Tema 2: Classificació (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Zoologia
Año del apunte 2014
Páginas 7
Fecha de subida 21/10/2014
Descargas 1

Descripción

Apuntes de la asignatura de zoología del primer curso del grado de genética de la universidad autónoma de barcelona

Vista previa del texto

TEMA 2 – CLASSIFICACIÓ 1 – Introducció a la diversitat animal en el conjunt global dels éssers vius, hi ha aproximadament un 70-73% de les espècies que són del regne animal. La diversitat entre aquests està molt desigualada. En un esquema on solament hi tenim en compte els animals, es pot veure que el que destaca més són el grup dels coleòpters (escarabats) amb més d'una quarta part d'espècies perteneixent a aquest grup. Al grup dels mamífers només hi pertanyen unes 4000 espècies (un grup relatvament pett).
2 – classifcació i la reconstrucció genètca Des de sempre s'ha intentat posar ordre a aquestes espècies.
Classifcació és l'ordenació de les poblacions d'organismes a tots els nivells mitjançant procediments inductus.
Classifcar és ordenar a partr d'aquestes semblances i diferències; i a partr de l'estudi analítc de les semblances establir classes o categories.
La taxonomia i la sistemàtca són les disciplines que s'encarreguen de la classifcació.
• Sistemàtca: s'encarrega de l'ordenació d la diversitat dels organismes des del punt de vista flogenètc per establir grups o categories.
• Taxonomia: és la part pràctca de la sistemàtca (es troba dins de la sistemàtca).
La font d'informació d'aquestes dues disciplines són els caràcters, que ens permeten obtenir la base per efectuar una classifcació. Aquesta font d'informació també es pot esquemattzar en varis tpus: 1. Caràcters estructurals: són aquells que radiquen fsicament en el cos de l'organisme. Són també els productes o elements fsics de la seva actvitat.
◦ Morfològics: són els que estan per sobre del nivell molecular. Aquests poden ser també de diferents tpus com per exemple: neontològics (taxons vius, en referència a les espècies actuals), paleontològics (en referència a les espècies que han desaparegut), embriològics (caràcters que apareixen en els moments de gestació), productes del comportament (nius en el cas dels ocells, teranyines en el cas de les aranyes, rastres, excrements, etc.) ◦ Moleculars: caràcters fenotpics (seqüències d'aminoàcids) o els tpicament relacionats amb l'ADN o l'ARN, que es consideren genotpics.
1. Caràcters etològics: els que estanr elacionats amb el comportament, com senyals acústques, visuals, etc.
El comportament també és molt important perquè poden arribar a establir barreres d'aïllament reproductu.
2. Caràcters ecològics: els que estan relacionats a les interaccions entre l'organisme i el medi ambient: tpus d'hàbitat, nínxol ecològic... són molt importants des del punt de vista de les adaptacions de l'organisme al seu medi.
3. Caràcters zoogeogràfcs: fan referència als models de distribució geogràfca, models d'especiació, etc.
La classifcació dels organismes es pot fer de moltes maneres, la més clàssica és la de tpus pràctc o funcional; per exemple, es poden classifcar per l'aspecte, pel color, per l'hàbitat on viuen... actualment se sap que la classifcació ha de ser genealògica, tenint en compte les relacions de parentu, és a dir, en relació dels seus avantpassats comuns.
Tant el fenotp (expressió d'un genotp en un ambient determinat) com el genotp, acumulen informació evolutva.
Com que l'evolució és un procés gradual, tant el genotp com el fenotp han de canviar de manera gradual; segons aquest fet, com més proper sigui l'avantpassat de dos grups, més probabilitat hi haurà que dos organismes s'assemblin.Però és molt important separar l'ascendència comuna del tpus de vida (ja que un ratpenat s'assembla morfològicament més a un ocell que a un cavall) i les adaptacions poden emmascarar les relacions de parentu.
L'adaptació al vol dels rat-penats emmascara el parentu d'aquests amb la resta de mamífers.
Per poder fer una classifcació correcta hem de fer una classifcació dels caràcters, s'ha de ser molt acurat: • Homologia morfològica i conceptes relacionats: ◦ Homologia: correspondència estructural deguda a un ancestre comú. Dos o més estructures són homòlogues quan deriven d'una estructura ancestral comuna. Dues o més estructures són homòlogues quan tenen el mateix signifcat morfològic independentment del fsiològic; és a dir, que no té res a veure el seu origen amb el seu ús en les espècies actuals.
