Introducción a la Botánica Introducción al estudio de la ... · Nomenclatura botánica (y...
Transcript of Introducción a la Botánica Introducción al estudio de la ... · Nomenclatura botánica (y...
Introducción a la Botánica
Introducción al estudio de la diversidad vegetal
Los seres humanos venimos clasificando plantas desde la antigüedad
Posibles criterios de clasificación de las plantas:
• Por su utilidad para el hombre: comestibles, medicinales, ornamentales, industriales, etc.
• Por su hábito de crecimiento: hierbas, arbustos, árboles; talófitas vs. cormófitas
• Por el ambiente en que viven: terrestres, acuáticas • Por sus características morfológicas: hierbas, arbustos, árboles • Por su estrategia reproductiva (ciclo de vida): con o sin flores;
criptógamas vs. fanerógamas • Por sus relaciones evolutivas (“genealogía”)
Los sistemas de clasificación son arbitrarios, basados en características elegidas por el clasificador
Sistemas de clasificación
Intr
od
ucc
ión
a la
Bo
tán
ica
D
BB
E FC
EyN
- U
BA
Nomenclatura botánica
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Antes de clasificar hay que ponerse de acuerdo sobre qué se está clasificando: un nombre concreto
Carl von Linné = Carolus Linnaeus = Carlos Linneo (1707-1778) 1753: Species Plantarum 1000 géneros y 7300 especies de plantas con flores clasificadas principalmente por su manera de reproducirse Propuso un sistema de nomenclatura universal, en un idioma común a todos los científicos de ese momento: Latín
MUCHOS nombres comunes UN SOLO nombre científico
guisante arveja pea Pisum sativum
Nomenclatura botánica (y zoológica…)
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
NOMENCLATURA BINOMIAL: A cada especie se la llama con un nombre en latín compuesto por dos partes: • la primera identifica el género (epíteto genérico) y • la segunda es un adjetivo que identifica la especie (epíteto específico):
Homo sapiens (hombre sabio) Homo erectus (hombre erguido) Pisum sativum (arveja cultivada) Allium sativum (ajo cultivado)
se utilizan las dos palabras para identificar a la especie
como es en otro idioma, al nombre en latín lo escribimos en cursiva (itálica) o subrayado, para distinguirlo del resto del texto
Volviendo a los sistemas de clasificación
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Viajes de exploración de los siglos XV-XVIII: cada vez más información Se hace necesaria una CLASIFICACIÓN JERÁRQUICA
¿cuál es la unidad de clasificación?
John Ray: 1686, en su Historia Plantarum, fue el primero en definir biológicamente el concepto de especie Cada especie es definida por un conjunto de características observables y propagables Organismos con un conjunto de atributos que le son característicos y que son capaces de producir descendencia fértil En la actualidad existen 5-10 millones de especies! PRE-DARWIN: Las especies no cambian, son inmutables desde el momento de la Creación, se crearon todas al mismo tiempo
Sistemas de clasificación
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Se hace necesaria una CLASIFICACIÓN JERÁRQUICA
¿qué clasificamos? especies
clasificamos en niveles o escalones jerárquicos = taxones
TAXONOMÍA: descripción: caracterización de los organismos identificación: distinguir uno de otros clasificación: ordenar agrupando por similitud nomenclatura: darles un nombre
POST-DARWIN: Sistema de clasificación que refleje las hipótesis evolutivas sobre relaciones entre organismos FILOGENIA
SISTEMÁTICA: TAXONOMÍA QUE SE BASA EN LA FILOGENIA
Sistemas de clasificación
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
¿qué criterio usamos en biología para clasificar?
