Presentación de PowerPoint

Guía del Curso
2008-2009
de
Botánica Farmacéutica
Impartido por la Prof. Ana Crespo
Catedrática de Botánica de la Facultad de Farmacia
UCM
(i) Generalidades
BOTÁNICA
FARMACÉUTICA
Estudia la diversidad biológica (= biodiversidad) de los hongos, y
vegetales (algas y plantas) que viven en el planeta desde una
perspectiva filogenética (= sistemática) y desde su interés práctico
(farmacéutico y ambiental)
La magnitud actual de la diversidad de los seres vivos se estima en 14.
especies (Nature, vol 405 11 Mayo 2000 Nature insight Biodiversity)
106
300.000 especies
10.000.000 especies
300.000 especies
1.500.000 especies
1.000.000 especies
VIDA 3500.106
FOTOSÍNTESIS 3400.106
EUCARIOSIS 1500.106
EUCARIOSIS
FOTOSÍNTESIS
VIDA
http://www.scotese.com/future2.htm
HADEANA / ARQUEANA
Gases volcánicos:
Nitrógeno gaseoso,
dióxido de carbono y
vapor de agua.
C, H, O, N, S
Radiación Sulfuro de
hidrógeno,
solar no
amoníaco y
filtrada
metano
VIDA
PRIMITIVA
ANAEROBIA: Vida primitiva
(primeras células). El O2
gaseoso es consecuencia de la
fotosíntesis.
Reproducción experimental
Amoníaco
Metano
Vapor de agua
“efecto
tormenta”
Y luego ...mucho tiempo
para evolucionar
CUÁNTO TIEMPO??
Experimento de Stanley Miller 50’
EUCARIOSIS 1500.106
+ 1900. 106
FOTOSÍNTESIS 3400.106
+ 100. 106
VIDA 3500.106
Se necesita mucho tiempo para que los seres vivos hayan acumulado
el alto número de cambios evolutivos para alcanzar la actual
biodiversidad. Demasiado?
Hipótesis para resolver el problema del
TIEMPO
Astrobiología ???
Endosimbiosis
Ambos procesos y otros (relacionados con expresión
génica)
Astrobiología
Astrobiología
En la nave Soyuz
Foton M1
LICHENS
L.G.Sancho & al 2007
Astrobiology
ENDOSIMBIOSIS: el origen de la
célula eucariótica (L. Margulis 70’)
Un procariota
procariotaingiere
ingiere
una
bacteria
aerobia.Las
Asi
bacterias
aerobias.
los
areobios
quedan
bacterias
quedarían
protegidos
protegidasyy
proporcionan
energía
producirían energía
A lo largo del tiempo
las bacterias aerobias se
transforman en
mitocondrias y ya son
incapaces de vivir
libremente
ENTRE 3400 Y 1500
ENTRE 3400 Y 1500
MILLONES DE AÑOS
MILLONES DE AÑOS
Un procariota
primitivo ingiere una
cianobacteria que
contiene pigmentos
fotosintéticos
Las cianobacterias
se transforman en
cloroplastos y ya
son incapaces de
vivir libremente
ENDOSIMBIOSIS: el origen de la
célula eucariótica (L. Margulis 70’)
La magnitud actual de la diversidad de los seres vivos se
estima en 14. 106 especies (Nature, vol 405 11 Mayo 2000
Nature insight Biodiversity)
300.000 especies
10.000.000 especies
300.000 especies
1.500.000 especies
1.000.000 especies
E
A
1 2 3 4 5 6
Eucariosis
2. Opisthokonta
1.
Amebozoa
3.
Rhizaria
6.
Excavata
4. Archaeplastida
(=Arqueoplástidos)
5.
E. EUBACTERIAS
A. ARQUEBACTERIAS
Chromalveolata
Sistemática
Taxonomía
Filogenia
SISTEMÁTICA Y/O TAXONOMÍA
FILOGENIA
Caracteres:
1. Morfológicos: macromorfológicos y micromorfológicos
2. Químicos
3. Moleculares (obviamente filogenéticos)
Para construir una sistemática se comparan los caracteres
de los individuos sujeto de estudio.
Los que tienen en común mayor número de caracteres se
situarán mas cerca en la clasificación sistemática.
REPRESENTACIÓN DE SEMEJANZAS EN ÁRBOL
(CLADÍSTICA*)
Carácter
a
Carácter
b
Carácter
c
Carácter
d
Carácter
e
Planta
1
+
+
_
+
+
Planta
2
+
_
+
_
_
Planta
3
+
+
+
_
+
*clado significa rama
REPRESENTACIÓN DE SEMEJANZAS EN ÁRBOL
(CLADÍSTICA)
1
3
2
Planta Planta Planta
1
2
3
Planta
5
1
3
1
1
Planta
2
1
5
2
Planta
3
3
2
5
3
2
Arboles no-enraizados (Unrooted)
E
D
F
A
H
B
C
J
I
No enraizado
G
Arboles no-enraizados (Unrooted) y enraizados
(Rooted)
A B C D E H I
Enraizado
J F G
E
D
RAIZ
F
A
ENRAIZADO
CLADOGRAMA RECTANGULAR
(rectangular cladogram)
H
B
C
J
G
A
B C D E F G H I
I
No enraizado
ENRAIZADO
CLADOGRAMA EN V
(slanted cladogram)
J
Árbol filogenético
Elementos terminales
Ramas terminales
A
B
nodo 1
C
D
E
F
nodo 2
G
H
I
J
politomía
ramas
interiores
(SLANTED) CLADOGRAMA V
Raiz
Grados de confianza: probabilidades
Bacterium 1
Bacterium 2
Bacterium 3
Eukaryote 1
Eukaryote 2
Eukaryote 3
Eukaryote 4
98
100
100
Bacterium 1
Bacterium 2
Bacterium 3
Eukaryote 1
95
Eukaryote 2
Eukaryote 3
Eukaryote 4
Grados de confianza: probabilidades
Bacterium 1
Bacterium 2
Bacterium 3
Eukaryote 1
Eukaryote 2
Eukaryote 3
Eukaryote 4
Árboles de distancia y árboles filogenéticos
Bacterium 1
Bacterium 2
Bacterium 3
Eukaryote 1
Eukaryote 2
Eukaryote 3
Eukaryote 4
Grupo hermano
En taxonomía, un grupo es monofilético si todos los
organismos incluidos en él han evolucionado a partir de un
ancestro común, y todos los descendientes de ese ancestro
están incluidos en el grupo.
