado durante o período cambriano da era paleozóica, 530 milhões de anos atrás, a evidência fóssil moderna sugere que espécies animais primitivas existiram muito antes.


A explosão cambriana da vida animal

O período Cambriano, ocorrendo entre aproximadamente 542-488 milhões de anos atrás, marca a evolução mais rápida de novos filos animais e diversidade animal na história da Terra. Acredita-se que a maioria dos filos animais existentes hoje tiveram suas origens nessa época, frequentemente chamada de explosão cambriana (Figura). Equinodermos, moluscos, vermes, artrópodes e cordados surgiram durante este período. Uma das espécies mais dominantes durante o período Cambriano foi o trilobita, um artrópode que estava entre os primeiros animais a exibir um sentido de visão (Figuraabcd).

A representação de um artista retrata alguns organismos do período cambriano. Esses fósseis (a – d) pertencem aos trilobitas, artrópodes extintos que apareceram no início do período Cambriano, 525 milhões de anos atrás, e desapareceram do registro fóssil durante uma extinção em massa no final do período Permiano, cerca de 250 milhões de anos atrás.

A causa da explosão cambriana ainda é debatida. Existem muitas teorias que tentam responder a essa pergunta. As mudanças ambientais podem ter criado um ambiente mais adequado para a vida animal. Exemplos dessas mudanças incluem níveis crescentes de oxigênio atmosférico e grandes aumentos nas concentrações oceânicas de cálcio que precederam o período cambriano (Figura). Alguns cientistas acreditam que uma plataforma continental extensa com numerosas lagoas ou piscinas rasas forneceu o espaço vital necessário para a coexistência de um grande número de diferentes tipos de animais. Também há suporte para teorias que argumentam que as relações ecológicas entre as espécies, como mudanças na teia alimentar, competição por alimento e espaço e relações predador-presa, foram preparadas para promover uma coevolução maciça repentina das espécies. No entanto, outras teorias alegam razões genéticas e de desenvolvimento para a explosão cambriana. A flexibilidade morfológica e a complexidade do desenvolvimento animal proporcionada pela evolução de Hox genes de controle podem ter fornecido as oportunidades necessárias para aumentos em possíveis morfologias animais na época do período Cambriano. Teorias que tentam explicar por que a explosão cambriana aconteceu devem ser capazes de fornecer razões válidas para a diversificação massiva de animais, bem como explicar por que ela aconteceu. quando ele fez. Há evidências de que apóia e refuta cada uma das teorias descritas acima, e a resposta pode muito bem ser uma combinação dessas e de outras teorias.

A concentração de oxigênio na atmosfera da Terra aumentou drasticamente cerca de 300 milhões de anos atrás.

No entanto, questões não resolvidas sobre a diversificação animal que ocorreu durante o período Cambriano permanecem. Por exemplo, não entendemos como ocorreu a evolução de tantas espécies em tão curto período de tempo. Houve realmente uma “explosão” de vida neste momento específico? Alguns cientistas questionam a validade dessa ideia, porque há evidências crescentes que sugerem que mais vida animal existia antes do período Cambriano e que as chamadas explosões (ou radiações) de outras espécies semelhantes ocorreram mais tarde na história também. Além disso, a vasta diversificação de espécies animais que parece ter começado durante o período cambriano continuou até o período ordoviciano seguinte. Apesar de alguns desses argumentos, a maioria dos cientistas concorda que o período Cambriano marcou uma época de evolução e diversificação animal impressionantemente rápida, incomparável em outros lugares da história.


Materiais e métodos

Extração e amplificação de DNA.

