Como ciência, a Biologia tem atravessado muitas fases desde seu início, há vários milhares de ano atrás. Durante séculos, sua meta foi puramente descritiva. A relação e a função eram poucos compreendidas. Após o surgimento do Darwinismo, a biologia sistemática começou a se desenvolver e substituir o que fora ciência nomenclatória, e a anatomia descritiva foi amplamente ampliada pela anatomia funcional. Estes foram grandes avanços que levaram a uma compreensão sobre as origens das espécies, sua inter-relação e desempenho funcional dos vários sistemas biológicos dentro do próprio organismo.
O ensino de biologia tem seus conteúdos muito fragmentados e se baseia meramente em transmissão de informações, principalmente evolução que é tratado pelos livros didáticos num capítulo a parte e muitas das vezes se resume as comparações entre Darwin e Lamarck e Seleção natural. Com essa fragmentação torna se o ensino falho, uma vez que, ela deveria ser ensinada concomitantemente com os outros conteúdos de forma a facilitar o entendimento e a compreensão dos alunos. A evolução não é estática, dessa forma fica cada vez mais difícil para o professor trabalhar com esse conteúdo.
Uma maneira de facilitar o estudo evolutivo é através da Sistemática Filogenética, estudá-la pode servir a dois objetivos principais. Um deles é fornecer subsídios para uma compreensão geral da diversidade biológica, da evolução dos táxons e da modificação de caracteres. Nesse sentido, a Sistemática Filogenética é uma matéria que passa a facilitar a compreensão dos estudos em Zoologia, Botânica, e demais disciplinas. O outro objetivo é desenvolver a habilidade de propor hipóteses sobre a evolução de caracteres ou sobre as relações de parentesco entre os membros de um grupo.
Mas afinal o que é Sistemática Filogenética? Os humanos sempre sentiram necessidade de agrupar os organismos na natureza, a fim de compreender a diversidade biológica e facilitar seu estudo.
O mais conhecido Sistema de Classificação dos seres vivos foi proposto por Carolus Linnaeus em meados do século XVIII. Ele criou o que chamamos de Sistemática Clássica, que utiliza de todas as características observadas num determinado organismo para classificá-lo dentro de categorias taxonômicas organizadas numa hierarquia. E esta é responsáevel pela criação de Reinos, Classes, Ordens, e fundamentalmente, Gêneros e Espécies.
A Sistemática Clássica exigia muita experiência do cientista para avaliar quais as características dos organismos que deveriam ser utilizadas para sua identificação. Esta escolha era um tanto subjetiva e não poderia ser repetida através de uma metodologia específica, já que não possuía métodos matemáticos objetivos para a obtenção das relações filogenéticas entre os organismos, ficando a intuição do cientista encarregada de classificar os organismos estudados dentro desta ou daquela categoria taxonômica.
Por volta de 1959, um entomólogo alemão chamado Willi Hennig criou a Sistemática Filogenética, que começou a ser utilizada depois da publicação dos seus princípios, em inglês, em 1966. No início da década de 1970, esta passou a competir diretamente com a Sistemática Clássica, gerando acaloradas discussões em quase todos os congressos de Ciências Biológicas da época. Já na década de 1980, a Sistemática Filogenética e sua respectiva metodologia atingiram o status de paradigma, ou seja, o sistema mais aceito para classificar os organismos.
Mas como pode ser usada a Sistemática Filogenética? Ela difere da Sistemática Clássica em alguns princípios básicos. Por exemplo, só devem ser utilizadas características exclusivas do grupo em questão, eliminando as características compartilhadas com outros grupos, surgindo assim a idéia de caráter derivado. A utilização apenas dos caracteres derivados privilegia a novidade evolutiva (apomorfia) que cada grupo apresenta e elimina muitos aspectos compartilhados com outros grupos.
Por exemplo, dizer que um artrópode se caracteriza por possuir um cordão nervoso ventral, não o distingue de todos os outros organismos protostômios, pois os anelídeos também apresentam esta característica. Assim, o cordão nervoso ventral é uma simplesiomorfia em artrópodes, ou seja, um caráter primitivo compartilhado. Já a presença de apêndices articulados revestidos por um exoesqueleto é uma característica exclusiva dos artrópodes e, portanto, uma sinapomorfia ou caráter derivado compartilhado.
A Sistemática Filogenética identifica e reúne os caracteres derivados em uma matriz de dados. Nesta matriz, as características precisam ser polarizadas, ou seja, aquelas que mais se parecem com o ancestral recebem o número 0 e as mais derivadas recebem números subseqüentes (1, 2, 3, etc.). Esse processo é feito comparando os grupos da análise com um ou mais grupos externos. A escolha do grupo externo também segue alguns princípios previstos na metodologia, embora, em síntese, possa ser qualquer outro organismo vivo. Abaixo, estã representados três táxons (A, B, C) de um grupo hipotético de animais comparados ao táxon que representa o grupo-externo.
Característica "dedos nas patas": 0 = ausentes; 1 = presentes.
Característica "antenas": 0 = ausentes; 1 = presentes.
A matriz de dados ilustra a transformação dos estados desses dois caracteres nos três táxons (A, B e C). Os caracteres listados correspondem a ausência ou presença de dedos nas patas e de antenas nesses animais.
Exemplo de árvore filogenética (cladograma) gerada a partir da análise da matriz de dados.
O cladograma acima apresenta dois passos (L), ou seja, cada caráter mudou de estado apenas uma vez. O caráter 1 mudou do estado zero para o estado 1, o que significa um passo, e o caráter dois mudou de zero para um, mais um passo no cladograma (caráter 1: 0 → 1 e caráter 2: 0 → 1 / L= 2).
Se o número de características e de grupos analisados for pequeno, esse procedimento pode ser feito manualmente, sem a ajuda de um programa de computador. No entanto, quando o número de táxons (grupos) e caracteres é grande, os programas auxiliam o pesquisador a encontrar as árvores com o menor número de passos evolutivos, seguindo o Princípio da Parcimônia. Isto significa escolher a árvore que apresenta melhor resolução.
A Sistemática Filogenética nunca parte do princípio de que o exemplar em mãos é o ancestral e sim apenas um táxon relacionado (com certo grau de parentesco) aos demais estudados.
