3.4 El concepto evolutivo de especie
Define a la especie como un linaje o línea que evoluciona por separado de otros grupos y por lo tanto tienen sus propias tendencias evolutivas. Este concepto se basa en la historia evolutiva de un grupo de organismos y sus diferencias con otros grupos.
3.5 El concepto ecológico de especie
Los individuos de una misma especie son los que comparten el mismo nicho ecológico, y por lo tanto tienen los mismos requerimientos ambientales. Este concepto retoma la importancia del ambiente y los recursos en el desarrollo de las especies.
Conoce y amplía
Las distintas escuelas taxonómicas usan diferentes criterios para clasificar a los taxones. La escuela cladista clasifica a los seres vivos con base en un ancestro común.
Los cladogramas permiten registrar la historia evolutiva de un organismo.
4.1 Principales escuelas taxonómicas
Existen diferentes escuelas que tratan de explicar las relaciones evolutivas o filogenéticas entre los seres vivos. Actualmente, la más utilizada es la cladística; anteriormente la escuela evolutiva y la fenética o numérica eran las escuelas más utilizadas en sistemática.
La taxonomía evolutiva
Los aportes de la teoría de Darwin pusieron fin a algunas incertidumbres taxonó- micas. Según ellos, un sistema de clasificación sólido tiene que basarse fundamentalmente en dos criterios: la genealogía, es decir, la ascendencia común, y el grado de similitud, o sea, la cantidad de cambios evolutivos acumulados desde cuando los grupos se separaron del ancestro común. Para esta escuela el cambio evolutivo no sucede a la misma velocidad, por eso es importante tener en cuenta esta información en los resultados o interpretaciones. El sistema de clasificación basado en estos criterios se llama evolutivo, darwiniano u ortodoxo. En esta clasificación, los organismos se agrupan en función de las carácterísticas que parecen derivar de sus ancestros comunes, llamadas homologías. Es aún muy utilizada y refleja la historia evolutiva de los organismos que se estudian.
La fenética o numérica
La fenética o numérica se basa en la similitud sin tener en cuenta las relaciones evolutivas o filogenéticas. Los grupos deben compartir un gran número de carácterísticas. En este sistema de clasificación, los organismos se agrupan de acuerdo con la similitud global que se puede representar mediante un diagrama llamado fenograma. Se deben tener en cuenta tantas carácterísticas como sea posible y dar a todas ellas la misma importancia. Según esta escuela, agrupar a los seres vivos por parentesco solo es útil en casos particulares. Por esta razón sus análisis se basan en tomar cuantas carácterísticas sean posibles de comparar para luego construir una matriz que permita mostrar las diferencias entre los seres vivos, que luego serán interpretadas como distancias a partir de la utilización de diferentes programas informáticos que analizan dichas carácterísticas y arrojan unos resultados que pueden ser interpretados como parecidos o distancias entre especies.
Similitud entre especies
En el siguiente fenograma se muestra la similitud entre siete especies. El coeficiente de similitud es mayor conforme son más parecidas las especies. La escuela cladística o sistemática filogenética La cladística se basa exclusivamente en la genealogía, la cual considera que los taxones son monofiléticos, es decir, tienen un origen común. Los grupos formados se denominan clados. En este sistema de clasificación, los organismos se agrupan en función de las carácterísticas que poseen todos ellos y que otros organismos no tienen, para lo cual se deben diferenciar dos tipos de caracteres: los homólogos y los análogos.
• Caracteres homólogos: son los que comparten dos o más especies por descender de un mismo ancestro. Los órganos con carácterísticas homólogas tienen estructuras muy similares aunque desempeñen diferente función. Por ejemplo, las aletas de un delfín, las patas de un caballo y las alas de un murciélago tienen una estructura similar pero su función es diferente.
• Caracteres análogos: se originan independientemente en más de un organismo como adaptaciones al medio en el que viven. Los órganos con carácterísticas análogas pueden desempeñar la misma función aunque estructuralmente sean muy diferentes. Por ejemplo, las alas de un insecto y las de un murciélago.