O DNA foi extraído e amplificado de dois ossos de H. moorei (Tabela S1), conforme descrito anteriormente [10], usando técnicas de DNA antigas apropriadas. O tecido toepad “moderno” (espécimes de museu) foi extraído usando os kits de extração de tecido DNeasy Qiagen (Valencia, Califórnia, Estados Unidos). Vários controles negativos de extração e amplificação foram incluídos, para detectar contaminação. Todas as reações de PCR foram conduzidas conforme descrito em [10] usando Platinum Taq HiFi (Invitrogen, Carlsbad, Califórnia, Estados Unidos) juntamente com o cyt b e primers ND2 listados na Tabela S2. As condições do ciclo térmico eram tipicamente de 40 ciclos de 95 ° C / 55-60 ° C / 68 ° C (30-45 s cada). As sequências foram determinadas usando ABI Big Dye (v.3.1) em um ABI 3100 ou 3730 (Applied Biosystems, Foster City, Califórnia, Estados Unidos), de acordo com as instruções do fabricante. Amostras modernas e amostras antigas subsequentes à amplificação por PCR foram analisadas no Departamento de Zoologia da Universidade de Oxford. Um único Harpagornis osso foi enviado para uma antiga instalação de DNA na University College London (I. Barnes) para replicação independente, onde sequências idênticas foram obtidas para dois citros b amplificações. Cito semelhante b e topologias de árvore ND2, além de várias sequências sobrepostas, tornam improvável que estejamos detectando um pseudogene nuclear.

Métodos filogenéticos.

Árvores de máxima verossimilhança para cyt b e ND2 foram selecionados usando uma pesquisa heurística implementada no PAUP * 4.0b10 [11] sob o HKY + Γ4 + I modelo de substituição. A suposição de um relógio molecular foi testada usando um teste de razão de verossimilhança em que a estatística do teste χ 2 era duas vezes a diferença de log da verossimilhança entre modelos de relógio e não relógio. Para o cito b árvore a suposição de constância de taxa não foi rejeitada. O suporte do nó foi avaliado para 1.000 réplicas de bootstrap. As filogenias de Monte Carlo da Cadeia de Markov Bayesiana também foram geradas no b conjunto de dados usando BEAST [12] e MrBayes [13] sob modelos de substituição semelhantes - a topologia dessas árvores era consistente com a Figura 1C e gerava valores de suporte posterior maiores do que os valores de bootstrap.

Usando a árvore de máxima verossimilhança na Figura 1C, uma análise de contrastes independentes foi empregada para determinar se existiam correlações entre a posição filogenética e a massa corporal. Estimativas de peso vivo médio foram obtidas na literatura, e a massa média de H. moorei foi estimada a partir do comprimento do fêmur [2]. Um teste para medir o índice de dependência filogenética foi conduzido para medir o grau em que as características variam entre os taxa (em uma filogenia) de acordo com as previsões de um modelo browniano neutro de acordo com [14]. Os resultados (não mostrados) demonstram claramente que a massa de H. moorei é claramente um “outlier” no contexto da filogenia apresentada aqui.

Hieraaetus sistemática.

A espécie-tipo para o gênero Hieraaetus é H. pennatus (Gmelin, 1788), portanto, os táxons que se agrupam fortemente com H. pennatus devem permanecer nesse gênero. A estreita relação genética de H. morphnoides com H. pennatus incorpora firmemente esta espécie em Hieraaetus. No entanto, a subespécie da Nova Guiné atualmente reconhecida como H. morphnoides weiskei é geneticamente, geograficamente e morfologicamente distinto e garante o status de espécie, o que necessita da nova combinação Hieraaetus weiskei (Reichenow, 1900). Harpagornis moorei está incluído no clado com H. pennatus e H. morphnoides, e, portanto, sua atribuição genérica deve refletir isso. O nome do extinto Harpagornis moorei da Nova Zelândia deve, portanto, ser alterado para Hieraaetus moorei (Haast, 1872).


Padrões científicos de última geração para este vídeo

Mitchell Sogin compara a sequência de um gene encontrado em todos os animais para procurar ancestrais comuns. As evidências que ele encontra explicam que as esponjas foram os primeiros animais.

Mitchell Sogin encontra evidências genéticas para a evolução do reino animal e reconstrói a história evolutiva do primeiro animal - a esponja.

Mitchell Sogin compara a sequência de um gene encontrado em todos os animais para procurar ancestrais comuns.

Mitchell Sogin usa tecnologia para sequenciar genes e também conhece as características dos animais.

Mitchell Sogin analisa os genes de muitos animais diferentes.

Mitchell Sogin compara a sequência de um gene encontrado em todos os animais para procurar ancestrais comuns. Evidências fósseis sugeriram isso.


Perguntas de revisão

Qual dos seguintes períodos é o primeiro durante o qual os animais podem ter aparecido?

  1. Período ordoviciano
  2. Período cambriano
  3. Período ediacarano
  4. Período criogeniano

Que tipo de dados são usados ​​principalmente para determinar a existência e o aparecimento das primeiras espécies animais?

  1. dados moleculares
  2. dados fósseis
  3. dados morfológicos
  4. dados de desenvolvimento embriológico

O tempo entre 542-488 milhões de anos atrás marca qual período?

Até que descobertas recentes sugerissem o contrário, acreditava-se que os animais existentes antes do período Cambriano eram:

  1. pequeno e oceânico
  2. pequeno e sem mobilidade
  3. pequeno e de corpo mole
  4. pequeno e radialmente simétrico ou assimétrico

A vida vegetal apareceu pela primeira vez na terra durante qual dos seguintes períodos?

Aproximadamente quantos eventos de extinção em massa ocorreram ao longo da história evolutiva dos animais?


Conteúdo

A história da zoologia traça o estudo do reino animal desde a antiguidade até os tempos modernos. O homem pré-histórico precisava estudar os animais e plantas em seu ambiente para explorá-los e sobreviver. Existem pinturas rupestres, gravuras e esculturas na França que datam de 15.000 anos, mostrando bisões, cavalos e veados em detalhes cuidadosamente representados. Imagens semelhantes de outras partes do mundo ilustram principalmente os animais caçados para comer, mas também os animais selvagens. [2]

A Revolução Neolítica, caracterizada pela domesticação de animais, continuou ao longo do período da Antiguidade. O conhecimento antigo da vida selvagem é ilustrado pelas representações realistas de animais selvagens e domésticos no Oriente Próximo, Mesopotâmia e Egito, incluindo práticas e técnicas de manejo, caça e pesca. A invenção da escrita se reflete na zoologia pela presença de animais nos hieróglifos egípcios. [3]

Embora o conceito de zoologia como um único campo coerente surgiu muito mais tarde, as ciências zoológicas emergiram da história natural, remontando às obras biológicas de Aristóteles e Galeno no antigo mundo greco-romano. Aristóteles, no século IV aC, considerou os animais como organismos vivos, estudando sua estrutura, desenvolvimento e fenômenos vitais. Ele os dividiu em dois grupos, animais com sangue, equivalente ao nosso conceito de vertebrados, e animais sem sangue (invertebrados). Ele passou dois anos em Lesbos, observando e descrevendo os animais e plantas, considerando as adaptações dos diferentes organismos e a função de suas partes. [4] Quatrocentos anos depois, o médico romano Galeno dissecou animais para estudar sua anatomia e a função das diferentes partes, porque a dissecção de cadáveres humanos era proibida na época. [5] Isso resultou em algumas de suas conclusões serem falsas, mas por muitos séculos foi considerado herético desafiar qualquer uma de suas opiniões, então o estudo da anatomia foi estultificado. [6]

Durante a era pós-clássica, a ciência e a medicina do Oriente Médio eram as mais avançadas do mundo, integrando conceitos da Grécia Antiga, Roma, Mesopotâmia e Pérsia, bem como da antiga tradição indiana do Ayurveda, enquanto fazia inúmeros avanços e inovações. [7] No século 13, Albertus Magnus produziu comentários e paráfrases de todas as obras de Aristóteles, seus livros sobre tópicos como botânica, zoologia e minerais incluíam informações de fontes antigas, mas também os resultados de suas próprias investigações. Sua abordagem geral era surpreendentemente moderna, e ele escreveu: "Pois é [a tarefa] da ciência natural não simplesmente aceitar o que nos é dito, mas investigar as causas das coisas naturais." [8] Um dos primeiros pioneiros foi Conrad Gessner, cuja monumental enciclopédia de animais de 4.500 páginas, Historia animalium, foi publicado em quatro volumes entre 1551 e 1558. [9]

Na Europa, o trabalho de Galeno sobre anatomia permaneceu em grande parte insuperável e incontestável até o século XVI. [10] [11] Durante a Renascença e o início do período moderno, o pensamento zoológico foi revolucionado na Europa por um interesse renovado no empirismo e na descoberta de muitos organismos novos. Proeminentes nesse movimento foram Andreas Vesalius e William Harvey, que usaram experimentação e observação cuidadosa em fisiologia, e naturalistas como Carl Linnaeus, Jean-Baptiste Lamarck e Buffon, que começaram a classificar a diversidade da vida e o registro fóssil, bem como estudar o desenvolvimento e o comportamento dos organismos. Antonie van Leeuwenhoek fez um trabalho pioneiro em microscopia e revelou o mundo até então desconhecido dos microrganismos, estabelecendo as bases para a teoria celular. [12] As observações de van Leeuwenhoek foram endossadas por Robert Hooke, todos os organismos vivos eram compostos de uma ou mais células e não podiam gerar espontaneamente. A teoria celular forneceu uma nova perspectiva sobre as bases fundamentais da vida. [13]

Tendo sido anteriormente domínio de cavalheiros naturalistas, ao longo dos séculos 18, 19 e 20, a zoologia tornou-se uma disciplina científica cada vez mais profissional. Exploradores-naturalistas como Alexander von Humboldt investigaram a interação entre os organismos e seu ambiente, e as formas como essa relação depende da geografia, estabelecendo as bases para a biogeografia, ecologia e etologia. Os naturalistas começaram a rejeitar o essencialismo e a considerar a importância da extinção e da mutabilidade das espécies. [14]

Esses desenvolvimentos, bem como os resultados da embriologia e da paleontologia, foram sintetizados na publicação de 1859 da teoria da evolução por seleção natural de Charles Darwin neste Darwin colocou a teoria da evolução orgânica em uma nova base, explicando os processos pelos quais ela pode ocorrer e fornecer evidências observacionais de que isso aconteceu. [15] A teoria de Darwin foi rapidamente aceita pela comunidade científica e logo se tornou um axioma central do rápido desenvolvimento da ciência da biologia. A base para a genética moderna começou com o trabalho de Gregor Mendel com ervilhas em 1865, embora o significado de seu trabalho não tenha sido percebido na época. [16]

Darwin deu uma nova direção à morfologia e à fisiologia, unindo-as em uma teoria biológica comum: a teoria da evolução orgânica. O resultado foi uma reconstrução da classificação dos animais em uma base genealógica, uma nova investigação do desenvolvimento dos animais e as primeiras tentativas de determinar suas relações genéticas. O final do século 19 viu a queda da geração espontânea e o surgimento da teoria das doenças dos germes, embora o mecanismo de herança permanecesse um mistério. No início do século 20, a redescoberta do trabalho de Mendel levou ao rápido desenvolvimento da genética e, na década de 1930, a combinação da genética populacional e da seleção natural na síntese moderna criou a biologia evolutiva. [17]

A pesquisa em biologia celular está interligada a outros campos, como genética, bioquímica, microbiologia médica, imunologia e citoquímica. Com o sequenciamento da molécula de DNA por Francis Crick e James Watson em 1953, o domínio da biologia molecular se abriu, levando a avanços na biologia celular, biologia do desenvolvimento e genética molecular. O estudo da sistemática foi transformado à medida que o sequenciamento de DNA elucidava os graus de afinidade entre diferentes organismos. [18]

Zoologia é o ramo da ciência que lida com animais. Uma espécie pode ser definida como o maior grupo de organismos em que quaisquer dois indivíduos do sexo apropriado podem produzir descendentes férteis. Cerca de 1,5 milhão de espécies de animais foram descritas e estima-se que possam existir até 8 milhões de espécies de animais. [19] Uma necessidade inicial era identificar os organismos e agrupá-los de acordo com suas características, diferenças e relações, e este é o campo do taxonomista. Originalmente, pensava-se que as espécies eram imutáveis, mas com o advento da teoria da evolução de Darwin, o campo da cladística surgiu, estudando as relações entre os diferentes grupos ou clados. A sistemática é o estudo da diversificação das formas vivas, a história evolutiva de um grupo é conhecida como sua filogenia e a relação entre os clados pode ser representada em diagrama em um cladograma. [20]

