Autoevaluación Actividad interactiva de la sección 5 Evolución Biología de las plantas El comportamiento animal y su evolución Procariotas y virus

Capítulo 26. La clasificación de los organismos

Ejercicio 1
Ejercicio 2
Cuestionario

Sección 5. La diversidad de la vida

AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 26. La clasificación de los organismos

Cuestionario:

  1. Distinga los siguientes conceptos: taxonomía/sistemática; categoría/taxón; género/especie; homología/analogía; fenética numérica/ cladística; monofilético/parafilético/polifilético, sinapomorfía/simplesiomorfía.
  2. ¿Por qué la clasificación biológica es jerárquica?
  3. ¿En qué se diferencia la categoría especie del taxón especie y ambos conceptos del de la especie biológica?
  4. Compare, mediante un cuadro, las tres escuelas sistemáticas en cuanto al tipo y número de caracteres que estudian, al tipo de árboles que obtienen, a qué representan, y al reconocimiento de grupos polifiléticos, parafiléticos y monofiléticos.
  5. ¿Por qué las clasificaciones cladísticas representan hipótesis? ¿Qué historia hipotética narran?
  6. ¿Qué utilidad tienen los marcadores moleculares que cambian a tasas evolutivas muy altas? ¿Y los que marchan a velocidades muy bajas?
  7. ¿Cuáles son los caracteres que identifican a cada uno de los cinco reinos? ¿Y a los tres dominios?

Respuestas:

1.Distinga los siguientes conceptos: taxonomía/ sistemática; categoría/ taxón; género/especie; homología/ analogía; fenética numérica/ cladística; monofilético/ parafilético/ polifilético, sinapomorfía/simplesiomorfía.

Por siglos, los naturalistas han intentado describir y explicar la diversidad del mundo natural. A esta tarea se la ha denominado sistemática. Como cualquier disciplina científica, la sistemática genera hipótesis que los biólogos ponen a prueba diariamente a través de su trabajo de campo y de laboratorio. La taxonomía es el área del conocimiento encargada de establecer las reglas de una clasificación. De este modo, la sistemática biológica utiliza la taxononomía para establecer una clasificación.

La categoría se refiere a un rango taxonómico. Un taxón es una clase lógica formada por individuos que agrupamos en virtud de ciertos atributos comunes que un taxónomo ha definido con anterioridad.

- Un género es una categoría que incluye grupos particulares de especies cercanamente emparentadas. Una especie, en latín, simplemente significa "tipo'' y, por lo tanto, en el sentido más simple, las especies son tipos diferentes de organismos. Una definición de especie más rigurosa es: un grupo de poblaciones naturales cuyos individuos se cruzan entre sí de manera real o potencial y que están reproductivamente aislados de otros grupos.

Las analogías son consecuencia de procesos de adaptación independientes a ambientes semejantes. Las homologías son la evidencia de que ciertos organismos han tenido un pasado en común. Un ejemplo clásico de homología lo constituye el miembro anterior de los tetrápodos. El ala de un ave, la aleta de una ballena, la pata de un caballo y el brazo de un hombre, a pesar de tener funciones distintas comparten un mismo patrón estructural: todas estos miembros están formados por los mismos tipos de huesos. Esta similitud apoya la hipótesis que propone que todos los tetrápodos compartimos un antecesor común. Contrariamente, la estructura fusiforme de un pez y la de un delfín son similitudes análogas ya que, muy probablemente, la selección natural operando independientemente en dos linajes distintos haya beneficiado a los individuos que minimizaron la fricción y agilizaron su locomoción en el agua.

