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Introducción

¿DE QUÉ ESTÁ HECHO TODO LO QUE NOS RODEA?

¿Cuáles son los sistemas que utiliza la Biología para ordenar los seres vivos del planeta?

Cigüeña negra(Ciconia nigra)

CIGÜEÑAS BUITRES DEL NUEVO MUNDO

Rey de los gallinazos(Sarcoramphus

Buitre negro americano(Coragyps atratus)

Aguila Real(Aquila chrysaetos)

Gavilán colirrojo(Buteo jamaicensis)

Buitre leonado(Gyps fulvus)

BUITRES DEL VIEJO MUNDORAPACES DIURNAS

Ancestro común

¿Qué importancia tiene el clasificar los organismos para explicar los procesos evolutivos?

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Figura 1. Cladograma de aves

Aunque es muy claro que todas son aves, debido a que comparten un ancestro común, también se observa que algunas de ellas están más emparentadas unas con otras, debido a sus hábitos, su anatomía o su ADN que son muy similares.

Observa con atención la figura 1 y responde:

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Actividad 1Sistema binomial de nomenclatura

Carl Linnaeus (1707-1778), un médico y botánico sueco, fue el fundador de la taxonomía moderna (Figura 2). Linnaeus originó un sistema llamado nomenclatura binomial que se utiliza para nombrar los organismos existentes y agruparlos por categorías similares.

La taxonomía es la disciplina que se relaciona con la biología sistemática. Los científicos la utilizan para determinar relaciones evolutivas entre organismos.

El sistema de nomenclatura binomial es el sistema

Explicar los criterios empleados para clasificar individuos dentro de una misma especie.

Objetivos de aprendizaje

Figura 2. Carl Linnaeus

utilizado para nombrar especies. A cada especie se le da un nombre que consta de dos partes. La primera parte es el género al que pertenece la especie y la segunda parte es el nombre de la especie.

Por ejemplo, Apis mellifera (la abeja de la miel). La abeja de la miel pertenece al género Apis y tiene un nombre científico de Apis mellifera.

Los nombres científicos se escriben en cursiva. El género se escribe la inicial en mayúscula y la espe-cie en minúscula. Por ejemplo, el formato apropiado para el nombre científico de los seres humanos es el Homo sapiens.

Actualmente se utilizan estudios de ADN para determinar la relación entre los individuos que las forman, el grado de similitud o diferencia entre el ADN de dos especies se llama distancia genética y nos ayuda a conocer el grado de parentesco que pudiera existir entre dos clases diferentes y su relación evolutiva.

¿Qué es un género?

En Biología, “género” es la clasificación taxonómica inferior a el taxa “familia” y superior al taxa “especie”. En otras palabras, el género es una categoría taxonómica más general que la especie. Por ejemplo, el nombre genérico Ursus representa osos pardos, osos polares y los osos negros (Figura 3,4 y 5).

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Figura 3. Oso Polar Figura 4. Oso pardo

Figura 5. Oso negro

¿Qué es una especie?

El nombre de la especie, también llamada epíteto específico, es la segunda parte de un nombre científico, y se refiere a una especie dentro de un género. Una especie es un grupo de organismos que típicamente tienen características anatómicas y reproductivas similares,pueden cruzarse con éxito para producir descendencia fértil. En el género Ursus, hay un número de diferentes especies de osos, incluyendo: Ursus arctos, oso pardo, Ursus americanus, el oso negro americano y Ursus maritimus, el oso polar.

Escribe dos ejemplos de organismos que compartan un mismo género.

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Organismos Género Especie

De las imágenes de la Tabla 1, señala con una línea a qué género y especie corresponde, posteriormente escribe sus nombres científicos.

Figura 6. Lobo

Figura 7. León

Figura 8. Coyote

Figura 9. Hombre primitivo

Panthera

lupus

tigris

latrans

sapiens

Cannis

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Organismos Género Especie

Figura 10. Tigre

Figura 11. Hombre actual

Homo

leo

habilis

Escribe los nombres científicos:

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Actividad 2

La sistemática es el estudio de la diversidad biológica y sus orígenes. Se centra en la comprensión de las relaciones evolutivas entre los organismos, especies, y entidades biológicas, como los genes y la evolución de las propiedades de los taxones, incluidos rasgos intrínsecos, las interacciones ecológicas y distribuciones geográficas. Una parte importante de la sistemática es el desarrollo de métodos para diversos aspectos de la inferencia filogenética y los procesos de clasificación.

