TEMA 8 DIVESIDAD Y CLASIFICACIÓN DE LOS SERES VIVOS 1. TAXONOMÍA Y NOMENCLATURA • Taxonomía: disciplina científica que se ocupa de la clasificación y nomenclatura de los seres vivos. Linnaea borealis L. • Principales pasos de la taxonomía: – Siglo IV a.c.: Aristóteles propuso el primer intento de ordenación de los seres vivientes. – Propuso el término especie como “formas similares de vida”. – Aristóteles dividió a los organismos en dos grupos: animal y vegetal. Siglo IV: San Agustín clasifica los seres vivos por superfluos, útiles o peligrosos según su relación con el hombre. El criterio de utilidad perduró hasta el siglo XVII. John Ray realizó el primer ordenamiento en base a criterio científico, (con frases breves). Clasificó las semillas de las plantas de acuerdo a su estructura física y con una descripción científica extensa se le designaba un nombre en latín. Ya comenzó a emplear los conceptos de género y especie. Finales del s. XVI: concepto de género. Publica la obra monumental Systema Naturae (1735 1ª ed.). Describe nombra y clasifica todas las especies conocidas ed los tres reinos admitidos en la época (mineral, vegetal y animal). En la edición final de Systema Naturae (13 ª ed.,1768) el sistema binomial se aplica a todas las formas vivientes (7.700 plantas y 4.400 animales). S. XVIII: Carl Von Linneo a partir de la décima edición de Systema Naturae utiliza la nomenclatura binomial: dos términos uno genérico y otro específico. Subdividió los reinos en filos, los filos en clases, las clases en órdenes, los órdenes en familias, las familias en géneros y los géneros en especies. - Se emplea un criterio sexual en la clasificación. - Es un criterio usado en la actualidad. Ej. Pinus sylvestris L. Pinus pinaster Ait. Fue el primero en usar los símbolos del escudo y la lanza de Marte para señalar al macho y el espejo de Venus para indicar la hembra. Junto a John Ray, fue el primero que utilizó claramente el concepto de especie, sin que para ello influyera su convicción en la inmutabilidad de las especies. Linneo era fijista. Según su pensamiento inicial, los animales y los vegetales habían sido creados por Dios según contaba el Génesis y desde entonces no habían variado. En un trabajo publicado en 1759 para el premio de la Academia Imperial de San Petersburgo hace notar que nacen nuevas especies por cruce. Su hijo escribió una carta a Bäck, el mejor amigo de su padre, en la que dice que su padre (Linneo) era creyente y pensaba que las especies y los géneros eran obra del tiempo, pero que los órdenes naturales eran obra del Creador. Linneo vestido de chamán lapón (entre 1735 y 1740). CLASIFICACIÓN: SISTEMÁTICA Y NOMENCLATURA En la actualidad los principales criterios taxonómicos para agrupar a los seres vivos son las características anatómicas y bioquímicas. Las semejanzas entre los seres vivos surgen del proceso de evolución. La clasificación de los seres vivos atendiendo a su parentesco evolutivo es el objeto de estudio de la sistemática o taxonomía evolutiva. Dan origen a los sistemas filogenéticos/sintéticos en contraposición a los artificiales. • Sistemas artificiales: en los que se elegían arbitrariamente caracteres como por ejemplo la forma de desarrollo, el número de piezas florales, etc. El sistema artificial más conocido fue el creado por LINNEO donde se separan 23 clases de plantas con flores (Phanerogamia) de acuerdo con: la disposición de los sexos de las flores y el número, concrescencia, inserción y relación de longitud de los estambres. Se añadía además una clase vigésimo cuarta de plantas sin flores (Cryptogamia) que incluía los helechos, musgos, algas, hongos, además de algunas plantas con flores difíciles de reconocer (Ficus, Lemna), así mismo incluyó los corales y las esponjas. Floración de Lemna gibba El concepto de especie Una especie está constituida por todos los individuos con características estructurales y genéticas