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INTRODUCCION A LA
TAXONOMIA
Profesora Titular: Dra. Analia Lanteri Profesora Asociada: Dra. María Marta Cigliano Profesora Adjunta: Marta Fernández
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-Sistemática – Taxonomía
-Importancia de la sistemática biológica y
clasificación
-Biología General / Biología Comparada
-Escuelas clasificatorias
-Identificación – claves
- Jerarquía linneana
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TAXONOMÍA (taxis= ordenamiento, nomos= ley).
“Estudio teórico de la clasificación, incluyendo sus bases, principios, procedimientos y reglas” (Crisci & López Armengol, 1983).
Término taxonomía acuñado por Agustín Pirano De Candolle (francés) en 1813.
Nomenclatura Biológica (nomen= nombre y calare= llamar)
“Principios generales y reglas que rigen la aplicación de nombres científicos a los taxones”.
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Microtaxonomía: Identificar, describir y delimitar a las especies.
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Macrotaxonomía: Construir clasificaciones de los taxones.
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SISTEMÁTICA (systema= ordenamiento) "Estudio científico de las clases y diversidad de los
organismos y de todas las relaciones entre ellos" (Simpson, 1961; Crisci, 1978).
"Ciencia de la diversidad de los organismos" (Mayr
& Ashlock, 1991). "Ciencia de la clasificación biológica" (Schuh,
2000).
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Las leyes de la biología están escritas en el
lenguaje de la diversidad
E.O. Wilson (1989)
Biodiversidad: cantidad de genes, especies,
ecosistemas presente en una determinada región
Ehlrich & Wilson (1991)
1, 70 millones de especies conocidas
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www.nature.com/cgi-taf
Número total de especies descriptas 1,5 – 1,7 millones
descrito
Total estimado
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Orden Mantophasmatodea
Orden de Insectos descripto en 2002. Procedentes de Namibia y Tanzania. Carnívoros y vulgarmente denominados gladiadores. Caracteres intermedios entre bichos palo y mantis.
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La taxonomía es la más básica de las disciplinas
biológicas pues provee información para estudios
epidemiológicos (parásitos, patógenos y vectores),
de especies plagas y sus controladores biológicos
(depredadores, parasitoides, etc), estudios
ecológicos, etológicos, biogeográficos, etc.
Es también la disciplina más inclusiva, pues permite
proponer hipótesis sobre las relaciones de
parentesco entre grupos de organismos, interpretar
su evolución y distribución geográfica, y explicar la
transformación de sus caracteres.
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OBJETIVOS DE LA SISTEMÁTICA = TAXONOMÍA
Reconocer, describir y dar nombre científico a las especies biológicas y a los taxones supra e infraespecíficos.
Construir clasificaciones de los taxones, que sugieran hipótesis sobre su evolución y expliquen su distribución.
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OTROS OBJETIVOS DE LA SISTEMÁTICA ACTUAL
Reconstruir la filogenia o historia evolutiva de los grupos de organismos a partir de la evidencia que brindan los caracteres taxonómicos. Realizar desarrollos metodológicos para la reconstrucción filogenética. Proveer datos para plantear hipótesis sobre el origen y la evolución de los distintos grupos de organismos. Aportar datos de utilidad para realizar estudios aplicados, en las áreas de Medicina, Veterinaria, Agronomía, Biología de la Conservación, etc.
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PICUDO MEXICANO
DEL ALGODONERO
Anthonomus grandis
Importancia aplicada de los estudios taxonómicos
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SUPERFAMILIA CURCULIONOIDEA: 60.000 ESPECIES
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Especies de
Naupactini
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DAÑOS EN FOLLAJE
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DAÑOS DE LARVAS DE
CURCULIONIDAE EN RAÍCES
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Pupa en celda de barro.
Larvas y celda pupal
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En 1987 se halló en Camerún una liana (Ancistroclados korupensis) cuyas hojas producen un compuesto (michelamina B) que inhibe la capacidad del VIH de afectar células humanas. En la década de 1990 se descubrió que dos substancias derivadas de la planta Catharanthus annuus, de Madagascar, pueden ser usadas para tratar ciertas formas de leucemia infantil. Este hallazgo aumentó la tasa de supervivencia del 10%, al 90%.
