Clase 2. Introducción a la Sistemática Cladística

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1 Curso: Principios y métodos de la Sistemática Cladística. Clase 2. Introducción a la Sistemática Cladística Fernando Pérez-Miles Entomología, Facultad de Ciencias

2 El método más utilizado Hennig 950 Grundrüge einer Theorie der phylogenetischen Systematik. 965 Las traducciones O. Reig 970 Farris, Nelson, Platnick (el auge)

3 La Cladística Clasificación y filogenia. Método de reconstrucción basado en organismos actuales. Sistema científico y fundamentado lógicamente

4 Reconstruir la filogenia constituye una ciencia empírica basada en evidencias: LOS CARACTERES feathers

5 Aparente contradicción entre filogenia explicativa y descriptiva En los `70 se ve como una forma especial de describir Farris contribuye a relacionar los caracteres con la clasificación (eficiencia del cladismo) La filogenia permite relacionar organismos y caracteres.

6 Las escuelas? de Sistemática Evolucionista (Mayr, Simpson,) Feneticista (Sokal, Sneath, Michener) Cladista (Hennig, Farris, Nelson, Platnick) Pero... Todas de acuerdo en que la evolución es la mejor explicación de la diversidad!!! Farris demuestra que el cladismo es altamente informativo sobre semejanzas y diferencias. Cumple propósitos explicativos y descriptivos.

7 ATRIBUTOS FENÉTICA CLADÍSTICA SISTEMÁTICA ORTODOXA Muestra las relaciones mediante un árbol o una clasificación Semejanza o desemejanza global Genealogía Genealogía + semejanza/desemejanza global (afinidad genética) Semejanza evolutiva Usados todos los tipos Solamente apomorfías Solamente homologías Peso de los caracteres No usado Generalmente no usado Usado Homología No considerada De importancia capital Importante Fósiles No usados Pueden ser considerados pero no de más importancia que las especies vivas Pueden ser muy importantes Datos ecológicos y evolutivos No usados Raramente usados Pueden ser muy importantes Tasas de evolución No consideradas No consideradas Muy importantes Transformación del árbol en una clasificación Sin reglas generales; para delimitar los taxones se escogen niveles arbitrarios de semejanza/desemejanza global La clasificación muestra precisamente modelos de ramificación o cladogramas La clasificación refleja tanto modelos de ramificación como grados de diferencia entre taxones

8 Representación de Clasificaciones Jerárquicas C B A A B ((A B) C) C C B A

9 Terminología de Arboles y Filogenia Topología = patrón de ramificación a Líneas = ramas NODO TERMINAL (TAXA ACTUALES) Puntos de ramificación = nodos RAIZ NODO INTERNO (ANCESTRO HIPOTÉTICO)

10 Grupos hermanos (taxa hermanos) : dos taxa (grupos de organismos más cercanamente emparentados entre sí que con cualquier otro.

11 Las ramas pueden ser rotadas sin que haya cambio en las relaciones de parentesco entre los taxa Los tres árboles son equivalentes!!!

12 Un grupo es MONOFILETICO CUANDO INCLUYE A TODOS LOS DESCENDIENTES DE UN ANCESTRO DADO

13 Monofilia, Parafilia, Polifilia A B C D E F

14 Es monofilético? A B C D E F Parafilético Parafilético Parafilético Monofilético!!!!

15 Un grupo es parafilético: Cuando incluye a una parte pero no a todos los descendientes de un ancestro.

16 Polifilético, grupo derivado de 2 o más ancestros A B C D E F

17 PARAFILÉTICO B POLIFILÉTICO REPTILES Aves Cocodrilos Lagartijas Tortugas BUITRES Buitres Cigueñas Rapaces Buitres N. Mundo Viejo Mundo

18 Clado = grupo monofilético

19 Dicotomía y Politomía Politomía Dicotomía No resuelto Parcialmente Totalmente resuelto resuelto

20 Novedad evolutiva = apomorfía (marca del parentesco) Perro Rana Humano CAMBIO PELOS Humano Perro Rana Pez Lagarto Lagarto Pez

21 Sinapomorfías, Plesiomorfias Cuando una apomorfia es compartida por dos taxa (los pelos en humanos y perros) se le llama SINAPOMORFIA (indicador de parentesco) El estado alternativo (en el ejemplo sin pelos ) es una PLESIOMORFIA La apomorfía es relativa A A A

22 El problema más sencillo A B C A B C B C A C A B

23 Homología y homoplasia C B A B C A A B C C B A

24 Homoplasia: paralelismo y reversión C 4 5 B 5 A A 0 B 0 C 0 0 C 4 B A

25 Parsimonia

26 Parsimonia

27 NO PRODUCE AUTOMÁTICAMENTE LA VERDADERA FILOGENIA PERO ES LA EXPLICACIÒN MAS SIMPLE PARA LAS OBSERVACIONES. Parsimonia NO REQUIERE QUE LA NATURALEZA (EVOLUCIÓN) TRABAJE CON PARSIMONIA SOLO LO PERMITE. NO TIENE REQUERIMIENTOS ACERCA DE CÓMO FUNCIONA LA EVOLUCIÓN. NO HAY CONDICIONES DE CUANTA HOMOPLASIA DEBE HABER.

28 Parsimonia y Homoplasia

29 Maximum Likelihood (Máxima versosimilitud) Modelo evolutivo con varios parámetros Cálculo de probabilidad de obtener la distribución de caracteres observada. Los árboles que en conjunción con el modelo son más probables son seleccionados Muy utilizado con caracteres moleculares

30 Parsimonia y Máxima Verosimilitud (= Maximum Likelihood) b c a b c a Zona de Felsestein

31 Zona de Farris? Huelsenbeck Diptera y Stresiptera con parsimonia aparecen juntos y con M.L. aparecen separados. Conclusión: ramas largas se atraen con parsimonia. Siddall y Whiting Repiten análisis excluyendo uno y otro grupo y aparecen en la misma zona del cladograma. Conclusión: M.L. separa artificialmente taxa que deben ir juntos (Zona de Farris).

32 Parsimonia y Máxima Verosimilitud La parsimonia es estructuralista ML es probabilística Bajo ciertas condiciones (similaridad debida a ancestralidad) Parsimonia = M.L.

33 Información y clasificación En que medida trasmitimos información sobre los organismos con la clasificación? (Farris 977, 978, 979 a y b, 980, 982) Evitar información redundante (cuanto más breve la diagnosis mejor la clasificación) Todas las especies que tienen la característica están en el grupo Todas las especies que están en el grupo tienen la característica.

34 Bichos negros con 6 patas Bichos blancos con 6 u 8 patas cómo clasificarlos? 8 patas, blanco 6 patas, negro blanco 6 patas 6 patas negro blanco 8 patas LAS DOS CLASIFICACIONES SON MAXIMAMENTE INFORMATIVAS

35 La clasificación más informativa es la que necesita menor cantidad de símbolos para transmitir un mensaje En nuestro caso: Mensaje = Matriz de datos Símbolo = Grupos taxonómicos

36 Preguntas?

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