La Clasificación de los Seres Vivos

La Clasificación de los Seres Vivos. Aspectos Históricos El ser humano siempre ha tenido la necesidad de clasificar a los seres vivos. Por ello, no sorprende la existencia de numerosas propuestas para organizarlos. Así por ejemplo, Aristóteles (384-322 a.C.) dividió los animales en enaima o animales de sangre roja, vertebrados y anaima o animales de sangre azul o invertebrados. Del mismo modo, un discípulo suyo Teofrasto (370-285 a.C.) dividió a las plantas en cuatro grupos diferentes: árboles, arbustos, matas y hierbas e indicó para cada tipo de planta una frase larga que la definía. Un poco más tarde en Roma, Plinio el Viejo (23-79) dividía los animales en tres grupos diferentes: de aire, de tierra y de agua. Al margen de estas clasificaciones, las más frecuentes, tanto en nuestra cultura como en el resto de las culturas fueron las basadas en la utilidad de los seres vivos; así San Agustín (s. IV) dividía a los animales en tres grupos en función de su relación con el hombre: útiles, peligrosos y superfluos. Así los dividen los aborígenes australianos, pero incluso es muy probable que si ahora hablásemos con un agricultor nos haría una clasificación muy semejante en función de su utilidad. De Izquierda a Derecha: San Agustín, Plinio el Viejo y Aristóteles

La Clasificación de los Seres Vivos. Aspectos Históricos Tras el Renacimiento es cuando se sientan las bases para el conocimiento científico, y cuando comienzan los sistemas basados en la morfología de los seres vivos. En el siglo XVII, un inglés, John Ray, introduce el concepto de especie basándose en la homogeneidad anatómica y morfológica. John Ray describió unas 19.000 plantas. Para identificar cada una de ellas utilizó una frase en latín, siguiendo un esquema que ya usó Teofrasto, en la que se enumeraban sus principales características, este sistema se denomina sistema polinomial. Al final de este mismo siglo aparece el concepto de género que incluía a aquellas especies semejantes en un mismo grupo. Fue durante el siglo XVIII cuando se crea el sistema moderno de clasificación gracias a un médico sueco, Carl von Linné o Linneo (1707-1778). Linneo dedicó toda su vida a la taxonomía de los seres vivos, describiendo varios miles a lo largo de ella, pero sin duda su mayor contribución fue la invención del sistema de clasificación binomial. El sistema binomial (bi nomen= dos nombres) tiene un primer nombre que hace referencia al género y un segundo que identifica la especie. El nombre del género debe ir con mayúscula, pero el nombre de la especies es con minúscula. Ambos nombres deben ir escritos o en cursiva (o subrayados). Este método es el empleado en la actualidad y sirve para identificar todas las especies de seres vivos conocidos. Este sistema de dos nombres tuvo mucho éxito y rápidamente sustituyó al sistema polinomial, de hecho supuso una revolución porque dio a los taxónomos del mundo la posibilidad de comunicarse. De Izquierda a Derecha: John Ray y Carl von Linne

La Clasificación de los Seres Vivos. Aspectos Históricos A la mayoría de las personas, los nombres científicos les resultan sumamente complicados. No entienden por qué para designar al felino que vemos en el zoológico le digan Felis concolor, cuando todo el mundo le llama puma. Sin embargo, si nos encontramos con un científico inglés, chino o ruso, todos ellos los nombrarán con el mismo nombre científico. Incluso con personas de nuestra misma lengua y de nuestro mismo país, podría resultar difícil de comunicarse, ya que a menudo hay una gran variación en los nombres comunes. Por ejemplo, al puma también se lo llama león americano (ver imagen abajo). Las palabras que componen el nombre científico están en latín o si provienen de otro idioma están latinizadas. El hecho de que los nombres sean en latín se debe a que, en el momento histórico en que se creo este sistema, el latín era la lengua de comunicación de la ciencia. Las palabras que forman el nombre científico suele indicar alguna característica del ser vivo al que se hace referencia, por ejemplo la palabra Felis indica que estamos frente aun pariente de los gatos. Para dar el nombre a una especie hay que seguir una serie de normas que están incluidas en Códigos Especiales, que incluyen aspectos como: que en el caso de que existan dos nombres para una especie, tiene prioridad aquel que fue publicado en primer lugar, que no pueden existir dos nombres iguales para dos especies diferentes, etc.

