Es el quagga mas parecido a una zebra o a un caballo? Es el

Es el quagga mas parecido a una zebra o a un caballo?
Biología
g Sistemática
‹
‹
Definición : Disciplina que trata de entender
y explicar la diversidad
Tareas específicas
– Proponer un sistema(s) de clasificatión
(taxonomía
taxonomía).
).
– Reconstruir la historia evolutiva única de la
historia de la vida (filogenia
(filogenia))
– Desarrollar un sistema consistente de
nomenclatura biológica y una terminología
exacta.
– Inventariar la biota del mundo.
D
Descripción
i ió de
d la
l Diversidad
Di
id d Biológica
Bi ló i
antes de la Clasificación
‹ Caracteres
= atributos (rasgos)
‹ Variable entre organismos
organismos--multiple
estados del caracter.
caracter
‹ Interesante para los biólogos
evolutivos:
l i
variabilidad debe ser heredada
‹ Variabilidad puede ser contínua o
di
discreta
t
CARACTERES Y ESTADOS DEL
CARÁCTER
• Organismos son concebidos como un grupo
de atributos.
• Cuando los organismos/taxa difieren con
respecto
p
a un rasgo,
g estas diferentes
condiciones (ej. A o T) son denominados como
estados de un carácter.
• La colección de estados de carácter respecto a
un atributo constituye
y un carácter.
Distribución de los estados de un
Caracter
‹ No
es al azar.
‹ Correlacionada con la geografía
‹ Importancia del flujo génico versus
aislamiento reproductivo (barreras
entre poblaciones)
bl i
)
E t d del
Estados
d lC
Caracter
t pueden
d ser
Caracter Diagnósticos de una Especie
Una vez que un
caracter
t llega
ll
a
estar fijo
(genéticamente)
(
éti
t )
en una población.
‹ Esto corresponde
a la idea de
herencia.
‹
Tiempo
Estado
de Car. B
Estado de
Car. A
Individuos (dentro
de una especie)
Algunos caracteres pueden ser
compartidos con otras especies
‹ Por
P
–
–
–
–
–
–
‹
ejemplo
j
l
Pulgar oponible (primates)
Pelo (mamíferos)
Cuatro extremidades (tetrapodos)
Ojos (vertebrados)
Mitocondria (animales, plantas, hongos)
DNA (todos los seres vivos)
Patrón jerárquico de caracteres
compartidos ¿Por qué?
Inicios del pensamiento filogenético
Notas
N
t de
d Darwin
D i
(”I think …”)
Progresoo y Perfección
El término
’phylogenesis’
fue acuñado
por E.
p
Haeckel,
Su filogenia reflejaba la idea
antigua de un arbol con la
humanidad en el tope.
Othogenesis expresaba la noción
qque la evolución había trabajado
j
hacia los niveles más altos de
inteligencia y orden moral
4.1 Cuestiones filogenéticas
L primeros
Los
i
pasos
en la elaboración de
filogenias datan del
siglo XIX
El árbol filogenético
ilustra las relaciones de
parentesco entre grupos
de organismos
que provienen
evolutivamente de uno o
varios ancestros
comunes
Una muestra puede caracterizarse por diferencias morfológicas
Se agrupan las formas similares y se clasifican
Se establecen jerarquías en la clasificación
Y se procede a relacionarlas por parentesco
EVOLUCIÓN DE CARACTERES
Caracter = simetría
• Cambios heredables
Estado del carácter = ?
Estado
stado del
de carácter
ca ácte = ?
(morfología, secuencias de
genes) producen distintos
estados de carácter.
carácter
• Similitudes y diferencias en
los estados del carácter proveen
las bases para inferir filogenias
(evidencia de relación) .
• La utilidad de esta evidencia
d
depende
d de
d cómo
ó
los
l cambios
bi
evolutivos ocurren, es decir, de
cómo los estados de carácter
cambian
(evolución independiente versus
heredada).