Características o atributos de organismos (actuales y fósiles) •morfología y anatomía desde células a organismos •patrones de desarrollo (embriología) •ciclos de vida • fisiología, etología •ecología, distribución geográfica •secuencias y otras características de ácidos nucleicos y proteínas
Diferenciación entre caracteres homólogos y análogos homología: caracteres con un origen evolutivo común aunque no
sean similares morfológica o funcionalmente: ej.: aleta de pez, pata de anfibio
analogía: caracteres similares morfológica o funcionalmente pero con un origen evolutivo diferente: ej.: ala de ave, ala de insecto
Ejemplos de clasificación taxonómica
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
nombre común
ser humano papa
especie Homo sapiens
Solanum tuberosum
género Homo Solanum
familia Hominidae Solanaceae
orden Primates Solanales
clase Mammalia Eudicotyledoneae
filo=división Chordata Anthophyta
reino Animalia Plantae
dominio Eukarya Eukarya
categoría taxonómica = rango
taxón 2
taxón 1
Ejemplos de clasificación taxonómica
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Solanum tuberosum
género Solanum
fam. Solanaceae
orden Solanales
clase Eudicotyledoneae
Div. Anthophyta
nombre común
ser humano papa
especie Homo sapiens
Solanum tuberosum
género Homo Solanum
familia Hominidae Solanaceae
orden Primates Solanales
clase Mammalia Eudicotyledoneae
filo=división Chordata Anthophyta
reino Animalia Plantae
dominio Eukarya Eukarya
Clasificación taxonómica y árbol evolutivo
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
nombre común
ser humano papa
especie Homo sapiens
Solanum tuberosum
género Homo Solanum
familia Hominidae Solanaceae
orden Primates Solanales
clase Mammalia Eudicotyledoneae
filo=división Chordata Anthophyta
reino Animalia Plantae
dominio Eukarya Eukarya p
apa
hu
man
o
dominio Eukarya
Un árbol filogenético (evolutivo) es un diagrama jerárquico ramificado que representa las relaciones de parentesco entre taxones (grupos de organismos)
¿Cómo armamos el árbol?
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Las características homólogas pueden ser ancestrales : más antiguas (primitivas), presentes en los
antecesores derivadas : más recientes, derivan de las primitivas, son
novedades evolutivas Las características derivadas definen al grupo, son las que se incluyen en el análisis, en comparación con el resto Se arma una matriz de datos. Ejemplo: organismo cloroplasto
verde embrión tejidos de
conducción semillas flores y
frutos
algas verdes + - - - -
musgos + + - - -
helechos + + + - -
pinos + + + + -
margaritas + + + + +
estado significa ausencia (carácter primitivo)
estado + significa presencia (carácter derivado = novedad evolutiva)
¿Qué características comparten y qué características son nuevas ?
El árbol evolutivo de las plantas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Con la matriz de datos se arma el árbol evolutivo = cladograma que más sencilla y eficientemente explique los datos (principio de máxima parsimonia)
cloroplasto verde
embrión
tejidos de conducción
semillas
flores y frutos
ALGAS VERDES
MUSGOS HELECHOS GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS
Principio de máxima parsimonia: el mínimo número de pasos de transformación necesarios para pasar de un estado ancestral a uno derivado
Cada grupo del árbol es un “hermano” de los otros grupos, no un progenitor
Árboles evolutivos = cladogramas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Linaje ancestral
Una filogenia se parece mucho a un árbol genealógico: en la base de cada rama hay un antepasado común y las ramas representan la aparición de nuevos caracteres (= derivados) cladogénesis
Cladística: Willi Hennig (1950)
línea de tiempo
Árboles evolutivos = cladogramas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_05
Cuando hay un suceso de especiación, un único linaje ancestral da lugar a dos o más linajes descendientes Se representa como una ramificación en el cladograma
aparición en B de un carácter derivado (nuevo) que no está presente en A
EPISODIO DE ESPECIACIÓN
A B
línea de tiempo
Árboles evolutivos = cladogramas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_05
Cada linaje tiene:
• una parte de historia que es única suya y otras partes compartidas con otros linajes
• antepasados únicos de ese linaje y
• antepasados compartidos con otros linajes antepasados comunes
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
¿cuál es la parte compartida y la parte propia de cada taxón en este cladograma? ¿cómo sería el ancestro común más reciente para cada par de grupos?
cloroplasto verde
embrión
tejidos de conducción
semillas
flores y frutos
ALGAS VERDES
MUSGOS HELECHOS GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS
Árboles evolutivos = cladogramas
¿Qué representan los cladogramas?
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Grupos polifiléticos: incluyen
taxones derivados de más de un único ancestro, el ancestro común a todos no está incluído
htt
p:/
/ww
w.b
io.m
iam
i.ed
u/d
ana/
22
6/2
26
F09
_16
.htm
l
Grupos monofiléticos: comparten un ancestro común, todos los descendientes están en el clado
¿Qué representan los cladogramas?
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Grupos parafiléticos: no incluyen
a todos los taxones derivados del ancestro común
htt
p:/
/ww
w.b
io.m
iam
i.ed
u/d
ana/
22
6/2
26
F09
_16
.htm
l
Grupos monofiléticos: comparten un ancestro común, todos los descendientes están en el clado
Las filogenias se modifican con la información
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
El objetivo de la sistemática moderna es que la clasificación refleje la filogenia solamente son válidos los taxones monofiléticos Mientras la información sea incompleta pueden existir grupos parafiléticos o
polifiléticos DEBATE!!!! htt
p:/
/ww
w.b
io.m
iam
i.ed
u/d
ana/
22
6/2
26
F09
_16
.htm
l
Grupos monofiléticos: comparten un ancestro común, todos los descendientes están en el clado
Los reptiles ¿forman o no un grupo natural ? (¿consideremos a las aves como reptiles?)
Taxones y relaciones filogenéticas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
El linaje de las plantas (Viridiplantae) que incluye “algas verdes” y todas las plantas terrestres
Las características observables siguen siendo las mismas
http://www.tolweb.org/Green_plants/2382
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Cómo no leer cladogramas
A no dio origen a B ni B a C, etc.
A no es menos evolucionado que B
Los dos cladogramas dicen lo mismo
Los cladogramas de Darwin
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
http://evolution.berkeley.edu
La idea de árbol genealógico para explicar la evolución es de Darwin
no fue así fue así
La gran cadena del ser (Aristóteles)
Reproducción y ciclos biológicos REPRODUCCIÓN ASEXUAL: Existe un solo progenitor
Se forman clones de composición genética idéntica a la del progenitor
De algunas algas y hongos sólo se conoce su reproducción asexual, por mitosis
Estructuras vegetativas de dispersión: yemas, estolones, propágulos, esporas, zoosporas, etc.
Esporas: tienen cubiertas (paredes celulares) espesas, resistentes a condiciones ambientales desfavorables, impiden la desecación
Chlorella
Euglena
Micrasterias
Volvox
Pediastrum
Ejemplos de reproducción asexual
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Reproducción y ciclos biológicos
REPRODUCCIÓN SEXUAL: en algún momento ocurre la meiosis
Intervienen dos células reproductivas haploides (N): gametas
Fecundación: Se unen sus citoplasmas: plasmogamia
Se unen los núcleos: cariogamia
Se forma una cigota diploide (2N)
Las gametas pueden ser iguales o diferentes en forma, tamaño, presencia de flagelos y comportamiento
isogamia oogamia anisogamia
Tipos de fecundación según la morfología de las gametas:
anisogamia Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
Reproducción sexual: Ciclos de vida Procesos de desarrollo con los que una generación da origen a la siguiente
• La generación que antecede son siempre dos individuos (gametas) de diferente
composición genética en cuanto a género (+ y – o femenino y masculino)
• Involucra dos procesos fundamentales:
– Meiosis: reduce el número de cromosomas de diploide (2N) a haploide (N)
– Fecundación: fusión de gametas (N) para formar la cigota (2N)
• Diplonte: adulto 2N, meiosis gamética, las gametas son las únicas células N
• Haplonte: adulto N, meiosis cigótica, la cigota es el única célula 2N
• Haplodiplonte: con alternancia de dos generaciones adultas:
N (gametofito)
2N (esporofito, con meiosis esporogénica)
Lo que caracteriza el tipo de ciclo de vida es el
momento del ciclo en que ocurre la meiosis
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
(n)
(2n)
(n)
(2n)
(n)
(2n)
Ciclo de vida diplonte generalizado
• Adulto diploide (2n), multi- o unicelular • Meiosis gamética • En animales, algunos protistas algunas algas (ejemplo: algas
diatomeas)
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
(n) (n) (n)
(2n)
Ciclo de vida haplonte generalizado
• Adulto haploide (n) • Meiosis cigótica • En hongos y algunas algas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA
(n)
(2n)
(n)
(2n)
(n)
(2n)
(n) (n)
Ciclo de vida haplo-diplonte generalizado • Dos adultos: diploide (2n) = esporofito, donde ocurre meiosis
haploide (n) = gametofito, sólo mitosis • Meiosis espórica • En plantas y muchas algas
Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA