USAC Carrera de Geología Curso de Paleobotánica Por: Juanangel G. Díaz M.

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1 USAC Carrera de Geología Curso de Paleobotánica 0747 Por: Juanangel G. Díaz M.

2 1. INTRODUCCIÓN ALGUNAS DEFINICIONES PREVIAS CLASIFICACIÓN: Es el ordenamiento de los seres vivos en clases o conjuntos, sobre la base de sus relaciones de semejanza. En biología son jerárquicas. TAXONOMÍA: (del gr. taxón: orden y gnomos: técnica). Es la ciencia de la clasificación; o estudio teórico de la clasificación, que incluye los principios, normas y reglas que sirven de base a la misma. SISTEMÁTICA: (del lt. systema que significa unión de cosas organizadamente) Es el estudio científico de las formas de organismos, su diversidad y cualquier relación entre ellas. FILOGENIA: Historia del desarrollo evolutivo de un grupo de organismos, la Filogenética aplica información genética y morfológica para determinar la filogenia. Clasificación jerárquica de la vida

3 NOCIONES DE TAXONOMÍA 1. INTRODUCCIÓN Cuál de los tres organismos están más emparentados? «Estructuras que parecen similares pero actualmente se han determinado orígenes independientes» : ( ;-)

4 2. TAXONOMÍA Y FILOGENIA NOCIONES DE TAXONOMÍA Desarrollada por el botánico sueco Carl Linnaeus en el S.XVIII, quien estableció un sistema de nomenclatura y categorización Linnaeus clasificó un total de 7700 plantas y 4400 animales y lo publicó en un catálogo llamado «El Sistema Natural». De su clasificación tenemos la denominación «Taxa» que es un arreglo de organismos Nomenclatura binomial (género y nombre en latín) Sistema basado en morfología Carl Linnaeus, se propuso como lema «Dios creo, Linnaeus clasificó»

5 2. TAXONOMÍA Y FILOGENIA Posteriormente, en base a estudios de genética, el aleman Ernest Heackel (inicios de 1900s) empezó a tratar de dilucidar los ancestros comunes de las especies. Los representó en diagramas llamados «árbol de la vida» Introdujo el taxón mónera para clasificar a las bacterias.

6 2. TAXONOMÍA Y FILOGENIA NOCIONES DE TAXONOMÍA Los Taxa «evolutivos» tienen que poseer un solo origen evolutivo (ancestro común) y mostrar características adaptativas únicas (cantidad de cambio). Sistemática filogenética, en este caso para la clasificación de los saurios

7 Clasificación Taxonómica en base a taxas 2. TAXONOMÍA Y FILOGENIA La Taxonomía no se trata de clasificar la vida en base a ciertos detalles, es más como una ayuda para entenderla, porque es complicado sin una estructura, el sistema no es perfecto pero ha funcionado por los últimos 250 años. Hay 2 millones de especies conocidas, pero podrían ser de 5 a 100 millones, realmente no tenemos idea. Cada vez se anuncian nuevos descubrimientos, lo que hace aún más complicado este árbol y no siempre hay un acuerdo general sobre cómo clasificarlos. Especie Género Familia Orden Clase Filo Reino Dominio

8 Hombre 2. TAXONOMÍA Y FILOGENIA Homo-sapiens Homo Homínidos Primates Mamíferos Especie Género Familia Orden Clase Árbol filogenético del hombre Habrá alguna jerarquía inferior a Especie? Vertebrados Cordados Animalia Eukaria Subfilo Filo Reino Dominio

9 3. DOMINIOS Y REINOS En la clasificación filogenética, el método cladístico agrupa a las especies en base a caracteres compartidos, (cuantificables y heredables). A finales de los años 60 s, el biólogo Robert Whitakker establece 5 reinos. Cladograma Los 5 Reinos MONERA: Bacterias simples (Procariotas) FUNGI: Hongos PLANTAE: Vegetales ANIMALIA: Animales PROTISTA: Microorganismos complejos (Eucariotas), Reino por defecto.

