Prof. Alejandro Fatouh2do 1era TM y 2do 5ta TT

CLASIFICACIÓN BIOLÓGICA – La Clasificación de los Seres Vivos

Historia De La Clasificación Biológica. – Aspectos Teóricos.

¿Por qué se necesita un sistema de clasificación?La tierra está habitada por muchas formas de vida. Ya se han descubierto más de un millón de especies de animales y 325,000 especies de plantas. Los biólogos sugieren que puede haber varios millones de especies diferentes que viven en éste planeta. Para poner orden en este extenso conjunto de formas de vida han desarrollado sistemas para agrupar o clasificar los organismos. La taxonomía es la ciencia de la clasificación que comprende algo más que identificar y dar nombre a los organismos. Un taxónomo (el científico que se especializa en la taxonomía) trata de entender las relaciones entre los organismos y de identificar y darles nombre. Un buen sistema de clasificación permite saber muchas cosas acerca de un organismo si se conoce las características del grupo a que pertenecen.

Los sistemas de clasificaciónEl primer esfuerzo real para desarrollar un sistema de clasificación empezó con los antiguos griegos. Hacia el 350 AC., al filósofo griego Aristóteles dividió a los organismos en dos grupos: reino animal y reino vegetal. Introdujo el término especie queriendo decir "formas similares de vida". Hoy el término especie significa "un grupo de organismos de una clase en particular, estrechamente relacionados tanto genética como ecológicamente, que pueden entrecruzarse y producir crías fértiles".

En los siglos XVI y XVII, los científicos se fijaron nuevamente en la clasificación. En el siglo XVII, el botánico inglés John Ray desarrolló un sistema de clasificación mejorada a partir de un método para clasificar las plantas de semilla de acuerdo con la estructura de la misma, el cual se usa todavía. Ray atribuyó a cada organismo un nombre en latín, el cual consistía en una larga descripción científica del organismo.

El Sistema De LinneoEl sistema de clasificación que se usa hoy tuvo sus comienzos en el siglo XVIII con el trabajo de Karl Von Lineé (Carlos Linneo, Carolus Lineus). Asignó cada organismo a una categoría grande: al reino vegetal o al reino animal. Entonces, subdividió cada categoría en categorías progresivamente más pequeñas. El sistema de Linneo se basaba en las similaridades en la estructura del cuerpo. Hoy se usa una forma modificada de este sistema. A Linneo se le ha llamado el fundador de la taxonomía moderna.

La Nomenclatura BinomialEl desarrollo de un sistema para dar nombre a todos los organismos fue una contribución que hizo Linneo a la ciencia taxonómica gracias a la creación de un sistema que todavía es usado por los científicos: la nomenclatura binomial. A cada especie se le da un nombre de dos palabras en latín.

1 - La primera palabra del nombre nos dice el género a que pertenece el organismo. La primera letra del nombre del género siempre va con letra mayúscula.2 -La segunda palabra del nombre nos indica la especie a la que pertenece el organismo. La primera letra del nombre de la especie siempre va con letra minúscula.3 - A Ambas palabras se las destaca mediante subrayado o letra cursiva4 - Se usa el latín como idioma5 - El nombre científico suele indicar alguna característica del ser vivo al que se hace referencia.

Cómo se clasifican los organismos. Las Bases De La ClasificaciónLa clasificación de una especie está basada en la historia evolutiva de la misma. Muchas de las ideas que apoyan la Teoría de la Evolución dan una base útil para clasificar un organismo como una especie en particular. Hoy los taxónomos que clasifican a los organismos los estudian de diversas maneras;

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1. Se estudia la estructura general del organismo para tratar de encontrar estructuras homólogas.2. Se estudia el ciclo de vida de la especie para buscar un parecido embriológico con potros grupos de organismos.3. Se estudia el registro fósil para mostrar las relaciones entre organismos a través del tiempo.4. Se determina el grado de parecido bioquímico entre las especies.5. Se estudia el parecido genético entre los cromosomas de diferentes especies.

Los grupos de clasificaciónEl sistema de clasificación inventado por Linneo y usado todavía hoy en día es un sistema jerárquico. Consiste de una serie de grupos más pequeños que se originan en grupos más grandes. El sistema jerárquico para la clasificación de los organismos incluye ahora siete categoría mayores y varias subcategorías.

