INTRODUCCION A LA

TAXONOMIA

Profesora Titular: Dra. Analia Lanteri Profesora Asociada: Dra. María Marta Cigliano Profesora Adjunta: Marta Fernández

-Sistemática – Taxonomía

-Importancia de la sistemática biológica y

clasificación

-Biología General / Biología Comparada

-Escuelas clasificatorias

-Identificación – claves

- Jerarquía linneana

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”.

Microtaxonomía: Identificar, describir y delimitar a las especies.

Macrotaxonomía: Construir clasificaciones de los taxones.

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).

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

www.nature.com/cgi-taf

Número total de especies descriptas 1,5 – 1,7 millones

descrito

Total estimado

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.

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.

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.

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.

PICUDO MEXICANO

DEL ALGODONERO

Anthonomus grandis

Importancia aplicada de los estudios taxonómicos

SUPERFAMILIA CURCULIONOIDEA: 60.000 ESPECIES

Especies de

Naupactini

DAÑOS EN FOLLAJE

DAÑOS DE LARVAS DE

CURCULIONIDAE EN RAÍCES

Pupa en celda de barro.

Larvas y celda pupal

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

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).

-Patrón: aparente orden de la vida que se refleja a través de la similitud entre los organismos. -Proceso: mecanismos que generaron dicho patrón.

Ejemplo de patrón:

cladograma

Ejemplo de proceso: evolución

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.

Identificación en taxonomía

¿Quién sos?

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.

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.

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.

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).

¿Son diferentes especies?

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.

CLASIFICACIÓN

Agrupamiento de objetos en clases de acuerdo con un criterio previamente establecido.

Hipótesis científica con respecto las relaciones ancestro-descendientes entre los taxones.

La clasificación en distintos reinos es una de las que más ha cambiado en los últimos años

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

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).

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.

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.

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

Zoología Categoría Taxon

Botánica Categoría Taxon

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

ENAIMA (animales con sangre

roja= vertebrados)

Vivíparos

Hombre, ballenas y demás

mamíferos

Ovíparos

Peces, anfibios, serpientes

y aves.

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.

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)

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.

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.

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).

Escuelas de la clasificación

Cladística o Sistemática Filogenética

Taxonomía Evolutiva

Fenética o Taxonomía Numérica

Willi Hennig

Entomólogo alemán

fundador de la

Sistemática

Filogenética en la

década de 1950.

Henning, W. (1950) → clasificaciones sirven como

un sistema general de referencia en Biología.

Clasificaciones = hipótesis sobre los patrones

evolutivos

CLASIFICACIÓN TRADICIONAL DE LOS AMNIOTAS

Clase Mammalia Clase Reptilia

Orden Testudinos Orden Squamata Orden Crocodilia

Clase Aves

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

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.

Grupos mono, para y polifiléticos

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

La Cladística prevalece como escuela de

clasificación en MACROTAXONOMÍA

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.

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

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.

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

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

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