semejantes con una misma ascendencia que se reproducen entre ellos y originan una descendencia fértil. Los grandes grupos de seres vivos: •Aristóteles-Linneo (IV a.c-XVIII): dos reinos animal y vegetal. •Haeckel (XIX): añade el reino protista (unicelulares eucariotas). • R.H. Whittaker: se añaden dos nuevos reinos Fungi (hongos) y Monera (bacterias). Por tanto son cinco reinos. L. Margulis y Schwartz lo modifican. Amplian los protistas a grupos como algas unicelulares y pluricelulares y algunos tipos de hongos denominándolo reino Protoctista. Dominio eucaryota y procaryota. Ceratium hirundinella Amoeba proteus Laurencia • ORGANISMOS UNICELULARES Y PLURICELULARES – UNICELULARES: • Una célula realiza todas las funciones. • Amplia relación superficie-volumen. • Viven en medios acuosos donde el intercambio es más fácil. Bacteria del Anthrax - COLONIALES: - agrupaciones de células en las que no existe, en principio, división de funciones o diferencias estructurales entre ellas. Llevan vidas independientes entre ellas. Erizo de mar Características de los seres pluricelulares -Las células están unidas y sí existe una diferenciación y especialización de las funciones clara, lo cual lleva a morfologías muy diversas. -Todas las células derivan de una célula inicial (cigoto). -Las células coordinadas en la realización de la misma función se agrupan en tejidos. -La coordinación en pluricelulares complejos se realiza mediante los sistemas hormonal y nervioso. 3.MONERAS (bacterias) • • • • • Célula procariota. Viven en todo tipo de hábitats. Nutrición autótrofa y heterótrofa. Aerobios o anaerobios. Tipologías: – Cocos: redondos (estreptococos y estafilococos). – Bacilos: alargados (solitarios o en cadenas). – Curvadas: vibrios, espirilos y espiroquetas. Clostridium botulinum (bacilo) Bacillus anthracis Vibrio cholerae Streptococcus faecium Escherichia coli on human skin and hair follicle Staphylococcus aureus on the small intestine Treponema pallidum (espiroqueta) Salmonella enteridis Brachyspira pilosicoli Streptococcus thermophilus • Elevadísima capacidad de reproducción. • Reproducción asexual por escisión. • Varibialidad: por procesos de intercambio genético o por mutación del DNA (está muy expuesto). • Importancia ecológica y sanitaria. • Arqueobacterias: – Organismos más primitivos. – Pared celular y metabolismo diferente. – Seres extremófilos. • Eubacterias: – El resto de bacterias. – Gram (–) y Gram (+) 4. REINO PROTOCTISTAS • Eucariotas mayormente unicelulares. Si son pluricelulares no forman órganos complejos. • Autótrofos o heterótrofos. • Medios acuáticos o líquidos. • Protozoos-Algas-Hongos mucosos Dinoflagelado marino 4.1 PROTOZOOS • Principalmente heterótrofos (comen bacterias o partículas orgánicas). • Móviles. • Reproducción asexual. • Formas de resistencia variadas. PROTOZOOS • Según el tipo de locomoción y vida se dividen en: – Rizópodos o Sarcodinos: tienen pseudópodos y comen por fagocitosis. Suelen ser de vida libre. Estr. externa de CaCO3 (foraminíferos) o sílice (radiolarios) Entamoeba histolytica Baculosyspina sp. Elphidium sp. Nummulites sp. Amoeba verrucosa con algas ingeridas • Flagelados: tienen flagelos como sistema de locomoción. – Vida libre aunque excepciones como el Tripanosoma gambiense (enf. Sueño) Gonyaulax catenella Especie de vida libre que forma grandes agrupamientos de individuos. Estas agrupaciones reciben el nombre de “marea roja” y son alimento de bivalvos (mejillones). Estos protozoos producen una toxina inofensiva para los mejillones pero en el hombre produce el “envenenamiento por mejillones” que puede producir la muerte. Trypanosoma gambiense • Ciliados: tienen cilios para locomoción y alimentación. Tienen dos núcleos (uno para reproducción y otro para funciones vegetativas). Proceso de conjugación. Vida libre. Estylonychia pustulata Euplotes patella • Esporozoos: sin estructuras especiales para la locomoción. Por