Contenido
- Historia temprana de los sistemas de clasificación
- Sistemas de clasificación del siglo XX
- Aparición de cladística
- ¿Qué es la sistemática filogenética?
- Definición de cladística
- Supuestos básicos de clasificación cladística
- ¿Qué es un cladograma?
- Ejemplos de cladística
- Terminología de clasificación cladística
- Estados de carácter de los organismos
- Métodos de cladística
- Clasificación evolutiva tradicional
- Clasificación cladista moderna
- Direcciones futuras en cladística
Hace millones de años, una sola célula comenzó una evolución que dio origen al árbol de la vida y sus tres dominios principales: Archaea, Bacteria y Eukaryota.
Cada rama es un ejemplo de un clado. Un clado representa un grupo que incluye un ancestro común y todas descendientes. Cladística es una forma moderna de taxonomia que coloca organismos en un diagrama ramificado llamado cladograma (como un árbol genealógico) basado en rasgos como las similitudes de ADN y la filogenia.
Historia temprana de los sistemas de clasificación
En el campo de la biología, la cladística es un sistema de taxonomia eso implica clasificar y organizar los organismos en un árbol filogenético de la vida. Antes del análisis de ADN, la clasificación se basaba en gran medida en observaciones de rasgos y comportamientos similares y diferentes.
Las sociedades occidentales han utilizado la clasificación desde los días de Aristóteles en la antigua Grecia, cuando los organismos vivos simplemente se dividieron en categorías de plantas y animales para fines de estudio.
En la década de 1700, Carolus (Carl) Linnaeus desarrolló una taxonomía de biología sistemática basada en la clasificación de organismos por apariencias externas y rasgos compartidos. Desarrolló un esquema para colocar el organismo en un taxón jerárquico (un grupo; singular) que incluía varios taxones (grupos; plural). Linneo también desarrolló la nomenclatura binomial, un sistema de asignación de nombres científicos como Homo sapiens (humano) a los organismos.
Charles Darwin y Alfred Russel Wallace propuso la idea de la selección natural, y Darwin formalizó la teoría de la evolución a mediados del siglo XIX. De Darwin En el origen de las especies sacudió a la comunidad científica al sugerir que todos los organismos descendían de un ancestro común y podían clasificarse de acuerdo con sus relaciones evolutivas.
Sistemas de clasificación del siglo XX
Ornitólogo Ernst Mayr fue un biólogo evolutivo preeminente del siglo XX que estudió extensamente la taxonomía de las aves mientras viajaba y trabajaba como curador en el Museo Americano de Historia Natural de Nueva York. Su libro pionero La sistemática y el origen de las especies. Fue publicado en 1942 por la Columbia University Press.
Mayr es conocido por su trabajo sobre genes, herencia, variación y especiación de poblaciones en áreas aisladas, que pueden usarse para fines de clasificación.
Aparición de cladística
La cladística es un sistema de clasificación biológica basado en el análisis de rasgos, composición genética o fisiología que se compartieron con un antepasado común hasta que se produjo algún tipo de divergencia, produciendo nuevas especies. Taxonomista alemán Willi Hennig arrancado clasificación cladística en 1950 cuando escribió su libro sobre sistemática filogenética.
El libro fue luego traducido al inglés y ampliamente leído en Estados Unidos después de ser publicado por la University of Illinois Press en 1966.
La teoría de la sistemática filogenética de Hennig desafió los enfoques contemporáneos de la taxonomía introducidos por Darwin y Wallace.
Argumentó que las especies deberían identificarse y clasificarse en función de la genética y las relaciones de clado, en particular los grupos monofiléticos. Hennig se concentró en la ascendencia reciente y la identificación de rasgos evolucionados y modificados de organismos que compartían un linaje directo, incluso si las características derivadas no se parecían en nada a las del ancestro común.
¿Qué es la sistemática filogenética?
Filogenética es el estudio de relaciones evolutivas conocidas o hipotéticas basadas en el filogenia (linaje) de organismos agrupados. El árbol de la vida filogenético ilustra cómo los taxones (grupos de organismos) evolucionaron en un orden específico a medida que la vida se diversificaba y se ramificaba de un ancestro común.
El proceso de especiación evolutiva parece ramas en un árbol genealógico. Debido a que no hay una forma segura de saber lo que sucedió hace tanto tiempo, las ciencias deben hacer inferencias sobre cómo evolucionó la vida basándose en registros fósiles, anatomía comparada, fisiología, comportamiento, embriología y datos moleculares.. La biología evolutiva es un campo dinámico donde continuamente se realizan nuevos descubrimientos.
Definición de cladística
Los biólogos evolutivos infieren relaciones evolutivas hipotéticas entre taxones basado en una comparación detallada de características similares y diferentes.
Estudiar el descenso evolutivo ayuda a determinar cuándo surgieron ciertos rasgos y se transmitieron a las generaciones posteriores. El análisis cladista, como la sistemática filogenética, examina los patrones evolutivos de descendencia que ayudan a reconstruir la historia evolutiva de las especies al tiempo que explica la diversidad de la vida y las extinciones de especies.
Supuestos básicos de clasificación cladística
La cladística funciona bajo la premisa central de que la vida en la Tierra se originó solo una vez, lo que significa que toda la vida se remonta a ese primer organismo ancestral. El siguiente supuesto es que las especies existentes se dividen en dos grupos demarcados por un nodo en la rama de un árbol. Por último, los organismos presumiblemente cambian, se adaptan y evolucionan.
los punto de divergencia representa el comienzo de dos nuevos linajes que se ramifican y forman dos nuevas especies.
¿Qué es un cladograma?
Los cladogramas se utilizan para hacer comparaciones significativas entre grupos.
En biología, un cladograma es un representación visual de características relacionadas en varios organismos. Por lo general, la agrupación se realiza de acuerdo con ciertos rasgos de interés específicos. Sin embargo, se pueden combinar diferentes puntos de datos para crear un árbol evolutivo más preciso que explique relaciones complejas.
Se puede hacer una distinción entre un cladograma y un árbol filogenético, pero los términos también se usan indistintamente a veces. Los cladogramas se centran en las características a nivel macro y molecular que indican la relación. Un cladograma sugiere relaciones evolutivas probables entre grupos de organismos o taxones que pueden ser pequeños o grandes en número:
Ejemplos de cladística
Los eucariotas multicelulares dieron lugar a una abundancia de organismos cada vez más complejos.
Por ejemplo, los peces y los humanos se remontan a un ancestro común hace millones de años. Esa complicada relación se puede representar en un cladograma simple que ilustra las relaciones cladísticas. Comience imaginando un eucariota ancestral en la base del árbol.
A medida que el ancestro común evolucionó, un nodo en el árbol se ramificó en vertebrados acuáticos como peces sin mandíbula. En el siguiente nodo, la rama divergió en tetrápodos de cuatro patas.
El siguiente nodo muestra una divergencia cuando los animales desarrollaron huevos amnióticos, seguido de una división cuando los animales desarrollaron pelaje o pelo. Mucho más tarde, los humanos y los primates divergieron y evolucionaron por caminos separados.
Terminología de clasificación cladística
La clasificación cladista examina ciertas características de los organismos que influyen directamente en los estados ancestrales de la biología evolutiva. Hennig desarrolló muchos términos científicos para describir su enfoque de categorización, que fueron fundamentales para sus ideas y teorías. Los términos describen grupos de organismos en relación con un nodo específico en un árbol filogenético o cladograma:
Estados de carácter de los organismos
Estados de caracteres son rasgos derivados del proceso de selección natural, adaptación y varianza heredada que conducen a la biodiversidad en la vida. Como tal, solo sinapomorfias son relevantes al discernir las relaciones evolutivas. Las sinapomorfías múltiples en organismos con un ancestro compartido son monofilético:
Métodos de cladística
Los científicos llamados cladistas organizan taxones en un árbol filogenético que puede revelar nuevas relaciones evolutivas. Las agrupaciones se realizan en función de características físicas, moleculares, genéticas y de comportamiento.
Un diagrama llamado cladograma muestra la relación, siempre que las especies se ramificaron de un ancestro común en varios puntos de la historia evolutiva.
Los cladogramas son diagramas ramificados de datos cladísticos que organizan ciertas características utilizando conjuntos de datos físicos comparativos o datos moleculares, por ejemplo. Los investigadores de hoy a menudo usan programas de computadora para combinar conjuntos de datos para crear cladogramas más precisos que muestran relaciones coherentes e integrales entre organismos.
La metodología básica no es difícil, pero cada paso debe hacerse meticulosamente:
Clasificación evolutiva tradicional
Los orígenes de métodos evolutivos tradicionales de clasificación datan de la antigüedad. Se suponía que todos los organismos vivos eran plantas o animales. Los métodos clásicos no hicieron distinción entre si los rasgos observados se heredaron de un antepasado distante o uno más reciente.
El objetivo era diseñar un mapa de cómo la vida en la Tierra pudo haber evolucionado desde el mar.
Las características utilizadas para la clasificación están determinadas por expertos que observan diferencias obvias como el pelaje, las escamas o las plumas. El enfoque funcionó mejor para clasificar los vertebrados que los invertebrados. Clasificación evolutiva coloca a los organismos en grupos de tamaño decreciente en tres dominios que se dividen en reino, filo / división, clase, orden, familia, género y especie.
Los métodos cladistas no están vinculados al sistema de clasificación de Linne, y sondean más a fondo la conectividad.
La sistemática tradicional organiza los organismos en un árbol evolutivo de acuerdo con cuándo y cómo cambió una especie como una adaptación a un nuevo estilo de vida o hábitat, por ejemplo. El árbol muestra dirección de la evolución a tiempo. Las evaluaciones subjetivas de rasgos y características en los métodos tradicionales pueden sesgar los resultados y hacer que un estudio sea difícil o imposible de replicar.
Clasificación cladista moderna
Los métodos de clasificación cladísticos y filogenéticos son preferidos hoy en día sobre los métodos tradicionales de clasificación en las ciencias naturales. El enfoque más nuevo es más científico, basado en evidencia e irrefutable. Por ejemplo, la secuenciación de ADN y ARN se está utilizando para estudiar organismos a nivel molecular para la colocación matizada en un cladograma.
Los organismos se organizan de acuerdo con sus características derivadas compartidas.
Direcciones futuras en cladística
La cladística en el campo de la biología permite a los científicos identificar patrones, formar una hipótesis, probar hipótesis y hacer predicciones.
"La cladística, entonces, se trata del descubrimiento", como lo describieron los cladistas contemporáneos, David M. Williams y Malte C. Ebach, en 2018. Williams y Ebach visualizan la cladística como un proceso de clasificación natural que no requiere fundamento en la teoría evolutiva.
La tecnología agrega un nivel de precisión y sofisticación a los métodos cladísticos. En particular, la secuencia de ADN de los genes indica un grado de relación y ascendencia compartida con un alto grado de confianza. Las diferencias en el ADN pueden proporcionar información sobre cuánto tiempo atrás las especies compartían un ancestro común.
Nuevos hallazgos pueden corroborar o corregir supuestos previos sobre cómo evolucionaron los organismos y ayudar a clasificar nuevas especies a medida que se descubren.