La fenética numérica argumenta que una clasificación es tanto más informativa cuanto mejor refleja la similitud global de un grupo de especies. Los feneticistas reconocen que el parecido fenotípico de un grupo de especies puede no representar una ancestralidad común. Sin embargo, consideran que, cuanto mayor sea el número de caracteres que se utilicen en la construcción de un fenograma, mayor será la concordancia entre éste y la filogenia. La cladística sostiene que las clasificaciones biológicas deben representar un único proceso, la formación de linajes independientes a partir de un ancestro común. Cuando una clasificación se hace de modo tal que no respeta la formación de grupos monofiléticos –por considerar que otros criteros de clasificación son más adecuados para sus propósitos sistemáticos– los agrupamientos taxonómicos que surgen de esa clasificación no corresponden a grupos históricos. En este caso, los taxa pueden ser parafiléticos –cuando incluyen al ancestro común de todos los organismos que posee el taxón, pero excluye a uno o más de sus descendientes– o polifiléticos –cuando agrupan a especies descendientes de distintos ancestros–.

Un tipo especial de homologías compartidas por un grupo de especies y que, a la vez, deriva de un ancestro común se denomina sinapomorfías. Las homologías compartidas pero primitivas –es decir, ancestrales– se denominan simplesiomorfías.

2.¿Por qué la clasificación biológica es jerárquica?

En el sistema jerárquico de clasificación biológica, cada grupo o taxón tiene asociado una categoría y un conjunto de atributos que determina la pertenencia de ciertos organismos a ese grupo. Las especies se agrupan en géneros, los géneros en familias, las familias en clases, las clases en órdenes, los órdenes en phyla, los phyla en reinos y éstos en dominios. Esta clasificación inclusiva de grupos dentro de grupos es otra evidencia más a favor del proceso de evolución de las especies.

3. ¿En qué se diferencia la categoría especie del taxón especie y ambos conceptos del de la especie biológica?

El término “especie” tiene tres usos distintos. Hablamos de especie cuando nos referimos a una categoría o rango taxonómico, el rango de especie. También hablamos de especie cuando nos referimos a un taxón, es decir, a una clase lógica formada por individuos que agrupamos en virtud de ciertos atributos comunes que un taxónomo ha definido con anterioridad. Finalmente, el término especie también hace referencia a las unidades evolutivas que habitan el mundo natural. De este modo, una especie es una categoría, una hipótesis perfectible y también un concepto biológico. Mientras que la categoría y el taxón especie se encuentran definidos en el campo del conocimiento humano, o ámbito gnoseológico, la especie biológica se define en el mundo real, o ámbito óntico, y nos advierte que hay algo allí afuera, una entidad natural, que merece ser llamada especie.

4.Compare, mediante un cuadro, las tres escuelas sistemáticas en cuanto al tipo y número de caracteres que estudian, al tipo de árboles que obtienen, a qué representan, y al reconocimiento de grupos polifiléticos, parafiléticos y monofiléticos.

Escuelas sistemáticas
Escuela feneticista Escuela cladista Escuela evolucionista
Tipo y número de caracteres Continuos y discretos. Cuantos más caracteres, mejor. Discretos Pueden ser pocos mientras sean informativos. Continuos y discretos. No importa el número siempre que permitan narrar una buena historia
Árboles Fenogramas Cladogramas Árboles evolutivos
Idea que representa Una clasificación es tanto más informativa cuanto mejor refleja la similitud global de un grupo de especies Las clasificaciones biológicas deben representar un único proceso, la formación de linajes independientes a partir de un ancestro común Una clasificación debe considerar tanto las relaciones de parentesco como la similitud fenotípica global, evitando los agrupamientos polifiléticos
Reconocimiento de grupos poli, para o polifiléticos. Incluyen los tres tipos Grupos monofiléticos Grupos mono y parafiléticos

5.¿Por qué las clasificaciones cladísticas representan hipótesis? ¿Qué historia hipotética narran?

Como cualquier disciplina científica, la sistemática genera hipótesis que los biólogos ponen a prueba diariamente a través de su trabajo de campo y de laboratorio. En las clasificaciones cladísticas, todos los miembros de un taxón, cualquiera sea su categoría, deben ser descendientes de una única especie, la especie ancestral más próxima a todas las que contiene ese taxón. Así, un taxón genérico debe contener exclusivamente a las especies que han descendido del ancestro común más cercano a todas las especies que contiene ese género. Una familia debe contener sólo a los géneros que han derivado de la especie ancestral más cercana de todas las especies que contiene esa famillia. Los taxa generados de este modo no son sólo construcciones mentales, sino que representan unidades históricas, ya que son poseedores de un pasado único, exclusivo e irrepetible.

