GUÍA No. 3 -BIOLOGÍA- - EVOLUCIÓN Y TAXONOMÍA - GRADO NOVENO- TERCER PERIODO NOMBRE:______________________________________________________ CURSO: _______ 1. 1. CONTEXTO: INDICADORES DE LOGRO SEGUNDO PERIODO: Elabora textos que manifiestan su capacidad de comprensión y análisis de taxonomía y árboles filogenéticos. 2. Analiza experimentalmente las implicaciones de las teorías de la generación espontánea y la biogénesis, así como la utilización de claves taxonómicas. 3. Construye una posición crítica y reflexiva frente a al mecanismo de la evolución. INSTANCIA VERIFICADORA Valoración de cuaderno Valoración individual o por parejas de actividades interactivas. Evaluación Bimestral Prácticas de laboratorio “El maravilloso mundo de la artropofauna”. y “El origen de la vida” Presentación y sustentación de Cuadro comparativo sobre Reinos de los Seres vivos. complete en el cuaderno las siguientes preguntas: 1.1. Consulte las siguientes teorías y sus autores y consígnelas en el cuaderno: Creacionismo, Generación espontánea, Biogénesis, Panspermia, Catastrofismo y Evolucionismo. 1.2. ¿Cuál fue la teoría de Lamarck sobre la adaptación de los organismos? y explique las frases: La función hace al órgano y Los caracteres adquiridos se heredan 1.3. Para su criterio, la teoría de Lamarck (herencia de características adquiridas o transformismo), ¿Es correcta o incorrecta?. Justifique su respuesta. Describa tres ejemplos que demuestren que los planteamientos de Lamarck son incorrectos. 1.4. Se afirma que Darwin observó que cada especie parecía estar bien adaptada a su ambiente. ¿Qué es la adaptación?. Mencione algunos ejemplos. Explique el significado de estar bien adaptado. 1.5. Un pez es un organismo adaptado a la vida acuática. Esta afirmación ¿Con qué argumentos la apoyaría? 1.9. Un granjero que ha cosechado maíz, deja las mejores mazorcas para utilizarlas como semilla. ¿por qué? ¿Cómo se denomina a este tipo de selección? 1.10. Establezca una comparación entre el cruce selectivo que realizan ganaderos y agricultores y el proceso de selección natural. ¿En qué se parecen? ¿En qué se diferencian? 1.11. En un sistema de clasificación natural, el ser humano, los murciélagos y las ballenas son clasificados en un mismo grupo. ¿Cómo justificaría esta agrupación? ¿Cuáles pueden ser nuestras relaciones de parentesco con esos animales? ¿En qué características nos parecemos? 1.12. Agrupar mariposas, murciélagos y aves en una misma categoría se considera como una clasificación de tipo artificial ¿Por qué? 1.13. Piense en las patas de un saltamontes y las de una rana. ¿Son estructuras homólogas o análogas? Justifique su respuesta. 1.14. Si la evolución prosigue ¿Cómo cree que cambiará el ser humano en los próximos dos mil años? 1.15. Analice el siguiente cuadro, e indique sobre los nombres científicos de los animales, ¿En qué son similares y en qué son diferentes? Tigre Felis tigris León Felis leo Jaguar Felis onca Gato Felis doméstica 1.16. El café se identifica como Coffee arábiga ¿Qué deducimos de la parte específica de este nombre? 1.17. Observe los nombres científicos de los siguientes seres y responda las preguntas: Canis familiaris (perro), Mephitis mephitis (zorrillo), canis lupus (lobo) Quercus alba (roble blanco), Trifolium alba (trébol blanco), Trifolium pratense (trébol rojo) Equus caballus (caballo), Equus zebra (cebra), Camelos dromedarios (camello) a. ¿Qué parejas de especies están más relacionadas entre sí? ¿Cómo las reconoció? b. ¿A qué categoría corresponde cada una de las dos palabras del nombre científico de una especie? 1.6. Una región especialmente estudiada por Darwin fue la de las islas Galápagos, Situadas a unos 950 Km. de las costas ecuatorianas, dichas islas tenían plantas y animales claramente relacionados, pero a la vez diferentes, a los que estaban en el continente de América del Sur. Darwin también notó en las islas que ambientes ligeramente diferentes servían de hogar a especies similares, pero diferentes. Dibuje un croquis de América y ubique a las islas Galápagos. 1.7. Darwin estudió 14 especies de pinzones de las Galápagos y consideró que habían provenido de América del Sur, por ser similares a ellos en muchas formas, pero que pasarían muchas generaciones para que se originaran las 14 especies que descubrió Darwin. Cada una era consecuencia de un estilo de vida diferente. ¿Cuál cree que sería la causa de los cambios y diversificación de los pinzones? El solo ambiente no puede producir modificaciones heredables, ¿por qué?, ¿Qué cree que si las puede producir? 1.8. Observe la ilustración de las dos especies de polillas del anexo 1y responda: Ante la presencia de un depredador, ¿Cuál tendrá mayores probabilidades de sobrevivir? ¿De qué depende la supervivencia de las polillas? 2.EXPERIENCIAS DE LABORATORIO : A. “EL MARAVILLOSO MUNDO DE LA ARTROPOFAUNA”. 2.1.OBJETIVO: Utilizar adecuadamente las claves dicotómicas para clasificar insectos. Reconocer mediante sus características morfológicas, algunas clasificaciones de animales. 2.2.FUNDAMENTO TEÓRICO: La clave dicotómica es una herramienta que permite identificar a los organismos. Hay claves para determinar animales, plantas, hongos, protistas o cualquier otro ser vivo; claves que alcanzan el nivel de especie, género, familia o cualquier otra categoría taxonómica. Una clave dicotómica se basa en definiciones de los caracteres morfológicos, macroscópicos o microscópicos; de ella parten dos soluciones posibles, en función de si tienen o no tienen determinado carácter, repitiéndose el proceso de definiciones de 1 características, hasta llegar al organismo en cuestión. La clave está organizada en dicotomías o dilemas, o sea, pares de afirmaciones contrapuestas (ejemplo: "plantas con flores amarillas" contra "plantas sin flores amarillas"). Estas afirmaciones están nominadas de distinta manera, con números arábigos o romanos, con letras, con símbolos, etc. Por ejemplo: 1a. Planta con flores azules o violeta................ 2 3a. Planta con flores blancas........ especie C 1b. Planta con flores amarillas o blancas ......... 3 3b. Planta con flores amarillas ..... especie D 2a. Planta con flores azules ........ especie A 2b. Planta con flores violeta ........ especie B Su empleo consiste siempre en tomar una y solo una de las dos alternativas; hay que leer primero las dos afirmaciones y optar por una de ellas. La afirmación que se rechazó no se vuelve a contemplar en el desarrollo de la determinación. Volviendo al ejemplo del color de las flores, imaginemos que tenemos una flor amarilla; leemos la primera dicotomía: 1a. Planta con flores azules o violeta................ 2 1b. Planta con flores amarillas o blancas ......... 3 Nuestra planta tiene flores amarillas, con lo que seguimos a la dicotomía número 3 (saltando la 2) 3a. Planta con flores blancas........ especie C 3b. Planta con flores amarillas ..... especie D Nuestra flor cumple la condición 3b, por lo que pertenece a la especie D. 2.3. MATERIALES: Por grupos de cuatro estudiantes Claves de insectos (Anexo 3) Lupa 5 insectos diferentes 2.4. PROCEDIMIENTO- OBSERVACIONES: Escribir en el cuaderno, las características observables de cada insecto. Dibujar cada espécimen Utilizar las claves para determinar el orden al que pertenece cada insecto. En la página del colegio www.colegiomontebello.es.tl 2.5. ACTIVIDADES- ANÁLISIS- CONCLUSIONES: Haga una consulta de las características y principales representantes de cada uno de los órdenes de insectos que aparecen en la clave taxonómica del anexo. Compare los resultados obtenidos con la clave taxonómica con la consulta realizada. ¿Cuál es el objetivo de clasificar los diferentes organismos en categorías taxonómicas? Elabore un árbol filogenético con los 5 órdenes de insectos obtenidos. ¿Qué tipo de sistema de clasificación se utilizó durante la práctica y por qué? B. “EL ORIGEN DE LA VIDA” OBJETIVOS: Reproducir algunos trabajos que sobre el origen de la vida realizaron: Francesco Redi y Louis Pasteur. Analizar y entender cómo Redi y Pasteur rebatieron la concepción de la generación Espontánea a través de sus experimentaciones y las implicaciones filosóficas y biológicas que tales demostraciones significaron. FUNDAMENTO TEORICO: El origen de la vida es un problema de interés periódico en la historia del pensamiento biológico. Desde la época de Aristóteles hasta el presente, este problema ha ocupado la atención de los biólogos más prominentes del mundo. ¿Cómo apareció por primera vez el material viviente? ¿Cuándo y cómo se originó? ¿Se originó solamente una vez o se ha originado varias veces?. Preguntas como éstas, han recibido una variedad de contestaciones en el pasado. Una contestación ha sido de tipo religioso. Esta fue históricamente la primera explicación que se propuso en relación con el origen de la vida. Un segundo tipo de respuesta corresponde a la idea de generación espontánea. Esta idea, sostenida por Aristóteles, fue aceptada por la mayoría de personas, incluyendo algunos naturalistas eminentes, hasta la mitad del siglo XIX, cuando se formuló la teoría de la Biogénesis que considera que toda vida proviene de vida preexistente. Un tercer tipo de respuesta hace referencias a la idea de quimiosíntesis. La quimiosíntesis trata de explicar el origen de la vida teniendo en cuenta las leyes químicas y físicas actuales. MATERIALES en grupos de 4 o 5 personas: 2 frascos compoteros de vidrio esterilizados, uno de ellos con tapa. 2 trozos de pan Cinta de enmascarar Microscopio óptico compuesto Láminas Laminillas colorantes PROCEDIMIENTO: Esterilizar el pan, usando un horno microondas por el lapso de 3 minutos. Hervir en agua los dos frascos compoteros y la tapa por un tiempo de 10 minutos. Secar bien ambos frascos y colocar en ellos sendos trozos de pan. Tapar uno de ellos con la tapa metálica. Marcar los frascos con la cinta de enmascarar así: Medio de cultivo de pan con tapa, la fecha y los nombres de los integrantes del grupo. El otro medio de cultivo de pan sin tapa, fecha y los nombres de los integrantes del grupo. Dejar ambos frascos con el pan, en un sitio con poca luz y temperatura templada durante una semana Apuntar diaria y cuidadosamente los cambios observados en una tabla de resultados: MEDIO FECHA NÚMERO DE OTRAS COLONIAS OBSERVACIONES Lleve sus resultados al laboratorio y haga una Observación macroscópica del aparato vegetativo. Observación microscópica del aparato reproductor haciendo un montaje de los organismos encontrados y tinturarlos con una gota de solución de lactófenol. Observe que las hifas más viejas presentan en sus extremos unas bolitas muy negras, que son los aparatos reproductores 2 RESULTADOS- ANÁLISIS- CONCLUSIONES: Dibuje cada una de los resultados obtenidos. 1. ¿Cuál es el objetivo de la esterilización y por qué se esterilizan los frascos y el pan antes de iniciarse las pruebas? 2. ¿Por qué un medio se deja taponado y el otro no? 3. ¿En qué forma se manifiestan los cambios en los medios dejados a las condiciones ambientales? ¿Cuál medio se altera, el taponado o el destapado? 4. ¿De qué naturaleza (es decir, cómo se identifican) son las alteraciones de los medios? 5. Por cada medio alterado, hacer una gráfica, anotando en el eje de las X el tiempo y en el eje de las Y el número de manchas (Colonias) que vayan formándose a diario. ¿Cómo se interpreta la gráfica resultante? 6. Saque una conclusión acerca de cómo se genera la vida. 3. REFLEXIÓN: Elaborar en grupos, en hojas cuadriculadas tamaño oficio, un cuadro comparativo con los cinco reinos de los seres vivos, su respectivo dibujo, clasificaciones, representantes y características. 4. ACCIÓN: Realice y complete las siguientes actividades en su cuaderno, a partir del contexto de la guía. 4.1. Durante la historia de la humanidad el hombre ha dado diversas explicaciones al origen de nuevas especies. Verifique sus conocimientos relacionando los conceptos de las dos columnas: Columna 1 Columna 2 a. Generación Espontánea A. Las diferentes especies fueron creadas por Dios b. Los seres vivos provienen únicamente de otros seres vivos B. Los cambios adquiridos durante la vida de un organismo son heredados por sus descendientes c. Génesis C. Las especies se originan por la combinación de principios activos d. Todas las especies sobre la Tierra se han originado a partir de un D. Síntesis moderna de la evolución antepasado común que se fue modificando gradualmente, gracias a la selección natural. e. Lamarck E. Pasteur f. La evolución de las poblaciones consiste en cambios en la frecuencia de F. Darwin los alelos que se producen durante generaciones sucesivas y se evidencian en grandes cambios. 4.2.Resuelva el siguiente crucigrama: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Aislamiento producido en los cromosomas Aislamiento que se relaciona con mecanismos que impiden la cópula o la fecundación a partir de diferencias morfológicas Proceso de formación de las especies Aislamiento que produce la especiación alopátrica 3 Proceso por el cual se forman dos especies a partir de una 1 población ubicada en la misma zona 5 Tipo de aislamiento que se da en la especiación simpátrica por la existencia de diferentes hábitats 2 6 Tipo de especiación que se produce por barreras geográficas. 4.3. Aplique la clave dicotómica expuesta en el contexto, clasifique en reinos, cada uno de los organismos caracterizados en el siguiente cuadro: 7 4 PARAMECIO Procariotas Eucariotas Unicelulares Coloniales Pluricelulares sin tejidos Pluricelulares con tejidos Pluricelulares con hifas Realizan fotosíntesis PINO BABOSA ARANA NEUMOCOCO CHAMPIÑON x x x x x x x x x x x x x x 5. EVALUACIÓN: Prepare su evaluación resolviendo en el cuaderno las actividades interactivas de la página Proyecto Biósfera que aparece en internet en el buscador www.google.com como actividades interactivas sobre taxonomía y la evolución y el origen de la vida, para ser evaluado. Complete en el cuaderno las actividades complementarias que aparecen en la guía teórica de la página del colegio www.colegiomontebello.es.tl , haciendo uso de los conocimientos adquiridos durante el periodo. ANEXO 1 COMPLEMENTO GUÍA DE EVOLUCIÓN Y TAXONOMÍA 3 1.2. Ideas transformistas: En el año 1674, Francesco Redi llevó a cabo un experimento científico, para echar abajo la generación espontánea: Cogió unos recipientes y metió en ellos materia orgánica, unos recipientes los dejó al aire y otros los tapó, al cabo de unos días los miró, comprobó que los tarros que había dejado abiertos estaban llenos de gusanos, y que los que había dejado cerrados, no tenían gusanos, pero al mirar la gasa con la que los había tapado observó que estaban llenas de huevos de mosca. Demostró así que, al menos para los animales visibles, la idea de la generación espontánea era falsa y que los gusanos blancos que colonizan la carne nacen en realidad de huevos depositados por las moscas. No obstante, muchos siguieron creyendo en la generación espontánea de los organismos minúsculos que se podían observar al microscopio en infusiones de heno (microorganismos llamados por ello infusorios). Lázaro Spallanzani fue quien puso punto final a estas discusiones, él dijo que el error estaba en el aire. Repitiendo el experimento cogió vasijas, las rellenó con sustancias orgánicas, las hirvió pero las selló con lo cual el aire no se pudo intercambiar, con lo que al hervir los organismos no resistían y la vasija se quedaba al vacío. La conclusión fue que no pareció ni un resto de microorganismos, con lo que se demuestra que no hay generación espontánea. Pero esto no fue lo definitivo, porque los contrarios, dijeron que los microorganismos, nacían pero que al no haber aire no sobrevivían. 1.3. Ideas Evolucionistas: En 1864 Louis Pasteur, inventó unas vasijas con el cuello muy alargado, hirvió la parte orgánica y el vapor de agua empezó a salir. Al estar abierto el tubo, había intercambio de gases por lo que al tener el cuello largo los microorganismos quedarían en el cuello de la botella. Pero en la botella no aparecieron microorganismos, con lo que se demuestra que no hay generación espontánea. Pasteur demostró que un ser vivo sólo puede provenir de otro ser vivo. Biogénesis. En 1920, Oparín (ruso) y Haldane (inglés) llegaron a dos consideraciones iguales y propusieron una hipótesis sobre el origen de la vida: es una Teoría científica y materialista. Según ellos al principio, antes de la aparición de la vida, la atmósfera era completamente distinta a la actual, pues carecía de O2. Si miramos las rocas que tienen hierro, tienen el hierro de forma reducida. Conclusión: cuando se originaron no había O2 con lo que no se oxidaron. (La atmósfera anaerobia o anóxica). La tierra está caliente, con lo que radia calor; se dilata, con lo que aumenta el volumen y aumenta la densidad. El calor, las descargas eléctricas y los rayos ultravioletas eran los tres factores que había en la Tierra. Moléculas sencillas e inorgánicas presentes en la atmósfera, por acción de las fuerzas de energía se rompieron y los radicales que reaccionaban entre sí originaron moléculas nuevas. Durante millones de años, estas moléculas fueron acumulándose llegando a haber una cantidad asombrosa de moléculas orgánicas (reductoras). Se acumularían en el mar, porque en la tierra es imposible ya que hay muchas fuerzas y no se acumularían. Dentro del mar pueden reaccionar entre sí. En un momento las moléculas que formaban el ‘caldo’, se combinaron formando unas moléculas capaces de autoreplicarse. Posteriormente, las moléculas fueron rodeadas por una envoltura, originando los organismos más primitivos. (Protobiontes). En 1953, Stanley Miller pudo sintetizar aminoácidos (moléculas orgánicas) a partir de materia inorgánica. Imitó las condiciones de la atmósfera para demostrar que en determinadas condiciones se forman importantes cantidades de compuestos bioquímicos. La necesidad de hallar una explicación más coherente para la diversidad biológica impulsó a otros científicos a estudiar este tema. Se destacan los aportes de dos científicos británicos: Charles Darwin y Alfred Russell Wallace. Ellos presentaron las bases científicas para la explicación moderna de la diversidad biológica. 1.5. SELECCIÓN NATURAL Y SELECCIÓN ARTIFICIAL Después de regresar a Inglaterra, Darwin ocupó 22 años organizando la información recogida en su viaje. Como vivía en una región agropecuaria, tuvo oportunidad de observar a los granjeros practicar el arte del mejoramiento de razas. Con este trabajo se creaban variedades mejoradas de todas las clases de animales domésticos. Darwin identificó tales variedades como cambios evolutivos y trató de establecer el mecanismo que las producía. Darwin observó que el cruce selectivo practicado por los granjeros en plantas y animales, conduce a la formación de una descendencia con rasgos que ellos consideraban deseables. A esto se denomina selección artificial. Con las observaciones anteriores, Darwin llega a concluir que en la naturaleza también ocurría un tipo de selección. En sus viajes, Darwin había encontrado mucha variación en las características entre los miembros de una especie. Por ejemplo, unos eran más fuertes y más rápidos que otros. Al aumentar la posibilidad de supervivencia, ellos podían pasar sus características a sus descendientes. Darwin llamó selección natural al proceso que conducía a la supervivencia de los organismos mejor dotados o adaptados. La selección natural puede operar gracias a que dentro de los individuos de una población existe gran variabilidad genética. Tal diversidad es consecuencia de la recombinación del material genético durante las divisiones meióticas que dan origen a los gametos, así como las mutaciones que eventualmente pueden presentarse. La variación genética que hay en un organismo es lo que le permite adaptarse a cambios del ambiente. Hay que aclarar que el organismo no desarrolla una mutación como respuesta a los cambios que se puedan presentar en el entorno, sino que estas ya existen dentro del individuo y sólo serán evidentes de acuerdo con las circunstancias en las que se encuentren. Aunque los procesos evolutivos llegan a tardar miles de años, los cambios ambientales generados por el desarrollo de la civilización humana han llegado a tener un efecto tan fuerte sobre algunas especies, que nos ha permitido “observar” la acción de la selección natural en un corto plazo. 4 Un ejemplo clásico es el de la polilla Biston betularia, en la ciudad de Manchester, Inglaterra. En 1845, casi la totalidad de las polillas de esta especie eran de color claro y raramente se observaba un ejemplar de color negro. Cien años después, la situación se invirtió por completo: las polillas negras predominaban y ahora era excepcional encontrar una de color claro. Los naturalistas del siglo XIX describían que las polillas de esta especie solían encontrarse descansando sobre cortezas de árboles cubiertas de líquenes. Mientras que las polillas claras se confundían sobre ese fondo, haciéndose invisibles a los ojos de las aves predadores, una polilla oscura contrastaba con el fondo claro y era detectada y comida rápidamente. En el siglo XX, la contaminación causada por el desarrollo industrial trajo como consecuencia la desaparición de los líquenes y el ennegrecimiento de los troncos. En este nuevo escenario, se invirtieron las probabilidades> ahora un ave detectaba más fácilmente a una polilla clara que a una oscura y por lo tanto la población de polillas claras disminuyó drásticamente en comparación con la población de polillas oscuras. 1.6. PROCESOS DE ESPECIACIÓN Una especie se define como un conjunto de individuos que comparten caracteres morfológicos similares y la misma información genética, además están aislados reproductiva y genéticamente de otro conjunto o especie. Los mecanismos por los cuales surgen las especies diferenciándose y estableciendo barreras reproductivas se conocen como procesos de especiación. Se distinguen dos modos de especiación: Alopátrica y simpátrica. Especiación alopátrica: (alo: diferente, pátrica: lugar), es también llamada geográfica o vicariante y ocurre cuando individuos de una población quedan separados por una barrera geográfica. Gráfico página 43 del texto Tierra 9. Esta separación durante un tiempo prolongado hace que evolucionen independientemente y que no haya entre ellas flujo genético hasta generar gradualmente nuevas especies. Este tipo de especiación comienza con un aislamiento geográfico y termina con un aislamiento reproductivo. Aislamiento geográfico: Se refiere a un fenómeno en el cual poblaciones de una especie se separan por la aparición de un accidente biofísico que se constituye en una barrera contundente para el intercambio de genes entre las poblaciones (por ejemplo un río, una separación continental o el surgimiento de una cadena montañosa). Aislamiento reproductivo: Una vez que ha ocurrido el aislamiento geográfico, el hecho de que los organismos de las poblaciones separadas conserven la posibilidad de cruzarse y mantener una descendencia fértil y saludable, restringe directamente la formación de nuevas especies. Se dice entonces, que están aisladas reproductivamente. Especiación simpátrica: (sim: juntos, pátrica: lugar), es un proceso gradual que ocurre cuando una especie, pese a ocupar un mismo territorio geográfico, se diversifica en dos subpoblaciones debido a unos mecanismos que impiden el cruce como son: Aislamiento ecológico: en una misma zona geográfica puede existir la posibilidad de que hayan diferentes hábitats diferenciados por condiciones como temperatura, luz y humedad relativa, entre otros factores que pueden dificultar el apareamiento. Aislamiento etológico: Tiene que ver con diferencias de tipo comportamental durante el cortejo o el apareamiento que se dan a través de señales de atracción o apaciguamiento que de fallar, pueden provocar la huída e incluso el ataque entre los individuos. Aislamiento sexual: Se relaciona con los mecanismos que impiden la cópula o la fecundación generalmente a partir de diferencias morfológicas en los órganos reproductores o de los gametos. Estos tres tipos de aislamiento se conocen como barreras precigóticas. Aislamiento genético: Se produce en los cromosomas y por lo tanto en la información genética. También se conocen como barreras postcigóticas y pueden ser de varios tipos: Dos especies distintas se aparean y la descendencia puede ser viable, pero estéril Cuando la descendencia de dos especies distintas no es viable y por procesos de selección sexual, los individuos son eliminados antes de llegar a la madurez. El óvulo una vez fecundado, puede no desarrollarse El espermatozoide puede ser incapaz de fusionarse con el óvulo El espermatozoide puede ser incapaz de sobrevivir en el tracto reproductivo de la hembra. 1.7. CLASIFICACIÓN DEL MUNDO VIVIENTE: Los sistemas de clasificación más comunes son el artificial y el natural: 1. Sistema de clasificación artificial se basa en la selección de características fáciles de observar. Desde este punto de vista los seres se pueden clasificar de muchas maneras según sea la característica que se escoja. Por ejemplo, en los animales se pueden seleccionar características como cubierta del cuerpo, número de extremidades y tipo de alimentación y en las plantas, la presencia de flores, la disposición de las hojas y el tamaño. 2. Sistema de clasificación natural o científico se basa en el grado de parentesco que hay entre las diferentes especies, para lo cual establece grupos de seres, teniendo en cuenta su origen a partir de la evolución de un antepasado común. Se supone que los grupos de organismos que posean el mayor número de características comunes, son los más íntimamente relacionados o de mayor parentesco. Características homólogas y análogas: Para una buena clasificación de los seres vivos es importante diferenciar las características que muestran homología o semejanza de estructura y de origen de las características que muestran analogía o semejanza de función. Así por ejemplo, los brazos del hombre y las alas de un ave son órganos homólogos, por cuanto presentan la misma estructura, así se empleen para cumplir diferentes funciones. En cambio, las alas de las aves y las de las mariposas son órganos análogos por cuanto cumplen la misma función, es decir, 5 sirven para volar, así tengan distinta estructura. Las clasificaciones basadas en características homólogas son clasificaciones naturales, mientras que las basadas en características análogas determinan clasificaciones artificiales. Los nombres científicos: Los científicos denominan cada especie con un nombre en latín para evitar la confusión que puede crearse si se utilizan los nombres comunes que reciben en cada lengua. Estos nombres se basan en las reglas que desde hace dos siglos propuso el biólogo suizo Karl Von Linneo. Según éstas, cada especie recibe un nombre, el cual está compuesto por dos palabras latinas: la primera que designa el género y la segunda, que designa la especie. Por tanto es una nomenclatura binomial. Por ejemplo, el perro recibe el nombre de Canis familiaris. Canis es el nombre del género y familiaris es el nombre de la especie. Este nombre permite diferenciar al perro del lobo, Canis lupus, a la vez que expresa la relación entre ambas especies, las cuales pertenecen al mismo género: Canis. La Taxonomía o sistemática es la rama de la biología encargada de la clasificación de los seres vivos. A Linneo se le considera el padre de la taxonomía. Los principales taxones son: especie, género, familia, orden, clase, filo y reino. La especie es la categoría más pequeña de un reino y es la base sobre la cual se construyen las demás categorías. Dos o más especies que muestran relaciones muy cercanas constituyen una categoría más amplia que se denomina género y varios géneros con características comunes constituyen una familia. A su vez, varias familias emparentadas constituyen un orden; varios órdenes una clase y varias clases forman un filo, llamado también tipo en los animales y división en las plantas. Por encima de todas estas categorías taxonómicas está el reino, constituido por varios filos. (ver plegable anexo de clasificación taxonómica de los cinco reinos de los seres vivos) 1.8. ÁRBOLES FILOGENÉTICOS Dado que el fin de la taxonomía es esclarecer las relaciones evolutivas entre los seres vivos, como producto de este trabajo, ella debe ofrecer medios para estudiar y entender estas relaciones. Uno de estos productos de la taxonomía son los llamados árboles filogenéticos. Estos son representaciones gráficas que muestran las secuencias de parentesco entre grupos de organismos a través del tiempo. Se llaman árboles porque tienen la apariencia ramificada, que converge en una base o tronco común. Para llegar a elaborar un árbol filogenético es necesario partir de colecciones y descripciones muy similares a las realizadas por Linneo (Tablas de datos como las que aparecen a continuación). REPTILES ESCAMOSOS - Dientes Tecodontos (En alveolos) Ventana preorbitaria Pelvis modificada Arco aórtico - COCODRILOS AVES + + + + + + + + 1.9. CLAVES TAXONÓMICAS Para descubrir a qué grupo pertenece un organismo, dentro de una clasificación se usan las claves dicotómicas. El término dicotómico significa “división en dos partes”. Esto se debe a que en dichas claves se consideran las características de los seres, numeradas por parejas. De cada pareja se escoge la afirmación que mejor describa al organismo que se pretende identificar. Esta elección nos dará información sobre el grupo al que pertenece el organismo o nos remitirá a otra pareja de afirmaciones que se deben seleccionar. CLAVE DE LOS CINCO REINOS 1.Organismos procariotas……………………………………………………………………….........................Reino mónera 1’ Organismos eucariotas……………………………………………………………………………......................….Pasa al 2 2. Organismos unicelulares, coloniales o pluricelulares sin tejidos ………………………….……...................…Pasa al 3 2’ Organismos pluricelulares con tejidos ……………………………………………………………........................pasa al 4 3. Organismos pluricelulares con células organizadas en hifas……………………………..................……Reino Hongos 3’ Organismos con células no organizadas en hifas ………………………………………..................……..Reino Protista 4. Realizan fotosíntesis …………………………………………………………………………….............….....Reino vegetal 4’ No realizan la fotosíntesis ………………………………………………………………………..................…Reino animal 6 ANEXO 2 INTERPRETEMOS CLADOGRAMAS Para desarrollar la siguiente actividad es necesario que te hayas documentado sobre lo que es un cladograma. Si no lo sabes te recomendamos leer "Cladogramas: Ilustrando el parentesco evolutivo". Si tienes duda sobre algún término presente en este taller te recomendamos consultar el glosario que se encuentra al final del presente texto o a tu profesor. 1. En biología evolutiva se considera que las características anatómicas más generalizadas en un grupo taxonómico son más antiguas, mientras que las que se encuentran restringidas a grupos más pequeños son más recientes. La gráfica que se muestra a continuación ejemplifica esta situación para los vertebrados: Según lo anteriormente expuesto se puede afirmar correctamente que: 1. 2. 3. 4. La aparición del pulgar oponible precedió a la aparición del pelo. La aparición del pelo en los mamíferos se dio mucho antes que la aparición del pulgar oponible en los primates. La evolución de la placenta fue posterior a la evolución de un mentón en la mandíbula. La presencia de cuatro extremidades en los vertebrados es una característica de evolución más reciente que la del cráneo. Responde de la siguiente manera: Marca A si 1 y 2 son correctas. Marca B si 2 y 3 son correctas. Marca C si 3 y 4 son correctas. Marca D si 2 y 4 son correctas. Responde la siguiente pregunta teniendo en cuenta el cladograma que se muestra a continuación: 2. Como se muestra en el diagrama, el buitre del Nuevo Mundo pertenece a un linaje diferente al buitre del Viejo Mundo. Sin embargo, al observarlos presentan semejanzas estructurales y de comportamiento. Dichas similitudes serían más probablemente el resultado de 1. 2. 3. 4. La adaptación a estilos de vida muy semejantes. cruces permanentes entre buitres del Nuevo Mundo con buitres del Viejo Mundo. ritmos diferentes de evolución y adaptación. presentar un ancestro común con líneas evolutivas dependientes. 7 3. El siguiente es un cuadro comparativo de las características de los huevos de cuatro grupos de reptiles Si se sabe que estos organismos están emparentados evolutivamente, el árbol filogenético que mejor relacionaría estos organismos por el tipo de huevo es 4. Algunos grupos de animales presentan metamerismo, es decir tienen su cuerpo organizado en una serie de elementos que se repiten. Los anélidos y los artrópodos son grupos de animales que presentan metamería, mientras que los moluscos no. Si sabemos que las características homólogas de los organismos reflejan un antepasado común se puede afirmar que el diagrama que mejor refleja las relaciones evolutivas entre artrópodos, moluscos y anélidos es: 5. El siguiente árbol filogenético representa la historia evolutiva de un grupo de organismos. De acuerdo con esto podría afirmarse que existe un ancestro común en el punto A. 5 para A, B, C, D, E y F B. 3 para B, C y D C. 2 para B, C, D, E y F D. 4 para A, B, C y D Responde las preguntas 6 - 11 teniendo en cuenta el siguiente cladograma 8 6. Según el cladograma se puede afirmar que la especie más emparentada con el caballo es 1. 