biología para mayores i

leer y analizar un árbol filogenético que documenta relaciones evolutivas

en términos científicos, la historia evolutiva y la relación de un organismo o grupo de organismos se llama filogenia. La filogenia describe las relaciones de un organismo, como de qué organismos se cree que ha evolucionado, a qué especies está más estrechamente relacionado, y así sucesivamente. Las relaciones filogenéticas proporcionan información sobre la ascendencia compartida, pero no necesariamente sobre cómo los organismos son similares o diferentes.,

Clasificación científica

figura 1. Solo unas pocas de las más de un millón de especies conocidas de insectos están representadas en esta colección de escarabajos., Los escarabajos son un subgrupo importante de insectos. Constituyen alrededor del 40 por ciento de todas las especies de insectos y alrededor del 25 por ciento de todas las especies conocidas de organismos.

¿por Qué los biólogos clasifican los organismos? La razón principal es dar sentido a la increíble diversidad de la vida en la Tierra. Los científicos han identificado millones de diferentes especies de organismos. Entre los animales, el grupo más diverso de organismos son los insectos. Ya se han descrito más de un millón de especies diferentes de insectos. Se estima que aún no se han identificado nueve millones de especies de insectos., Una pequeña fracción de especies de insectos se muestra en la colección de escarabajos en la Figura 1.

Por muy diversos que sean los insectos, puede haber incluso más especies de bacterias, otro grupo importante de organismos. Claramente, hay una necesidad de organizar la tremenda diversidad de la vida. La clasificación permite a los científicos organizar y comprender mejor las similitudes y diferencias básicas entre los organismos. Este conocimiento es necesario para entender la diversidad actual y la historia evolutiva pasada de la vida en la Tierra.,

árboles filogenéticos

Los científicos utilizan una herramienta llamada árbol filogenético para mostrar las vías evolutivas y las conexiones entre los organismos. Un árbol filogenético es un diagrama utilizado para reflejar las relaciones evolutivas entre organismos o grupos de organismos. Los científicos consideran que los árboles filogenéticos son una hipótesis del pasado evolutivo, ya que no se puede volver atrás para confirmar las relaciones propuestas. En otras palabras, un «árbol de la vida» puede ser construido para ilustrar cuando diferentes organismos evolucionaron y para mostrar las relaciones entre diferentes organismos (Figura 2).,

Cada grupo de organismos pasó por su propio viaje evolutivo, llamado su filogenia. Cada organismo comparte la relación con los demás, y sobre la base de la evidencia morfológica y genética, los científicos intentan trazar los caminos evolutivos de toda la vida en la Tierra. Muchos científicos construyen árboles filogenéticos para ilustrar las relaciones evolutivas.

estructura de los árboles filogenéticos

un árbol filogenético puede leerse como un mapa de la historia evolutiva. Muchos árboles filogenéticos tienen un solo linaje en la base que representa un ancestro común., Los científicos llaman a estos árboles enraizados, lo que significa que hay un solo linaje ancestral (típicamente extraído de la parte inferior o izquierda) con el que se relacionan todos los organismos representados en el diagrama. Observe en el árbol filogenético enraizado que los tres dominios-bacterias, arqueas y Eukarya-divergen de un solo punto y se ramifican. La pequeña rama que las plantas y los animales (incluidos los humanos) ocupan en este diagrama muestra cómo estos grupos recientes y minúsculos se comparan con otros organismos. Los árboles no enraizados no muestran un ancestro común, pero sí muestran relaciones entre especies.,

la Figura 2. Ambos árboles filogenéticos muestran la relación de los tres dominios de la vida-bacterias, arqueas y Eukarya—pero el (A) árbol enraizado intenta identificar cuando varias especies divergieron de un ancestro común, mientras que el (B) árbol no enraizado no lo hace. (crédito a: modificación del trabajo de Eric Gaba)

en un árbol enraizado, la ramificación indica relaciones evolutivas (Figura 3). El punto donde se produce una división, llamado punto de ramificación, representa donde un solo linaje evolucionó en uno nuevo y distinto., Un linaje que evolucionó temprano desde la raíz y permanece sin ramificaciones se llama taxón basal. Cuando dos linajes provienen del mismo punto de ramificación, se llaman taxones hermanos. Una rama con más de dos linajes se llama politomía y sirve para ilustrar donde los científicos no han determinado definitivamente todas las relaciones. Es importante señalar que aunque los taxones hermanos y la politomía comparten un ancestro, esto no significa que los grupos de organismos se dividan o evolucionen entre sí., Los organismos en dos taxones pueden haberse separado en un punto de ramificación específico, pero ninguno de los taxones dio lugar al otro.

