“Nada em biologia faz sentido a não ser à luz da evolução.”

(Theodosius Dobzhansky)

Não é possível entender o ser humano sem entendermos nossa ancestralidade animal. E a melhor maneira de entender os animais é compreendendo suas relações de parentesco. Por isso cladogramas são tão importantes, não apenas na ciência e na divulgação científica, mas como uma ferramenta fundamental ao nosso auto-conhecimento.

Cladogramas

Metazoa
Cladograma mostrando as relações de parentesco entre os diferentes filos animais. Algumas relações são mais bem estabelecidas, enquanto outras ainda permanecem hipotéticas (linhas tracejadas).

Na árvore abaixo, clique no grupo desejado para ver sua árvore filogenética. Alguns grupos têm duas árvores.

cladograma de Metazoa/Animalia
Clique nos nomes dos táxons para ver cada cladograma. Alguns táxons (Arthropoda, Crustacea, Diptera e Metazoa) apresentam dois cladogramas, um de cada lado do nome. Os links em verde mostram as convenções usadas. (Esses desenhos foram o início de um estudo sobre representação compacta de informação ecológica em cladogramas. Ver o software Cleco abaixo, que estende a ideia.)

Abelhas Brasileiras

As mais de 1500 espécies “conhecidas” de abelhas brasileiras são divididas em 5 famílias: Andrenidae, Apidae, Colletidae, Halictidae e Megachilidae, com suas respectivas subfamílias, tribos e subtribos indicadas na figura (fonte: Silveira, F.A.; Melo, G.A.R.; Almeida, E.A.B.; Zagonel, M.F.S. 2002. Abelhas Brasileiras: sistemática e identificação. Belo Horizonte, edição dos autores). A largura de cada “fatia” e o tamanho da abelha representante são proporcionais ao número de espécies de cada grupo.

A subtribo Meliponina, destacada em vermelho, contém as chamadas “abelhas nativas sem ferrão”, ou simplesmente “abelhas sem ferrão”, um grupo de abelhas eussociais (formam colônias numerosas, com divisão reprodutiva e de tarefas). Dada sua abundância e diversidade na fauna brasileira, e também sua atividade durante todas as estações do ano (ao contrário das abelhas solitárias), são importantes polinizadoras tanto de plantas silvestres como cultivadas, contribuindo na quantidade e na qualidade dos frutos. Quanto ao comportamento, os grupos na figura estão classificados pela cor externa do círculo: vermelho, eussociais; laranja, desde espécies solitárias a eussociais, passando por diferentes níveis e tipos de comportamento social; azul, solitárias; rosa, parasitas.

No início do texto, coloquei “conhecidas” entre aspas, pois muitas espécies foram apenas descritas, isto é, temos o nome científico e um ou alguns exemplares alfinetados em coleções entomológicas. Ou seja, para muitas espécies, não sabemos nada sobre dieta, reprodução, hábitat, comportamento, fisiologia, sazonalidade, desenvolvimento... E há um grande número de espécies que ainda sequer foram descritas.

Mapas IUCN — Amphibia

Mapas de riqueza de espécies de diferentes grupos de anfíbios, segundo a IUCN (International Union for Conservation of Nature, ou União Internacional para Conservação da Natureza). A metodologia usada está descrita na seção abaixo, sobre mamíferos.

Na ecologia, distinguimos entre riqueza e diversidade de espécies. A riqueza mede apenas o número de espécies presentes numa dada área. A diversidade leva em conta ainda a abundância relativa de cada espécie. Entre duas áreas com a mesma riqueza, uma com o mesmo número de indivíduos em cada espécie é considerada mais diversa que outra onde uma das espécies domina a paisagem. Esta série de mapas baseada nos dados da IUCN mostra apenas a riqueza, ou seja, o número de espécies presentes (estimadas) em cada ponto do mapa.

Das três ordens de anfíbios, os anuros (sapos, rãs e pererecas) têm de longe o maior número de espécies. Das 3.405 espécies de anfíbios presentes na área do mapa, 2.949 são anuros, 378 são salamandras e 78 são cecílias ou cobras-cegas. Assim, para não fazer dois mapas muito parecidos (Amphibia e Anura), dividimos os anuros em famílias.