flexión o deslizamiento. Parásitos y división múltiple. Éritrocito infectado Plasmodium malariae 4.2 ALGAS • Antes incluidas en reino plantae. • Unicelulares: – componentes principales del plancton. – Clorofila + otros pigmentos y pared celular de celulosa. – Acuáticas o ligadas a medios húmedos. – Reproducción sexual o asexual. – Ej. Diatomeas. • Pluricelulares: – No tienen verdaderos tejidos u órganos definidos. – Estructura: TALO. – En el talo no hay división de zonas para las diferentes funciones (transporte, absorción etc…). – Clorofila + otros pigmentos y pared con celulosa. – Reserva = almidón (=plantas). – Ciclos biológicos variados. – Tipos: • algas verdes (sólo clorofila) • Algas pardas (clorofila + fucoxantina) • Algas rojas (clorofila + ficoeritrina) 4.3 Hongos mucosos • Heterótrofos que viven en el suelo. • Ciclos de vida complejos y cambiantes. • Caracteres de protozoos y hongos. • Grupo de myxomycetes. 5. REINO HONGOS • • • • Organismos heterótrofos. Pared celular con QUITINA. Unicelulares (levaduras) o pluricelulares. Pluricelulares (micelio, formado por cadenas de células llamadas hifas). • Formación de “cuerpos fructíferos” = SETAS, función reproducción (formación y diseminación de esporas) -Modo de vida parásitos o simbiontes. -Ciclo haplonte: micelio haploide y meiosis en el cuerpo fructífero. Clases de hongos: - Zigomicetes: hifas sin tabiques (moho del pan). - Deuteromicetes: sin repr. Sexual conocida (Penicillium). - Ascomicetes: células especiales ASCAS. Ej las trufas. - Basidiomicetes: células especiales BASIDIOS. Ej. setas Los líquenes • Asociación alga + hongo simbiótica. • Alga= cianofíceas o cianobacteria • Hongo= ascomiceto. • Alga=realiza fotosíntesis y aporta carbohidratos. • Hongo= protege el conjunto de la radiación solar y la evapotranspiración. • Habitan en todos los hábitats y son colonizadores. 6. REINO PLANTAS • Eucariotas+pluricelulares+fotosintéticos con auténticos tejidos y órganos complejos. • División BRIOFITA – Terrestres y poco evolucionados (TALO). – Forma de vida haploide más extendida. – Ligados a medios húmedos (reproducción). – Musgos y hepáticas. • División TRAQUEOFITA – – – – Verdaderos tejidos y órganos, incluídos los conductores (plantas vasculares). Organización tipo CORMO (cormofitas): raíz, tallo y hojas. Forma diploide más extendida. Dos grupos: • Pteridófitos (helechos y formas afines). NO forman semillas sino esporas. • Espermatofitas (forman semillas, les facilita diseminación, resistencia y germinación). – Gimnospermas (semilla desnuda (no protegida por fruto)). » Ejemplo. Las coníferas (pinos, abetos…) – Angiospermas (semilla alojada en fruto) » Monocotiledóneas (cereales) » Dicotiledóneas (robles) PTERIDOFITAS 7. REINO ANIMALES • Los animales se definen principalmente por ser “organismos pluricelulares con tejidos y órganos complejos cuya forma de nutrición es heterótrofa”. • Phylum poríferos (esponjas). – Animales + primitivos – Saco con poros (poríferos) (ósculo). – Acuáticos e inmóviles. – Presencia de coanocitos. – Esqueletos muy variados. – Sin sistema nervioso organizado. • Phylum Cnidarios – Forma de saco abierto. – Pocas capas de células. – Abertura=boca que comunica con la cavidad gastrovascular. – Cnidoblastos. – Acuáticos. – Dos formas: pólipo y medusa. – A veces coloniales como en corales. • Phylum platelmintos. – Tienen simetría bilateral. – Son los llamados gusanos planos. – Aparato digestivo sencillo. – Vida libre o parásitos (tenias). Planaria Dugesia • Phylum nemátodos. – Cuerpo cilíndrico y no segmentado. – Aparece el CELOMA. – Vida libre o parásitos. – Ej. Lombriz intestinal y triquina. Nemátodo microscópico Ascaris lumbricoides • Phylum anélidos. – Cuerpo cilíndrico dividido en segmentos o anillos. – Presentan METAMERÍA. – Cuerpo recubierto de mucus. – Vida libre o parásitos – Ej. Lombriz de tierra y sanguijuelas. • Phylum moluscos. – – – – Simetría