CLASIFICACIÓN, FILOGENIA, TAXONOMIA Y SISTEMÁTICA
ALGUNAS DEFINICIONES
SISTEMÁTICA (delLatin systēma, y el Griego σύστημα) :Es el estudio científico de las formas de organismos , su diversidad y toda y cualquier relación entre ellas. CLASIFICACIÓN: Es el ordenamiento de los seres vivos en clases o conjuntos, sobre la base de sus relaciones de semejanza. Las clasificaciones en biología son jerárquicas, es decir, contienen a grupos dentro de grupos. Un ejemplo de clasificación no jerárquica es la tabla periódica
ALGUNAS DEFINICIONES MÁS…. TAXONOMÍA (del griego τάξις , ‘orden’ + νόμος , nomos, ‘ciencia’: Es la práctica y ciencia de la clasificación; o es el estudio teórico de la clasificación, que incluye los principios, normas y reglas que sirven de base a la misma.
NOMENCLATURA (del latín nomenclatura= nomen, nombre + calátum, llamar o nominar): Es la aplicación de nombres únicos y aceptados universalmente a cada una de las clases reconocidas en una clasificación dada.
SISTEMATICA INTENTO DE PONER ‘ORDEN’ EN EL MUNDO NATURAL ESE ORDEN PUEDE REFLEJARSE EN
CLASIFICACIONES PODEMOS CLASIFICAR COSAS DE DISTINTAS MANERAS
ESCUELAS DE TAXONOMÍA ESCUELA DE TAXONOMÍA EVOLUTIVA Fuertemente influenciada por los trabajos de Mayr y Simpson
Se basaba en la idea de que el estudio de las poblaciones y la variación intraespecífica eran cruciales para entender la diversidad biológica Gran parte del esfuerzo de los sistemáticos evolutivos o clásicos estaba enfocado a distinguir entre especies o subespecies, y prácticamente no se tenían en cuenta las relaciones entre grupos de organismos
Escuela de taxonomía evolutiva Incorpora dos elementos clave en el reconocimiento y ordenación de taxa: Descendencia común Cantidad de cambio adaptativo Los taxa ‘evolutivos’ tienen que poseer un solo origen evolutivo y mostrar características adaptativas únicas
ESCUELAS DE TAXONOMÍA Representaciones gráficas de sus resultados
SISTEMÁTICA EVOLUTIVA
ARBOLES FILÉTICOS
ESCUELAS DE TAXONOMÍA ESCUELA DE TAXONOMÍA FENÉTICA O NUMÉRICA Basada fundamentalmente en los trabajos de Sneath y Sokal
Su idea fundamental es agrupar en base a similitud global Podemos resumir sus propuestas fundamentales en lo siguiente: Excluir completamente las consideraciones evolutivas de las clasificaciones Utilizar métodos cuantitativos y específicos, a diferencia de la taxonomía evolutiva
Para los fenéticos, una clasificación basada en filogenia sólo sería útil para algunos propósitos muy particulares
Por tanto, una clasificación basada en la mayoría de observaciones posible, sin estar bajo ningún marco teórico, podría ser una clasificación de utilidad más general que una basada en criterios evolutivos
Las técnicas fenéticas se implementan convirtiendo la cantidad de diferencia en ‘distancias’, que luego son usadas para construir matrices que se tratarán con programas informáticos
ESCUELAS DE TAXONOMÍA Representaciones gráficas de sus resultados
SISTEMÁTICA NUMÉRICA
FENOGRAMAS
ESCUELAS DE TAXONOMÍA ESCUELA DE TAXONOMÍA FILOGENÉTICA O CLADÍSTICA “La tarea de la sistemática es la creación de un sistema de referencia general, y la investigación de la relación que se produce de este sistema a todos los sistemas necesarios en biología”
Willi Hennig
Intentaba que la clasificación refleje directamente la evolución, a diferencia del método fenético Hennig notó que las clasificaciones jerárquicas producidas por los biólogos desde hace tiempo, serían mucho más útiles si reflejaran adecuadamente la evolución
1966
Se opuso a la idea de que la sistemática es un ‘arte’, más bien es una ciencia que debe tratarse de manera lógica
ESCUELAS DE TAXONOMÍA Representaciones gráficas de sus resultados
SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA
CLADOGRAMAS
ESCUELAS DE TAXONOMÍA ¿En qué difieren las tres escuelas?
¿Podemos reconstruir la filogenia?
NO (taxonomía numérica) SI (taxonomía evolutiva y cladistica)
SI, o al menos los métodos así lo asumen (taxonomía numérica) ¿El cambio evolutivo sucede siempre a la misma tasa?
NO, y debe incorporarse esta información en los resultados (taxonomía evolutiva) NO SÉ, los métodos no se ven afectados por esto (taxonomía cladistica)
ESCUELAS DE TAXONOMÍA ¿En qué difieren las tres escuelas? ¿Todos los atributos (caracteres) de los organismos son igualmente útiles para la clasificación?