Descubrimiento de nuevas especies y tecnología
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Biología Comparada:
Estudio del patrón de la diversidad orgánica= Sistemática.
Biología General:
Estudio de los procesos biológicos que ocurren en determinados organismos o sistemas orgánicos.
Biología comparada y Biología general (Eldredge y Cracraft, 1980).
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-Patrón: aparente orden de la vida que se refleja a través de la similitud entre los organismos. -Proceso: mecanismos que generaron dicho patrón.
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Ejemplo de patrón:
cladograma
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Ejemplo de proceso: evolución
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Marco conceptual en la Sistemática actual.
-Teoría de la evolución de las especies. Concepto de cambio a
través del tiempo. Origen de las especies por diversificación
de especies preexistentes.
- Las especies son variables en el tiempo y el espacio.
- Las clasificaciones biológicas y el reconocimiento de las
especies se basa no solo en caracteres morfológicos sino
también moleculares (del ADN) y en otras evidencias (de
comportamiento, fisiológicas, de distribución etc.)
- Se emplean algoritmos matemáticos para construir
clasificaciones y para reconocer a las especies.
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Identificación en taxonomía
¿Quién sos?
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Identificar o determinar: Asignar un ejemplar al grupo o taxón al que pertenece, de acuerdo con un esquema clasificatorio previamente construido.
Clave dicotómica: Esquema diseñado para facilitar la identificación de los organismos.
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Expresión tabular que sigue
una secuencia ordenada de
opciones o dilemas alternativos,
en las cuales se expresan los
caracteres diagnósticos
de los taxones para los cuales
ha sido diseñada.
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Sistema de identificación global de especies animales basado en el gen mitocondrial COI (Citocromo Oxidasa I). La base de datos con las secuencias de dicho gen se denomina
“Barcode of life” y puede consultarse en la página www.barcodinglife.com.
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TAXON
Grupo de organismos considerados como unidad de cualquier rango en una clasificación jerárquica.
Grupo taxonómico de cualquier rango que es suficientemente distinto para ser asignado a una categoría definida (concepto feneticista o evolucionista).
Especie o grupo de especies que existen en la naturaleza como resultado de una historia única de descendencia con modificación (concepto cladista).
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¿Son diferentes especies?
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Un nuevo nombre específico no debería crearse a menos que:
Sea el resultado de una revisión taxonómica que incluya la
totalidad de las especies del grupo.
Se haya analizado en detalle la variación infra e interespecífica de los caracteres.
Se cuente con un número considerable de especímenes (no un solo espécimen) de diferentes áreas geográficas, ambientes, huéspedes, etc.
Se disponga de evidencia no sólo morfológica, sino además de caracteres moleculares, ecológicos, etológicos, etc.
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CLASIFICACIÓN
Agrupamiento de objetos en clases de acuerdo con un criterio previamente establecido.
Hipótesis científica con respecto las relaciones ancestro-descendientes entre los taxones.
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La clasificación en distintos reinos es una de las que más ha cambiado en los últimos años
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Imperio Virota- Reinos: Vira y Paravira.
Imperio Procariota (=Moneras): Reinos
Eubacterias y Archibacterias.
Imperio Eucariotas
Reinos: Arquezoos (microsporidios)
Protozoos
Cromistas= Estraminópilos
(diatomeas, oomicetes, algas pardas)
Metafitas
Fungi
Metazoos
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ATRIBUTOS DE UNA BUENA CLASIFICACIÓN BIOLÓGICA
Proporciona información detallada sobre las características de los organismos y la distribución de sus caracteres.
Refleja la historia evolutiva de los taxones.
Es estable, aunque flexible.
Es robusta, es decir, está apoyada por numerosas evidencias (= caracteres).
Los procedimientos y fundamentos sobre los cuales se basa, han sido claramente explicitados.
Sugiere explicaciones y permite realizar predicciones sobre el origen y evolución de los taxones y los caracteres.
Sirve como fundamento confiable para realizar estudios en otras áreas de la Biología Comparada (por ejemplo Biogeografía histórica).
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JERARQUÍA LINNEANA
Esquema jerárquico que comprende una
secuencia de taxones en diferentes
niveles, de las cuales todos excepto el
inferior, contienen uno o más taxones
subordinados.
