O que é taxonomia?

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Se você visse uma criatura de dois pés e penas no gramado, o que você diria às pessoas que visse? Um robin? Um melro? Que tal um dinossauro?

Da perspectiva de um taxonomista, você não poderia errar com um dinossauro. De acordo com a taxonomia, a disciplina que atribui nomes científicos oficiais a todos os organismos conhecidos, todas as aves são dinossauros. “Robin” e “melro” são nomes comuns que podem significar coisas diferentes em lugares diferentes, enquanto o clade “Dinosauria” é uma designação científica clara – e inclui aves, que descendiam dos antigos gigantes.

Fundamentalmente, a taxonomia é a ciência de nomear, definir e classificar “biologicamente, evolutivamente grupos distintos de organismos”, disse David Baum, um botânico da Universidade de Wisconsin-Madison que estuda evolução e sistematização. O biólogo da Universidade de Stanford, Paul Ehrlich, coloca isso mais simplesmente em um ensaio no site Birds of Stanford: “Taxonomia é a ciência da classificação dos organismos”.

A disciplina da taxonomia analisa como as criaturas devem ser agrupadas em diferentes taxa (por exemplo, estas aves em particular formam uma espécie distinta daquela); determina o que chamar estes taxa (esta espécie de ave é Spinus tristis, o pinguim dourado americano, e aquela é Eudyptes robustus, um pinguim de crista); e estabelece como os grupos menores fazem ninhos juntos em grupos maiores, como por exemplo, como diferentes espécies são agrupadas sob um gênero.

Este ninho vai de espécie para gênero, depois passa pela família, ordem, classe, filo, reino e domínio. Assim, os gatos domésticos, a espécie Felis catus, residem no gênero Felis, nidificando dentro da família Felidae (junto com outros gatos, como tigres e bobcats), que, por sua vez, se encontram na ordem Carnivora (com outros carnívoros, como ursos e morsas). Esta ordem aninha-se dentro da classe Mammalia, que também inclui zebras, baleias e humanos. Os mamíferos fazem parte do phylum Chordata, que engloba todos os vertebrados e criaturas mais exóticas, como o esguicho do mar. Este filo vive no reino Animalia, que faz parte do domínio Eukaryota, que engloba tudo que tem um núcleo em suas células.

A taxonomia também decide sobre aquele nome binomial em duas partes de gênero mais espécie que os cientistas usam para designar formalmente um organismo específico (Homo sapiens para nós, Clostridium difficile para um de nossos indesejáveis convidados bacterianos).

Esses nomes definitivos tornam a taxonomia crucial para os cientistas, disse Baum ao Live Science. “Precisamos ter uma comunicação clara”. Portanto, se estou falando de um grupo evolucionário em particular e alguém mais está também, sabemos que estamos falando da mesma coisa”, disse ele. “Essa é a razão fundamental pela qual precisamos da taxonomia”.

A taxonomia ecoa a evolução

Inerente a essa utilidade está a forma como a taxonomia agrupa os organismos de acordo com suas relações. Na taxonomia moderna, isso significa descrever os vínculos evolutivos. Um grupo taxonômico deve sempre se referir a um conjunto de organismos que descendem de um mesmo ancestral, em algum momento da história evolucionária. Espécies dentro do mesmo gênero, todas compartilham um ancestral comum. O mesmo vale para cada gênero dentro de uma família e assim por diante.

A taxonomia está tão entrelaçada com a teoria evolucionária, de fato, que pode ser difícil delinear quando um pesquisador está “fazendo taxonomia” e quando está “fazendo biologia evolucionária”, disse Baum.

Classicamente, um taxonomista se envolve em taxonomia examinando as diversas características de um organismo ou grupo de organismos, comparando-os com exemplos conhecidos e, em seguida, se necessário, reatribuindo nomes ou atribuindo novos nomes. Um taxonomista pode pegar um conjunto de espécimes e separar espécies potencialmente diferentes, como descreve o Secretariado da Convenção sobre Diversidade Biológica do Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente.

O investigador verificaria então se esses grupos já tinham nomes, às vezes lendo descrições de espécimes centenários, ou comparando com amostras de museus e herbários. Eles analisavam as características externas e internas e talvez até analisassem o DNA. Se essas comparações não mostrassem nenhuma correspondência, o taxonomista escreveria uma descrição e atribuía um novo nome de espécie de acordo com as regras complicadas da nomenclatura taxonômica. Em seguida, a descoberta seria publicada.

