Clasificación y evolución Biol 3052

Objetivos Conocer acerca de la clasificación de los organismos en la biología. Conocer como se construye la filogenia de los organismos, basado en la taxonomía y la sistemática.

Los seres humanos clasificamos prácticamente todo (inclusive a nosotros mismos). Ejemplo: describa su carro Uno de los problemas centrales en la Biología es la clasificación de los organismos basado en el uso de características compartidas.

¿Cómo clasificar? Ejercicio de las tazas

Clasificación en la Biología La filogenia es la historia evolutiva de una especie o grupos relacionados de especies. La sistemática clasifica la diversidad biológica en el contexto evolutivo para reconstruir la filogenia.

La clasificación de los organismos ayuda a los científicos a poner orden en la gran diversidad de especies (existen probablemente varios millones de especies, de las cuales solo un millón ha sido clasificada). La taxonomía es la rama de la ciencia que nombra organismos [Gk. taxis, ordenar + nomos, ley].

El sistema de clasificación moderno se basa en el propuesto por Carolus Linnaeus (1707‑1778): un sistema de clasificación binomial para nombrar las especies, junto a sistema de clasificación jerárquico. En esta jerarquía los taxones están agrupados en categorías cada vez más inclusivas desde especies hasta (hoy en día) los dominios.

Charles Darwin y la teoría de selección natural Fig. 22-7 Charles Darwin y la teoría de selección natural Figure 22.7 “I think . . .”

Darwin desarrolló dos ideas principales: The Origin of Species Darwin desarrolló dos ideas principales: La descendencia con modificación explica la unidad y diversidad de la vida. La selección natural es causa de la evolución adaptativa.

La evolución esta apoyada por una gran cantidad de evidencia científica El record fósil provee evidencia de la extinción de especies, el origen de nuevos grupos y de cambios dentro de los grupos a través del tiempo. Biología molecular Características similares entre organismos desarrolladas a partir de un ancestro común: Homologías (estructurales, embrionarias o moleculares) Órganos vestigiales Biogeografía

Homología Homología es la similitud que resulta de un ancestro común. Las estructuras homólogas son aquellas similitudes anatómicas que representan variaciones en un tema estructural, presente en un ancestro común.

Humerus Radius Ulna Carpals Metacarpals Phalanges Human Cat Whale Bat Fig. 22-17 Humerus Radius Ulna Carpals Metacarpals Figure 22.17 Mammalian forelimbs: homologous structures Phalanges Human Cat Whale Bat

Fig. 22-18 La embriología comparativa revela homologías anatómicas no visibles en los organismos adultos. Pharyngeal pouches Post-anal tail Figure 22.18 Anatomical similarities in vertebrate embryos Chick embryo (LM) Human embryo

Evolución convergente La evolución convergente es la evolución de características similares o análogas en grupos distantemente relacionados (analogías). Los rasgos análogos surgen cuando grupos independientemente se adaptan a ambientes similares en formas similares. La convergencia evolutiva no provee información acerca de los ancestros.

NORTH AMERICA Sugar glider AUSTRALIA Flying squirrel Fig. 22-20 Figure 22.20 Convergent evolution Flying squirrel

Podemos mostrar la historia evolutiva entre los organismos usando un arbol filogenético (Gk. phylon, base, tribu + genus, origen, nacimiento).

Arboles filogenéticos son hipótesis acerca de las relaciones entre taxones diferentes, basado en homologías. Se debe tener cuidado de no usar caracteres producto de evolución convergente. Los árboles filogenéticos se hacen usando diferentes tipos de datos disponibles. Se usa, por lo general, el cladismo como método para hacer un cladograma o árbol filogenético.

Ejercicio: Construyendo un cladograma Ver si las similitudes son a partir de un ancestro común o no. Identificar caracteres compartidos derivados y los ancestrales. Usar un grupo externo o “outgroup” para ayudarnos en la comparación. Este comparte caracteres primitivos presentes en ancestro común, pero no los caracteres derivados del grupo de especies a estudiar. Hacer tabla de caracteres basándonos en caracteres presentes o ausentes. Realizar cladograma.

Construyendo un árbol filogentico Construya un árbol filogenético (cladograma) usando la tabla. Este árbol debe reflejar la clasificación taxonómica. Por ejemplo si las especies A y G pertenecen al mismo taxón es porque ambas evolucionaron de un ancestro común y esta parte del árbol debe verse como el diagrama.

El eje vertical representa el tiempo. El punto donde se separan dos líneas indica una separación de linajes. (ej. la separación de mamíferos y reptiles ocurrió ca. 150 MA) El ancestro común más cercano de los mamíferos y reptiles está indicado en el punto A.

Homologous characteristic Fig. 22-19 Branch point (common ancestor) Lungfishes 1 Amphibians Tetrapods 2 Mammals Tetrapod limbs Amniotes 3 Lizards and snakes Amnion 4 Crocodiles Figure 22.19 Tree thinking: information provided in an evolutionary tree Homologous characteristic 5 Ostriches Birds 6 Feathers Hawks and other birds

Cada rama, o clado, muestra una especie ancestral y su descendencia, o sea, un grupo monofilético.

Usando claves taxonómicas La clave dicótoma es una herramienta para identificar y clasificar organismos basándose en caracteres, usualmente morfológicos. Se parte de si el organismo a clasificar tiene o no determinado caracter, repitiendo el proceso hasta llegar a identificar el organismo. Ver ejemplo con piezas de vestimenta. Construya una clave taxonómica.

Ejercicios de clasificación de los camináculos Sokal, R.R. 1983. A phylogenetic analysis of the Caminalcules. I. The data base. Systematic Zoology 323:159-184.

Ejercicio: La clasificación jerárquica de los camináculos vivos Examine las 14 especies vivas de los camináculos, anote las similitudes y diferencias entre ellos. Cree una clasificación jerárquica para estas especies, usando el formato mostrado en la figura. Mantenga en mente que la figura es sólo un ejemplo.

Ejercicio: La filogénia de todos los camináculos Construya un árbol filogenético usando todos los camináculos. 73 74 58 ? 19 18 17 Millions of Years Ago