Biologia do ensino fundamental · Grades 1–9
44Classificação e parentesco
Por que a classificação do Capítulo 21 funciona tão bem? Separe os animais por penas e pelo, e mil outras características entram na fila obedientes — quem alimenta com leite tem coluna vertebral, quem usa penas põe ovos com casca, e ninguém precisa conferir. A Observação 21.10 deixou a pergunta no ar. Este capítulo a responde com uma palavra — parentesco — e reconstrói as caixas como uma árvore de família.
44.1 Atributos, compartilhados e encaixados
Definição 44.1 (Atributo)
Um atributo é uma característica que um organismo possui, enunciada de um jeito que dá para conferir: tem esqueleto com coluna vertebral; tem quatro membros; tem pelo e alimenta os filhotes com leite; tem penas. A classificação é construída sobre atributos — os bons critérios da Definição 14.1, formalizados.
Proposição 44.2 (Os atributos se encaixam)
Conferidos em muitas espécies, os atributos caem em conjuntos encaixados — todo animal com pelo também tem quatro membros; todo animal de quatro membros também tem coluna vertebral; nunca o padrão inverso (pelo sem coluna) e nunca conjuntos que se cruzam (pelo e penas juntos). Esse encaixe é o motivo de os grupos dentro de grupos (Definição 21.1) servirem para o mundo vivo.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 44.3 (Situando três animais)
Confira as caixas para a baleia, a truta e o sabiá. Baleia: coluna sim, quatro membros sim (nadadeiras dianteiras e vestígios escondidos atrás), pelo e leite sim — caixa mais interna, junto com o gato. Truta: coluna sim, e parou — só a caixa externa. Sabiá: coluna, quatro membros (duas patas, duas asas), penas — a caixa dos quatro membros, no compartimento próprio das penas. Nenhum animal jamais exige duas caixas cruzadas ao mesmo tempo.
44.2 Parentesco: o motivo por trás do encaixe
Proposição 44.4 (Atributos compartilhados querem dizer ancestralidade compartilhada)
A explicação do encaixe é a herança (Observação 23.3: os filhos recebem dos pais). As espécies que compartilham um atributo o compartilham porque o herdaram de um ancestral comum — uma espécie avó distante. Quanto mais atributos duas espécies compartilham, mais próximo é o parentesco delas: o gato e a baleia, os dois com pelo e leite, são primos mais próximos entre si do que qualquer um deles é da truta. Um grupo de classificação é, no fundo, uma família: um ancestral e todos os descendentes dele.
Demonstração. Admitido neste nível. ∎
Exemplo 44.5 (Lendo a baleia direito, enfim)
É por isso que o enigma da baleia (Exercício 21.9) tinha de se resolver como se resolveu: pelo e leite marcam a linhagem de família da baleia — os ancestrais dela eram mamíferos terrestres que alimentavam com leite — enquanto o formato de peixe dela é obra da água (Exercício 28.11), carimbado numa família sem parentesco pelo mesmo modo de vida. Os atributos de ancestralidade classificam famílias; as semelhanças de hábitat podem ser tomadas emprestadas por estranhos. A classificação confia nos primeiros e desconfia das segundas.
Definição 44.6 (A árvore do parentesco)
O parentesco é desenhado como uma árvore: os pontos de ramificação representam ancestrais comuns, e cada atributo aparece uma única vez, na ramificação em que ele surgiu — toda espécie além daquela bifurcação o herda. As caixas encaixadas e a árvore carregam a mesma informação: uma caixa é um ramo com todos os galhinhos dele.
Método 44.7 (Construir uma pequena árvore de parentesco)
Diante de um punhado de espécies:
- monte a tabela dos atributos delas — as espécies nas linhas, os atributos conferíveis nas colunas, um visto onde houver posse;
- agrupe pelos vistos compartilhados, começando pelo atributo mais amplo: o encaixe aparece na tabela;
- desenhe a árvore: uma bifurcação por atributo, a mais ampla mais perto do tronco; ponha cada espécie depois exatamente das bifurcações cujos atributos ela possui;
- leia o parentesco: a proximidade de duas espécies é a última bifurcação que elas compartilham.