Esse trabalho pode envolver um pouco de descoberta evolucionária, além de apenas nomear. Na prática, os taxonomistas estão fazendo biologia evolucionária, disse Baum. “Eles estão reconstruindo a história evolucionária”. E assim, o tempo todo eles estão descobrindo novas relações evolucionárias entre organismos”.

A interdependência do campo com a teoria evolucionária também significa que a taxonomia, por sua vez, deve responder às descobertas evolucionárias. Assim, agrupamentos e nomes podem mudar, às vezes dramaticamente.

Os répteis, por exemplo, originalmente englobavam lagartos, cobras, tartarugas e crocodilos. As aves eram consideradas distintas. Com o tempo, porém, os cientistas descobriram que os crocodilos estavam mais intimamente relacionados às aves do que qualquer um deles estava com outros répteis. (Isto foi encontrado primeiro através de estudos morfológicos, mas mais tarde bem confirmado através de análise molecular, disse Baum). Isto deixou os taxonomistas num dilema sobre o que o agrupamento “réptil” deveria se referir, já que um de seus membros centrais era agora visto como estando mais intimamente relacionado a um estranho, disse Baum.

“Se a taxonomia não reflete adequadamente a história evolutiva, e as pessoas assumem que sim, então elas tendem a cometer erros …”

Os taxonomistas poderiam ter reservado o termo “réptil” para se referir aos membros não crocodilos (cobras, lagartos e tartarugas), já que os crocodilos estavam mais intimamente relacionados às aves. Em vez disso, os cientistas expandiram os répteis para incluir agora as aves.

Expandindo ainda mais, os cientistas acabaram aceitando que um grupo de dinossauros, os terópodes, estão mais estreitamente relacionados às aves do que a qualquer outro réptil. (Evidências disso foram construídas ao longo dos anos, começando com o Archaeopteryx semelhante ao das aves nos anos 1860 e continuando com a descoberta de muitos dinossauros de penas nos anos 90).

Mais uma vez, os taxonomistas poderiam ter restringido o termo “dinossauros” àqueles dinossauros dos quais as aves não desceram. Mas os pesquisadores optaram por manter o agrupamento de todos os dinossauros anteriormente reconhecidos, como Dinosauria, enquanto reconheciam as aves como descendentes de um ramo de dinossauro.

Ao responder a descobertas evolutivas como esta, a taxonomia faz mais do que mudar a nomenclatura: Ela ajuda os cientistas a evitar erros, disse Baum. “Se as aves tivessem sido mantidas taxonomicamente separadas dos crocodilos, os biólogos tenderiam a fazer suposições de que a anatomia e fisiologia dos crocodilos se assemelhariam à dos lagartos, em vez de olhar para as aves”, disse ele. “Se a taxonomia não reflete adequadamente a história evolutiva, e as pessoas assumem que sim, então elas tendem a cometer erros na inferência”. Eles tendem a pular para conclusões falsas”.

Em alguns pássaros, como este cassowary, a semelhança com dinossauros terópodes extintos é fácil de se ver. (Crédito da imagem: Shutterstock)

Quem inventou a taxonomia?

No entanto, a evolução nem sempre desempenhou esse papel na taxonomia. O sistema hierárquico atual, classificado, teve origem em Charles Linnaeus, um botânico sueco do século XVIII. Linnaeus não subscreveu a teoria de Darwin – em parte pela razão perdoável de que ela ainda não havia sido inventada. Portanto, o primeiro grande marco na evolução da taxonomia moderna, disse Baum, veio com a incorporação da teoria evolucionária. “Desde Darwin, havia a intenção de refletir a história evolucionária no sistema taxonômico”.

Exatamente como fazer isso, no entanto, permaneceu pouco claro até meados dos anos 1900. Então, cientistas alemães como Willi Hennig mostraram que “se você quer refletir a história evolucionária, então você só deve dar nomes a esses grupos que vêm todos de um ancestral comum”, disse Baum.