En taxonomía un grupo es parafilético cuando incluye
al ancestro común de sus miembros, pero no a todos los
descendientes de éste. Un grupo se constituye como
parafilético cuando a un clado (rama evolutiva) se le
sustraen uno o más grupos holofiléticos (monofiléticos).
un grupo taxonómico que contiene organismos pero
carece de un ancestro común se llama polífilético
Grupos hermanos
Relaciones filogenéticas:
monofilético, parafilético y polifilético
Para discusión
Seleccionar grupos:
Monofiléticos
Polifiléticos
Parafiléticos
Comentar grupos:
Bien respaldados
Mal respaldados
Para discusión
Seleccionar grupos:
Monofiléticos
Polifiléticos
Parafiléticos
Comentar grupos:
Bien respaldados
Mal respaldados
Relaciones filogenéticas:
monofilético, parafilético y polifilético
Ninfa de agua
Anís estrellado
Amapola
Rosa
Girasol
Dicotiledoneas
Tomate
Magnolio
Peperomia
Alisma
Orquídea
lirio
Monocotiledoneas
jengibre
maíz
SISTEMÁTICA Y/O TAXONOMÍA
FILOGENIA
Caracteres:
1. Morfológicos: macromorfológicos y micromorfológicos
2. Químicos
3. Moleculares (obviamente filogenéticos)
LAS CLASIFICACIONES
Aristóteles: Plantas y Animales
Linneo
Clasificación plantas por
órganos reproducción
sexual.
Nomenclatura binomial
Darwin
Nace 12 Febrero 1809 en
1859 publica el origen de las
especies por selección natural
Evolución:
Clasificaciones Filogenéticas
Filogenia
Caracteres Moleculares
a
le
Son vari b
s
Son genéticos y no
adaptativos
Son numerosos (centenares)
CARACTERES MOLECULARES: CARÁCTER Y
ESTADO DEL CARÁCTER
Cada posición es un carácter y cada
posibilidad (A, C, T, G) es un estado
CARACTERES MOLECULARES: DATOS PARA INFERIR LA
FILOGENIA (O PARENTESCO EVOLUTIVO)
Los cambios o variables entre los organismos se producen
por las mutaciones que ocurren en el genoma.
M. de sustitución:
AAT ACTACG
AAC - CATCG
AACACATCG
Transiciones: entre
purinas (A, G) y entre
pirimidinas (T y C)
Transversiones:
de purinas a pirimidinas
INDEL
M. de posición
CARACTERES MOLECULARES: VARIABILIDAD
ADN
Intrones de
diversos
tipos
Exones de
los genes de
proteinas
y
Separadores
ITS
Microsatelites
NO
CODIFI
CANTE
CODIFI
CANTE
gran parte de
las
subunidades
ribosómicas
CARACTERES MOLECULARES: SELECCIÓN
Microsatellites
El marcador molecular se selecciona según el tipo de análisis que se quiera realizar
Categorías
Reino
División
Subdivisión
Clase
Sufijos
castellano, latín (hongos)
-fitos, -phyta
(-micota, -mycota)
-fitina, -phytina
(-micotina, -mycotina)
-ópsidos, -fíceas, opsida, -phyceae
(-micetes, -mycetes)
Ejemplos
Planta, Fungi
Magnoliophyta
Eumycota
Magnoliophytina
Pezizomycotina
Magnoliopsida
Phaeophyceae
Lecanoromycetes
Rosidae
Lecanoromycetidae
Subclase
-idas, idea
(-micétidas, -mycetidae)
Orden
-ales
Rosales
Lecanorales
Familia
-áceas, aceae
Rosaceae
Parmeliaceae
Género
Especie
Malus
Parmelia
Malus communis
Parmelia saxatilis
CATEGORÍA
SUFIJO (sufijo hongos)
EJEMPLOS HONGOS
EJEMPLOS (plantas, algas)
Parmelia sulcata, Peziza abieticola, Agaricus
bisporus, Mucor mucedo, Aspergillus nidulans
Pinus pinaster, Quercus suber, Poa annua,
Capsella bursa-pastoris, Fucus vesiculosus
Reino
División
-phyta (-mycota)
Subdivisión
-phytina (-mycotina)
Clase
- opsida, -phyceae
(-micetes, -mycetes)
Subclase
idea (-mycetidae)
Orden
-ales
Familia
-aceae
Género
Especie