Observação 44.8 (O que a árvore diz sem alarde)
Leve a árvore a sério e ela diz algo enorme: siga dois ramos quaisquer para trás e eles se encontram. O gato e a truta compartilham uma espécie avó; então, mais para trás ainda, o gato e o caracol, a margarida e a criança também precisam compartilhar. Todos os seres vivos seriam então uma família só, e a unidade deles (Proposição 29.2) seria uma semelhança de família — e as espécies precisariam ser capazes de mudar ao longo das gerações, senão a ramificação nunca poderia ter acontecido. Se isso é verdade, e como poderia funcionar, é a grande pergunta do ano do Capítulo 67 — esta árvore é o desenho que a impõe.
44.3 Exercícios
Exercício 44.1 ★
O que é um atributo? Dê três, enunciados de forma conferível.
Solução
Solução de Exercício 44.1.
Uma característica que um organismo possui, enunciada de forma conferível: tem coluna vertebral; tem quatro membros; tem pelo e alimenta os filhotes com leite (ou: tem penas).
Exercício 44.2 ★
O que quer dizer os atributos se encaixarem? Dê o exemplo das três caixas do capítulo.
Solução
Solução de Exercício 44.2.
O conjunto de donos de cada atributo fica inteiramente dentro do conjunto de outro: todos os que têm pelo têm quatro membros, todos os animais de quatro membros têm coluna vertebral — nunca o contrário, nunca cruzando. Caixas dentro de caixas, sem ninguém montado no muro.
Exercício 44.3 ★
Por que as espécies compartilham atributos, segundo a Proposição 44.4?
Solução
Solução de Exercício 44.3.
Porque elas os herdaram de um ancestral comum: um atributo desce por uma linhagem de família, então os donos dele são os descendentes daquele ancestral — uma família.
Exercício 44.4 ★
Na árvore de bolso, além de que pontinho de atributo a truta está? Além de que pontinhos está a baleia?
Solução
Solução de Exercício 44.4.
A truta está além só do pontinho da coluna vertebral. A baleia está além da coluna vertebral, dos quatro membros e do pelo e leite — dos três.
Exercício 44.5 ★
Quem são primos mais próximos: a baleia e o gato, ou a baleia e a truta? Leia a resposta nas bifurcações da árvore.
Solução
Solução de Exercício 44.5.
A baleia e o gato: eles compartilham a bifurcação do pelo e leite, a mais nova desenhada; a truta se separou na bifurcação mais antiga.
Exercício 44.6 ★
Enuncie a relação entre uma caixa encaixada e um ramo da árvore.
Solução
Solução de Exercício 44.6.
São a mesma informação duas vezes: uma caixa é um ramo com todos os galhinhos dele — tudo o que está além de uma bifurcação herda o atributo dela e fica na caixa dela.
Exercício 44.7 ★★
Por que a classificação confia no pelo e leite, mas desconfia de “tem formato de peixe”? Use o Exemplo 44.5.
Solução
Solução de Exercício 44.7.
Pelo e leite são herdados dentro de uma única linhagem de família — isso marca ancestralidade. “Tem formato de peixe” pode ser carimbado em estranhos pelo mesmo modo de vida aquático, como a baleia mostra: formato emprestado, família em outro lugar. A classificação separa famílias, então confia na herança e desconfia do casaco emprestado.
Exercício 44.8 ★★
Monte a tabela de atributos do Método 44.7 para: truta, sapo, gato, sabiá — atributos: coluna vertebral, quatro membros, pelo e leite, penas.
Solução
Solução de Exercício 44.8.
Truta: só coluna vertebral. Sapo: coluna vertebral, quatro membros. Gato: coluna vertebral, quatro membros, pelo e leite. Sabiá: coluna vertebral, quatro membros, penas. O encaixe aparece nos vistos: os vistos de toda linha incluem a coluna vertebral; toda linha com visto de revestimento também tem visto de quatro membros.
Exercício 44.9 ★★
Acrescente o lagarto à árvore de bolso: por que bifurcações ele passa, e onde o ramo dele sai?