6.¿Qué utilidad tienen los marcadores moleculares que cambian a tasas evolutivas muy altas? ¿Y los que marchan a velocidades muy bajas?

Los marcadores moleculares con tasas de evolución muy altas se utilizan para establecer las relaciones de parentesco de organismos que han tenido un ancestro común en tiempos relativamente cortos. Inversamente, marcadores extremadamente lentos, sirven para reconocer las relaciones de ancestralidad y descendencia de un grupo de organismos con centenares o miles de millones de años de evolución de divergencia.

7. ¿Cuáles son los caracteres que identifican a cada uno de los cinco reinos? ¿Y a los tres dominios?

Reino Características
Procariota (bacterias) Células de vida libre; algunas son multicelulares. Diferenciación celular incipiente en algunos grupos. Incluye a todas las bacterias.
Protista o Protoctista Células eucariotas. Flagelo o undulipodio de estructura 9+2 en algún momento de su ciclo de vida. La distinción entre unicelularidad y multicelularidad es irrelevante. Es un grupo definido por exclusión, es decir, no son animales, plantas, hongos ni procariotas. Contiene aproximadamente 27 phyla incluyendo a protozoos y algas como los organismos más comunes.
Hongos Células eucariotas. Formación de esporas y ausencia de undulipodio (amastigotas). Las esporas haploides germinan generando hifas que por un proceso de septación más o menos incompleto da lugar a la formación de células. El citoplasma puede fluir en mayor o menor grado a través de la hifa. Al conjunto de hifas se le llama micelio y constituye la estructura visible de la mayor parte de los hongos. Las hifas adyacentes pueden compartir núcleos por conjugación dando lugar a una célula heterocariótica cuyos núcleos se dividen por mitosis y originan una hifa dicariótica. En la reproducción sexual, ambos núcleos se fusionan y forman una célula cigótica diploide que se dividirá por meiosis y formará las nuevas esporas haploides.
Plantas Organismos multicelulares eucariotas desarrollados a partir de un embrión que no produce una blástula. Las células eucariotas de la mayor parte de las plantas poseen plástidos fotosintéticos, sin embargo, ésta no es una característica exclusiva ni general de las plantas. A diferencia de los animales –cuyas células son en su mayoría diploides– y fungi –cuyas células son haploides o dicarióticas– las plantas alternan de manera ordenada un estadio haploide o de gametofito –donde se producen gametas por mitosis– y otro diploide o de esporofito –donde se producen gametas por meiosis–. En las plantas con flores, el esporofito domina el ciclo de vida y el gametofito, en lugar de producir una nueva planta independiente, se reduce a unas pocas células dentro de la flor del esporofito. Del mismo modo, en los helechos, el esporofito es la forma que domina el ciclo de vida y el gametofito, a pesar de tener una fase de vida libre, no es visible a simple vista.
Animales Organismos multicelulares eucariotas desarrollados a partir de un embrión que pasa por un estadio de blástula. Aunque la multicelularidad ha surgido independientemente en todos los reinos, en los animales es característica ya que las células están unidas por complejas estructuras como los desmosomas, uniones denominadas “gap” y septadas. A diferencia de las plantas, en los animales la meiosis es gamética, es decir, a la reducción cromosómica le sigue inmediatamente la formación de gametas sin posibilidad de originar individuos haploides como el gametofito.

Dominio Características
Bacteria Células procarióticas. Membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de diacil-glicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (16S-rRNA) es del tipo eubacteriano, es decir, posee un bucle entre las posiciones 500-545.
Archaea Células procarióticas. Membranas lipídicas compuestas principalmente por diéteres de glicerol isoprenoides o tetraéteres de diglicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (16S-rRNA) es del tipo arqueobacteriano, es decir, tiene una estructura única entre las posiciones 180-197 ó 405-498.
Eucarya Células eucarióticas. Membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de acil-glicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (18S-rRNA) es del tipo eucariota, es decir, posee una estructura única entre las posiciones 585-655.
 

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