Un Reino es un grupo de Phyla (en singular se dice Phylum) estrechamente relacionados. Un Phylum (llamado División al nombrar las plantas y los hongos) es un grupo de clases estrechamente relacionadas.Una Clase es un grupo de órdenes estrechamente relacionados.Una Orden es un grupo de familias estrechamente relacionadas. Una Familia es un grupo de géneros estrechamente relacionados.Un Género incluye a muchas especies relacionadas.Una Especie es un grupo de organismos de un tipo particular que pueden entrecruzarse y producir crías fértiles en condiciones naturales.Existen además categorías intermedias como la Superclase, Suborden, Subespecie, Superfamilia, etc.

Los sistemas modernos de clasificaciónNinguno de los millones de organismos que habita nuestro planeta viene etiquetado con su nombre, ni con la relación ecológica o evolutiva que guarda con otros organismos. Los científicos llaman taxonomía a la ciencia de clasificar y nombrar organismos y a los biólogos especializados en ella son los taxónomos.

Los criterios de clasificación fueron diferentes dependiendo del objetivo que guiaba a la realización de la misma. Un ejemplo de ello es la clasificación realizada en el siglo IV entre animales útiles, peligrosos y superfluos. A partir del renacimiento los naturalistas empezaron a buscar formas de ordenar que tuvieran en cuenta características inherentes a los organismos estudiados y no la utilidad que pudieran tener para el hombre.

Fig. 1 – Carl Von Lineé

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Entre los muchos sistemas propuestos, el diseñado por Carlos Linneo (Carl Von Linée) a mediados del siglo XVIII es el que se utiliza todavía hoy. Dicho sistema es de tipo binario, es decir, esta basado en un nombre único para cada organismo que consta de dos palabras: la primera designa el género y la segunda el nombre específico. La especie es la unidad básica de clasificación. Las especies con parentesco muy cercano, se agrupan en la siguiente categoría de clasificación: el género. Las dos palabras utilizadas para designar al nombre del organismo pertenecen al idioma latín. Esto se hace así para tener nombres unificados y evitar las ambigüedades. ¿Qué queremos decir con esto?. Que la palabra que yo utilizo en Buenos Aires para designar a un organismo determinado, puede ser usado en Santa Cruz para nombrar a otro totalmente diferente y ser usada en Misiones para designar a un tercero. Si existiese dicha ambigüedad entre los científicos la comunicación de información entre los que viven en distintos países y aún entre los que viven en distintas localidades del mismo país, sería realmente muy dificultosa.

Al igual que las especies conforman géneros, los géneros conforman familias, las familias órdenes, los órdenes clases y éstas divisiones si hablamos de plantas y phyla si hablamos de animales. El que unos grupos vayan incluyendo a otros, como conjuntos que incluyen subconjuntos implica que la clasificación es jerárquica. Y el que sea jerárquica tiene sus ventajas si miramos la cantidad de información que nos da un nombre, ya que este sistema de clasificación nos permite generalizar. Para entender que queremos decir con esto vamos a dar un ejemplo: la especie Felis catus, el gato, pertenece a la familia Felidae, al orden Carnívora y a la clase Mammalia. Noten que la clasificación de un organismo representa una gran cantidad de información ye a medida que voy descendiendo desde clase hasta especie aumentan los detalles, dado que voy de lo general a lo particular. Si le digo a un biólogo que un animal pertenece a la clase Mammalia, él sabe que ese organismo tiene pelos y se alimenta de leche al nacer, al mencionar la palabra carnívora se entera de que en su vida adulta como básicamente carne, si agrego Felidae sabe que el animalito tiene garras que puede sacar y retraer a voluntad, y si digo Felis catus, sabrá que me estoy refiriendo a un gatito de los que habitan nuestras casas y no a un ocelote, sea nuestro biólogo inglés, chino o argentino.

Tabla 1 - Clasificación taxonómica de tres especies representativas.La tabla muestra la clasificación del macaón (mariposa), el gorila y el ser humano en las distintas categorías taxonómicas. La categoría inferior es la de especie; las especies se agrupan en géneros, los géneros en órdenes, los órdenes en clases y así sucesivamente. Las especies más estrechamente relacionadas comparten las categorías taxonómicas hasta un nivel inferior. Así, por ejemplo, el ser humano y el gorila comparten las categorías hasta el nivel de suborden mientras que ambos sólo se unen con el macaón a nivel de reino.

Reino Animal Animal Animal

Filo (Phylum) Artrópodos Cordados Cordados

Subfilo (Sub phylum) Unirrámeos Vertebrados Vertebrados

Clase Insectos Mamíferos Mamíferos

Subclase Pterigotos Euterios Euterios

Orden Lepidópteros Primates Primates

Suborden ---- Antropoideos Antropoideos

Familia Papiliónidos Póngidos Homínidos

Subfamilia ---- ---- ----

Género Papilio Gorilla Homo

Especie Papilio machaon Gorilla gorilla Homo sapiens

Los naturalistas, desde los tiempos de la Grecia antigua, dividieron a los organismos en dos reinos: Plantae y Animalia. El reino animal incluía a los organismos que comían cosas, se movían y crecían hasta un cierto tamaño; las plantas incluían a los que no se movían, no comían y crecían indefinidamente. Si bien después del desarrollo del microscopio se puso cada vez más eda la clasificación en dos reinos, durante muchos años se reconocían sólo dos ramas en la sistemática: la zoología y la botánica.

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El evolucionista alemán Ernst Haeckel propuso, a finales del siglo pasado, la construcción de un tercer reino, el de los Protistas, constituido por microorganismos. Haeckel reconoció que algunos de estos microorganismos carecían de núcleo celular y los denominó Monera. Posteriormente, las bacterias fueron reconocidas, en 1956, por Herbert Copeland como reino Monera, independiente de los Protistas. Los hongos, fueron los últimos organismos que merecieron la creación de un reino y su fundador, R. Whittaker propuso, en 1959, una clasificación general de los seres vivos que contenía cinco reinos: Monera (bacterias), Protista (protozoos), Fungi (hongos), Animalia (animales) y Plantae (plantas). Posteriormente, en 1978, Whittaker y Margulis, propusieron una modificación, conservando el número de reinos e incluyendo dentro del antiguo grupo Protistas a las algas. Este nuevo reino fue denominado Protoctista; sin embargo, gran parte de la literatura científica aún utiliza la denominación Protista.

Fig. 2 – De Izquierda a derecha: Ernst Haeckel, Robert Whittaker y Lynn Margulis.

Así, esta nueva clasificación de cinco reinos consiste en Procariota (bacterias), Protoctista o Protista (algas, protozoos, mohos del limo, y otros organismos acuáticos y parásitos menos conocidos), Fungi (líquenes y hongos), Animalia (animales vertebrados e invertebrados) y Plantae (musgos, helechos, coníferas y plantas con flor).

Fig. 3 Carl Woese

Hasta 1977, el reino se consideraba la categoría sistemática más inclusiva. Sin embargo, la secuenciación de moléculas universales que cambian a tasas extremadamente bajas (como en el caso del ARN) llevaron a Carl Woese y sus colaboradores a la construcción de un árbol filogenético único en el cual se diferencian tres linajes evolutivos principales. Woese propuso entonces la categoría de dominio para cada uno de estos linajes, o grupos monofiléticos, y los denominó Bacteria, Archaea y Eukarya. El cambio propuesto por Woese resalta las diferencias, hasta ahora ocultas, entre organismos procariotas. De este modo, Monera es un grupo parafilético que debería descartarse de la clasificación biológica. En el sistema de Woese, Archaea y Bacteria son dominios distintos de

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organismos procariotas. El dominio Eukarya agrupa, según esta clasificación, a los restantes reinos de organismos eucariotas.

Fig. 4 a- La estructura filogenética más profunda de la diversidad biológica obtenida por Carl Woese a partir de la secuenciación de ARN, un ácido nucleico.

Fig. 4 b - Se distinguen tres grupos monofiléticos distintos que corresponden a los dominios Eubacteria, Archaea (Arquibacteria) y Eukarya (Eucariotas).

Fig. 5 - Clasificación de los organismos.

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La clasificación de los seres vivos es motivo de controversia desde hace mucho tiempo; estos tres esquemas son algunos de los utilizados actualmente. Arriba: El sistema aristotélico sólo reconoce plantas y animales, que diferencia por el movimiento, el mecanismo de alimentación y la forma de crecimiento. Este sistema agrupa procariotas, algas y hongos con las plantas, y protozoos móviles capaces de alimentarse con los animales.Centro: El perfeccionamiento de las técnicas y los materiales de laboratorio puso de manifiesto las diferencias entre células procarióticas y eucarióticas y determinó una nueva clasificación que las reflejaba. Abajo: En época más reciente se han admitido cinco reinos que tienen en cuenta la organización celular y la forma de nutrición.

Tipos de árboles filogenéticos.Las especies tienen distintos tipos de relaciones evolutivas entre sí. Si todos los miembros de un grupo (un taxón) tienen el mismo ancestro, ese taxón es monofilético. Aquellos taxones que tiene diversas líneas evolutivas y no contienen un ancestro común se denominan polifiléticos. Muchos taxones de uso actual son de ese tipo, como es el caso de los mamíferos, que evolucionaron de por lo menos tres grupos del Triásico.

Fig. 6 - Árboles Filogenéticos.

Anexo: Las Células Procariontes (Procariotas) y Eucariontes (Eucariotas)

Se denomina Célula a la mínima estructura anatómica y fisiológica fundamental de la materia viva, capaz de vivir independientemente como entidad unicelular, o bien, formar parte de una organización mayor, como un organismo pluricelular.La célula presenta dos modelos básicos: procarionte y eucarionte. Su organización general comprende una membrana plasmática, el citoplasma y el material genético (ADN).

Las células procariotas son estructuralmente más simples que las eucariotas. Conformaron los primeros organismos del tipo unicelular que aparecieron sobre la tierra hace unos 3500 millones de años.Las células procariotas tienen el material genético concentrado en la región central del citoplasma, pero sin una membrana protectora que defina un núcleo.La célula no tiene orgánulos –a excepción de ribosomas- ni estructuras especializadas. Sus mayores representantes son las arqueobacterias, las bacterias y las cianobacterias, también llamadas algas cianofitas.

Las células eucariotas son más complejas que las procariotas y surgieron a partir de estas, hace unos 1000 millones de años.Tienen mayor tamaño y su organización es más compleja, con presencia de organelas que le permiten una notable especialización en sus funciones.El ADN está contenido en un núcleo con doble membrana atravesado por poros. Las células eucariotas están presentes en los organismos pertenecientes al Dominio Eukarya (Protistas, Hongos, Plantas y Animales)

Fig. 7 a) Esquemas de una célula Procariótica y otra Eucariótica Fig. 7 b) Cuadro comparativo entre células de tipo Procarionte y Eucarionte

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CUESTIONARIO DE INDAGACIÓN:a) Rescriba en su carpeta las definiciones de Célula, Especie, Taxonomía y Sistemática.b) Diferencie los conceptos de taxón Monofilético, Polifilético y Parafilético.c) Desarrolle una lista de los naturalistas que propusieron clasificaciones para los seres vivos y señale qué proponía cada uno.d) Busque el nombre científico y el nombre vulgar de 4 seres vivos pertenecientes al Dominio Eukarya, y uno perteneciente al Dominio Bacteria, considerando que deben estar representados todos los reinos eucariotas.e) Desarrollar la clasificación taxonómica completa (como en la Fig.2) de al menos 3 organismos.f) Explique con sus palabras el siguiente árbol filogenético.

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Fuentes:Material Bibliográfico:Aljanati, Wolovelsky, Tambussi, Los Códigos de la Vida, Editorial Colihue, 2002.Curtis, H., y Barnes S., Biología, Editorial Panamericana, 2005.Villee, C., Biología, Editorial Interamericana, 2004.Castro, Handel, Rivolta; Actualizaciones en Biología; EUDEBA, 1998.Bassarsky, Magali; Busca, Marta; Valerani, Alejandra. 2001. Biología I AZ Editora. Buenos AiresPerlmuter, Silvana, Stutman, Nora. 1998. Biología 9° E.G.B. Buenos Aires. Aique Grupo Editor.

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