Embora alguém que fez um estudo científico de animais historicamente se tenha descrito como um zoólogo, o termo passou a se referir àqueles que lidam com animais individuais, com outros se descrevendo mais especificamente como fisiologistas, etologistas, biólogos evolucionistas, ecologistas, farmacologistas, endocrinologistas ou parasitologistas. [21]

Embora o estudo da vida animal seja antigo, sua encarnação científica é relativamente moderna. Isso reflete a transição da história natural para a biologia no início do século XIX. Desde Hunter e Cuvier, o estudo anatômico comparativo tem sido associado à morfografia, moldando as áreas modernas da investigação zoológica: anatomia, fisiologia, histologia, embriologia, teratologia e etologia. [22] A zoologia moderna surgiu pela primeira vez nas universidades alemãs e britânicas. Na Grã-Bretanha, Thomas Henry Huxley foi uma figura proeminente. Suas ideias estavam centradas na morfologia dos animais. Muitos o consideram o maior anatomista comparativo da segunda metade do século XIX. Semelhante a Hunter, seus cursos eram compostos por aulas teóricas e aulas práticas de laboratório em contraste com o formato anterior apenas de aulas teóricas.

Gradualmente, a zoologia se expandiu além da anatomia comparativa de Huxley para incluir as seguintes subdisciplinas:

Edição de Classificação

A classificação científica em zoologia é um método pelo qual os zoólogos agrupam e categorizam os organismos por tipo biológico, como gênero ou espécie. A classificação biológica é uma forma de taxonomia científica. A classificação biológica moderna tem suas raízes no trabalho de Carl Linnaeus, que agrupou as espécies de acordo com características físicas compartilhadas. Esses agrupamentos foram revisados ​​desde então para melhorar a consistência com o princípio darwiniano de descendência comum. A filogenética molecular, que usa a sequência de ácido nucléico como dados, gerou muitas revisões recentes e provavelmente continuará a fazê-lo. A classificação biológica pertence à ciência da sistemática zoológica. [23]

Muitos cientistas agora consideram o sistema de cinco reinos desatualizado. Os sistemas de classificação alternativos modernos geralmente começam com o sistema de três domínios: Archaea (originalmente Archaebacteria) Bactéria (originalmente Eubacteria) Eucariotos (incluindo protistas, fungos, plantas e animais) [24]. Esses domínios refletem se as células têm núcleos ou não, como bem como diferenças na composição química do exterior da célula. [24]

Além disso, cada reino é dividido recursivamente até que cada espécie seja classificada separadamente. A ordem é: Domínio reino filo classe ordem família gênero espécie. O nome científico de um organismo é gerado a partir de seu gênero e espécie. Por exemplo, humanos são listados como Homo sapiens. Homo é o gênero, e sapiens o epíteto específico, ambos combinados formam o nome da espécie. Ao escrever o nome científico de um organismo, é apropriado colocar a primeira letra do gênero em maiúscula e colocar todos os epítetos específicos em minúsculas. Além disso, todo o termo pode estar em itálico ou sublinhado. [25]

O sistema de classificação dominante é chamado de taxonomia Linnaeana. Inclui classificações e nomenclatura binomial. A classificação, taxonomia e nomenclatura dos organismos zoológicos são administradas pelo Código Internacional de Nomenclatura Zoológica. Um projeto de fusão, BioCode, foi publicado em 1997 em uma tentativa de padronizar a nomenclatura, mas ainda não foi formalmente adotado. [26]

Zoologia de vertebrados e invertebrados Editar

Zoologia de vertebrados é a disciplina biológica que consiste no estudo de animais vertebrados, ou seja, animais com espinha dorsal, como peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. As várias disciplinas taxonomicamente orientadas, tais como mamiferogia, antropologia biológica, herpetologia, ornitologia, ictiologia, identificam e classificam as espécies e estudam as estruturas e mecanismos específicos para esses grupos. O resto do reino animal é tratado pela zoologia de invertebrados, um grupo vasto e muito diverso de animais que inclui esponjas, equinodermos, tunicados, vermes, moluscos, artrópodes e muitos outros filos, mas organismos unicelulares ou protistas geralmente não são incluídos . [27]