2. 3. 4. La vaca. El koala. La vaca y venado por igual. La tucha. 7. La característica Nº 2 es: 1. 2. 3. 4. Glándulas mamarias Mandíbula formada por un solo hueso. Pelo Todas las anteriores. 8. Son organismos con 4 "estómagos": 1. 2. 3. 4. Vaca y venado. Caballo y vaca. Cocodrilo, Koala y caballo. Solo el cocodrilo. 9. Con toda seguridad el grupo indicado como clado A son: 1. 2. 3. 4. los vertebrados. los tetrápodos. los cordados. los amniotas. 10. El grupo señalado como clado B cumple con todas las siguientes características excepto: 1. 2. 3. 4. Poseen un solo hueso formando la mandíbula. Poseen glándulas sebáceas y sudoríporas en la piel. Poseen pulgar oponible. Poseen respiración pulmonar. 11. El grupo indicado como clado C son: 1. 2. 3. 4. Los primates. Los cordados. Los vertebrados. Los mamíferos euterios. 12. El organismo ancestral señalado con el Nº 2 es el antepasado de 1. 2. 3. 4. Todos los amniotas. El cocodrilo, el koala y el caballo. Los mamíferos. El caballo, la vaca y el venado. 13. El ancestro común más próximo de la vaca y el venado está señalado con el número: A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. 14. El antepasado de todos los mamíferos euterios está señalado con el número: 9 A. 1. B. 2. C. 3. D. 4. 10 Responde las preguntas 15 y 16 teniendo en cuenta el siguiente cladograma 15. Según el diagrama se puede afirmar todo excepto que 1. 2. 3. 4. Las euglenas no son unicelulares. Los musgos carecen de xilema y de floema para transportar el agua y los nutrientes. Los helechos se reproducen por semillas. Toda angiosperma es también espermatofita. 16. De la gráfica se puede inferir que 1. 2. 3. 4. Todas las plantas descienden de las euglenas. La palma de coco es el organismo más evolucionado. Todos los seres vivos comparten una comunidad de descendencia. Las plantas con flores son el grupo más antiguo de vegetales. Teniendo en cuenta el anterior cladograma califica los siguientes enunciados como falsos o verdaderos: 17. 18. 19. 20. El pino comparte con el helecho la característica de poseer vasos conductores. (F/V) Se puede decir que toda planta de cerezo posee flores, semillas, sistema vascular y es pluricelular. (F/V) Los musgos carecen de xilema y de floema para transportar el agua y los nutrientes. (F/V) Una palma de coco carece de flores, pero tiene semillas. (F/V) Ubica los organismos que se relacionan a continuación en el cladograma que se ilustra abajo. Ten en cuenta que las características compartidas ya están indicadas. 11 Según el anterior cladograma responde: 21. ¿Qué características son más antiguas en la evolución del linaje humano? 22. ¿Qué características de las señaladas en el cladograma comparten el hombre y el gorila?. 23. ¿Es correcto afirmar que las percas son "más evolucionadas" que los tiburones por estar ubicadas a la derecha de estos en el cladograma? 24. ¿Qué organismos del cladograma son eucariotas? 25. ¿Por qué crees que todos los seres vivos se pueden ubicar en grupos anidados dentro de otros grupos? 12 ANEXO 3 Clave para Identificación de Principales Ordenes de Insectos 1 Alas anteriores membranosas y con venas. 4 1’ Alas anteriores no membranosas, duras y opacas. 2 2 Piezas bucales formando un pico; alas anteriores con el extremo membranoso. Hemiptera Piezas bucales con mandíbulas; alas anteriores con el extremo no membranoso. 3 Alas anteriores duras y sin venas. Patas posteriores no adaptadas para el salto. Coleoptera Alas anteriores coriáceas y con venas. Patas posteriores adaptadas para el salto. Orthoptera Abdomen angosto en la unión al tórax. Alas con pocas venas. Hymenoptera Abdomen no angosto. Alas no como arriba. 5 Alas con escamas y colores. Piezas bucales en forma de una delgada tubo. Lepidoptera Alas sin escamas. Piezas bucales no en forma de tubo. 6 Con dos pares de alas presentes. 8 Con un par de alas presentes. 7 Alas posteriores reducidas formando una pequeña estructura. Sin prolongaciones en el abdomen. Diptera Alas posteriores no modificadas. Con prolongaciones en el abdomen. Ephemeroptera (en parte) Tarsos con 3 segmentos. 9 Tarsos con 4 ó 5 segmentos. 10 Antenas largas y con muchos segmentos. Alas posteriores ensanchadas. Ojos compuestos ubicados lateralmente Plecoptera Antenas cortas y tipo pelo. Alas posteriores no ensanchadas. Ojos compuestos ocupando casi toda la cabeza Odonata Alas posteriores mucho más cortas que las anteriores. Antenas cortas. Alas triangulares. Abdomen con largos filamentos caudales Ephemeroptera (en parte) Alas posteriores no más cortas que las anteriores. Antenas largas. Alas no triangulares. Abdomen sin largos filamentos caudales 11 Alas con pelos, no transparentes Trichoptera Alas sin pelos, transparentes Neuroptera 2’ 3 3’ 4 4’ 5 5’ 6 6’ 7 7’ 8 8’ 9 9’ 10 10’ 11 11’ 13 14 15