La Clasificación de los Seres Vivos. Aspectos Históricos Como hemos señalado, los naturalistas, desde los tiempos de la Grecia antigua, dividieron a los organismos en dos reinos: Plantas y Animales. El reino animal incluía a los organismos que comían cosas, se movían y crecían hasta un cierto tamaño; las plantas incluían a los que no se movían, no comían y crecían indefinidamente. Si bien después del desarrollo del microscopio se puso cada vez más en duda la clasificación en dos reinos, durante muchos años se reconocían sólo dos ramas en la sistemática: la zoología y la botánica. El evolucionista alemán Ernst Haeckel (1834 – 1919) propuso, a finales del siglo pasado, la construcción de un tercer reino, el de los Protistas, constituido por microorganismos. Haeckel reconoció que algunos de estos microorganismos carecían de núcleo celular (bacterias) y los denominó Monera. En la Imagen: Árbol de la vida propuesto por Haeckel, en 1866, en base a los estudios de microscopía que lo llevaron a crear un nuevo grupo, los protistas, en el que incluía a las bacterias, los protozoarios, algunas algas y hongos.

La Clasificación de los Seres Vivos Posteriormente, las bacterias fueron reconocidas, en 1956, por Herbert Copeland como reino Monera, independiente de los Protistas. Los hongos, fueron los últimos organismos que merecieron la creación de un reino y su fundador, R. Whittaker propuso, en 1959, una clasificación general de los seres vivos que contenía cinco reinos: Monera (bacterias), Protista (protozoos), Fungi (hongos), Animalia (animales) y Plantae (plantas). Posteriormente, en 1978, R. Whittaker y L. Margulis, propusieron una modificación, conservando el número de reinos e incluyendo dentro del antiguo grupo Protistas a las algas. Este nuevo reino fue denominado Protoctista; sin embargo, gran parte de la literatura científica aún utiliza la denominación Protista. Así, esta nueva clasificación de cinco reinos consiste en Monera (bacterias), Protoctista o Protista (algas, protozoos, mohos del limo, y otros organismos acuáticos y parásitos menos conocidos), Fungi (líquenes y hongos), Animalia (animales vertebrados e invertebrados) y Plantae (musgos, helechos, coníferas y plantas con flor). Enlas imágenes de Izquierda a Derecha: Ernst Haeckel, Robert Whittaker y Lynn Margulis

La Clasificación de los Seres Vivos. Aspectos Históricos Hasta 1977, el reino se consideraba la categoría sistemática más amplia. Sin embargo, Carl Woese (en la fotografía) y sus colaboradores propusieron la categoría de Dominio para incluir a tres grandes líneas evolutivas: Eubacteria (Bacterias), Archaea (Arqueobacterias) y Eukarya (Eucariotas). El cambio propuesto por Woese resalta las diferencias, hasta ahora ocultas, entre organismos procariotas. En el sistema de Woese, Archaea y Eubacteria son dominios distintos de organismos procariotas. El dominio Eukarya agrupa, según esta clasificación, a los restantes reinos de organismos eucariotas. (imagen de la derecha)

La Clasificación de los Seres Vivos en la Actualidad Árbol Filogenético de la vida. Aquí se presenta la clasificación de los seres vivos en tres dominios propuesta por Carl Woese. Puede observarse como los Eubacterya, Archaea y Eukarya se originaron a partir de un antecesor común.

La Clasificación en 3 Dominios

Concepto Biológico de Especie La taxonomía se basa en la especie como su unidad fundamental, debemos saber, por tanto, en que consiste una especie. Etimológicamente, especie significa tipo, una especie sería un tipo de ser vivo diferente de los demás. Una definición de especie es: Una especie está constituida por todos los individuos con características estructurales, funcionales, genéticas y comportamentales semejantes, que se reproducen entre ellos y originan una descendencia fértil y que tienen una misma ascendencia. La simple descripción y nominación de las especies no es suficiente, para manejar tanta diversidad. De poco vale una lista de un millón de especies, una tras otra. Para comprender la naturaleza hace falta un sistema que nos permita ordenarlas.