La filogenia
La historia evolutiva de los seres vivos se puede representar como un árbol con ramas que se van dividiendo a medida que se alejan de la base del tronco. La base representa a la especie ancestral común a todas las del árbol y sus ramas representan linajes de la evolución. Estos árboles se denominan árboles filogenéticos o filogenias y se representan en diagramas ramificados llamados cladogramas. Las filogenias se utilizan para reconstruir la historia evolutiva de una especie o de un grupo de especies buscando el ancestro común más inmediato. Así, por ejemplo, el ancestro común de las especies de un mismo género será más reciente que el ancestro común de los géneros que conforman una familia, y este, a su vez, será más reciente que el ancestro común de las familias que componen una clase. Actualmente, las técnicas moleculares brindan información que contribuye a la construcción de filogenias, ya que los organismos se pueden agrupar teniendo en cuenta la similitud entre las secuencias de ADN, incluida la información de registros fósiles.
La sistemática y la clasificación de las especies
• La construcción de cladogramas
Los cladogramas son diagramas ramificados que constituyen la forma más común de representar las relaciones de parentesco entre diferentes grupos. Existen formas diferentes de dibujar estos diagramas, pero no existe ninguna diferencia si las ramas se disponen de manera vertical, hacia arriba, hacia abajo u horizontales. Los cladogramas se construyen así: se eligen inicialmente los grupos que se quieren clasificar, por ejemplo, siete animales que representan a las principales clases de vertebrados; se escogen dos criterios que permiten definir los rasgos que van a servir para comparar los grupos, para los cuales es necesario tener en cuenta:
» Criterio de simplicidad: es indispensable seleccionar rasgos que sean fáciles de identificar.
» Criterio evolutivo: los rasgos elegidos deberán ser homologías; así, el diagrama representará, además, relaciones de parentesco evolutivo entre los grupos.
columna vertebral, por lo que se toma este carácter como punto de partida. A partir del origen común, las líneas o ramas del diagrama se bifurcan; en cada bifurcación se indica el rasgo que permite hacer la división.
• Tener esqueleto óseo: permite hacer la primera división en dos grupos y separar al tiburón, con esqueleto de cartílago.
• Ser tetrápodo: es un rasgo que comparten todos los que tienen esqueleto óseo menos la sardina, por lo que se abre una nueva rama en el diagrama.
• Tener un corazón dividido en cuatro cámaras: es una carácterística de todos los animales con cuatro patas, menos de la rana. En este punto se bifurca la rama correspondiente a la rana.
• Poseer plumas: es una carácterística que solo está presente en la paloma.
• Poseer pelo y glándulas mamarias: es una carácterística compartida por el murciélago y el chimpancé, así que se puede suponer que proceden de un ancestro común que se separó del resto de los vertebrados.
4.2 Las herramientas de la sistemática La sistemática requiere la información suministrada por diferentes disciplinas de la biología como la anatomía, la paleontología y la biogeografía, entre otras.
Anatomía: Estudia la forma y la organización de la estructura interna de los seres vivos; por lo tanto, ayuda a identificar caracteres análogos y homólogos.
Biología Celular: Se dedica al estudio de las células. Gracias a ella se pueden establecer diferencias y semejanzas entre los seres vivos basadas en caracteres citológicos.
Biología molecular: Se encarga principalmente de realizar análisis de ADN y ARN. Un ejemplo es la comparación de secuencias de ADN para establecer relaciones de parentesco.
Paleontología: La información que brindan los fósiles estudiados por la paleontología es esencial para el desarrollo de la sistemática, pues con ellos se pueden establecer relaciones filogenéticas entre los organismos vivos y los ya extintos. La paleontología también permite reconstruir ambientes pasados.
Biogeografía: Brinda información acerca de la distribución geográfica de las especies. Así, se pueden establecer fenómenos de especiación y construir la historia de una especie en el espacio. También es una herramienta que aporta a la comprensión del parecido entre la biota de lugares distantes.
Ecología: Estudia las interrelaciones que se dan entre los seres vivos. El análisis de estas interrelaciones puede ayudar a la sistemática a establecer diferencias entre grupos biológicos. Es una disciplina que suministra información valiosa sobre la vida de las especies en los ecosistemas
4.3 Principales carácterísticas de cada reino En el siguiente cuadro se presentan algunas carácterísticas generales de los reinos, basadas en la organización celular, la complejidad estructural y el tipo de nutrición; esta es la clasificación propuesta por Whittaker.
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Las bacterias son microorganismos unicelulares que carecen de núcleo. El material genético se encuentra ubicado libre en el citoplasma. Este grupo se conoce también como reino Monera y se clasifica en dos grupos.
5.1 La clasificación de las arqueas
La clasificación actual de los procariotas se basa en el análisis de la secuencia de nucleótidos del ARN ribosómico y en otras evidencias moleculares como la composición química de su pared celular. En términos taxonómicos, las arqueas actualmente se dividen en dos filos: crenarqueota y euriarqueota.
Crenarqueota
Son principalmente procariotas termófilos que crecen en temperaturas muy altas o muy bajas. La temperatura óptima para muchas arqueas es mayor que 80 °C. También suelen encontrarse en fuentes termales sulfurosas en donde las temperaturas están cercanas a 80 °C y la acidez es también extrema, valores de pH de 1 a 2. Se encuentran también en zonas volcánicas bajo el mar o fumarolas.
Euriarqueota
Son también procariotas que habitan en ambientes extremos. Este grupo incluye halófilas y termófilas extremas y procariotas metanógenos. Las halófilas habitan en lugares con altas concentraciones de sal, como el mar Muerto; las termófilas requieren temperaturas por encima de los 80 ºC; y las metanógenas o productoras de metano viven en ambientes donde no hay oxígeno, como aguas residuales, pantanos y el tracto digestivo de algunos animales. Son anaerobios obligados, es decir, mueren en presencia de oxígeno.
5.2 La clasificación de las bacterias
Las bacterias se pueden clasificar de acuerdo con varias carácterísticas como su forma, la presencia de pigmentos, los medios de locomoción, los requerimientos nutricionales, el tipo de respiración y la reacción ante los métodos de tinción.
Las bacterias según la tinción de Gram
Esta clasificación se determina mediante una técnica conocida como tinción de Gram. Las bacterias grampositivas se caracterizan por tener una envoltura celular compuesta por la membrana citoplasmática y una pared celular de peptidoglucano, que es la molécula responsable de retener el tinte de la coloración de Gram, y que hace que las bacterias se tiñan de color morado o azul oscuro. En cambio, las bacterias gramnegativas se caracterizan por presentar doble membrana lipídica y tener una pared de peptidoglucano mucho más delgada que la de las grampositivas, por lo que no son capaces de retener en su totalidad la coloración de Gram y se tornan de color rojo. Este es un ejemplo de un carácter bioquímico.
Las bacterias según su forma
Esta es la clasificación más antigua y agrupa a las bacterias en cuatro grupos: cocos, bacilos, espirilos, espiroquetas y vibriones. La clasificación por forma atiende a un carácter morfológico.
Cocos: Presentan forma esférica u ovoide y son aerobios estrictos, es decir, no pueden vivir sin oxígeno. Cuando se agrupan de forma lineal reciben el nombre de estreptococos.
Bacilos: Tienen forma de bastoncillo. Cuando se agrupan dos se llaman diplobacilos y cuando forman cadenas se denominan estreptobacilos. Este tipo de bacterias puede encontrarse en diferentes ambientes.
Espirilos: Son bacterias gramnegativas que se caracterizan por tener forma helicoidal similar a los bacilos, y por presentar flagelo. Algunas pueden causar enfermedades como la sífilis y ser muy patógenas
Espiroquetas: Tienen apariencia alargada y enrollada o helicoidal. Son bacterias gramnegativas que se distinguen por presentar flagelos especializados que se denominan filamentos axiales, gracias a los cuales se mueven