SI (taxonomía numérica) NO (taxonomía evolutiva y cladística)
La sistemática cladística piensa que los grupos sólo pueden formarse en base a atributos únicos compartidos, dado que lo contrario permitiría formar casi cualquier agrupación Los sistemáticos evolutivos comparten este punto de vista, pero siguen insistiendo en que el grado de diferenciación entre linajes debe ser tenido en cuenta a la hora de otorgar rangos a los taxa en las clasificaciones formales
Taxonomía numérica Taxonomía evolutiva
Taxonomía filogenética
TIPO DE DATOS
Datos convertidos a una matriz de distancia
Caracteres discretos
METODO DE AGRUPAMIENTO
Similitud global
Similitud especial
Similitud especial
TIPO DE DIAGRAMA
Fenograma
Árbol filético
Cladograma
NIVEL JERÁRQUICO DETERMINADO POR
Cantidad de diferencia
Cantidad de diferencia
Atributos únicos compartidos
Si
Si
No
SENSIBLE A DIFERENCIAS EN TASAS DE EVOLUCION
Caracteres discretos
ÁRBOLES FILOGENÉTICOS
Un árbol filogenético es un diagrama que intenta representar las relaciones evolutivas entre varias especies o entidades, de las que se piensa están relacionadas por ancestría común
Ernst Heinrich Philipp August Haeckel (February 16, 1834 — August 9, 1919), Árboles de Haeckel representando las relaciones de los seres vivos
¿QUÉ ES UN CLADOGRAMA? La palabra cladograma deriva del griego κλάδος, klados, o ‘rama’ y del griego -γράφος, de la raíz de γράφειν, escribir
Un cladograma es un tipo de árbol filogenético que muestra las relaciones hipotéticas entre organismos
¿QUÉ COSAS NO SON CLADOGRAMAS?
Hay ciertas estructuras que son muy parecidas a un cladograma, pero sin embargo son cosas diferentes
Y más importante aún, no dan la misma información
ÁRBOLES GENEALÓGICOS
ÁRBOLES FILÉTICOS Usados por la escuela evolutiva
FENOGRAMAS Usados por la escuela fenética o de taxonomía numérica Siguen siendo utilizados principalmente en estudios ecológicos y moleculares
COMPONENTES DE UN CLADOGRAMA Grupo Externo (Outgroup) F
Grupo Interno (Ingroup) E
D
C
B
Terminal
Terminales
Internodo Rama Nodo
Basal (o profundo – Deep branches)
A
Raíz
CARACTERES Una definición operacional: “cualquier propiedad que varía en los taxa en estudio”. Esa variación es evidencia de cambio evolutivo entre los organismos.
Los caracteres son la fuente fundamental de información para reconstruir las relaciones filogenéticas entre los organismos
CARACTERES DE ESQUELETO
MUSCULATURA DE LA CABEZA Y HOMBROS DE LOS LAGARTOS LIOLAEMUS SCAPULARIS (1) Y PHYMATURUS PUNAE (2).
Moro & Abdala (1998)
Phylogeography of colour polymorphism in the coral reef fish Pseudochromis fuscus, from Papua New Guinea and the Great Barrier Reef
MESSMER et al, 2005
DESPLIEGUE EN ELECCIÓN DE PAREJAS
CARIOTIPOS DE CUATRO ESPECIES DE RANAS DE LA FAMILIA HYLIDAE, CON DOS TECNICAS DE COLORACION DIFERENTES
SUAREZ et al. (In Press)
FRACCIÓN DE LAS SECUENCIAS DE ADN UTILIZADAS PARA EL ANÁLISIS DE LOS LAGARTOS DE LA FAMILIA PHRYNOSOMATIDAE.
REEDER (1995)
VAMOS A VER UNAS CUANTAS DEFINICIONES…
HOMOLOGÍA
El mismo órgano bajo cada variedad de forma o función (Owen, 1843)
Es decir, sin importar cómo se presente la estructura, o qué función cumpla, mientras tenga el mismo origen, es homóloga
ANALOGÍA
Son estructuras similares (tanto en forma como función), pero que no tienen relación de parentesco SON EJEMPLOS DE EVOLUCIÓN CONVERGENTE, O DESARROLLO INDEPENDIENTE DE ESTRUCTURAS SIMILARES BAJO (TAL VEZ) LAS MISMAS PRESIONES SELECTIVAS
TEST DE HOMOLOGÍA
1. SIMILITUD Dos caracteres homólogos deben contar con igual forma, desarrollo y posición en el organismo.
2. COEXISTENCIA Ambos supuestos homólogos no pueden estar presentes al mismo tiempo en el mismo organismo. 3. CONGRUENCIA La comparación con otros caracteres (análisis cladístico) debe revelar que se trata de un caracter sinapomórfico de un grupo monofilético.
DEFINICIONES DE GRUPOS:
GRUPO MONOFILÉTICO: Es aquel que incluye al ancestro común y a todos sus descendientes
GRUPO PARAFILÉTICO: Es aquel que incluye al ancestro común pero no a todos sus descendientes
GRUPO POLIFILÉTICO: Es aquel que incluye taxa con diferentes ancestros
Grupo monofiletico
Grupo polifiletico
Grupo parafiletico
F
E
D
C
B
A
PLESIOMORFÍA SINAPOMORFÍA AUTOAPOMORFÍA HOMOPLASIA
LAS SINAPOMORFÍAS SON LLAMADOS CARACTERES DERIVADOS COMPARTIDOS LAS SINAPOMORFÍAS SON HOMOLOGÍAS, DADO QUE SU PRESENCIA SE EXPLICA POR HERENCIA DE UN ANCESTRO COMÚN COMO VEREMOS, LAS SINAPOMORFÍAS SON CRUCIALES PARA LA SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA