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15.8.1: Organización de la vida en la Tierra - Biología

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15.8.1: Organización de la vida en la Tierra

12.1 Organización de la vida en la Tierra

Toda la vida en la Tierra evolucionó a partir de un ancestro común. Los biólogos mapean cómo se relacionan los organismos mediante la construcción de árboles filogenéticos. En otras palabras, se puede construir un “árbol de la vida” para ilustrar cuándo evolucionaron diferentes organismos y para mostrar las relaciones entre diferentes organismos, como se muestra en la Figura 12.2. Observe que desde un solo punto, los tres dominios de Archaea, Bacteria y Eukarya divergen y luego se ramifican repetidamente. La pequeña rama que ocupan las plantas y los animales (incluidos los humanos) en este diagrama muestra cuán recientemente estos grupos tuvieron su origen en comparación con otros grupos.

El árbol filogenético de la figura 12.2 ilustra el camino de la historia evolutiva. El camino se puede rastrear desde el origen de la vida hasta cualquier especie individual navegando a través de las ramas evolutivas entre los dos puntos. Además, al comenzar con una sola especie y rastrear hacia atrás hasta cualquier punto de ramificación, se pueden identificar los organismos relacionados con ella por varios grados de cercanía.

Una filogenia es la historia evolutiva y las relaciones entre una especie o grupo de especies. El estudio de organismos con el propósito de derivar sus relaciones se llama sistemática.

Muchas disciplinas dentro del estudio de la biología contribuyen a comprender cómo la vida pasada y presente evolucionó con el tiempo, y juntas contribuyen a construir, actualizar y mantener el "árbol de la vida". La información recopilada puede incluir datos recopilados de fósiles, del estudio de la morfología, de la estructura de las partes del cuerpo o de la estructura molecular, como la secuencia de aminoácidos en proteínas o nucleótidos de ADN. Al considerar los árboles generados por diferentes conjuntos de datos, los científicos pueden reunir la filogenia de una especie.

Los científicos continúan descubriendo nuevas especies de vida en la Tierra, así como nueva información de carácter, por lo que los árboles cambian a medida que llegan nuevos datos.

Los niveles de clasificación

La taxonomía (que literalmente significa “ley de ordenamiento”) es la ciencia de nombrar y agrupar especies para construir un sistema de clasificación compartido internacionalmente. El sistema de clasificación taxonómica (también llamado sistema Linneo en honor a su inventor, Carl Linnaeus, un naturalista sueco) utiliza un modelo jerárquico. Un sistema jerárquico tiene niveles y cada grupo en uno de los niveles incluye grupos en el siguiente nivel más bajo, de modo que en el nivel más bajo cada miembro pertenece a una serie de grupos anidados. Una analogía es la serie anidada de directorios en la unidad de disco principal de una computadora. Por ejemplo, en el grupo más inclusivo, los científicos dividen los organismos en tres dominios: Bacterias, Archaea y Eukarya. Dentro de cada dominio hay un segundo nivel llamado reino. Cada dominio contiene varios reinos. Dentro de los reinos, las categorías subsiguientes de creciente especificidad son: filo, clase, orden, familia, género y especie.

Como ejemplo, los niveles de clasificación para el perro doméstico se muestran en la Figura 12.3. El grupo en cada nivel se llama taxón (plural: taxa). En otras palabras, para el perro, Carnivora es el taxón a nivel de orden, Canidae es el taxón a nivel de familia, y así sucesivamente. Los organismos también tienen un nombre común que la gente suele usar, como perro doméstico o lobo. El nombre de cada taxón se escribe con mayúscula, excepto las especies, y los nombres de género y especie están en cursiva. Los científicos se refieren a un organismo por su género y nombres de especies juntos, comúnmente llamado nombre científico o nombre latino. Este sistema de dos nombres se denomina nomenclatura binomial. Por tanto, el nombre científico del lobo es Canis lupus. Un estudio reciente del ADN de perros domésticos y lobos sugiere que el perro doméstico es una subespecie del lobo, no su propia especie, por lo que se le da un nombre adicional para indicar su estado de subespecie. Canis lupus familiaris.

La figura 12.3 también muestra cómo los niveles taxonómicos se mueven hacia la especificidad. Observe cómo dentro del dominio encontramos al perro agrupado con la mayor diversidad de organismos. Estos incluyen plantas y otros organismos que no se muestran en la imagen, como hongos y protistas. En cada subnivel, los organismos se vuelven más similares porque están más estrechamente relacionados. Antes de que se desarrollara la teoría de la evolución de Darwin, los naturalistas a veces clasificaban los organismos utilizando similitudes arbitrarias, pero desde que se propuso la teoría de la evolución en el siglo XIX, los biólogos trabajan para hacer que el sistema de clasificación refleje las relaciones evolutivas. Esto significa que todos los miembros de un taxón deben tener un ancestro común y estar más estrechamente relacionados entre sí que con los miembros de otros taxones.