Hoje, estes “grupos monofiléticos”, ou grupos que descendem de um ancestral comum, governam como os taxonomistas delineiam os impostos, com grupos que se ramificam da árvore da vida de seus ancestrais comuns. É por isso que todo gênero em uma família deve compartilhar um antepassado comum e assim por diante. “Assim como em uma árvore comum, imagine pegar um galho e dizer: ‘Bem, tudo o que está em baixo neste galho, vamos dar-lhe um nome’, disse Baum. Isso é um grupo monofilético.

Outros grandes eventos na própria evolução da taxonomia serviram para reforçar as idéias de Darwin e Hennig. O advento da análise de DNA ajudou os cientistas a medir com mais precisão como os organismos relacionados são, e os saltos no poder computacional aceleraram desde então essas descobertas genéticas, disse Baum.

O problema da taxonomia clássica

Mas em meio a esta brilhante e moderna era computacional, a taxonomia retém traços de suas raízes centenárias – que alguns cientistas, incluindo Baum, denominam de bagagem.

Os nomes binomiais, para começar, cresceram da mentalidade pré-darwiniana de Linnaeus. Para Linnaeus, Baum disse: “Os gêneros foram o que Deus criou, e após a criação, houve alguns rearranjos que aconteceram para gerar diferentes espécies do gênero. Então o gênero era o tipo – ‘gênero’ significa ‘espécie’ em latim – e as espécies eram a variedade, a modificação disso”.

Assim, o próprio sistema de nomenclatura que nos dá Homo sapiens e Tyrannosaurus rex reflete uma visão criacionista, disse Baum.

“Uma classe de caracóis não pode ser significativamente comparada com uma classe de peixes”.

Para Baum e outros, a “bagagem” da taxonomia pesa todo o sistema de classificação, particularmente por causa das fileiras. A informação importante em taxonomia, argumentam estes cientistas, é que os grupos delineados compartilham um ancestral comum, não se contam como gênero, filo, família ou ordem. Tais classificações sugerem uma equivalência entre os táxons que não corresponde à realidade, disse Baum.

Um filo, por exemplo, poderia ter uma gama muito diferente de diversidade e uma linha de tempo de divergência evolutiva do que outro, apesar de ambos serem filosofia, escreveu Christie Wilcox em Quanta. “As fileiras não significam nada específico ou uniforme em todos os grupos da vida”, escreveu ela.

“Uma classe de caracóis não pode ser comparada com uma classe de peixes”, disse o filogenético do Museu de História Natural de Londres, Ronald Jenner, à Quanta.

Um sistema alternativo poderia simplesmente classificar os organismos por seus grupos monofiléticos – os taxa aninhados que compartilham antepassados comuns – sem atribuir nomes de classificação. “Você ainda teria os Mammalia. Não seria uma pergunta, o Mammalia é uma ordem, é um filo, é algo mais?” disse Baum. “Você ainda poderia ensinar a um aluno que estes são os grandes grupos que você precisa entender sem implicar que eles têm alguma comparabilidade – você sabe, esta família e aquela família têm algo em comum como famílias. Porque eles não têm”.

Um grande passo para tal reforma taxonômica chegou recentemente, com a última versão da publicação do PhyloCode em 2019. Este projeto visa “redesenhar o sistema nomenclatural para que você possa decidir o nome correto de um táxon [grupo de organismos relacionados] independentemente da classificação”, disse Baum. Sob este sistema, “Mammalia” poderia ser definido não como uma classe, mas como todos aqueles organismos que compartilham um ancestral comum mais recente com humanos e ornitorrincos, disse Baum. O nome Mammalia ainda se referiria a um grupo com um ancestral comum, mas não haveria uma classificação como “classe”, sugerindo incorretamente que o grupo era semelhante em tamanho ou diversidade a outras classes.

A construção deste sistema alternativo, entretanto, exigirá um enorme banco de dados de definições filogenéticas – definições de grupos que estão intimamente relacionados. Esse é um projeto maciço e contínuo, disse Baum. O PhyloCode continua controverso entre biólogos e taxonomistas, e o esforço continuará junto com as classificações tradicionais, definições e batalhas nomenclaturais que têm ocupado taxonomistas por séculos. Assim, pelo menos por enquanto, os cientistas ainda se voltam para a forma tradicional de taxonomia para atribuir às novas espécies seus nomes e suas manchas na árvore da vida.

Referências

Livescience.com | What is taxonomy?

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