10 3. DOMINIOS Y REINOS Pero ni Linneo ni Heackel tuvieron en cuenta la clasificación en base a rasgos biomoleculares, la cual hizo multiplicar los reinos, hasta los años 90s, el reino fue considerado la categoría sistemática más inclusiva dentro de la taxonomía. Distintos sistemas de clasificación para la vida en función de los Reinos

11 Clasificación de los Dominios 3. DOMINIOS Y REINOS Pero análisis de la estructura molecular de proteínas y el genoma (secuenciación de genes) demostró que ciertos organismos agrupados dentro de algunos reinos (especialmente Mónera), presentaban grandes diferencias, lo cual generó otro taxón al árbol de la vida, los dominios. Los dominios son: Bacteria, Arquea y Eukaria

12 3. DOMINIOS Y REINOS El microbiólogo evolutivo Carl Woese al analizar las secuencias de ARN ribosomal, obtuvo como resultado que el reino Mónera se componía de 2 clases muy diferentes de organismos (Bacteria y Arquea), proponiendo al Dominio (o Imperio) esta nueva jerarquía taxonómica. Bacteria y Arquea: material genético sin encerrar en núcleo (procariota) Eukaria: toda forma de vida cuya célula tienen núcleo (eucariota) Diagrama que representa los dominios Rango de tamaños que presentan los seres vivos y biomoléculas

13 3. DOMINIOS Y REINOS La Introducción de los Dominios, hizo replantear la sistemática, actualmente se reconocen unos 15 reinos dentro del Dominio de Bacteria y tres o más en el Arquea y se propone diversificar los Reinos en Eukaria, ya que es por mucho la rama con mayor diversidad biológica (especialmente Protista). La Clasificación aún no es concluyente. Árbol filogenético que incluye los organismos Termófilos y Arqueobacteras

14 3. DOMINIOS Y REINOS DOMINIO BACTERIAS Del gr. bakteria, bastón son organismos unicelulares que carecen de núcleo. Se reproducen por fisión binaria idéntica. Viven en todos los ambientes, dentro de otros organismos, incluso metabolizan azufre. Se clasifican por su forma (cocos, bacilos y espirilos), por la tinción de Gram, necesidad o no de oxígeno, etc. Detalle de la Eschirischia coli. Pueden ser patógenas para el hombre, son atacados por virus bacteriófagos. Registro fósil en Cianobacterias 3.5Ga INTERÉS INDUSTRIAL: Capacidad fermentadora, conservación de granos, fármacos. Favorecen la formación de depósitos de Fe ocre y Mn en pantanos. Cadena cianobacterial fósil dentro de chert, 1Ga.

15 DOMINIO ARQUEA 3. DOMINIOS Y REINOS Son microorganismos unicelulares, que carecen de núcleo (procariontes). Habitan en ambientes extremos, y son el 20% de la biomasa. Se reproducen por fisión binaria simple o múltiple y gemación. Por su hábitat, se pueden clasificar en: Hipertermófilas ~100 C, géiseres, fuentes HT. Halófilas/Psicrofilas viven agua hipersalina, ácida/alcalina y pozos petroleros. Metanógenas ambientes anaeróbicos y producen metano, tracto digestivo de animales. Se le asigna una edad de 900 Ma, derivados de bacterias especializadas termófilas INTERÉS INDUSTRIAL: Producción de enzimas (biología molecular), solventes biodegradables, alimentos, ingeniería sanitaria, biogás, minería y medicina Ambientes extremos: Manantiales volcánicos (izq) y géiseres (der). Distribución del plancton, dentro del cual se encuentran las Archeas