◦ Analogia: es diu que dues o més estructures són anàlogues quan tenen la mateixa funció ◦ independentment del seu origen morfològic o evolutu. Concretament si ens fxem en les ales dels ocells i les dels rat-penats, es considera que són tant estructures anàlogues com homòlogues, ja que l'estructura dels seus ossos són els mateixos, tot i que disposats de maneres diferents.
Semblança: fa referència solament a la similitud en quant a l'aparença, a l'aspecte. No ens fxem en què serveix ni en la seva morfologia, sinó en l'aspecte extern. El més normal és que si s'assemblen també tnguin el mateix servei, i que per tant siguin anàlogues. Per exemple l'aleta dorsal d'un peix vela i d'un pelicosaure, no son ni homòlogues ni anàlogues, però s'assemblen.
ANCESTRE COMÚ --> HOMOLOGIA FUNCIÓ --> ANALOGIA SEBLANÇA --> SIMILITUD EN ASPECTE Amb aquests 3 fets podem crear un diagrama de Benn (boletes i cosetes) EXAPTACIÓ: un caràcter manté la seva estructura bàsica original però ha adquirit una nova funció, com per exemple en el cas de les ales de les orenetes i dels pingüins (que són caràcters homòlegs i semblants però no anàlegs) i que l'aleta dels pingüins ha fet una exaptació per a la capacitat de nedar.
Preadaptació: un caràcter que ha evolucionat en un ambient determinat permet explotar-ne un de nou --> l'ala està preadaptada per a la natació, ja que la seva morfologia està adaptada per volar, però si la fas servir per nedar com els pingüins, doncs també funciona.
HOMOPLÀSIA: qualsevol semblança que no és deguda a l'homologia, que no té un origen comú. Caràcters que poden ser anàlegs o no. Aquests són els canvis morfològics que emmascaren l'evolució; ja que si observem les formes dels cossos del tauró i el dof ens fa pensar que podrien ser homòlegs, ja que tenen una forma molt semblant; i no, perquè el dof és un mamífer i el tauró és un peix. Hi ha tres processos que poden donar lloc a homoplàsies: • Convergència: procés que es dóna quan llinatges distants adquireixen formes semblants però de manera independent, com a resultat de l'adaptació a una mateixa funció.
• Paral·lelisme: el paral·lelisme és similar a la convergència però és en llinatges més recents. Llinatges pròxims que adquireixen formes semblants de manera independent a partr d'un avantpassat comú però que no tenia aquest caràcter. Els exemples més utlitzats són els mamífers placentaris i marsupials (molts mamífers placentaris tenen el seu equivalent marsupial). Tot i estar aïllats, placentaris i marsupials han rebut les mateixes diferenciacions, ja que com que tots són mamífers quan s’adapten a un ambient tots ho fan de manera similar (càrrega genètca).
• Reversió: la reversió es dona quan en llinatges que estan emparentats un caràcter que té un estat derivat retorna a la condició primitva. És a dir, el caràcter retorna al seu estat inicial (els mol·luscs cefal·lòpodes han perdut la closca, com els seus avantpassats) ◦ Caràcter derivat: és un caràcter que es troba “entremig” d'uns altres dos --> com per exemple el fet d'alguns mol·luscs de tenir espícules (no és ni closca ni el cos nu).
• Divergència: quan dos llinatges que estan molt relacionats es diferencien en la seva estructura per adaptació de funcions a medis diferents. En el cas dels mamífers, tots provenen d'un avantpassat comú, per exemple els cavalls i els dofns són molt diferents perquè els cavalls estan preparats per córrer mentre que els dofns estan preparats per nedar. Aquest fet pot conduir a errors.
◦ Radiació adaptatva: divergència múltple de taxons. És la producció d'espècies ecològicament diferents a partr d'un avantpassat comú. Aquest fet provoca que hi hagi una diferenciació estructural entre els descendents.
• • Mètodes de classifcació: ◦ Principi fenètc: solament evalua les similituds i diferències morfològiques. Només es té en compte si s'assemblen o no.
◦ Principi flogenètc: té en compte la flogènia, és a dir, els patrons evolutus d'ascendència.
Escoles de classifcació: ◦ Principi fenètc: ▪ escola fenetcista: • utlitza molts caràcters i a tots els caràcters se'ls dóna la mateixa importància (tots tenen el mateix pes) i com més caràcters estudiats millor.
• Estudia caràcters però el resultat fnal no implica relacions evolutves (que indiquin relació • • • • ◦ evolutva s'evaluarà a posteriori) els grups que es consttueixen es basen en el nombre de similituds, els grups que tnguin més similituds estaran reunits.
No existeixen caràcters defnitoris dels grups (ja que tots els caràcters tenen el mateix pes) a partr de les relacions fenètqus s'obté el FENOGRAMA (l'arbret de la dreta) aquesta escola no l'utlitzarem perquè només evalua similituds, i no ens aporta dades “rellevants”.
Principi flogenètc: ▪ Sistemàtca evolutva (=tradicional): • principis evolutus ◦ es basen en l'ascendència comuna (genealogia) --> es troben espècies emparentades entre si ◦ es té en compte la quanttat d'adaptació evolutva (similitud) • s'estableixen grups monoflètcs (també grups paraflètcs, perquè es é en compte evolució) ◦ grup paraflètc: grup no complet, inclou l'avantpassat comú hipotètc però no a tots els seus descendents.
◦ Grup monoflètc: grup que engloba un avantpassat comú i tots els seus descendents.
◦ grup poliflètc: grup artfcial, perquè no conté l'ancestre comú hipotètc dels taxons que integren el grup • Solament es tenen en compte caràcters homòlegs • els caràcters tenen diferent pes (uns caràcters tenen diferent importància, encara que siguin homòlegs, fet que provoca algunes alteracions): ▪ Sistemàtca flogenètca (=Cladisme): • Estrictament el principi flogenètc • rebutja totalment l'adaptació • solament dóna nom a grups monoflètcs • sempre utlitza caràcters homòlegs derivats (apomorfes) • CONCEPTES: ◦ Estat dels caràcters homòlegs: els unics utlitzats ▪ Plesiomorfa: és un caràcter primitu, signifca que és un caràcter ancestral i que el presenten tots els representants del grup, i per tant no e m ser ve ix pe r diferenciar els subgrups.
• Simplesiomorfa: plesiomorfa compartda per tots els integrants de diferents grups, i no ens permet diferenciar-los per aquest caràcter.
▪ Apomorfa (“derivat”): és una novetat evolutva • Sinapomorfa: novetat evolutva compartda per un grup monoflètc.
• Autapomorfa: novetat evolutva exclusiva d'un sol grup.
◦ Categories taxonòmiques: tenen diferents rangs (hi ha categories de rang superior i categories de rang inferior) --> regne és de rang superior que flum, i aquestes categories estan jerarquitzades.
◦ Cladograma: un cladograma és un diagrama de relació en arbre basat en una anàlisi cladístca. I ha diferents, tpus, però utlitzarem l'arrelat. Això vol dir que conté l'avantpassat comú de tots els taxons dels quans s'intenta determinar les seves relacions flogenètques. En un arbre arrelat la jerarquia taxonòmica disminueix a mesura que ens allunyem de l'arrel. Un mateix caràcter pot ser primitu o derivat en funció de la seva posició en el cladograma.
Establir la polaritat d'un caràcter vol dir decidir si l'estat del caràcter és primitu o derivat (és a dir, plesiomòrfc o apomòrfc).
En la imatge anterior l'aparició de pèl seria una apomorfa, ja que és el caràcter nou que permet distngir la tortuga de la resta d'animals. Però en el nivell jeràrquic inferior passa a ser una plesiomorfa perquè no permet distngir-los.
▪ Clade: grup monoflètc dins el cladograma ◦ Grup intern: conjunt de taxons dels quals es busquen les relacions de parentu. És un taxó de rang superior que s'examina al llarg d'un estudi flogenètc per determinar quin entre dos e stats d'un caràcter és l'apomòrfc. L'estat del grup extern es pren com a primitu (plesiomorfa) ◦ grup extern: taxó de rang superior que s'examina al llarg d'un estudi flogenètc per determinar quin entre dos caràcters és l'apomòrfc. L'estat del grup extern es pren com a primitu (sinapomorfa) ◦ Grup germà: taxó de rang superior que hipotètcament consttueix el grup genealògicament més emparentat amb un taxó determinat. Però s'ha d'excloure l'ancestre comú dels dos taxons. (El clade d e c o l o r BLAU és germà del clade VERMELL).
La llanceta, com que té tot 0, es considera que és el grup extern. A mesura que anem cap a la dreta es van acumulant els caràcters, per això el lleopard els te tots. El grup germà de tonyina, salamandra, tortuga i lleopard és la llamprea, i el grup germà de salamandra, tortuga i lleopard és la tonyina (i així successivament).
CARÀCTERS MOLECULARS són sequències d'ADN (nuclear o mitocondrial) o ARN un cop fets tots els cladogrames possibles, cal: • detectar les apomorfes • obtenir tots els cladogrames possibles • seleccionar el cladograma que comporta menys canvis 3 – Concepte d'Animal (Metazou) Distnció clàssica entre vegetals i animals: 1. amb clorofl·la/sense clorofl·la 2. Autòtrofs/heteròtrofs 3. Productors/consumidors 4. Paret cel·lular/cèl·lules nues (sense paret) 5. Fixes/Lliures i mòbils 6. creixement il·limitat/creixement limitat hi ha organismes animals (com per exemple les esponges marines) que poden ser fàcilment confusibles amb vegetals. O d'altres com els coralls que tenen un creixement il·limitat, per tant hi ha punts de les diferències que no estan tan clars.
• • dins el regne MONERA de Margulis, hi ha eucariotes unicel·lulars i alguns eucariotes pluricel·lulars. Inclou: PROTÒFITS, PSEUDOFONGS I PROTOZOUS.
Els protozous, en molts tractats de zoologia també s'inclouen, però no es consideren animals, són un grup a part. Segons Margulis la defnició d'animal és: eucariotes, pluricel·lulars, heteròtrofs, consumidors que s'alimenten per ingestó, sense paret cel·lular i generalment mòbils. El caràcter essencial és el fet que es desenvolupen per blàstules durant el desenvolupament embrionari. Els protozous, en canvi, no entren dins el grup d'animals sinó dins el de protoctsts perquè no tenen desenvolupament embrionari i no tenen desenvolupament de blastoma.
SINAPOMORFIES POSADES DE COLOR BLAU UNIKONTA: • 1 FLAGEL (en alguna part del seu cicle biològic hi ha una cèl·lula fagel·lada, en el nostre cas espermatozoide) • gens dels enzims de la síntesi de la pirimidina • gen de la fosfoructoquinasa AMEBOZOA: • seqüències del gen ARN ribosòmic 16S • i dels gens de l'actna • tenen pseudopodis arrodonits que es diuen lobopodis • hi ha amebes que tenen la cèl·lula nua, sense cap protecció, però n'hi ha que tenen recobriments protectors com una mena de càpsules anomenades TESTES.
• Alguns grups amb fagels • Archamoebae: tenen alguna fase fagelada en el seu cicle biològic • Myxomycota: són les foridures mucilaginoses. tenen alguna fase fagelada en el seu cicle biològic OPISTHOKONTA • Flagel propulsors en posició posterior (com en el cas dels espermatozoides) • quasi totes les cèl·lules amb crestes mitocondrials planes.
• NUCLEARIIDAE: pettes formes ameboides que són d'aigua dolça (o de terra) i que es caracteritzen perquè les crestes mitocondrials tenen forma de disc, però la seva classifcació dins els opisthokonta es basa en característques genètques.
• ICHTHYOSPOREA: el nom fa referència al fet que són paràsits de peixos (les 4 primeres espècies que es van descobrir) però posteriorment es va descobrir que parasitaven altres grups com mamífers, humans... com que el nombre d'espècies s'ha incrementat i s'ha vist que nonomés parasiten peixos, ara s'anomenen MESOMYZETOZOEA.
• Sphaeroforma arctca: es manifesta en forma d'agrupacions esfèriques o ovals de cèl·lules. Aquestes cèl·lules són espores infeccioses.
• Amoebidium: n'hi ha de diferents formes, les esporangiospores són elements infecciosos. Dins el cicle biològic hi ha dos tpus de morfologies: esporangiospores i morfologies de tpus ameboide. L'espècie característca és Amoebidium parasitum.
• Filasterea: grup poc conegut amb formes ameboides (pseudopodis allargats) tenen la capacitat de formar agregacions mantenint la seva independència. (Capsaspora owcarzarzaki).
CHOANOFLAGELLATA • la majoria sèssils (que es troben fxes en un substrat) i pedunculats.
• Hi ha formes solitàries (cèl·lules soles) o colonials (que poden ser tant sèssils o mòbils, és a dir, agregats de cèl·lules que estan enganxats per un peduncle o que van voltant).
• Característques: ◦ ◦ ◦ ◦ • • 1 Flagel envoltat per un collar transparent de microvellositats (coana) Tentacles (alguns) es troben al voltant del fagel Molts tenen cobertes externes orgàniques o mineralitzades en forma d'una mena de xarxa (lòriga) Reproducció asexual i poden enquistar-se (formes de resistència, poden resistr molt temps vius en aquests quists).
◦ No se sap si tenen sexualitat, ◦ són organismes aquàtcs, marins o d'aigua dolça.
◦ Aproximadament 150 espècies en 30 gèneres.
Proterospongia:gènere que durant el cicle biològic té una fase lliure unicel·lular però també té una fase que forma colònies. Aquestes colònies poden tenir diferents tpus de cel·lules: presenta com una similitud als animals, que tenen diferents tpus de cèl·lules (es pot pensar que aquesta colònia és una mena de precursor dels animals).
Sinapomorfes: ◦ Coana ◦ Lòriga REGNE METAZOA SINAPOMORFIES: • Tenen una matriu extracel·lular amb diferents tpus de col·làgen. Aquest fet permet que les cèl·lules quedin agregades, un fet essencial per la formació de teixits.
• Presenten diferents tpus d'unions adherents. Els diferents tpus permeten la unió de les cèl·lules per formar teixits.
◦ Tipus desmosomes: unió cel – cel.
◦ Tipus contacte focal: unió cel – matriu.
◦ Proteines: ▪ Integrines: proteïnes transmembrana ▪ Fibronectna: proteïnes que es troben en la matriu.
• Membranes cel·lulars que presenten receptors de membrana: ◦ Tirosina quinasa: receptor que tradueix una senyal o estmul extern en una senyal o resposta interna específca.
• La meiosi produeix directament gàmetes, no produeix espores.
• Oogènesi: es forma un oòcit madur, que és el que conté les substàncies de reserva, i 3 corpuscles polars (que posteriorment degeneren) • Espermatozoide primitu, amb cap, peça intermitja amb els mitocondris i un fagel.
• Blàstula: mòrula --> blàstula.
3 – CONCEPTE D'ESPÈCIE: les espècies són grups de poblacions naturals que poden creuar-se entre si i que estan aïllades, des del punt de vista reproductor, d'altres grups similars. --> es tracta d'una colectvitat reproductora, que són fèrtls i que estan aïllades des del punt de vista reproductor. Aquesta defnició no serveix si un individu es reprodueix de manera asexual (genera individus clònics), tampoc per les espècies fòssils.
• Espècies morfològiques: criteris de diferenciació morfològica. --> si dues espècies són diferents no són la mateixa espècie • Espècies biològiques: si dos individus, encara que no s'assemblin, es poden reproduir, es tracta de la mateixa espècie.
• Espècies flogenètques: el menor taxó reconeixible en una classifcació flogenètca.
• Espècies evolutves: un llinatge no ramifcat en el qual la seva seqüència de poblacions o organismes ancestre descendent manté la seva identtat en front d'altres llinatges, i que té les seves pròpies tendències evolutves i dest històric. --> és un criteri de ramifcació, té en compte el nombre de ramifcacions, per tant cada una seria una espècie diferent, per tant en l'arbre es contarien 7 espècies diferents.
4 – Tipus d'especiació 1.1 – Etapes en el procés d'especiació 1.1.1.Especiació al·lopàtrida de tpus I = especiació geogràfca (vicariant) 1.1.2.Etapa I: hi ha una interrupció del fuxe gènic entre les dues poblacions que s'estan separant 1.1.3.Etapa II: hi pot haver contacte i intercanvi de gens, però la situació no progressa, ja que els híbrids que es puguin formar no progressen.
1.1.4.Dues espècies: si tornen a estar en conctacte al cap de molt temps els dos grups de poblacions han divergit tant que ja no hi pot haver fuxe gènic i per tant hi ha dues espècies diferents. Per tal que això passi s'han de tenir en compte moltes 1.1.5.Mecanismes d'aïllament reproductor 1.1.5.1.MAR postcopulatoris (cigòtcs): Es produeixen en l'etapa II del procés d'especiació • • • Els híbrids són inviables (no es poden formar, o moren quan neixen) Esterilitat dels híbrids. Els hibrids són viables però no es poden reproduïr.
Degradació dels híbrids: els descendents de la primera generació d'híbrids són estèrils (els primers híbrids són fèrtls i es poden creuar però els seus descendents són estèrils) 1.1.1.1.MAR precopulatoris: es produeixen quan ja hi ha hagut l'especiació total (dues espècies diferents) • • • • • Aïllament ecològic o d'hàbitat: quan es tornen a trobar, cada una viu en un hàbitat diferent, com per exemple: si un tpus de mosquit posa els ous en aigua dolça i un altre en aigua salada, ja no es poden trobar (fet que evita els mecanismes d'aïllament postcopulatoris) Aïllament estacional o temporal: els animals entren en zel en diferents estacions... etc.
A. ecològic o sexual: diferències en el comportament. Com per exemple els aparellaments d'ocells que són molt complexes i diferents.
aïllament mecànic: incompatbilitat en els òrgans reproductors (són molt diferents, no hi ha aparellament possible) Aïllament gamètc: no hi ha atracció entre els gàmetes, hi pot haver còpula en alguns casos però no s'ajunten mai òvul i espermatozoide.
...