Zoologia Estrutural Editar

A biologia celular estuda as propriedades estruturais e fisiológicas das células, incluindo seu comportamento, interações e ambiente. Isso é feito em níveis microscópicos e moleculares, tanto para organismos unicelulares, como bactérias, quanto para células especializadas em organismos multicelulares, como os humanos. Compreender a estrutura e a função das células é fundamental para todas as ciências biológicas. As semelhanças e diferenças entre os tipos de células são particularmente relevantes para a biologia molecular.

A anatomia considera as formas de estruturas macroscópicas, como órgãos e sistemas orgânicos. [28] Ele se concentra em como os órgãos e sistemas de órgãos trabalham juntos nos corpos de humanos e animais, além de como eles funcionam de forma independente. A anatomia e a biologia celular são dois estudos intimamente relacionados e podem ser categorizados em estudos "estruturais". Anatomia comparada é o estudo de semelhanças e diferenças na anatomia de diferentes grupos. Está intimamente relacionado à biologia evolutiva e à filogenia (a evolução das espécies). [29]

Fisiologia Editar

A fisiologia estuda os processos mecânicos, físicos e bioquímicos dos organismos vivos, tentando entender como todas as estruturas funcionam como um todo. O tema "estrutura para funcionar" é central para a biologia. Os estudos fisiológicos têm sido tradicionalmente divididos em fisiologia vegetal e fisiologia animal, mas alguns princípios da fisiologia são universais, independentemente do organismo em particular que está sendo estudado. Por exemplo, o que se aprende sobre a fisiologia das células de levedura também pode ser aplicado às células humanas. O campo da fisiologia animal estende as ferramentas e métodos da fisiologia humana às espécies não humanas. A fisiologia estuda como, por exemplo, os sistemas nervoso, imunológico, endócrino, respiratório e circulatório funcionam e interagem. [30]

Biologia do desenvolvimento Editar

Biologia do desenvolvimento é o estudo dos processos pelos quais animais e plantas se reproduzem e crescem. A disciplina inclui o estudo do desenvolvimento embrionário, diferenciação celular, regeneração, reprodução assexuada, metamorfose e o crescimento e diferenciação de células-tronco no organismo adulto. [31] O desenvolvimento de animais e plantas é considerado mais detalhadamente nos artigos sobre evolução, genética populacional, hereditariedade, variabilidade genética, herança mendeliana e reprodução.

Biologia Evolutiva Editar

A biologia evolutiva é o subcampo da biologia que estuda os processos evolutivos (seleção natural, descendência comum, especiação) que produziram a diversidade da vida na Terra. A pesquisa evolucionária está preocupada com a origem e descendência das espécies, bem como sua mudança ao longo do tempo, e inclui cientistas de muitas disciplinas taxonomicamente orientadas. Por exemplo, geralmente envolve cientistas que têm treinamento especial em organismos específicos, como mamiferogia, ornitologia, herpetologia ou entomologia, mas usam esses organismos como sistemas para responder a questões gerais sobre a evolução. [32]

A biologia evolutiva é parcialmente baseada na paleontologia, que usa o registro fóssil para responder a perguntas sobre o modo e o ritmo da evolução, [33] e parcialmente sobre os desenvolvimentos em áreas como genética populacional [34] e teoria evolucionária. Seguindo o desenvolvimento das técnicas de impressão digital de DNA no final do século 20, a aplicação dessas técnicas em zoologia aumentou a compreensão das populações animais. [35] Na década de 1980, a biologia do desenvolvimento reentrou na biologia evolutiva a partir de sua exclusão inicial da síntese moderna por meio do estudo da biologia evolutiva do desenvolvimento. Campos relacionados frequentemente considerados parte da biologia evolutiva são filogenética, sistemática e taxonomia. [36]

Etologia Editar

Etologia é o estudo científico e objetivo do comportamento animal em condições naturais, [37] ao contrário do behaviorismo, que se concentra em estudos de resposta comportamental em um ambiente de laboratório. Os etólogos têm se preocupado particularmente com a evolução do comportamento e com a compreensão do comportamento em termos da teoria da seleção natural. Em certo sentido, o primeiro etologista moderno foi Charles Darwin, cujo livro, A expressão das emoções no homem e nos animais, influenciou muitos futuros etologistas. [38]

Um subcampo da etologia é a ecologia comportamental, que tenta responder às quatro perguntas de Nikolaas Tinbergen com relação ao comportamento animal: quais são as causas imediatas do comportamento, a história do desenvolvimento do organismo, o valor de sobrevivência e a filogenia do comportamento? [39] Outra área de estudo é a cognição animal, que usa experimentos de laboratório e estudos de campo cuidadosamente controlados para investigar a inteligência e o aprendizado de um animal. [40]

Edição de biogeografia

A biogeografia estuda a distribuição espacial dos organismos na Terra, [41] com foco em tópicos como placas tectônicas, mudança climática, dispersão e migração e cladística. É um campo de estudo integrador, unindo conceitos e informações da biologia evolutiva, taxonomia, ecologia, geografia física, geologia, paleontologia e climatologia. [42] A origem deste campo de estudo é amplamente atribuída a Alfred Russel Wallace, um biólogo britânico que teve alguns de seus trabalhos publicados em conjunto com Charles Darwin. [43]

Edição de biologia molecular

A biologia molecular estuda os mecanismos genéticos e de desenvolvimento comuns de animais e plantas, tentando responder às questões relativas aos mecanismos de herança genética e à estrutura do gene. Em 1953, James Watson e Francis Crick descreveram a estrutura do DNA e as interações dentro da molécula, e esta publicação deu início à pesquisa em biologia molecular e aumentou o interesse pelo assunto. [44] Embora os pesquisadores pratiquem técnicas específicas de biologia molecular, é comum combiná-las com métodos da genética e da bioquímica. Grande parte da biologia molecular é quantitativa e, recentemente, uma quantidade significativa de trabalho foi realizada usando técnicas de ciência da computação, como bioinformática e biologia computacional. A genética molecular, o estudo da estrutura e função dos genes, está entre os subcampos mais proeminentes da biologia molecular desde o início dos anos 2000. Outros ramos da biologia são informados pela biologia molecular, seja estudando diretamente as interações das moléculas em seu próprio direito, como na biologia celular e biologia do desenvolvimento, ou indiretamente, onde as técnicas moleculares são usadas para inferir atributos históricos de populações ou espécies, como em campos da biologia evolutiva, como genética populacional e filogenética. Também existe uma longa tradição de estudar biomoléculas "do zero", ou molecularmente, em biofísica. [45]


Link para aprendizagem

Assista ao vídeo a seguir para saber mais sobre as extinções em massa.

Extinções em massa ocorreram repetidamente ao longo do tempo geológico.


Opinião dos consumidores

Principais críticas dos Estados Unidos

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Tangled Bank se distingue entre um grupo inebriante de publicações recentes como uma obra-prima de redação, publicação, instrução e como um livro de referência de ciência. Tornou-se imediatamente um dos livros da minha biblioteca que mais valorizo.

2009 foi um grande ano para estudantes e defensores da ciência, especialmente aqueles que estudam a evolução, já que é o 150º aniversário da 1ª edição de Charles Darwin de A Origem das Espécies: Edição de 150º Aniversário. O ano foi celebrado em parte por vários cientistas praticantes que publicaram excelentes livros sobre evolução direcionados ao leitor em geral, quase todos os quais eram complementares em vez de redundantes. Tendo lido sete livros sobre evolução este ano, e vários que foram publicados pouco antes de 2009, é minha posição que Tangled Bank está acima do resto do rebanho, embora os outros também sejam muito dignos de consideração.

Tangled Bank não é apenas um grande livro sobre evolução em sua primeira leitura, mas está estruturado de uma forma que permite que seja usado como uma fonte de referência extremamente valiosa. Com 9,75 polegadas de altura por 5,5 polegadas de largura, é grande o suficiente para fornecer amplo espaço em suas páginas, que são preenchidas com belas ilustrações coloridas, fotos coloridas e outros gráficos coloridos que ajudam muito a reforçar o assunto. A qualidade da capa e do papel também é de primeira classe, por isso deve ser capaz de sustentar uma longa vida útil.

Embora Tangled Bank esteja sendo descrito como um livro-texto, é importante distinguir como Tangled Bank é diferente do livro-texto estereotipado. Tangled Bank não inclui questionários, exercícios ou testes; em vez disso, pode ser identificado como um livro-texto com base na estrutura do material do assunto e enquadramento, que é instrutivo ao invés de argumentativo ou uma narrativa como alguns dos outros livros de evolução publicados recentemente. Cada capítulo do Tangled Bank termina com uma página "Para resumir" que apresenta uma lista de marcadores para ajudar a reforçar o objetivo das instruções do capítulo e ajudar em pesquisas de referência futuras. Embora a maioria dos livros dessa qualidade possa custar até US $ 150, o preço atual da Amazon de US $ 40, ou mesmo o preço de tabela de US $ 60, torna isso uma verdadeira pechincha, considerando-se por quantos anos prevejo que este livro será capaz de fornecer valor, mesmo com a taxa de descobertas aumenta com o tempo.

Além disso, o Sr. Zimmer fornece uma seção de referência excelente categorizada por capítulo e assunto. Nearly all of Mr. Zimmer's references are either peer-reviewed articles generally accepted by the scientific community, or books popular with the scientific community that report on multiple peer-reviewed articles in a certain topical area germane to the chapter Zimmer covers. One reason Mr. Zimmer is an outstanding journalist is his intellectual honesty, where he is careful to report and distinguish between where science is confident in its explanations and where there is either controversy or a lack of confidence.

I would distinguish the closest competitor to what Mr. Zimmer does in Tangled Bank for the general reader to Richard Dawkins' The Greatest Show on Earth: The Evidence for Evolution (aka TGSOE) as follows. TGSOE is like a semester of seminars with a brilliant retired biologist with a wide command of the subject matter but also susceptible to frequent soliloquies that are often tangential, personal to the point it veers from what science understands or peer-accepts (where in the latter case Dawkins' is careful to note) and often illuminating but also sacrifices scientific findings for Dawkins personal reflections. Many of Dr. Dawkins' personal ruminations do serve to reinforce either the subject matter, scientific methodology, or are illuminative on how some research scientists think. However some of his reflections actually supplant what practicing scientists doing research are discovering with Dawkins' own non-fact based speculations, e.g., probability of life on other planets and how it could differ from life on earth.

Tangled Bank on the other hand is a more comprehensive self-guided tutorial of evolution. It's far more ambitious in terms of covering more topics within the relevant scientific disciplines and the format of instructional text coupled to far more graphics guarantees the reader will have a much better understanding of the theory of evolution than they would from books primarily focused on text alone (though Dawkins book does provide some nice color photos). I would argue that given Jerry Coyne's Why Evolution Is True provides a far more compelling and concise argument for the evidence of evolution than TGSOE Tangled Bank makes TGSOE an unnecessary purchase.

While the Tangled Bank's subtitle states, "An Introduction to Evolution", it's my opinion that very few readers would not greatly benefit from owning and perusing this book even if their job is germane to some aspect of the life sciences and they've formally trained in the life sciences through the undergrad level or gone to med school. While it's true that Mr. Zimmer only introduces the topics he covers by chapter rather than drilling down into the 200-level or beyond on any of the topics, the theory of evolution covers a broad cross-section of scientific disciplines and Mr. Zimmer covers nearly all of them. So while someone whose studied developmental biology or cell biology might not learn much on those topics as they're covered here, I think they'd still benefit from Mr. Zimmer's excellent chapters covering radiations and extinctions, the evolution of behavior, or other topics tangential to their field of expertise or subjects studied years ago given Zimmer's ample reporting of recent findings. I've been studying evolution now for thirty-plus years and I either learned quite a bit about topics I'd previously covered, or was re-introduced to subjects with a plethora of additional findings since I last studied the topic.

This is truly a masterpiece of textbook publishing for the general reader.


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