16 DOMINIO EUKARIA 3. DOMINIOS Y REINOS Son los organismos con núcleo verdadero, del gr. eu = bueno, karya = nucleo. Es el más diverso y su semejanza entre Reinos es a nivel molecular (lípidos, proteínas, genoma), con los cuales comparte un origen común entre Plantae, Animalia, Fungi y varios Protistas (dividido ultimadamente por Cavalier en dos nuevos reinos: Protozoos y Chromista). Su origen se remonta a una célula eucariota, uniflagelada, con tendencias ameboides, de pasado heterótrofo (zooflagelados) llegaron a convertirse en autótrofos (cloroplastos). No hay un origen claro (1 0.8Ga). Hay tres posibles orígenes: Fusión de dos o más células (bacteria y núcleo de arquea o virus) Derivadas de Arqueas con características bacterias (proto-mitocondrias) Eucariontes y Arqueas se desarrollaron independientemente de las actinobacterias (+) Cloroplastos en células vegetales Protozoos ciliados en Conjugacion Segregación de cromosomas mediante mitosis.

17 3. DOMINIOS Y REINOS DOMINIO Bacteria Arquea Eukaria REINO Eubacteria Arquebacteria Protista Fungi Plantae Animalia TIPO DE CÉLULA ESTRUCTURA CELULAR Procariota Procariota Eucariota Eucariota Eucariota Eucariota Árbol filogenético de la vida Pared celular con peptidoglicano Pared celular sin peptidoglicano Pared celular de celulosa, algunas tienen cloroplastos Pared celular de quitina Pared celular de celulosa, con cloroplastos Sin pared celular o cloroplastos NÚMERO DE CELULAS Unicelular Unicelular Mayormente unicelular, algunas colonias multicelular La mayoría multicelular, algunas unicelulares Multicelular Multicelular MODO DE NUTRICIÓN Autótrofos o heterótrofos Autótrofos o heterótrofos Autótrofos o heterótrofos Heterótrofos Autótrofos Heterótrofos EJEMPLOS Streptococo, Escherichia Coli Metanófilos, Halófilos Amebas, Paramecium Hongos, levaduras Musgos, Helechos, etc Esponjas, insectos, etc. Principales diferencias entre los reinos y dominios

18 Árbol filogenético de la vida ordenado en base al tiempo

19 Qué tan lejos hemos llegado?

20 Árbol filogenético de la vida 2. TAXONOMÍA Y FILOGENIA TAREA DE INVESTIGACIÓN: Árbol filogenético de la Vida, impreso en A0, en grupos de 10 para el 21/Abril

21 4. ORGANISMOS EXTRAÑOS Los organismos extraños es un grupo recientemente descubierto. Arquebacterias: Probablemente las células más más antiguas de la Tierra. Mediante procesos de endosimbiosis originaron las eubacterias. Extremófilos: Son organismos capaces de vivir y desarrollarse normalmente en determinados ambientes extremos (profundidad, salinidad, acidez, temperatura). Arquebacteria metanogénica Gram negativa presente en ambientes anaeróbicos. Tardígrados: Organismos que pueden adaptarse rápidamente a cualquier ambiente extremo y sobrevivir. Néumora: Ancestro hipotético común de las Eukarias y las Arqueas, es considerado el eslabón perdido del mundo unicelular. Cladograma muestra las relaciones entre distintos seres vivos

22 4. ORGANISMOS EXTRAÑOS TARDÍGRADOS: (caminar lento) El proceso de criptobiosis (suspensión de todos su procesos metabólicos) Llega a deshidratarse al 3% de su contenido normal de agua, deseándose, pero al añadirle agua vuelve a la vida después de 100 años. Pueden soportar presiones 6 veces mayor a la del fondo del océano Soportan hasta 10 días viviendo en el espacio exterior sometido a intensas radiaciones Puede sobrevivir congelados a 1 ºK y hervirlos a 150 ºC Imagen de rayos X de los «osos de agua» o Tardígrado No viven en ningún ambiente extremo, viven en cualquier charco. Resalta la eutelia, es decir mantienen un número constante de células.

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