)
CARACTERES (ESTADOS)
SON LOS DATOS
RELACIÓN DE
CARACTERES (ESTADOS)
REFLEJO DE ESTE
SISTEMA JERÁQUICO
Cirripedes drawn by Haeckel in his beautiful bool
Kunstformen der Natur 1904. A parasitized crab by
Sacculina sp. can bee seen in the center of the picture.
Estado larval común= Ontogenia similar
¿Qué método ha sido usado para
agrupar y clasificar organismos?
Aproximaciones Pre-evolutivas (Antes de
1859)
Aproximaciones Evolutivas (1859-hoy)
•
Taxonomía evolutiva (1859a la
l ffecha)
h )
•
Fenética (1950’s-a
(1950 s a la fecha)
•
Cladista (1980’s- a la fecha)
Clasificación Fenética
‹
‹
‹
Basado en la similitud
global de los estados del
caracter (todos los
Clase Reptilia
(lagartos,
caracteres son igualmente
i
l
culebras,
pesados)
Ventaja:: Gran desarrollo cocodrilos)
Ventaja
escamas, dientes,
estadístico y
ectotermia,
computacional
carencia
i de
d alas)
l )
Problema:: distintos
Problema
modos de ver similaridad
– Homología
– Convergencia
(=homoplasía)
(=
homoplasía)
Clase Aves
(aves--alas,
plumas
plumas,
homeotermia)
MAS QUE UNA CUESTION DE GUSTOS!!
Clasificación Filogenética
Turtles
“Reptilia”
p
= old grouping
g p g
minus birds is Paraphyletic
group based on
symplesiomorphies-unacceptable in cladistics
Note: character states are
apomorphic or plesiomorphic
depending on the context of
the groupings being
considered
Lizards &
snakes
Crocodiles
Birds
Feathers, loss
teeth,
endothermy,
wings
Brain case
completely
enclosed
l d by
b bone,
b
nest building, 4chambered heart
Scales, teeth,
ectothermy,
y,
wings absent
Brain case not completely
enclosed byy bone,, no nest
building, 3-chambered heart,
egg-laying
Fenetica vs Cladistica
CARACTERES (ESTADOS)
SON LOS DATOS
RELACIÓN DE
CARACTERES (ESTADOS)
REFLEJO DE ESTE
SISTEMA JERÁQUICO
Homología: “El mismo órgano en diferentes
animales bajo muchas variedades de forma y
f
función)”.
ió )” (R.
(R Owen)
O
)
BAUPLAN
“Un caracter en dos o más taxa es
homólogo, cuando el carácter es
encontrado en el ancestro común
de ambos taxa o…dos caracteres
son homólogos si uno es directamente (o secuencialmente) derivado de otro (E. O. Wiley)
HOMOLOGÍA
HOMOPLASIA
HOMOLOGÍA
HOMOPLASIA
Distinción entre
Homología y
Homoplasía
p
resulta crítica
HOMOLOGÍA: CARACTERES MORFOLÓGICOS
HOMOLOGÍA: SECUENCIAS DE DNA
DNA COMO CARACTER
0841r
0841
0992r
3803r
4062r
3802r
ph2f
:
:
:
:
:
:
260
*
280
*
300
*
320
CCTTCAATTTTTATT-----------------------AGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
CCTTCAATTTTTATT
AGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
CCTCCAATTTTTATTAGCTTGCCTACTCCTTTGGGCACAGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
CCTCCAATTTTTATTAGCTTGCCTACTCCTTTGGGCACAGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
CCTCCAATTTTTATTAGCTTGCCTACTCCTTTGGGAACAGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
CCTCCAATTTTTATTAGTTTGCCTACTCCTTTGGGCACAGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
CCTCCAATTTTTATTAGCTTGCCTACTCCTTTGGGCACAGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
CCTcCAATTTTTATTag ttgcctactcctttggg acAGAGTTTTAGGAGAAATAAGTATGTG
Caracteres son posiciones en las secuencias.
E d d
Estados
dell caracter son llos nucleótidos
l ó id en las
l
secuencias
:
:
:
:
:
:
272
213
305
319
282
306
Willie Hennig
‹
‹
‹
Entomólogo alemán quien fue
el primero en proponer un
sistema explícito
p
de
reconstrucción filogenética.
Su libro “Grunzüge
“Grunzüge einer
Theorie der phylogenetishen
Systematik”” (1950), sólo fue
Systematik
conocido en 1966, cuando se
t ad jo al Inglés.
tradujo
Inglés
Su aporte produjo una
verdadera revolución en la
sistemática tanto a nivel
metodológico (método
cladista) como conceptual
(teoría de clasificación).
FILOGENIA Y DARWIN
‹
‹
Reenfatiza la noción que
los taxa son el producto
de la evolución, por lo
tanto deben ser
considerados
cuidadosamente al ser
delimitados
(descendencia con
modificación).
difi
ió )
Explicita un método que
privilegia
p
g destacar la
historia evolutiva de las
especies, permitiendo la
reconstrucción
filogenética (relaciones
sobre verdaderas
homologías) “Principles of
homologías).
Systematic Zoology”1991;
Mayr & Ashlock
CRITERIO CLADÍSTICO
(O DE POSICIÓN FILOGENÉTICA)
‹
‹
Expresado en la
regla del grupo
externo.
“Dados dos caracteres que
son homólogos y están en un
solo grupo monofilético, el
carácter que es encontrado en
el grupo hermano es
plesiomórfico, mientras que el
encontrado dentro del grupo
monofilético es apomórfico”
p
(Wiley, 1981).
ARGUMENTACIÓN DE HENNIG
Filogenia: tipos de caracter
synapomorfía
Testudines
Crocodylia
escamas
Aves
amnion
Lepidosauria
plesiomorfía
p
so o
pelo
Mammalia
apomorfía
Plesiomorfia: carácter primitivo
Apomorfia: carácter derivado
MATRIZ DE CARACTERES
Datos para la inferencia filogenética.
Filas son los taxa o OTUs (Operational Taxonomic Units)
Columnas corresponden a caracteres codificados y corresponden a un
hipótesis de homología (tentativa) entre los estados del caracter.
esccamas
3
0
0
0
1
1
1
p
pelo
2
0
0
1
1
1
1
am
mnion
1
0
1
1
1
1
1
4 patas
p
pulm
mones
cyclostomos
Tiburones+rayas
peces
anfibios
reptiles+aves
Mamíferos
mandíb
bulas
caracteres /
taxa (OTUs)
4
0
0
0
0
1
1
5
0
0
0
0
0
1
6
0
0
0
0
1
0
ARBOL FILOGENÉTICO o Cladograma
A partir
ti de
d los
l datos
d t se puede
d identificar
id tifi all ancestro
t más
á reciente
i t
(hipotético) de cada grupo de taxa.
Sólo sinapomorfías indican relación evolutiva
W.Hennig (1950,1966) explicitó este
concepto e insistió que sólo grupos
Monofiléticos debían ser usados en
Sistemática filogenética.
g
Estos ppostulados
llegaron a ser conocdios como
CLADÍSTICA O CLADISMO.
Tiburones y peces son similares, sin embargo estas
similaridades no indican similaridad en el sentido cladístico
(pertenencia a un CLADO o grupo monofilético)
Cladistica
Todo cladograma es una hipótesis
GRUPOS
MONOFILÉTICOS
Filogenia: tipos de taxa
Un grupo monofiletico
(clado) es un grupo de taxa
incluyendo una especie
ancestral y todos sus
descendientes, unidos por
relaciones
l i
que no comparten
t
con otros taxa.
Un grupo parafiletico es un grupo de taxa
que incluye a la especie ancestral pero no a
todos sus descendientes.
Un grupo polifiletico es un grupo de taxa
que incluye
i l
a taxa
t
descendientes
d
di t de
d mas de
d
una especie ancestral.
INFERENCIA FILOGENETICA
EVOLUCION Y RELACION ANCESTRO
ANCESTRO-DESCENDIENTE
DESCENDIENTE IMPORTA!!!
AHORA!!!