la Figura 3. La raíz de un árbol filogenético indica que un linaje ancestral dio origen a todos los organismos en el árbol. Un punto de ramificación indica donde dos linajes divergieron. Un linaje que evolucionó temprano y permanece sin ramificaciones es un taxón basal. Cuando dos linajes provienen del mismo punto de ramificación, son taxones hermanos. Una rama con más de dos linajes es una politomía.,

los diagramas anteriores pueden servir como un camino para comprender la historia evolutiva. El camino se puede trazar desde el origen de la vida hasta cualquier especie individual navegando a través de las ramas evolutivas entre los dos puntos. Además, al comenzar con una sola especie y remontarse hacia el «tronco» del árbol, uno puede descubrir los antepasados de esa especie, así como donde los linajes comparten una ascendencia común. Además, el árbol se puede utilizar para estudiar grupos enteros de organismos.,

otro punto a mencionar en la estructura filogenética del árbol es que la rotación en los puntos de ramificación no cambia la información. Por ejemplo, si se rota un punto de ramificación y cambia el orden de los taxones, esto no alteraría la información porque la evolución de cada taxón desde el punto de ramificación es independiente del otro.

muchas disciplinas dentro del estudio de la biología contribuyen a comprender cómo la vida pasada y presente evolucionó con el tiempo; estas disciplinas juntas contribuyen a construir, actualizar y mantener el «árbol de la vida».,»La información se utiliza para organizar y clasificar organismos basados en relaciones evolutivas en un campo científico llamado sistemática. Los datos pueden ser recolectados a partir de fósiles, del estudio de la estructura de las partes del cuerpo o moléculas utilizadas por un organismo, y por análisis de ADN. Al combinar datos de muchas fuentes, los científicos pueden reunir la filogenia de un organismo; dado que los árboles filogenéticos son hipótesis, continuarán cambiando a medida que se descubran nuevos tipos de vida y se aprenda nueva información.,

limitaciones de los árboles filogenéticos

puede ser fácil asumir que los organismos más estrechamente relacionados se parecen más, y aunque esto es a menudo el caso, no siempre es cierto. Si dos linajes estrechamente relacionados evolucionaron bajo un entorno significativamente variado o después de la evolución de una nueva adaptación importante, es posible que los dos grupos parezcan más diferentes que otros grupos que no están tan estrechamente relacionados., Por ejemplo, el árbol filogenético de la Figura 4 muestra que los lagartos y los conejos tienen huevos amnióticos, mientras que las ranas no; sin embargo, los lagartos y las ranas parecen más similares que los lagartos y los conejos.

la Figura 4. Este árbol filogenético en forma de escalera de vertebrados está arraigado por un organismo que carecía de una columna vertebral. En cada punto de ramificación, los organismos con diferentes caracteres se colocan en diferentes grupos en función de las características que comparten.,

otro aspecto de los árboles filogenéticos es que, a menos que se indique lo contrario, las ramas no tienen en cuenta la longitud de tiempo, solo el orden evolutivo. En otras palabras, la longitud de una rama no significa típicamente más tiempo pasado, ni una rama corta significa menos tiempo pasado-a menos que se especifique en el diagrama. Por ejemplo, en la Figura 4, El árbol no indica cuánto tiempo pasó entre la evolución de los huevos amnióticos y el cabello. Lo que el árbol muestra es el orden en que las cosas sucedieron., Nuevamente usando la Figura 4, El árbol muestra que el rasgo más antiguo es la columna vertebral, seguida de mandíbulas con bisagras, y así sucesivamente. Recuerde que cualquier árbol filogenético es una parte del todo Mayor, y como un árbol real, no crece en una sola dirección después de que se desarrolla una nueva rama.

por lo tanto, para los organismos de la Figura 4, solo porque una columna vertebral evolucionó no significa que la evolución de los invertebrados cesó, solo significa que se formó una nueva rama., Además, los grupos que no están estrechamente relacionados, pero evolucionan en condiciones similares, pueden parecer más fenotípicamente similares entre sí que a un pariente cercano.

el sistema de clasificación taxonómica

la taxonomía (que literalmente significa «ley de disposición») es la ciencia de clasificar organismos para construir sistemas de clasificación compartidos internacionalmente con cada organismo colocado en grupos cada vez más inclusivos. Piense en cómo se organiza una tienda de comestibles. Un gran espacio está dividido en departamentos, como productos agrícolas, lácteos y carnes., Luego, cada departamento se divide en pasillos, luego cada pasillo en categorías y marcas, y finalmente un solo producto. Esta organización de categorías más grandes a más pequeñas y más específicas se denomina sistema jerárquico.

el sistema de clasificación taxonómica (también llamado sistema linneano por su inventor, Carl Linnaeus, un botánico, zoólogo y médico sueco) utiliza un modelo jerárquico. Moviéndose desde el punto de origen, los grupos se vuelven más específicos, hasta que una rama termina como una sola especie., Por ejemplo, después del comienzo común de toda la vida, los científicos dividen a los organismos en tres grandes categorías llamadas dominios: bacterias, arqueas y Eukarya. Dentro de cada dominio hay una segunda categoría llamada Reino. Después de reinos, las categorías subsecuentes de especificidad creciente son: filo, Clase, Orden, familia, género y especie (figura 5).

la Figura 5. El sistema de clasificación taxonómica utiliza un modelo jerárquico para organizar los organismos vivos en categorías cada vez más específicas., El perro común, Canis lupus familiaris, es una subespecie de Canis lupus, que también incluye al lobo y al dingo. (crédito «perro»: modificación de la obra de Janneke Vreugdenhil)

el Reino Animalia proviene del dominio Eukarya. Para el perro común, los niveles de clasificación serían los que se muestran en la Figura 5. Por lo tanto, el nombre completo de un organismo técnicamente tiene ocho términos. Para el perro, es: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Canis, y lupus. Observe que cada nombre está en mayúscula excepto para las especies, y los nombres de género y especies están en cursiva., Los científicos generalmente se refieren a un organismo solo por su género y especie, que es su nombre científico de dos palabras, en lo que se llama nomenclatura binomial. Por lo tanto, el nombre científico del perro es Canis lupus. El nombre en cada nivel también se llama taxón. En otras palabras, los perros están en orden Carnivora. Carnivora es el nombre del taxón a nivel de orden; Canidae es el taxón a nivel de familia, y así sucesivamente. Los organismos también tienen un nombre común que las personas suelen usar, en este caso, perro. Tenga en cuenta que el perro es, además, una subespecie: el «familiaris» en Canis lupus familiaris., Las subespecies son miembros de la misma especie que son capaces de aparearse y reproducir descendencia viable, pero se consideran subespecies separadas debido al aislamiento geográfico o conductual u otros factores.

La Figura 6 muestra cómo los niveles se mueven hacia la especificidad con otros organismos. Observe cómo el perro comparte un dominio con la más amplia diversidad de organismos, incluyendo plantas y mariposas. En cada subnivel, los organismos se vuelven más similares porque están más estrechamente relacionados., Históricamente, los científicos clasificaron los organismos utilizando características, pero a medida que se desarrolló la tecnología del ADN, se determinaron filogenias más precisas.

Cuestión de Práctica

la Figura 6. En cada subnivel del sistema de clasificación taxonómica, los organismos se vuelven más similares. Los perros y los lobos son la misma especie porque pueden reproducirse y producir descendencia viable, pero son lo suficientemente diferentes como para ser clasificados como subespecies diferentes., (crédito «plant»: modificación de la obra de «berduchwal» / Flickr; crédito «insect»: modificación de la obra de Jon Sullivan; crédito» fish»: modificación de la obra de Christian Mehlführer; crédito» rabbit»: modificación de la obra de Aidan Wojtas; crédito» cat»: modificación de la obra de Jonathan Lidbeck; crédito» fox»: modificación de la obra de Kevin Bacher, NPS; crédito» chacal»: modificación de la obra de Thomas A., Hermann, NBII, USGS; credit «wolf»: modification of work by Robert Dewar; credit «dog»: modification of work by «digital_image_fan»/Flickr)

¿A qué niveles se considera que los gatos y los perros forman parte del mismo grupo?

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Los Gatos y los perros forman parte del mismo grupo en cinco niveles: ambos están en el dominio Eukarya, el Reino Animalia, el Filo Chordata, la clase Mammalia y el orden Carnivora.,

análisis genéticos recientes y otros avances han encontrado que algunas clasificaciones filogenéticas anteriores no se alinean con el pasado evolutivo; por lo tanto, se deben hacer cambios y actualizaciones a medida que ocurren nuevos descubrimientos. Recordemos que los árboles filogenéticos son hipótesis y se modifican a medida que se dispone de datos., Además, históricamente la clasificación se ha centrado en agrupar organismos principalmente por características compartidas y no necesariamente ilustra cómo los diversos grupos se relacionan entre sí desde una perspectiva evolutiva. Por ejemplo, a pesar del hecho de que un hipopótamo se parece más a un cerdo que a una ballena, el hipopótamo puede ser el pariente vivo más cercano de la ballena.

Compruebe su comprensión

responda las preguntas a continuación para ver qué tan bien entiende los temas tratados en la sección anterior., Este breve examen no cuenta para su calificación en la clase, y puede repetirlo un número ilimitado de veces.

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