Grupos Taxonómicos Reino Animalia Plantae El método empleado para agrupar las especies es con la creación de diferentes niveles jerárquicos (rangos taxonómicos) que van englobando los niveles inferiores. Así los géneros muy semejantes se agrupan dentro de un taxón de categoría superior que se denomina familia. Las familias se agrupan en otra unidad que es el orden, y estos en clases. Las clases se agrupan en otra unidad (división para vegetales y hongos y phyllum para animales). Y por último estas unidades se agrupan dentro de la unidad superior que es el reino. Existen otros rangos intermedios como subespecie o superfamilia. Cada una de estos grupos tiene diferente terminación cuando lo nombramos. De todo esto se desprende que la sistemática es un sistema jerárquico, en el que cajas pequeñas se van incluyendo dentro de cajas más grandes, de modo que todos los seres vivos están incluidos dentro de una de ellas. Los seres serán más o menos cercanos entre sí, en función de la categoría taxonómica que compartan. Reino Animalia Plantae División o phyllum Chordata Magnoliophyta Clase Mammalia Magnoliopsida Orden Primates Rosales Familia Hominidae Rosaceae Género Homo Rosa Especie Homo sapiens Rosa canina

Taxonomía y Sistemática La Taxonomía es la disciplina científica que se preocupa de la clasificación de los seres vivos, basándose en un sistema jerárquico de grupos, ordenados según sus semejanzas. La taxonomía ha contribuido a establecer relaciones de parentesco en los distintos grupos, de acuerdo a las características morfológicas, fisiológicas y genéticas que comparten. El estudio de las relaciones evolutivas entre los organismos, o filogenia, está a cargo de la Sistemática. Los aportes de esta disciplina han permitido construir árboles filogenéticos, en los que se observa la historia evolutiva de los seres vivos desde el origen de los reinos y sus principales divisiones, hasta las especies que conocemos en la actualidad. Si todos los subgrupos de un nivel taxonómico tienen un mismo ancestro, se denominan monofiléticos; si, por el contrario, provienen de varias líneas evolutivas, se llaman polifiléticos.

Dos Modelos de Árboles Filogenéticos (Árboles de la Vida)

La Célula Se denomina Célula a la mínima estructura anatómica y fisiológica fundamental de la materia viva, capaz de vivir independientemente como entidad unicelular, o bien, formar parte de una organización mayor, como un organismo pluricelular. La célula presenta dos modelos básicos: Procarionte o Procariota y Eucarionte o Eucariota. Estos modelos presentan numerosas diferencias pero su organización general comprende en todos los casos una membrana plasmática, un citoplasma y material genético (ADN). No existen células que carezcan de estos 3 componentes. Imagen izquierda: bacterias (Procariotas) Imagen central: espermatozoides de erizo de mar (Eucariotas) Imagen derecha, células de estomas vegetales. (Eucariotas)

La Célula Procariota (o Procarionte) Las células procariotas son estructuralmente mas simples que las eucariotas. Conformaron los primeros organismos del tipo unicelular que aparecieron sobre la tierra hace unos 3500 millones de años. Las células procariotas tienen el material genético concentrado en la región central del citoplasma, pero sin una membrana protectora que defina un núcleo. La célula no tiene orgánulos –a excepción de ribosomas- ni estructuras especializadas. Como no poseen mitocondrias, los procariotas obtienen energía del medio mediante reacciones de glucólisis en los mesosomas (estructuras especializadas) o en el citoplasma. Sus mayores representantes son las arqueobacterias, las bacterias y las cianobacterias, también llamadas algas cianofitas. En las fotografías se pueden observar diferentes tipos de bacterias (izquierda y centro) y un alga cianofita (derecha).

Modelo de Célula Procariota

Diferencias y similitudes entre una célula procariota y una eucariota

Cuadro Comparativo Entre Procariontes y Eucariontes

Célula Eucariota o Eucarionte Las células eucariotas son más complejas que las procariotas y surgieron a partir de estas por el fenómeno de Endosimbiosis, hace unos 1000 millones de años. Tienen mayor tamaño y su organización es más compleja, con presencia de organelas que le permiten una notable especialización en sus funciones. El ADN está contenido en un núcleo con doble membrana atravesado por poros. Las células eucariotas están presentes en los organismos pertenecientes al Dominio Eukarya (Protistas, imagen de la derecha, Hongos, Plantas, imagen de la izquierda y Animales, imagen central)

Células Eucariotas Animal y Vegetal

Dominio Archaea (Extremófilos o Arquibacterias) Las archaea (o arqueas) son microorganismos unicelulares. Al igual que las bacterias, las archaea carecen de núcleo y son por tanto procariontes. Sin embargo, las diferencias a nivel molecular entre archaeas y bacterias son tan fundamentales que se las clasifica en grupos distintos. De hecho, estas diferencias son mayores de las que hay, por ejemplo, entre una planta y un animal. Actualmente se considera que las archaea están filogenéticamente más próximas a los eucariontes que a las bacterias. Archaea constituye uno de los dominios en los que se dividen los seres vivos. Antiguamente se clasificaban como perteneciendo al reino Monera en la taxonomía tradicional de los cinco reinos. En 1990 se propuso considerarlos un dominio separado, según el sistema de tres dominios de Carl Woese Imagen de la Izquierda: La especie Methanospirillum hungatii es una arqueobacteria presente en ambientes sin oxígeno. En la fotografía aparece la célula en fase de escisión, es decir, mientras se está dividiendo para dar lugar a dos células hijas. Imagen de la Derecha: Estas especies de Archaea viven en el calor extremo, cerca de chimeneas volcánicas en las profundidades del mar.

Dominio Archaea. Arqueobacterias o Extremófilos El grupo más antiguo, las arqueobacterias, constituyen un fascinante conjunto de organismos y por sus especiales características se considera que conforman un Dominio separado: Archaea. En su aspecto, los Archaea son muy parecidos a las Bacterias. La mayoría son pequeños (0.5-5 micrones) y con formas de bastones, cocos y espirilos. Las Archaea generalmente se reproducen por fisión, como la mayoría de las Bacterias. Si bien lucen como bacterias  poseen características bioquímicas y genéticas que las alejan de ellas. Hoy se encuentran restringidas a hábitats marginales como fuentes termales (ver fotografía debajo), depósitos profundos de petróleo caliente, fumarolas marinas, lagos salinos (incluso en el mar Muerto...). Por habitar ambientes "extremos", se las conocen también con el nombre de extremófilas. Se considera que estos ambientes presentan condiciones físico químicas (temperatura, falta de oxígeno, acidez) semejantes a las existentes en los primeros tiempos de la historia de la Tierra. Por ello a estos organismos se los denominó arqueobacterias (del griego arkhaios = antiguo), es decir las “bacterias mas antiguas”. 

Dominio Eubacterya. Las Bacterias y Algas Cianofitas En general, las bacterias son organismos unicelulares que pueden vivir libres o agrupadas formando colonias. Su tamaño varia entre 0.2 y 3 micrones () de diámetro. Aunque son verdaderas células, su estructura presenta rasgos especiales: 1. Por ser procariotas carecen de núcleo diferenciado. El citoplasma presenta un solo cromosoma en forma de anillo (ADN circular). 2. Una pared celular rígida (pared bacteriana) rodea la membrana plasmática. La composición química de la pared bacteriana varía en los distintos grupos de bacterias y se refleja en la capacidad de retener o no determinados colorantes. Según esto, las bacterias se clasifican en gram positivas o gram negativas. Además, ciertas bacterias presentan una capa viscosa formada por azúcares complejos sobre la pared bacteriana que es lo que llamamos cápsula. 3. Algunas bacterias son inmóviles; otras se desplazan mediante la utilización de cilios o flagelos. 4. No presentan mitocondrias ni ninguna otra organela desarrollada. 5. Según su forma o morfología reciben distintos nombres: cocos si son esféricos; bacilos si tienen forma de bastón; vibriones si son semejantes a una coma o espirilos si son parecidos a un sacacorchos. Los cocos pueden agruparse de a pares (diplococos), en cadena (estreptococos) o de modo irregular (estafilococos). Los diferentes tipos pueden observarse en la figura superior. En la figura inferior podemos observar distinto tipo de bacilos vistos al microscopio óptico. VIBRION

Algas Cianofitas Las Algas Cianofitas pertenecen a la División (Cyanophyta) son conocidas comúnmente como algas verde-azuladas por su color (a veces rojizo, pardo o negro). Se caracterizan por que son procariotas (sin núcleo verdadero), autótrofos (aunque hay heterótrofos descomponedores y hasta parásitas), constituidos por células idénticas aisladas (unicelulares) o en cenobios (conjuntos de células sin diferenciación) filamentosos, planos o globulares. Viven en medios húmedos o acuáticos con una gran adaptabilidad . Su tamaño oscila entre 1 µm hasta varios micrómetros. Solo se conoce en estos organismos formas de reproducción asexual. En la imagen fotografía de Oscillatoria, un cianoita

Dominio Eukarya Eukarya es el dominio de organismos celulares con núcleo verdadero. Estos organismos constan de una o más células eucariotas, abarcando desde organismos unicelulares hasta verdaderos pluricelulares en los cuales las diferentes células se especializan para diferentes tareas y que, en general, no pueden sobrevivir de forma aislada. Animales, plantas, hongos, así como varios grupos denominados colectivamente protistas pertenecen al dominio Eukarya. Todos ellos presentan semejanzas a nivel molecular (estructura de los lípidos, proteínas y ácidos nucleicos) y comparten un origen común. Se cree que los eucariontes se han originado hace alrededor de unos dos mil millones de años, pero no hay un acuerdo unánime. Formas que pueden relacionarse inequívocamente con grupos modernos empezaron a aparecer hace unos 800 millones de años, mientras que la mayoría de los grupos fósiles se conocen desde final del Cámbrico, hace unos 500 millones de años. Los eucariontes se reparten entre cuatro reinos: Protista, Plantae, Animalia y Fungi.

Reino Protista: Pueden ser unicelulares o pluricelulares Reino Protista: Pueden ser unicelulares o pluricelulares. Pertenecen a este reino los protozoos y las algas. Los protozoos son unicelulares pero más grandes y desarrollados que las bacterias. Habitualmente viven en el suelo, en el agua o son parásitos. Son muy numerosos y diferentes entre sí. Las algas, a pesar de realizar la fotosíntesis, no se las considera plantas por no tener órganos diferenciados ni la misma estructura de los vegetales. Pueden ser unicelulares o pluricelulares. Reino Fungi: Está formado por los hongos. Pueden ser unicelulares (levaduras) o pluricelulares (setas). También existen los mohos y los líquenes (asociación de hongo y alga). Los hongos pueden ser beneficiosos (penicilina) o perjudiciales (moho). Reino Plantae: Son organismos Pluricelulares, inmóviles y adaptados a casi todos los ambientes donde llegue la luz y no haya temperaturas extremas. Son Autótrofos con pigmentos especializados para realizar el proceso de fotosíntesis. Poseen células con pared celular de celulosa. Reino Animalia : Son organismos pluricelulares caracterizados principalmente por alimentarse de otros organismos y suelen ser móviles. Existen muchos grupos con formas, tamaños y estructuras diferentes. Generalmente se dividen en: vertebrados (tienen esqueleto interno) e invertebrados (no lo tienen). A la vez, los invertebrados se dividen en: poríferos, cnidarios, anélidos, moluscos, artrópodos y equinodermos. Los vertebrados se dividen en: peces, anfibios. Dominio Eukarya

Bibliografía Aljanati, Wolovelsky, Tambussi, Los Códigos de la Vida, Editorial Colihue, 2002. Curtis, H., y Barnes S., Biología, Editorial Panamericana, 2005. Villee, C., Biología, Editorial Interamericana, 2004. Castro, Handel, Rivolta; Actualizaciones en Biología; EUDEBA, 1998. Bassarsky, Magali; Busca, Marta; Valerani, Alejandra. 2001. Biología I AZ Editora. Buenos Aires Perlmuter, Silvana, Stutman, Nora. 1998. Biología 9° E.G.B. Buenos Aires. Aique Grupo Editor. Microsoft Encarta 2007 www.wikipedia.com www.porquebiotecnologia.edu http://www.ulb.ac.be/sciences/biodic/EPageImages.html http://calphotos.berkeley.edu/ http://pages.unibas.ch/botimage/ www.librosvivos.net http://www.biologia.edu.ar http://www.biocarampangue.dm.cl http://www.biologia.arizona.edu Apuntes Personales