bilateral. Masa visceral con órganos internos. Pie musculoso. Cavidad paleal (entre manto y masa visceral) que suele funcionar como apto. Respiratorio. – Concha caliza segregada por el manto. • GASTERÓPODOS (pie ancho, tentáculos oculares y concha con una valva). • LAMELIBRANQUIOS (bivalvos): dos valvas, filtradores marinos con pie en forma de hacha. • CEFALÓPODOS (tentáculos con ventosas, concha interna o inexistente y marinos). • Phylum artrópodos – Todos los habitats. – Apéndices articulados. – Exoesqueleto de quitina (protección). – Suele haber mudas del exoesqueleto. – A veces hay metamorfosis. • ARÁCNIDOS – Boca con quelíceros (pinzas) y pedipalpos. – Sin antenas o mandíbulas. – Cefalotórax y abdomen. – Cuatro pares de patas. » ARAÑAS » ESCORPIONES » ÁCAROS • MIRIÁPODOS – Cabeza con dos antenas, cuerpo alargado con segmentos. De cada uno sale un par o dos de patas. INSECTOS – Cabeza, tórax y abdomen. – Diferentes aparatos bucales. – Tórax dividido en tres anillos cada uno con un par de patas y los dos primeros además con un par de alas. Escarabajo tigre Culex • CRUSTÁCEOS – Dos pares de antenas – Cada apéndice bucal tiene dos ramas. – Cefalotórax y abdomen. • Decápodos: diez pares de patas en el cefalotórax y un par de apéndices en cada segmento del abdomen, excepto el último. Gambas, langostinos y cangrejos. • Otros crustáceos Phylum equinodermos • • • • Marinos. Simetría pentámera. Esqueleto de placas calizas (algunos con púas). Con aparato ambulacral: Sistema hidráulico del que salen los pies ambulacrales, que les permiten desplazarse. • Algunos con alta capacidad de regeneración Equinodermos Comprende: • Estrellas de mar. • Holoturias. • Erizos de mar. • Ofiuros • Phylum cordados – Presentan NOTOCORDA – Dos subphylum: • Procordados (la notocorda permanece como un cordón consistente durante toda su vida). Grupo reducido antecesor de vertebrados. • Vertebrados (la notocorda es sustituida por la columna vertebral en cuyo interior se sitúa el cordón nervioso dorsal. Ascidia CEFALOCORDADOS Anfioxo (Branchiostoma lanceolata) Subphylum vertebrados • Clase ciclóstomos: sin extremidades pares ni mandíbulas. Lampreas. • Clase peces. – Elasmobranquios: esqueleto cartilaginoso, piel con dentículos dérmicos y aleta caudal con lóbulos desiguales. Branquias descubiertas. – Teleósteos: esqueleto óseo y piel con escamas. Aleta caudal con lóbulos iguales. Branquias cubiertas por opérculo. • Clase Anfibios: únicos vertebrados con metamorfosis. Ambystoma – Orden Urodelos: con cola en estado adulto. – Orden Anuros: sin cola en estado adulto Sapillo balear • Clase Reptiles: el embrión se desarrolla en el amnios (bolsa) que contiene un líquido. – Orden Saurios, Ofidios, Quelonios y Cocodrilianos. • Clase Aves: – Plumas, patas con escamas, pico córneo y homeotermia. • Clase Mamíferos: – Viviparismo (*). – Glándulas mamarias. – SN desarrollado. – Pelos y glándulas sudoríparas (homeotermia). • Sublase Prototerios: muy primitivos. Ovíparos (*) y pico córneo. Platypus (Ornithorhynchus anatinus) Zaglossus (Equidna hocico largo) Tachyglossus (Equidna de hocico corto) • Subclase metaterios: vivíparos aunque el embrión no se desarrolla por completo dentro de la madre ya que se traslada a una bolsa ventral (marsupio). Didelphis virginiana, único marsupial al norte del río Grande Dromiciops gliroides • Subclase Euterios: mamíferos típicos. Clasificación en base a extremidades y dentición. Biodiversidad Variedad de organismos vivos. • Variedad genética entre los individuos de una especie. • Diversidad de especies (tanto en su número como en su abundancia relativa). • Diversidad de ecosistemas en la Tierra. Pérdida de biodiversidad • • • • Sobreexplotación del medio. Destrucción de habitats. Contaminación de los ecosistemas. Introducción de especies extrañas. Endemismos Especies exclusivas de una determinada zona geográfica que no se encuentra en ningún otro lugar de la Tierra.