Mapas IUCN — Mammalia

Mapas de riqueza de espécies de diferentes grupos de mamíferos, segundo a IUCN (International Union for Conservation of Nature, ou União Internacional para Conservação da Natureza).

A IUCN publica mapas de distribuição de diferentes grupos de organismos (disponíveis em https://www.iucnredlist.org/resources/spatial-data-download). Esses mapas são produzidos por especialistas que atualizam regularmente as informações sobre o estado de conservação de cada espécie.

O que fizemos para cada grupo foi sobrepor os mapas de distribuição de cada espécie, de forma que áreas com menos espécies ficassem mais claras, e áreas com mais espécies, mais escuras. Incluímos apenas espécies residentes (ou seja, excluímos as migratórias e extintas).

Assim, o primeiro mapa (mamíferos em geral) indica que ocorrem, em toda a área mostrada, 1.883 espécies de mamíferos. Cada pixel (cada ponto na imagem) apresenta um tom de cinza proporcional à riqueza de espécies naquele ponto. Nos pontos brancos não encontramos nenhum mamífero, enquanto nos pontos mais escuros (no oeste da Floresta Amazônica), podemos encontrar até 202 espécies.

O segundo mapa (carnívoros, ou seja, canídeos, felídeos, mustelídeos, procionídeos…) mostra um total de 81 espécies, sendo o mínimo zero, e o máximo 20 espécies ocorrendo juntas.

Embora esses mapas sejam os melhores disponíveis em escala global, ainda há muitas espécies não descritas, espécies cujos limites de distribuição são apenas estimados, espécies crípticas (distinguíveis apenas pelo DNA), imensas áreas ainda mal amostradas (a Amazônia em especial, mas não só ela), entre outras limitações. Ainda assim podemos ter uma ideia da riqueza da fauna neotropical e sua distribuição espacial.

Mapas IUCN — Reptilia

Mapas de riqueza de espécies de diferentes grupos de répteis, segundo a IUCN (International Union for Conservation of Nature, ou União Internacional para Conservação da Natureza). A metodologia usada está descrita na seção acima, sobre mamíferos.

Evolutivamente os répteis incluem, como parentes próximos dos jacarés e crocodilos, os dinossauros e, entre estes, as aves. Isso significa três coisas: 1) as aves são répteis; 2) os dinossauros não foram completamente extintos, sendo as aves os dinossauros sobreviventes; 3) jacarés e crocodilos são mais aparentados às aves que aos lagartos, apesar da semelhança superficial entre os chamados “répteis de sangue frio”. Citamos esse dado apenas para dizer que as aves foram excluídas da presente análise. Assim, quando falamos aqui em répteis ou “Reptilia”, queremos na verdade dizer “répteis exceto aves”.

Das 3.032 espécies de répteis presentes na área do mapa, 2.998 pertencem à ordem Squamata, que inclui lagartos, cobras e anfisbenas (cobras-de-duas-cabeças). Para evitar dois mapas praticamente idênticos (Reptilia e Squamata), os três subgrupos de Squamata foram apresentados separadamente (mesmo que os lagartos – “Lacertilia” – não representem um grupo natural ou monofilético). As outras duas ordens estão representadas por um número muito menor de espécies, apenas 23 de quelônios (cágados, jabutis e tartarugas) e 11 de crocodilos e jacarés. Entre os quelônios, a maioria das espécies terrestres e de água doce não aparecem nos dados da IUCN.

Mapas IUCN — peixes

Mapas de riqueza de espécies de diferentes grupos de peixes, segundo a IUCN (International Union for Conservation of Nature, ou União Internacional para Conservação da Natureza). A metodologia usada está descrita na seção acima, sobre mamíferos.

Na faculdade de biologia aprendemos várias ideias contrárias ao senso comum. Uma é que as aves são dinossauros. Outra é que “peixes não existem, ou somos todos peixes”. Claro que “peixes” no sentido popular existem. O que não existe é um grupo natural que inclua todos os descendentes do primeiro peixe e apenas eles, ou seja, aquela “classe Pisces” dos livros de Ensino Médio. Assim, o que existem são: feiticeiras (Myxini), com crânio mas sem vértebras; lampreias (Petromyzontiformes), com vértebras mas sem mandíbula; tubarões, arraias e quimeras (Chondrichthyes), com mandíbula e esqueleto cartilaginoso; e os demais peixes (Osteichthyes), com mandíbula e esqueleto ósseo. Acontece que nós também temos mandíbula e esqueleto ósseo. Também somos Osteichthyes. A diferença é que a maioria dos peixes ósseos são Actinopterygii (têm nadadeiras raiadas), enquanto nós e alguns outros peixes, como a pirambóia, somos Sarcopterygii (nadadeiras musculares). As nadadeiras carnosas dos Sarcopterygii se tornaram as patas dos Tetrapoda (anfíbios, répteis, aves, e mamíferos).

Das 1.259 espécies de peixes presentes na área do mapa, 38 são Myxini, 378 são Chondrichthyes e 843 são Actinopterygii. Os Chondrichthyes estão representados por suas três ordens: Batoidea (arraias), Selachii (tubarões) e Holocephali (quimeras). Os Actinopterygii estão representados por: Perciformes, de longe a maior ordem de vertebrados, com mais de 10 mil espécies e cerca de 160 famílias; Clupeiformes, que incluem espécies de importância econômica como as sardinhas; Syngnathiformes e Tetraodontiformes com algumas dezenas de espécies cada; e as demais ordens, Albuliformes (flechas), Elopiformes (tarpões) e Gasterosteiformes (esgana-gatos) agrupadas numa única imagem. Vários outros grupos estão ausentes dos dados da IUCN.

Árvore da Vida — Angiospermae

Árvore evolutiva (cladograma) mostrando as prováveis relações de parentesco entre algumas das plantas com flores (angiospermas) mais conhecidas. Em preto, ordens e outros grandes grupos; em cinza, famílias; em verde, nomes populares das espécies de cada família. As imagens ilustram a espécie sublinhada mais próxima. O tamanho das letras, bem como a espessura dos ramos, reflete a diversidade (número total de espécies) em cada grupo.

Árvore da Vida — Mammalia

Árvore evolutiva (cladograma) mostrando as prováveis relações de parentesco entre os principais grupos de mamíferos. Em preto, o nome científico; em vermelho, o nome em chinês; em verde escuro, o pinyin (som dos caracteres chineses); em verde claro, o significado dos caracteres chineses. Cada caracter chinês é traduzido apenas uma vez na imagem inteira, formando uma espécie de quebra-cabeças.

Arvorizar

Programa voltado para o desenho de cladogramas “artísticos”, ou seja, apresentando linhas com curvatura suave no lugar das linhas retas encontradas na maioria dos artigos científicos. O primeiro passo é acrescentar os nós/clados de forma hierárquica na janela à direita, definindo ao mesmo tempo sua posição preliminar no painel maior, à esquerda. Depois pode-se (ou não) acrescentar o número de espécies em cada nó (que se reflete na espessura dos ramos da árvore, segundo diferentes funções matemáticas ajustáveis). Acrescenta-se então imagens a cada clado no painel maior à esquerda, ajustando sua posição, tamanho e rotação, e ajustando também a posição dos clados até que a forma definitiva da árvore seja alcançada. O processo é salvo automaticamente no “localStorage” do navegador (preferencialmente Firefox), de forma que o trabalho realizado entre uma sessão e outra não seja perdido. O trabalho também pode ser exportado num arquivo CSV e retomado mais tarde, na mesma ou em outra máquina. Finalmente, exporta-se o produto final para um arquivo PNG, que pode sofrer um processo de arte final num editor de imagens como Gimp, Krita ou Photoshop.

Cleco beta

Cleco é um termo formado da união das palavras Cladística e Ecologia. Cladística é a principal escola da filogenia. Sua principal diferença em relação às demais escolas é considerar que um grupo de organismos só pode receber um nome formal (formado de radicais latinos ou gregos) se esse grupo incluir todos os descendentes de um ancestral comum, e apenas esses descendentes. Chamamos esse grupo de “clado”. O objetivo em Cleco é resumir e visualizar informações ecológicas (dieta, hábitos reprodutivos, hábitat...) e geográficas (países e continentes onde uma espécie ou clado é encontrado) e anotá-las na própria árvore evolutiva. Para isso, usamos letras para anotar informações geográficas, e caracteres chineses para informações ecológicas. Isso permite buscas, filtros e outras análises, além de “decodificar” os símbolos usados apenas colocando o cursor do mouse sobre eles.

Cleco alfa

Primeira tentativa de implementar o programa Cleco.