clasificación, filogenia, taxonomia y sistemática

clasificación, filogenia, taxonomia y sistemática

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