Escuelas sistemáticas: Esta escuela, basa sus reconstrucción filogenéticas, en el nivel de similitud morfológica general entre los grupos de organismos. Aplica técnicas matemáticas para establecer las clasificaciones, y para ello tiene en cuenta el máximo número de caracteres morfológicos disponibles, sin preocuparse por su significación evolutiva y sin hacer ninguna valoración previa de dichos caracteres, es decir, sin establecer alguna importancia mayor o menor sobre los caracteres; todos las características son igual de importantes, sin importar de cual se trate.

Debido a que la fenética enfatiza en la forma y no en la historia evolutiva tiende a generar grupos no naturales, es decir, realiza el proceso de agrupación basándose en el número de similitudes o diferencias, dependiendo de los caracteres utilizados y el coeficiente numérico empleado.

Los resultados de estos análisis son expresados en distancias entre los organismos, según el número de caracteres que compartan, los cuales suponen un reflejo de la proximidad filogenética entre los organismos o grupos analizados.

• Evolucionista: Esta escuela reúne dos percepciones: primero tiene en cuenta la genealogía, es decir, las relaciones de parentesco entre los organismos y segundo, la semejanza o similitud entre los organismos analizados. Su objetivo es reflejar la cantidad de cambio entre los organismos, medido a través del grado de similitud o divergencia morfológica global

Clasificación biológica y técnicas moleculares

(L + Anf + M)(L + Anf + M) 1

1

(C + Ave )

Cocodrilo0.830.670.33

Ave

Lagarto

Anfibio

Mamífero

(C + Ave )

0.17

Figura 12. Fenograma

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Figura 13. Evolucionista

Figura 14. Cladismo

• Cladismo: Esta escuela se fundamenta en la genealogía (igual que la evolucionista), pero no tiene en consideración la similitud morfológica general, establece sus clasificaciones tomando en cuenta la secuencia temporal de aparición y reemplazo de los caracteres relevantes en la evolución del grupo

biológico analizado. Los caracteres que se usan, son seleccionados en base a la información que puedan aportar al evolucionar respecto a la relación entre dos taxones; estos caracteres se organizaran en una secuencia genealógica temporal.

En esta escuela, solo son válidos los grupos monofiléticos, es decir, aquellos que incluyen a la especie ancestral y a todos sus descendientes.

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La sistemática filogenética o cladística estudia la distribución de los caracteres homólogos, tanto primitivos como derivados, y propone la formación de grupos taxonómicos que constituyen árboles filogenéticos o cladogramas.

Reúnete con dos compañeros y realicen un cuadro comparativo entre las tres escuelas sistemáticas.

Figura 15. Análisis cladístico de los primates

Fenética Evolucionista Cladismo

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La sistemática molecular

La sistemática molecular es el uso de la genética molecular para estudiar la evolución de las relaciones entre individuos y especies. El objetivo de los estudios sistemáticos es proporcionar información sobre la historia de los grupos de organismos y los procesos evolutivos que crean la diversidad entre las especies.

Durante miles de años, los naturalistas han mirado el mundo e intentado describir y explicar la diversidad biológica. Este intento de examinar y clasificar se llama sistemática, un sistema para imponer un orden cognoscible en el “aparente caos” de la naturaleza

Las técnicas moleculares utilizan una variedad de técnicas para construir los árboles filogenéticos. La -Reacción en cadena de la enzima polimerasa (PCR)- se usa por ejemplo, para investigar las variaciones del ADN a gran escala entre diferentes organismos (Figura 16).

La amplificación génica también es una técnica Figura 16. Pruebas moleculares

fundamental para los nuevos enfoques que permiten establecer algunas marcadores que sirven como huellas del ADN. Los científicos pueden usar “relojes moleculares” para predecir algunas divergencias moleculares pasadas y/o futuras entre los genes. Esta teoría afirma que el cambio molecular es lo suficientemente constante para determinar la forma como los linajes genéticos se ramifican a partir de un antepasado común y para determinar cuándo se produjo dicha ramificación.

Explica el impacto del desarrollo de las técnicas moleculares en los sistemas de clasificación de los organismos.

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Clase reptiles

Orden anuros Orden ápodos Orden urodelos Orden anuros

Clase Anfibios

Si

Con patas

Sinpatas

Concola

No

Actividad 3

La clave taxonómica ofrece a los usuarios una manera sistemática y reproducible para identificar los elementos y organismos. Se utiliza para una variedad de propósitos, tales como la identificación de organismos desconocidos a un cierto nivel taxonómico (por ejemplo, familia, género y especie) y la identificación de rocas o minerales.

Las claves taxonómicas son comúnmente utilizadas por científicos, investigadores y estudiantes. Se ordenan de una manera que conduce al usuario a la identidad correcta de un artículo en particular, reconociéndose un punto de partida reconocible.

A continuación se describen los aspectos referenciados para crear la clave taxonómica para los vertebrados.

Clave Taxonómica

1a. Con pelo.................................... Clase Mamíferos1b. Sin pelo...................................... 2

2a. Con plumas.............................. Clase Aves2b. Sin plumas................................ 3

3a. Piel seca, cubierta de escamas................ Clase Reptiles3b. Piel húmeda, sin escamas...................... Clase Anfibios

Podríamos continuar con una clave para las órdenes de anfibios:1a. Sin patas.....................Orden Ápodos1b. Con patas..................22a. Con cola.................... Orden Urodelo2b. Sin cola...................... Orden Anuros

Continuando con rangos taxonómicos más bajos se establece la especie de determinado organismo.

Tiene pelo

Clase mamífero Con plumas

Clase aves Piel seca cubierta con escamas

Si

Si No

No

Sin cola

Figura 17. Clase taxonómica

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Observa los organismos de las figuras 18, 19, 20 y 21 y elabora tu clave taxonómica partiendo de la figura 17.

Clase:

Clase:

Clase:

Orden:

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Figura 18. Gato

Figura 19. Cocodrilo

Figura 20. Rana

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En la figura 21 se establece la relación entre nomenclatura, taxonomía y filogenia.

Se nombra según

Son

Presentan

establece

los principales son

presenta parentescos en la

Confluyen en Indica

Se ordenan segúncriterios de

Se acogen a lasnormas de

BIODIVERSIDAD

Nomenclatura

Categoríasclasificatoria

TáxonesClasificaciones

Sistemática origen común

Taxonomía

JerarquíaReino

Clase

Género

Orden

Especie

Phylum o división

Filogénia

Como la actual

R. Moneras

R. Hongos

R. Protoctistas

R. Plantas

R. Animales

Figura 21. Nomenclatura, taxonomía y filogenia

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Analiza y completa

Partiendo de la observación de la siguiente clave taxonómica, completa la información de cada clase de organismo según corresponda.

CLAVE PARA DIFERENCIAR LOS GRUPOS DE VERTEBRADOS

¿Tienen aletas y escamas, respiranbranquias y viven en el agua?

¿Tienen la piel desnuda, respiran por pulmones y viven en el agua

o cerca de ella?

¿Tienen escamas, respiran por pulmones y suelen ser terrestres?

¿Tienen plumas, respiran porpulmones y son terrestres?

Sí

Sí

Sí

Sí

No

No

No

No

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Lista de figuras

Figura 1. Cladograma de aves

Figura 2. Carl Linnaeus. AlphaZeta. (1774, Diciembre 31). Portrait of Linnaeus on a brown background with the word “Linne”

in the top right corner. [Fotografía]. Obtenido de: http://en.wikipedia.org/wiki/Carl_Linnaeus#-mediaviewer/File:Carl_von_Linn%C3%A9.jpg

Figura 3. Oso Polar. Daniel Mietchen. (2013, abril 11). Um urso polar limpando uma carcaça narval.

[Fotografía]. Obtenido de: http://pt.wikipedia.org/wiki/Narval#mediaviewer/File:A_polar_bear_(Ursus_maritimus)_scavenging_a_narwhal_whale_(Monodon_monoceros)_carcass_-_journal.pone.0060797.g001-A.png

Figura 4. Oso pardo. Crushinator. (2006, junio 1). Urso-de-kodiak em cativeiro. [Fotografía]. Obtenido

de: http://pt.wikipedia.org/wiki/Urso-de-kodiak#mediaviewer/File:Kodiak_bear_in_germany.jpg

Figura 5. Oso negro.Flickr. (2008, febrero 17). Urso de óculos. [Fotografía]. Obtenido de:

http://pt.wikipedia.org/wiki/Tremarctos_ornatus#mediaviewer/File:Urso_de_%C3%B3culos.jpg

Figura 6. LoboMuiden C.(2006).nl:Wolf (dier).Recuperado el 27 de abril del 2015 de http://commons.wikimedia.org/

wiki/File:Canis_lupus_265b.jpg

Figura 7. Leónmiguelangel0.(2013).Leon.Recuperado el 27 de abril del 2015 de https://www.flickr.com/photos/

miguelangel0/8450890234/

Figura 8. CoyoteBórquez F.(2004).zorro chilote.Recuperado el 27 de abril del 2015 de https://www.flickr.com/photos/

talleranay/266197818/

Figura 9. Hombre primitivo

Figura 10. TigreAlfonsopazphoto.(2010). Bengal Tiger - photo at Badoca Safari Park.Recuperado el 27 de abril del

2015 de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tigre_de_Bengala-Panthera_tigris_tigris.jpg

Figura 11. Hombre actualJacques63. (25 de Enero de 2015), [Ilustración]. Homosapiens.svg. (28-04-2015). Obtenido http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Homosapiens.svg

Figura 12. Fenograma

Figura 13. EvolucionistaRoRo (2013). Taxononía y filogenía. Recuperado el 2 de Junio del 2015 de http://commons.wikimedia.

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org/wiki/File:Taxonomia_y_filogenia.svg?uselang=es

Figura 14. CladismoRoRo (2013). Taxonomy - monophyletic, paraphyletic and poliphyletic groups.svg Recuperado el

3 de Junio del 2015 de http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Taxonomy_-_monophyle-tic,_paraphyletic_and_poliphyletic_groups.svg

Figura 15. Análisis cladístico de los primates

Figura 16. Pruebas moleculares. Notafly. (2009, junio). NaturhistoriskaRiksmuseetIntroMolecularSystematics. [Fotografía]. Obtenido

de:http://commons.wikimedia.org/wiki/File:NaturhistoriskaRiksmuseetIntroMolecular-Systematics.JPG

Figura 17. Clase taxonómica

Figura 18. Gato. Nevillekingston. (2014). Gatos. [Fotografía]. Obtenido de: http://pixabay.com/es/

gatos-gatitos-animales-mam%C3%ADferos-205605/

Figura 19. Cocodrilo. Juandluk1.(2013).cocodrilo.Recuperado el 27 de abril del 2015 de http://commons.wikimedia.org/

wiki/File:Cocodrilos_pic.jpg

Figura 20. RanaFierro H.(2015).Amarillo Peligro, Recuperado el 08 de Mayo de 2015 de https://www.flickr.com/

photos/26013089@N04/17239335988/

Figura 21. Nomenclatura, taxonomía y filogenia

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Referencias

Proyecto Biosfera. (S,F). Educalab. Recuperado el Marzo de 2015, de Educalab: http://recursostic.educacion.es/ciencias/biosfera/web/alumno/1ESO/clasica/contenidos4.htm

River Education. (S,F). Program Luquillo LTER. Recuperado el Marzo de 2015, de Program Luquillo LTER: https://sites.google.com/a/ites.upr.edu/programa-educativo-sobre-rios-luquillo-lter/taxono-mic-keys-claves-taxon

Universidad Veracruzana. (S,F). Centro de Investigaciones Tropicales. Recuperado el Marzo de 2015, de Centro de Investigaciones Tropicales: http://reservaeleden.org/plantasloc/alumnos/manual/07a_el-herbario.html