As Cladophorales (incluindo as Siphonocladales) são bem definidas e seus representantes exibem um distinto grupo de caracteres, sendo, portanto, considerado um grupo monofilético de algas verdes (van den Hoek et al. 1995).
As primeiras espécies de Cladophorales foram descritas no trabalho de Linnaeus (1753) e desde então, a sistemática do grupo tem passado por profundas modificações. Essa instabilidade na sistemática do grupo se deve principalmente pelo fato dos caracteres morfológicos diagnósticos serem escassos e geralmente indisponíveis para recuperar relações filogenéticas, devido a repetidas convergências e evolução paralela (Leliaert et al. 2003).
A ordem Cladophorales foi proposta por Haeckel (1894) para abrigar algas verdes cenocíticas septadas. Estas espécies de algas verdes já estiveram posicionadas na família Siphonocladaceae (Schmitz 1879) e na ordem Siphonocladales (ou Siphonales, Oltmanns 1904, Borgesen 1913). A maior reorganização taxonômica do grupo foi proposta por Fritsch (1948), na qual a ordem Cladophorales foi definitivamente aceita.
Desde essa proposta, a maior parte das controvérsias taxonômicas tem sido focalizada na discussão que avalia a separação das Siphonocladales das Cladophorales. Apesar da idéia de separação das ordens ser defendida pela sistemática tradicional (van den Hoek 1978, Lee 1980, Bold & Wynne 1985, Leliaert et al. 1998), ela é essencialmente baseada no tipo de divisão celular, denominado divisão celular segregativa que, no entanto, tem sido demonstrada somente em poucos gêneros. Diante da falta de ampla ocorrência desta característica, Bourrely (1972) fusionou essas duas ordens baseado nas similaridades no nível citológico, tipo de mitose e parede celular encontrados em ambas. van den Hoek (1981) adotou a proposição de Bourrely (1972), porém, enquanto Bourrely tratou o novo grupo como ordem Siphonocladales (Blackman & Tansley) Oltmans, van den Hoek utilizou Cladophorales Haeckel, por ter prioridade de publicação.
Nos importantes trabalhos abordando ultraestrutura celular, morfologia do cloroplasto, ciclo de vida e estrutura da parede celular desenvolvidos por van den Hoek (1984) e O`Kelly & Floyd (1984), estes autores confirmaram a fusão e reconheceram apenas uma ordem (Cladophorales). Ainda, para estes autores os gêneros mais especializados dentro do grupo são derivados de tipos com arquitetura simples, como Cladophora.
A partir de análises das sequências nucleares do gene SSU rRNA alguns estudos filogenéticos foram conduzidos para testar a homogeneidade das duas ordens. Neste sentido, Bakker et al. (1994) demonstraram que nenhuma das duas ordens é monofilética não
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existindo base para o reconhecimento independente de ambas. Este estudo filogenético também revelou a formação de dois grandes clados dentro do grupo, um constituído basicamente por membros tropicais (composto por siphonocladáceas e espécies de
Cladophora) e outro composto por espécies de Cladophora de clima temperado.
Adicionalmente, Hanyuda et al. (2002) mostraram resultados semelhantes aos de Bakker et al. (1994), porém, revelaram a presença de mais um clado dentro do grupo, formado por gêneros marinhos e de água doce com arquitetura simples (como Cladophora e Pithophora por exemplo).
Os problemas encontrados na sistemática da ordem Cladophorales são ainda maiores quando se trata da classificação em famílias. Dependendo do autor que seja considerado, a ordem contém um número variado de famílias. Em geral, todos os gêneros de Cladophorales de água doce são classificados dentro da família Cladophoraceae (Bourrely 1972, Starmach 1972, Silva 1982). Entretanto, Fritsch (1948) propôs uma família a parte para abrigar
Arnordiella conchophila Miller, uma espécie com construção do talo heterotríqueo. Na
família Arnordiellaceae também foram inseridos outros gêneros com a mesma construção do talo, como Dermatophyton e Basicladia.
Embora dados ultraestruturais tenham demonstrado ser úteis nos níveis acima de ordem, eles não tem sido suficientes para resolver diferenças entre táxons de níveis inferiores. Isto se deve, pelo fato de que, virtualmente, todos os menores níveis de classificação destas algas são baseados nas similaridades morfológicas com poucas considerações dadas a convergência e ao paralelismo (Olsen-Stojkovich et al. 1986). Os maiores problemas taxonômicos de baixos níveis dentro da ordem Cladophorales estão relacionados ao gênero Cladophora, o qual não cumpre o requerimento que todas as espécies do mesmo gênero deveriam ser mais intimamente relacionadas entre si do que com qualquer outra espécie de outro gênero. Segundo van den Hoek (1984), as duas possíveis soluções para o problema da má delimitação de Cladophora seria fundir todas as espécies de Cladophorales em um único gênero ou elevar todas as seções à gênero. Porém, ambas as soluções são insatisfatórias. A primeira porque um número distinto de gêneros seria submerso em uma matriz amorfa e a segunda porque as seções de Cladophora não são bem delimitadas, formando um contínuo morfológico. Assim, a proposta do autor foi manter a organização tradicional, o que foi aceito pelos trabalhos taxonômicos posteriores.
Ainda no contexto de níveis inferiores, surgiram propostas de algumas ferramentas complementares para auxiliar a sistemática. Dados moleculares poderiam estabelecer uma linha complementar de evidência que permitiria uma melhor avaliação das hipóteses de
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relações filogenéticas construídas a partir, unicamente, de estudos morfológicos, além de possibilitar a formulação de novas hipóteses fora do pensamento corrente (Olsen-Stojkovich
et al. 1986). Um exemplo da relevância desta ferramenta é o trabalho de Bakker et al. (1994),
que utilizaram o marcador molecular 18S rRNA na tentativa de entender as relações dentro do complexo-Cladophora. Dentro desta perspectiva, a sistemática molecular aparece como uma linha complementar de evidência, permitindo que melhores escolhas sejam feitas a partir de dados morfológicos.
Outras importantes contribuições podem ser relacionadas utilizando diferentes ferramentas na tentativa de buscar discernimento acerca da sistemática de níveis inferiores, como é o caso do trabalho de Olsen-Stojkovich et al. (1986), que utilizaram dados de distância imunológica e, Leliaert & Coppejans (2004) que investigaram a utilização de inclusões cristalinas, as quais são comumente encontradas em representantes desta ordem.
Estudos com Cladophorales de águas continentais são escassos, sendo que a maioria deles foi realizado na Europa, com o gênero Cladophora. Entre os estudos taxonômicos mais importantes destacam-se: Rabenhorst (1868), incluindo espécies marinhas e de água doce de
Chaetomorpha, Cladophora e Rhizoclonium da Europa; Brand (1899, 1902, 1906, 1909,
1913), com somente espécies de água doce de Cladophora e Rhizoclonium da Alemanha e Collins (1909), com Cladophorales marinhas e continentais da América do Norte. No entanto, a maior contribuição taxonômica para o gênero Cladophora foi produzida por van den Hoek (1963). Neste trabalho o autor revisou as espécies marinhas e de água doce da Europa e suas considerações revolucionaram a taxonomia do gênero, de modo que, muitas delas são válidas até hoje, apesar de algumas controvérsias (Parodi & Cáceres 1991).