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Categoría taxonómica
Rango o nivel en una clasificación jerárquica. Categorías en Botánica
Reino, división, subdivisión, clase, subclase, orden, suborden, familia, subfamilia, tribu, subtribu, género, subgénero, sección, subsección, serie, subserie, especie, subespecie, variedad, subvariedad, forma, subforma.
Categorías en Zoología
Reino, phylum (= tipo= rama), subphylum, superclase, clase, subclase, infraclase, cohorte, superorden, orden, suborden, infraorden, superfamilia, familia, subfamilia, tribu, subtribu, género, subgénero, especie, subespecie.
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Reino Plantae Animalia
División/Phylum Magnoliophyta Chordata
Subphylum Vertebrata
Clase Magnoliopsida Mammalia
Subclase Rosidae Eutheria
Orden Fabales Primates
Suborden Catarrhini
Familia Fabaceae Hominidae
Género Tipuana Homo
Especie Tipuana tipu Homo sapiens
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Zoología Categoría Taxon
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Botánica Categoría Taxon
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ARISTÓTELES (384-322 AC) Estudió morfología comparada, embriología
y ecología de organismos marinos.
Propuso una clasificación que estuvo vigente
2000 años.
ANAIMA (animales sin sangre roja= invertebrados)
Esponjas, Celenterados y otros invertebrados inferiores.
Moluscos, Equinodermos, y otros invertebrados superiores.
Cefalópodos
Arañas e Insectos
Crustáceos
Historia de la taxonomía
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ENAIMA (animales con sangre
roja= vertebrados)
Vivíparos
Hombre, ballenas y demás
mamíferos
Ovíparos
Peces, anfibios, serpientes
y aves.
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Michelle Adanson (1725-1806). Botánico francés . Propuso construir clasificaciones basadas en numerosos caracteres. Es considerado precursor del feneticismo. Agustín Pirano De Candolle (1778-1841). Botánico italiano. En su libro “Teoría elemental de la Botánica” introdujo el término Taxonomía. Georges de Buffon (1707-1788). Director del Jardin de Plantes de París. Escribió una “Histoire Naturelle” donde trata animales, plantas y minerales, en 44 volúmenes. Jean Baptiste Lamarck (1744-1829). Biólogo francés. Propuso una Teórica general de la Evolución. Realizó una gran contribución al estudio de los invertebrados. Georges Cuvier (1769-1832). Paleontólogo francés. Padre de la Anatomía comparada. Enunció la correlación de caracteres.
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Estableció un sistema de clasificación jerárquico, con cuatro categorías: clase, orden, género y especie. Por debajo del nivel de especie reconocía variedades.
La clasificación animal propuesta fue similar a la de Aristóteles, con los grupos: Vermes (= invertebrados en general), Insectos, Peces, Anfibios, Aves y Mamíferos.
Publicó la obra “Systema naturae” (12 ediciones entre 1735-1768), que es un catálogo metódico de plantas, animales y minerales ordenados en grupos subordinados.
CARLOS LINNEO (1707-1778)
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Propuso un sistema de nomenclatura científica
universal, con una nomenclatura binominal para las
especies.
La 10º edición de “Systema naturae” (1758) se
considera el punto de partida de la nomenclatura
zoológica, y la obra “Species Plantarum” (1753), el
punto de partida de la nomenclatura botánica.
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Charles Darwin (1809-1882). Biólogo inglés. Propuso la
teoría de la evolución por selección natural. Estudió
taxonómicamente varios grupos de organismos,
principalmente invertebrados.
Ernst Haeckel (1822-1884). Biólogo alemán. Esbozó los
principales rasgos de la clasificación biológica actual.
Propuso la “ley biogenética fundamental”, según la cual
la ontogenia recapitula la filogenia.
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Décadas de 1940-1950. Síntesis moderna de la
evolución. Participaron de su enunciación. T.
Dobzhansky (genetista), G. Stebbins (botánico), G.
Simpson (paleontólogo), J. Huxley (antropólogo) y E.
Mayr (zoólogo). Además de varios biólogos de
poblaciones.
Décadas de 1950-1960. Surgen las escuelas
clasificatorias. Se renueva la taxonomía en aspectos
teóricos y prácticos. Uso creciente de otras fuentes de
caracteres además de los morfológicos (principalmente
bioquímicos y citogenéticos).
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Escuelas de la clasificación
Cladística o Sistemática Filogenética
Taxonomía Evolutiva
Fenética o Taxonomía Numérica
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Willi Hennig
Entomólogo alemán
fundador de la
Sistemática
Filogenética en la
década de 1950.
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Henning, W. (1950) → clasificaciones sirven como
un sistema general de referencia en Biología.
Clasificaciones = hipótesis sobre los patrones
evolutivos
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CLASIFICACIÓN TRADICIONAL DE LOS AMNIOTAS
Clase Mammalia Clase Reptilia
Orden Testudinos Orden Squamata Orden Crocodilia
Clase Aves
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CLASIFICACIÓN CLADISTA DE LOS AMNIOTAS
Superclase Synapsida Clase Mammalia Superclase Sauropsida Clase Anapsida Subclase Testudinos Clase Diapsida Subclase Lepidosauria Orden Squamata Subclase Archosauria Orden Crocodilia Orden Aves
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SISTEMÁTICA FILOGENÉTICA O CLADÍSTICA (Hennig, 1966; Farris, 1983; Goloboff, 1998)
Los taxones se reconocen por
los caracteres derivados compartidos por sus miembros (=sinapomorfías) y deben ser monofiléticos (incluyen todos los descendientes de un mismo antecesor).
La clasificación debe expresar las relaciones genealógicos entre los grupos de organismos.
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Grupos mono, para y polifiléticos
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CLADISMO o Sistemática filogenética
Los taxa manifiestan un patrón jerárquico en la naturaleza
reflejo de la genealogía
Los cladogramas representan el patrón jerárquico
Las clasificaciones deben expresar solo las relaciones
cladisticas
Las clasificaciones deben contener solo grupos monofiléticos
Los grupos monofiléticos son reconocidos por sinapomorfías
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La Cladística prevalece como escuela de
clasificación en MACROTAXONOMÍA
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TAXONOMÍA EVOLUTIVA (Simpson, 1961; Mayr, 1969; Cronquist, 1987) •Los taxones pueden ser
monofiléticos o parafiléticos
(incluyen algunos pero no
todos los descendientes
de un mismo antecesor).
•La clasificación debe
expresar las relaciones de
ancestralidad común y la
cantidad de cambio evolutivo
que separa a los taxones
derivados de un mismo
ancestro.
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TAXONOMIA EVOLUTIVA:
Las clasificaciones biológicas deben ser consistentes con la filogenia
Los taxones se reconocen por la ancestralidad común (= cladística) y la cantidad de cambio evolutivo (= patrística)
Los taxones delimitados pueden ser monofilético y parafiléticos
Taxones diferentes a aquellos descendientes que se diferencian por una gran cantidad de cambio evolutivo por ocupar zonas adaptativas diferentes
Representación grafica es el árbol filogenético donde la longitud de las ramas es proporcional a la cantidad de cambio acumulado, y en los puntos de ramificación se ubican las especies ancestrales de los linajes terminales
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FENÉTICA O TAXONOMÍA
NUMÉRICA
(Sneath & Sokal, 1973;
Crisci & López Armengol,
1983)
Los taxones se reconocen
por su similitud global.
La clasificación es
independiente de la
filogenia.
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Feneticismo o Taxonomia Numérica
Las clasificaciones deben efectuarse con un gran número de
caracteres
Todos los caracteres tienen la misma significación
La similitud total entre dos entidades es la suma de la similitud en
cada uno de los caracteres utilizados
Los grupos a formar se reconocen por una correlación de
caracteres diferentes
La clasificación es una ciencia empírica, libre de inferencias
genealógicas
Las clasificaciones deben basarse exclusivamente en la similitud
fenética = global
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Técnicas asociadas con la Fenética, como el
Análisis de Componentes Principales, se usan
actualmente en MICROTAXONOMÍA, para
el análisis de variables contínuas por debajo
del nivel de especie
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Fenética Cladística Taxonomía
Evolutiva
Clasificación Indepen.
Filogenia
Basada en la
filogenia
Consistente
con la
filogenia
Relaciones Similitud
global
Cladísticas Cladísticas
+ Patrísticas
Taxones Mono-para o
polifiléticos
Monofiléticos Mono +
parafiléticos
Diagramas Fenogramas Cladogramas Filogramas
Especies Nominales Reales Reales