Solução
Solução de Exercício 44.9.
Ele passa pela coluna vertebral e pelos quatro membros e sai num ramo próprio, com a pele seca e escamosa dele — ao lado, e não além, das bifurcações do pelo e das penas.
Exercício 44.10 ★★
O morcego voa como um sabiá, mas amamenta como um gato. Que semelhança marca parentesco e qual é tomada emprestada pelo modo de vida? Decida com a lógica da árvore.
Solução
Solução de Exercício 44.10.
Amamentar marca parentesco: pelo e leite são a herança da família dos mamíferos, então o morcego se ramifica junto com o gato. Voar é emprestado pelo modo de vida — as asas surgiram separadamente no ramo das aves e no ramo dos morcegos, como o corpo hidrodinâmico surgiu na baleia e na truta.
Exercício 44.11 ★★
“Um grupo é um ancestral e todos os descendentes dele.” Teste a frase nos mamíferos e no ornitorrinco do Exercício 21.11: a esquisitice de pôr ovos quebra a família ou pertence a ela?
Solução
Solução de Exercício 44.11.
Ele pertence. O ornitorrinco descende do ancestral comum dos mamíferos e carrega as heranças da família (pelo, leite); o ovo dele é uma característica antiga que o ramo primitivo dele manteve enquanto os outros a perderam. A família é o ancestral e todos os descendentes — esquisitices incluídas; o pacote (Exercício 21.11) já o tinha aprovado.
Exercício 44.12 ★★★
Leve a Observação 44.8 até o limite: o que precisa ser verdade sobre as espécies ao longo de muito tempo, se todo par de ramos realmente se encontra? Enuncie a implicação numa frase — e diga que tipo de prova você exigiria para ela.
Solução
Solução de Exercício 44.12.
Se todo par de ramos se encontra, então as espécies precisam mudar ao longo das gerações e de muito tempo — com atributos novos surgindo e sendo herdados — para que uma linhagem ancestral pudesse se ramificar em truta, gato e margarida. A implicação numa frase: todos os seres vivos descendem, com mudança, de ancestrais comuns. Provas a exigir: vestígios da mudança — formas intermediárias, restos preservados em rochas antigas e semelhanças de família situadas exatamente onde a árvore prevê (assunto de um ano posterior).
44.4 Problema: A gaveta do museu
Problema 44.1
Problema de fim de semana — seis exemplares, uma tabela de atributos, uma árvore
Um museu empresta à turma uma gaveta com seis exemplares: uma truta, um sapo, um lagarto, um pombo, um camundongo e um crânio de golfinho com moldes das nadadeiras. A tarefa: classificá-los por atributos e desenhar a árvore de parentesco deles.
Parte I — A tabela.
- Monte a tabela dos seis, com os atributos: coluna vertebral; quatro membros; pele seca e escamosa; penas; pelo e leite. (Para o golfinho, quase sem pelo, a etiqueta do museu garante: filhotes alimentados com leite — o Exemplo 14.5 explica por que esse testemunho resolve a questão.)
- Que atributo os seis compartilham? O que o compartilhamento mais amplo quer dizer, em termos de parentesco?
- Que exemplares recebem o visto de “quatro membros”? Explique os vistos do pombo e do golfinho — o que são asas e nadadeiras, pela lógica da árvore?
- Por que “vive na água” não aparece em lugar nenhum da tabela, embora a truta e o golfinho vivam? Cite a regra do capítulo.
Parte II — A árvore.
- Desenhe a árvore: ponha as bifurcações em ordem — coluna vertebral, quatro membros e depois os revestimentos (escamas, penas, pelo) em ramos próprios — e situe os seis.
- Leia na sua árvore: o primo mais próximo do camundongo dentro da gaveta, e o da truta.
- O sapo está além dos “quatro membros”, mas antes de toda bifurcação de revestimento. Como a pele nua e úmida dele (Observação 21.6) o classifica, e onde o ramo dele sai?
- A etiqueta cai de um sétimo exemplar: pele seca e escamosa, quatro membros, coluna vertebral. Situe esse exemplar na árvore e diga a classe dele — sem ver a etiqueta.
Parte III — O significado.
- O golfinho e a truta compartilham o corpo hidrodinâmico; o golfinho e o camundongo compartilham a ancestralidade de pelo e leite. Que dupla fica mais perto na árvore, e por que a árvore precisa ignorar o corpo hidrodinâmico?
- Enuncie o que a bifurcação “quatro membros” afirma historicamente: de que coisa única, há muito tempo, o sapo, o lagarto, o pombo, o camundongo e o golfinho descendem todos?
- A árvore da turma faz todo ramo se encontrar, mais cedo ou mais tarde, no tronco. Diga numa frase o que esse desenho afirma sem alarde sobre os seis exemplares — e sobre os membros da turma que o desenharam.
- Alguém cético diz: “a sua árvore é só um sistema de arquivamento”. Dê a resposta em duas partes: sobre o que o encaixe dos atributos é um fato, e o que a árvore explica que o mero arquivamento deixaria sem explicação.
Solução
Solução de Problema 44.1.
1. Truta: coluna vertebral. Sapo: coluna vertebral, quatro membros. Lagarto: coluna vertebral, quatro membros, pele seca e escamosa. Pombo: coluna vertebral, quatro membros, penas. Camundongo: coluna vertebral, quatro membros, pelo e leite. Golfinho: coluna vertebral, quatro membros, pelo e leite (com o testemunho da etiqueta sobre o leite; quem decide são as características, e o leite é a característica decisiva).
2. A coluna vertebral — os seis são vertebrados. O compartilhamento mais amplo marca o ancestral comum mais antigo: os seis são uma família só naquela profundidade.
3. Sapo, lagarto, pombo, camundongo, golfinho. As asas do pombo e as nadadeiras do golfinho são quatro membros em roupa de trabalho: os mesmos membros herdados, moldados por vidas diferentes — a árvore conta a herança, e não a roupa.
4. Porque um endereço compartilhado não é uma família compartilhada: “vive na água” é um hábitat, que pode ser emprestado por estranhos, e não um atributo da ancestralidade do corpo — a velha regra da Definição 14.1, agora com o motivo dela.
5. Tronco bifurcação da coluna vertebral (a truta sai depois dela) bifurcação dos quatro membros três ramos de revestimento: escamas secas (lagarto), penas (pombo), pelo e leite (camundongo e golfinho juntos na bifurcação mais nova); o sapo sai depois dos quatro membros, antes de todo revestimento.
6. O primo mais próximo do camundongo na gaveta é o golfinho (eles compartilham a bifurcação do pelo e leite). O da truta são todos igualmente — ela se separou na primeira bifurcação, então os outros cinco são primos igualmente distantes dela.
7. Um anfíbio — de quatro membros, pele nua e úmida, sem bifurcação de revestimento própria; o ramo dele sai entre a bifurcação dos quatro membros e os revestimentos.
8. Além da coluna vertebral e dos quatro membros, no ramo das escamas secas: um réptil — classificado sem ser visto, porque quem decide são os atributos, e não as etiquetas.
9. O golfinho e o camundongo ficam mais perto: pelo e leite são uma bifurcação herdada. O corpo hidrodinâmico é o uniforme da água, distribuído igualmente a nadadores sem parentesco (Exercício 28.11); se fosse contado, ele arquivaria roupa emprestada como família e arruinaria o encaixe.
10. Uma única espécie ancestral comum — um vertebrado primitivo de quatro membros — da qual o sapo, o lagarto, o pombo, o camundongo e o golfinho todos descendem, cada um carregando os quatro membros dele numa roupa diferente.
11. Que os seis — e a turma que os desenhou — pertencem a uma única família que se ramifica, descendente com mudança de ancestrais comuns, com os seres humanos no ramo do pelo e leite, entre os outros.
12. O encaixe é um fato sobre o mundo vivo — os atributos realmente caem em caixas dentro de caixas, e isso não foi decretado por arquivista nenhum. A árvore explica o fato: a herança a partir de ancestrais comuns precisa produzir atributos encaixados, enquanto o mero arquivamento deixaria a arrumação obediente do mundo como um milagre.