Los análisis genéticos recientes y otros avances han encontrado que algunas clasificaciones taxonómicas anteriores no reflejan las relaciones evolutivas reales y, por lo tanto, se deben realizar cambios y actualizaciones a medida que ocurren nuevos descubrimientos. Un ejemplo dramático y reciente fue la ruptura de las especies procariotas, que hasta la década de 1970 estaban todas clasificadas como bacterias. Su división en Archaea y Bacteria se produjo después del reconocimiento de que sus grandes diferencias genéticas justificaban su separación en dos de las tres ramas fundamentales de la vida.

Conexión visual

¿En qué niveles se considera que los gatos y los perros forman parte del mismo grupo?


28 Organización de la vida en la Tierra

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Discutir la necesidad de un sistema de clasificación integral.
  • Enumere los diferentes niveles del sistema de clasificación taxonómica
  • Describir cómo la sistemática y la taxonomía se relacionan con la filogenia.
  • Discutir un árbol filogenético & # 8217s componentes y propósito

En términos científicos, la filogenia es la historia evolutiva y la relación de un organismo o grupo de organismos. Una filogenia describe las relaciones del organismo, como de qué organismos puede haber evolucionado o con qué especie está más estrechamente relacionado. Las relaciones filogenéticas proporcionan información sobre ancestros compartidos, pero no necesariamente sobre cómo los organismos son similares o diferentes.

Árboles filogenéticos

Los científicos usan una herramienta llamada árbol filogenético para mostrar las vías evolutivas y las conexiones entre los organismos. Un árbol filogenético es un diagrama que se utiliza para reflejar las relaciones evolutivas entre organismos o grupos de organismos. Los científicos consideran que los árboles filogenéticos son una hipótesis del pasado evolutivo, ya que no se puede volver atrás para confirmar las relaciones propuestas. En otras palabras, podemos construir un "árbol de la vida" para ilustrar cuándo evolucionaron diferentes organismos y para mostrar las relaciones entre diferentes organismos ((Figura)).

A diferencia de un diagrama de clasificación taxonómica, podemos leer un árbol filogenético como un mapa de la historia evolutiva. Muchos árboles filogenéticos tienen un solo linaje en la base que representa un ancestro común. Los científicos llaman a estos árboles enraizados, lo que significa que hay un solo linaje ancestral (típicamente dibujado desde la parte inferior o izquierda) con el que se relacionan todos los organismos representados en el diagrama. Observe en el árbol filogenético enraizado que los tres dominios — Bacteria, Archaea y Eukarya — divergen de un solo punto y se ramifican. La pequeña rama que ocupan las plantas y los animales (incluidos los humanos) en este diagrama muestra cuán recientes y minúsculos se comparan estos grupos con otros organismos. Los árboles sin raíces no muestran un antepasado común, pero muestran relaciones entre especies.


En un árbol enraizado, la ramificación indica relaciones evolutivas ((Figura)). El punto donde ocurre una división, un punto de ramificación, representa el lugar donde un solo linaje evolucionó hacia uno nuevo distinto. Llamamos taxón basal a un linaje que evolucionó temprano a partir de la raíz que permanece sin ramificar. Llamamos a dos linajes que provienen del mismo punto de ramificación taxones hermanos. Una rama con más de dos linajes es una politomía y sirve para ilustrar dónde los científicos no han determinado definitivamente todas las relaciones. Tenga en cuenta que, aunque los taxones hermanos y la politomía comparten un antepasado, no significa que los grupos de organismos se dividan o evolucionen entre sí. Es posible que los organismos de dos taxones se hayan dividido en un punto de ramificación específico, pero ninguno de los dos dio origen al otro.


Los diagramas anteriores pueden servir como un camino para comprender la historia evolutiva. Podemos rastrear el camino desde el origen de la vida hasta cualquier especie individual navegando a través de las ramas evolutivas entre los dos puntos. Además, al comenzar con una sola especie y rastrear hacia el & # 8220trunk & # 8221 del árbol, uno puede descubrir especies & # 8217 ancestros, así como dónde los linajes comparten un ancestro común. Además, podemos usar el árbol para estudiar grupos enteros de organismos.

Otro punto a mencionar sobre la estructura del árbol filogenético es que la rotación en los puntos de ramificación no cambia la información. Por ejemplo, si un punto de ramificación rotara y el orden del taxón cambiara, esto no alteraría la información porque la evolución de cada taxón desde el punto de ramificación era independiente del otro.

Muchas disciplinas dentro del estudio de la biología contribuyen a comprender cómo la vida pasada y presente evolucionó con el tiempo. Estas disciplinas juntas contribuyen a construir, actualizar y mantener el "árbol de la vida". La sistemática es el campo que utilizan los científicos para organizar y clasificar organismos basándose en relaciones evolutivas. Los investigadores pueden utilizar datos de fósiles, del estudio de las estructuras de las partes del cuerpo o de las moléculas que utiliza un organismo, y del análisis del ADN. Combinando datos de muchas fuentes, los científicos pueden construir la filogenia de un organismo. Dado que los árboles filogenéticos son hipótesis, seguirán cambiando a medida que los investigadores descubran nuevos tipos de vida y aprendan nueva información.

Limitaciones de los árboles filogenéticos

Puede ser fácil suponer que los organismos más estrechamente relacionados se parecen más, y aunque este suele ser el caso, no siempre es cierto. Si dos linajes estrechamente relacionados evolucionaron en entornos significativamente variados, es posible que los dos grupos parezcan más diferentes que otros grupos que no están tan estrechamente relacionados. Por ejemplo, el árbol filogenético de la (Figura) muestra que tanto las lagartijas como los conejos tienen huevos amnióticos, mientras que las ranas no. Sin embargo, las lagartijas y las ranas parecen más similares que las lagartijas y los conejos.


Otro aspecto de los árboles filogenéticos es que, a menos que se indique lo contrario, las ramas no representan el tiempo, solo el orden evolutivo. En otras palabras, la longitud de una rama no significa típicamente que ha pasado más tiempo, ni una rama corta significa que ha pasado menos tiempo, a menos que se especifique en el diagrama. Por ejemplo, en la (Figura), el árbol no indica cuánto tiempo pasó entre la evolución de los huevos amnióticos y el pelo. Lo que sí muestra el árbol es el orden en que sucedieron las cosas. Nuevamente usando (Figura), el árbol muestra que el rasgo más antiguo es la columna vertebral, seguido de mandíbulas articuladas, y así sucesivamente. Recuerde que cualquier árbol filogenético es parte de un todo mayor y, como un árbol real, no crece en una sola dirección después de que se desarrolla una nueva rama. Por lo tanto, para los organismos de la (Figura), el hecho de que haya evolucionado una columna vertebral no significa que haya cesado la evolución de los invertebrados. Solo significa que se formó una nueva rama. Además, los grupos que no están estrechamente relacionados, pero que evolucionan en condiciones similares, pueden parecer más fenotípicamente similares entre sí que a un pariente cercano.

Dirígete a este sitio web para ver ejercicios interactivos que te permitirán explorar las relaciones evolutivas entre especies.

Niveles de clasificación

La taxonomía (que literalmente significa "ley de ordenamiento") es la ciencia de clasificar organismos para construir sistemas de clasificación compartidos internacionalmente con cada organismo colocado en agrupaciones cada vez más inclusivas. Piense en la organización de una tienda de comestibles. Un gran espacio se divide en departamentos, como productos, lácteos y carnes. Luego, cada departamento se divide en pasillos, luego cada pasillo en categorías y marcas, y finalmente un solo producto. Llamamos a esta organización de categorías más grandes a más pequeñas, más específicas, un sistema jerárquico.

El sistema de clasificación taxonómica (también llamado sistema Linneo en honor a su inventor, Carl Linnaeus, un botánico, zoólogo y médico sueco) utiliza un modelo jerárquico. Moviéndose desde el punto de origen, los grupos se vuelven más específicos, hasta que una rama termina como una sola especie. Por ejemplo, después del comienzo común de toda la vida, los científicos dividen los organismos en tres grandes categorías llamadas dominios: Bacterias, Archaea y Eukarya. Dentro de cada dominio hay una segunda categoría llamada reino. Después de los reinos, las categorías subsiguientes de creciente especificidad son: filo, clase, orden, familia, género y especie ((Figura)).


El reino Animalia proviene del dominio Eukarya. (Figura) anterior muestra la clasificación del perro común. Por lo tanto, el nombre completo de un organismo tiene técnicamente ocho términos. Para el perro es: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Del perro, y lupus. Tenga en cuenta que cada nombre está en mayúscula, excepto las especies, y los nombres de género y especie están en cursiva. Los científicos generalmente se refieren a un organismo solo por su género y especie, que es su nombre científico de dos palabras o nomenclatura binomial. Por tanto, el nombre científico del perro es Canis lupus. El nombre de cada nivel también es un taxón. En otras palabras, los perros son carnívoros. Carnivora es el nombre del taxón en el nivel de orden Canidae es el taxón en el nivel de familia, y así sucesivamente. Los organismos también tienen un nombre común que la gente suele usar, en este caso, perro. Tenga en cuenta que el perro también es una subespecie: el "familiaris" en Canis lupus familiaris. Las subespecies son miembros de la misma especie que son capaces de aparearse y reproducir descendencia viable, pero son subespecies separadas debido al aislamiento geográfico o conductual u otros factores.

(Figura) muestra cómo los niveles se mueven hacia la especificidad con otros organismos. Observe cómo el perro comparte un dominio con la más amplia diversidad de organismos, incluidas plantas y mariposas. En cada subnivel, los organismos se vuelven más similares porque están más estrechamente relacionados. Históricamente, los científicos clasificaron los organismos utilizando características, pero a medida que se desarrolló la tecnología del ADN, han determinado filogenias más precisas.


¿En qué niveles los gatos y los perros forman parte del mismo grupo?

Visite este sitio web para clasificar tres organismos: oso, orquídea y pepino de mar, de un reino a otra. Para iniciar el juego, en Clasificando la vida, haz clic en la imagen del oso o en el botón Iniciar interactivo.

Los análisis genéticos recientes y otros avances han encontrado que algunas clasificaciones filogenéticas anteriores no se alinean con el pasado evolutivo, por lo tanto, los investigadores deben realizar cambios y actualizaciones a medida que ocurren nuevos descubrimientos. Recuerde que los árboles filogenéticos son hipótesis y se modifican a medida que se dispone de datos. Además, la clasificación históricamente se ha centrado en agrupar organismos principalmente por características compartidas y no necesariamente ilustra cómo los diversos grupos se relacionan entre sí desde una perspectiva evolutiva. Por ejemplo, a pesar de que un hipopótamo se parece más a un cerdo que a una ballena, el hipopótamo puede ser el pariente vivo más cercano de la ballena.

Resumen de la sección

Los científicos obtienen continuamente nueva información que ayuda a comprender la historia evolutiva de la vida en la Tierra. Cada grupo de organismos atravesó su propio viaje evolutivo, o su filogenia. Cada organismo comparte parentesco con otros y, basándose en la evidencia morfológica y genética, los científicos intentan trazar un mapa de las vías evolutivas de toda la vida en la Tierra. Históricamente, los científicos organizaron organismos en un sistema de clasificación taxonómica. Sin embargo, hoy en día muchos científicos construyen árboles filogenéticos para ilustrar las relaciones evolutivas.

Preguntas de conexión visual

(Figura) ¿A qué niveles se considera que los gatos y los perros forman parte del mismo grupo?

(Figura) Los gatos y los perros forman parte del mismo grupo en cinco niveles: ambos pertenecen al dominio Eukarya, el reino Animalia, el filo Chordata, la clase Mammalia y el orden Carnivora.

Preguntas de revisión

¿Qué se usa para determinar la filogenia?

¿Qué logran los científicos en el campo de la sistemática?

  1. descubrir nuevos sitios de fósiles
  2. organizar y clasificar organismos
  3. nombrar nuevas especies
  4. comunicarse entre los biólogos de campo

¿Qué afirmación sobre el sistema de clasificación taxonómica es correcta?

  1. Hay más dominios que reinos.
  2. Los reinos son la categoría superior de clasificación.
  3. Las clases son divisiones de órdenes.
  4. Las subespecies son la categoría de clasificación más específica.

En un árbol filogenético, ¿qué término se refiere a linajes que divergieron del mismo lugar?

Preguntas de pensamiento crítico

¿Cómo se relaciona un árbol filogenético con el paso del tiempo?

El árbol filogenético muestra el orden en que ocurrieron los eventos evolutivos y en qué orden evolucionaron ciertas características y organismos en relación con otros. No se relaciona con el tiempo.

Algunos organismos que parecen estar muy relacionados en un árbol filogenético pueden no estar realmente relacionados. ¿Por qué es esto?

En la mayoría de los casos, los organismos que parecen estar estrechamente relacionados en realidad lo están, sin embargo, hay casos en los que los organismos evolucionaron a través de la convergencia y parecen estar estrechamente relacionados, pero no lo están.


Los niveles de clasificación

La taxonomía (que literalmente significa & # 8220 ley de ordenación & # 8221) es la ciencia de nombrar y agrupar especies para construir un sistema de clasificación compartido internacionalmente. El sistema de clasificación taxonómica (también llamado sistema de Linneo en honor a su inventor, Carl Linnaeus, un naturalista sueco) utiliza un modelo jerárquico. Un sistema jerárquico tiene niveles y cada grupo en uno de los niveles incluye grupos en el siguiente nivel más bajo, de modo que en el nivel más bajo cada miembro pertenece a una serie de grupos anidados. Una analogía es la serie anidada de directorios en la unidad de disco principal de una computadora. Por ejemplo, en el grupo más inclusivo, los científicos dividen los organismos en tres dominios: Bacterias, Archaea y Eukarya. Dentro de cada dominio hay un segundo nivel llamado reino. Cada dominio contiene varios reinos. Dentro de los reinos, las categorías subsiguientes de creciente especificidad son: filo, clase, orden, familia, género y especie.

Como ejemplo, los niveles de clasificación para el perro doméstico se muestran en la [Figura 2]. El grupo en cada nivel se llama taxón (plural: taxa). En otras palabras, para el perro, Carnivora es el taxón a nivel de orden, Canidae es el taxón a nivel de familia, y así sucesivamente. Los organismos también tienen un nombre común que la gente suele usar, como perro doméstico o lobo. El nombre de cada taxón se escribe con mayúscula, excepto las especies, y los nombres de género y especie están en cursiva. Los científicos se refieren a un organismo por su género y nombres de especies juntos, comúnmente llamado nombre científico o nombre latino. Este sistema de dos nombres se denomina nomenclatura binomial. Por tanto, el nombre científico del lobo es Canis lupus. Un estudio reciente del ADN de perros domésticos y lobos sugiere que el perro doméstico es una subespecie del lobo, no su propia especie, por lo que se le da un nombre adicional para indicar su estado de subespecie. Canis lupus familiaris.

[Figura 2] también muestra cómo los niveles taxonómicos se mueven hacia la especificidad. Observe cómo dentro del dominio encontramos al perro agrupado con la mayor diversidad de organismos. Estos incluyen plantas y otros organismos que no se muestran en la imagen, como hongos y protistas. En cada subnivel, los organismos se vuelven más similares porque están más estrechamente relacionados. Antes de que se desarrollara la teoría de la evolución de Darwin, los naturalistas a veces clasificaban los organismos utilizando similitudes arbitrarias, pero desde que se propuso la teoría de la evolución en el siglo XIX, los biólogos trabajan para hacer que el sistema de clasificación refleje las relaciones evolutivas. Esto significa que todos los miembros de un taxón deben tener un ancestro común y estar más estrechamente relacionados entre sí que con los miembros de otros taxones.

Los análisis genéticos recientes y otros avances han encontrado que algunas clasificaciones taxonómicas anteriores no reflejan las relaciones evolutivas reales y, por lo tanto, se deben realizar cambios y actualizaciones a medida que ocurren nuevos descubrimientos. Un ejemplo dramático y reciente fue la ruptura de las especies procariotas, que hasta la década de 1970 estaban todas clasificadas como bacterias. Su división en Archaea y Bacteria se produjo después del reconocimiento de que sus grandes diferencias genéticas justificaban su separación en dos de las tres ramas fundamentales de la vida.

Conexión de arte

Figura 2: En cada subnivel del sistema de clasificación taxonómica, los organismos se vuelven más similares. Los perros y los lobos son la misma especie porque pueden reproducirse y producir descendencia viable, pero son lo suficientemente diferentes como para ser clasificados como subespecies diferentes. (crédito & # 8220plant & # 8221: modificación del trabajo por & # 8220berduchwal & # 8221 / Flickr credit & # 8220insect & # 8221: modificación del trabajo por Jon Sullivan credit & # 8220fish & # 8221: modificación del trabajo por Christian Mehlführer credit & # 8220rabbit & # 8221: modificación del trabajo por Aidan Wojtas crédito & # 8220cat & # 8221: modificación del trabajo por Jonathan Lidbeck crédito & # 8220fox & # 8221: modificación del trabajo por Kevin Bacher, NPS crédito & # 8220jackal & # 8221: modificación del trabajo por Thomas A. Hermann, NBII, USGS credit & # 8220wolf & # 8221 modificación del trabajo por Robert Dewar credit & # 8220dog & # 8221: modificación del trabajo por & # 8220digital_image_fan & # 8221 / Flickr)

¿En qué niveles se considera que los gatos y los perros forman parte del mismo grupo?

[revel-answer q = & # 8221489046 & # 8243] Mostrar respuesta [/ revel-answer]
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101 Organizar la vida en la Tierra

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Discutir la necesidad de un sistema de clasificación integral.
  • Enumere los diferentes niveles del sistema de clasificación taxonómica.
  • Describir cómo la sistemática y la taxonomía se relacionan con la filogenia.
  • Discutir un árbol filogenético & # 8217s componentes y propósito

En términos científicos, la filogenia es la historia evolutiva y la relación de un organismo o grupo de organismos. Una filogenia describe las relaciones del organismo, como de qué organismos puede haber evolucionado o con qué especie está más estrechamente relacionado. Las relaciones filogenéticas proporcionan información sobre ancestros compartidos, pero no necesariamente sobre cómo los organismos son similares o diferentes.

Árboles filogenéticos

Los científicos usan una herramienta llamada árbol filogenético para mostrar las vías evolutivas y las conexiones entre los organismos. Un árbol filogenético es un diagrama que se utiliza para reflejar las relaciones evolutivas entre organismos o grupos de organismos. Los científicos consideran que los árboles filogenéticos son una hipótesis del pasado evolutivo, ya que no se puede volver atrás para confirmar las relaciones propuestas. En otras palabras, podemos construir un "árbol de la vida" para ilustrar cuándo evolucionaron diferentes organismos y para mostrar las relaciones entre diferentes organismos ((Figura)).

A diferencia de un diagrama de clasificación taxonómica, podemos leer un árbol filogenético como un mapa de la historia evolutiva. Muchos árboles filogenéticos tienen un solo linaje en la base que representa un ancestro común. Los científicos llaman a estos árboles enraizados, lo que significa que hay un solo linaje ancestral (típicamente dibujado desde la parte inferior o izquierda) con el que se relacionan todos los organismos representados en el diagrama. Observe en el árbol filogenético enraizado que los tres dominios — Bacteria, Archaea y Eukarya — divergen de un solo punto y se ramifican. La pequeña rama que ocupan las plantas y los animales (incluidos los humanos) en este diagrama muestra cuán recientes y minúsculos se comparan estos grupos con otros organismos. Los árboles sin raíces no muestran un antepasado común, pero muestran relaciones entre especies.


En un árbol enraizado, la ramificación indica relaciones evolutivas ((Figura)). El punto donde se produce una división, un punto de ramificación, representa el lugar donde un solo linaje evolucionó hacia uno nuevo distinto. Llamamos taxón basal a un linaje que evolucionó temprano a partir de la raíz que permanece sin ramificar. Llamamos a dos linajes que provienen del mismo punto de ramificación taxones hermanos. Una rama con más de dos linajes es una politomía y sirve para ilustrar dónde los científicos no han determinado definitivamente todas las relaciones. Tenga en cuenta que, aunque los taxones hermanos y la politomía comparten un antepasado, no significa que los grupos de organismos se hayan dividido o evolucionado entre sí. Es posible que los organismos de dos taxones se hayan dividido en un punto de ramificación específico, pero ninguno de los dos dio origen al otro.


Los diagramas anteriores pueden servir como un camino para comprender la historia evolutiva. Podemos rastrear el camino desde el origen de la vida hasta cualquier especie individual navegando a través de las ramas evolutivas entre los dos puntos. Además, al comenzar con una sola especie y rastrear hacia el & # 8220trunk & # 8221 del árbol, uno puede descubrir especies & # 8217 ancestros, así como dónde los linajes comparten un ancestro común. Además, podemos usar el árbol para estudiar grupos enteros de organismos.

Otro punto a mencionar sobre la estructura del árbol filogenético es que la rotación en los puntos de ramificación no cambia la información. Por ejemplo, si un punto de ramificación rotara y el orden del taxón cambiara, esto no alteraría la información porque la evolución de cada taxón desde el punto de ramificación era independiente del otro.

Muchas disciplinas dentro del estudio de la biología contribuyen a comprender cómo la vida pasada y presente evolucionó con el tiempo. Estas disciplinas juntas contribuyen a construir, actualizar y mantener el "árbol de la vida". La sistemática es el campo que utilizan los científicos para organizar y clasificar organismos en función de las relaciones evolutivas. Los investigadores pueden utilizar datos de fósiles, del estudio de las estructuras de las partes del cuerpo o de las moléculas que utiliza un organismo, y del análisis del ADN. Combinando datos de muchas fuentes, los científicos pueden construir la filogenia de un organismo. Dado que los árboles filogenéticos son hipótesis, seguirán cambiando a medida que los investigadores descubran nuevos tipos de vida y aprendan nueva información.

Limitaciones de los árboles filogenéticos

Puede ser fácil suponer que los organismos más estrechamente relacionados se parecen más, y aunque este suele ser el caso, no siempre es cierto. Si dos linajes estrechamente relacionados evolucionaron en entornos significativamente variados, es posible que los dos grupos parezcan más diferentes que otros grupos que no están tan estrechamente relacionados. Por ejemplo, el árbol filogenético de la (Figura) muestra que tanto las lagartijas como los conejos tienen huevos amnióticos, mientras que las ranas no. Sin embargo, las lagartijas y las ranas parecen más similares que las lagartijas y los conejos.


Otro aspecto de los árboles filogenéticos es que, a menos que se indique lo contrario, las ramas no explican la longitud del tiempo, solo el orden evolutivo. En otras palabras, la longitud de una rama no significa típicamente que haya pasado más tiempo, ni una rama corta significa que ha pasado menos tiempo, a menos que se especifique en el diagrama. Por ejemplo, en la (Figura), el árbol no indica cuánto tiempo pasó entre la evolución de los huevos amnióticos y el pelo. Lo que sí muestra el árbol es el orden en que sucedieron las cosas. Nuevamente usando (Figura), el árbol muestra que el rasgo más antiguo es la columna vertebral, seguido de mandíbulas articuladas, y así sucesivamente. Recuerde que cualquier árbol filogenético es parte de un todo mayor y, como un árbol real, no crece en una sola dirección después de que se desarrolla una nueva rama. Por lo tanto, para los organismos de la (Figura), el hecho de que haya evolucionado una columna vertebral no significa que haya cesado la evolución de los invertebrados. Solo significa que se formó una nueva rama. Además, los grupos que no están estrechamente relacionados, pero que evolucionan en condiciones similares, pueden parecer más fenotípicamente similares entre sí que a un pariente cercano.

Dirígete a este sitio web para ver ejercicios interactivos que te permitirán explorar las relaciones evolutivas entre especies.

Niveles de clasificación

La taxonomía (que literalmente significa “ley de ordenamiento”) es la ciencia de clasificar organismos para construir sistemas de clasificación compartidos internacionalmente con cada organismo colocado en agrupaciones cada vez más inclusivas. Piense en la organización de una tienda de comestibles. Un gran espacio se divide en departamentos, como productos, lácteos y carnes. Luego, cada departamento se divide en pasillos, luego cada pasillo en categorías y marcas, y finalmente un solo producto. Llamamos a esta organización de categorías más grandes a más pequeñas, más específicas, un sistema jerárquico.

El sistema de clasificación taxonómica (también llamado sistema Linneo en honor a su inventor, Carl Linnaeus, un botánico, zoólogo y médico sueco) utiliza un modelo jerárquico. Moviéndose desde el punto de origen, los grupos se vuelven más específicos, hasta que una rama termina como una sola especie. Por ejemplo, después del comienzo común de toda la vida, los científicos dividen los organismos en tres grandes categorías llamadas dominios: Bacterias, Archaea y Eukarya. Dentro de cada dominio hay una segunda categoría llamada reino. Después de los reinos, las categorías subsiguientes de creciente especificidad son: filo, clase, orden, familia, género y especie ((Figura)).


El reino Animalia proviene del dominio Eukarya. (Figura) anterior muestra la clasificación del perro común. Por lo tanto, el nombre completo de un organismo tiene técnicamente ocho términos. Para el perro es: Eukarya, Animalia, Chordata, Mammalia, Carnivora, Canidae, Del perro, y lupus. Tenga en cuenta que cada nombre está en mayúscula, excepto las especies, y los nombres de género y especie están en cursiva. Los científicos generalmente se refieren a un organismo solo por su género y especie, que es su nombre científico de dos palabras o nomenclatura binomial. Por tanto, el nombre científico del perro es Canis lupus. El nombre de cada nivel también es un taxón. En otras palabras, los perros son carnívoros. Carnivora es el nombre del taxón en el nivel de orden Canidae es el taxón en el nivel de familia, y así sucesivamente. Los organismos también tienen un nombre común que la gente suele usar, en este caso, perro. Tenga en cuenta que el perro también es una subespecie: el "familiaris" en Canis lupus familiaris. Las subespecies son miembros de la misma especie que son capaces de aparearse y reproducir descendencia viable, pero son subespecies separadas debido al aislamiento geográfico o conductual u otros factores.

(Figura) muestra cómo los niveles se mueven hacia la especificidad con otros organismos. Observe cómo el perro comparte un dominio con la más amplia diversidad de organismos, incluidas plantas y mariposas. En cada subnivel, los organismos se vuelven más similares porque están más estrechamente relacionados. Históricamente, los científicos clasificaron los organismos usando características, pero a medida que se desarrolló la tecnología del ADN, han determinado filogenias más precisas.


¿En qué niveles los gatos y los perros forman parte del mismo grupo?

Visite este sitio web para clasificar tres organismos: oso, orquídea y pepino de mar, de un reino a otra. Para iniciar el juego, en Clasificando la vida, haz clic en la imagen del oso o en el botón Iniciar interactivo.

Los análisis genéticos recientes y otros avances han encontrado que algunas clasificaciones filogenéticas anteriores no se alinean con el pasado evolutivo, por lo tanto, los investigadores deben realizar cambios y actualizaciones a medida que ocurren nuevos descubrimientos. Recuerde que los árboles filogenéticos son hipótesis y se modifican a medida que se dispone de datos. Además, la clasificación históricamente se ha centrado en agrupar organismos principalmente por características compartidas y no necesariamente ilustra cómo los diversos grupos se relacionan entre sí desde una perspectiva evolutiva. Por ejemplo, a pesar de que un hipopótamo se parece más a un cerdo que a una ballena, el hipopótamo puede ser el pariente vivo más cercano de la ballena.

Resumen de la sección

Los científicos obtienen continuamente nueva información que ayuda a comprender la historia evolutiva de la vida en la Tierra. Cada grupo de organismos atravesó su propio viaje evolutivo, o su filogenia. Cada organismo comparte parentesco con otros y, basándose en la evidencia morfológica y genética, los científicos intentan trazar un mapa de las vías evolutivas de toda la vida en la Tierra. Históricamente, los científicos organizaron organismos en un sistema de clasificación taxonómica. However, today many scientists build phylogenetic trees to illustrate evolutionary relationships.

Preguntas de conexión visual

(Figure) At what levels are cats and dogs considered part of the same group?

(Figure) Cats and dogs are part of the same group at five levels: both are in the domain Eukarya, the kingdom Animalia, the phylum Chordata, the class Mammalia, and the order Carnivora.

Preguntas de revisión

What is used to determine phylogeny?

What do scientists in the field of systematics accomplish?

  1. discover new fossil sites
  2. organize and classify organisms
  3. name new species
  4. communicate among field biologists

Which statement about the taxonomic classification system is correct?

  1. There are more domains than kingdoms.
  2. Kingdoms are the top category of classification.
  3. Classes are divisions of orders.
  4. Subspecies are the most specific category of classification.

On a phylogenetic tree, which term refers to lineages that diverged from the same place?

Preguntas de pensamiento crítico

How does a phylogenetic tree relate to the passing of time?

The phylogenetic tree shows the order in which evolutionary events took place and in what order certain characteristics and organisms evolved in relation to others. It does not relate to time.

Some organisms that appear very closely related on a phylogenetic tree may not actually be closely related. ¿Por qué es esto?

In most cases, organisms that appear closely related actually are however, there are cases where organisms evolved through convergence and appear closely related but are not.

List the different levels of the taxonomic classification system.

domain, kingdom, phylum, class, order, family, genus, species

Glosario


Limitations of Phylogenetic Trees

It may be easy to assume that more closely related organisms look more alike, and while this is often the case, it is not always true. Si dos linajes estrechamente relacionados evolucionaron en entornos significativamente variados o después de la evolución de una nueva adaptación importante, es posible que los dos grupos parezcan más diferentes que otros grupos que no están tan estrechamente relacionados. For example, the phylogenetic tree in [Figure 3] shows that lizards and rabbits both have amniotic eggs, whereas frogs do not yet lizards and frogs appear more similar than lizards and rabbits.

Figure 3: This ladder-like phylogenetic tree of vertebrates is rooted by an organism that lacked a vertebral column. En cada punto de ramificación, los organismos con diferentes caracteres se colocan en diferentes grupos según las características que comparten.

Another aspect of phylogenetic trees is that, unless otherwise indicated, the branches do not account for length of time, only the evolutionary order. En otras palabras, la longitud de una rama no significa típicamente que ha pasado más tiempo, ni una rama corta significa que ha pasado menos tiempo, a menos que se especifique en el diagrama. For example, in [Figure 3], the tree does not indicate how much time passed between the evolution of amniotic eggs and hair. What the tree does show is the order in which things took place. Again using [Figure 3], the tree shows that the oldest trait is the vertebral column, followed by hinged jaws, and so forth. Remember that any phylogenetic tree is a part of the greater whole, and like a real tree, it does not grow in only one direction after a new branch develops. So, for the organisms in [Figure 3], just because a vertebral column evolved does not mean that invertebrate evolution ceased, it only means that a new branch formed. Also, groups that are not closely related, but evolve under similar conditions, may appear more phenotypically similar to each other than to a close relative.


Respuesta libre

How does a phylogenetic tree relate to the passing of time?

The phylogenetic tree shows the order in which evolutionary events took place and in what order certain characteristics and organisms evolved in relation to others. It does not relate to time.

Some organisms that appear very closely related on a phylogenetic tree may not actually be closely related. ¿Por qué es esto?

In most cases, organisms that appear closely related actually are however, there are cases where organisms evolved through convergence and appear closely related but are not.


The Levels of Classification

Taxonomy (which literally means “arrangement law”) is the science of naming and grouping species to construct an internationally shared classification system. The taxonomic classification system (also called the Linnaean system after its inventor, Carl Linnaeus, a Swedish naturalist) uses a hierarchical model. A hierarchical system has levels and each group at one of the levels includes groups at the next lowest level, so that at the lowest level each member belongs to a series of nested groups. An analogy is the nested series of directories on the main disk drive of a computer. For example, in the most inclusive grouping, scientists divide organisms into three domains : Bacteria, Archaea, and Eukarya. Within each domain is a second level called a kingdom . Each domain contains several kingdoms. Within kingdoms, the subsequent categories of increasing specificity are: phylum , class , order , family , genus , and species .

As an example, the classification levels for the domestic dog are shown in [Figure 2]. The group at each level is called a taxon (plural: taxa). In other words, for the dog, Carnivora is the taxon at the order level, Canidae is the taxon at the family level, and so forth. Organisms also have a common name that people typically use, such as domestic dog, or wolf. Each taxon name is capitalized except for species, and the genus and species names are italicized. Scientists refer to an organism by its genus and species names together, commonly called a scientific name, or Latin name. This two-name system is called binomial nomenclature . The scientific name of the wolf is therefore Canis lupus. Recent study of the DNA of domestic dogs and wolves suggest that the domestic dog is a subspecies of the wolf, not its own species, thus it is given an extra name to indicate its subspecies status, Canis lupus familiaris.

[Figure 2] also shows how taxonomic levels move toward specificity. Notice how within the domain we find the dog grouped with the widest diversity of organisms. These include plants and other organisms not pictured, such as fungi and protists. At each sublevel, the organisms become more similar because they are more closely related. Antes de que se desarrollara la teoría de la evolución de Darwin, los naturalistas a veces clasificaban los organismos utilizando similitudes arbitrarias, pero desde que se propuso la teoría de la evolución en el siglo XIX, los biólogos trabajan para hacer que el sistema de clasificación refleje las relaciones evolutivas. This means that all of the members of a taxon should have a common ancestor and be more closely related to each other than to members of other taxa.

Recent genetic analysis and other advancements have found that some earlier taxonomic classifications do not reflect actual evolutionary relationships, and therefore, changes and updates must be made as new discoveries take place. One dramatic and recent example was the breaking apart of prokaryotic species, which until the 1970s were all classified as bacteria. Their division into Archaea and Bacteria came about after the recognition that their large genetic differences warranted their separation into two of three fundamental branches of life.

Conexión de arte

Figure 2: At each sublevel in the taxonomic classification system, organisms become more similar. Los perros y los lobos son la misma especie porque pueden reproducirse y producir descendencia viable, pero son lo suficientemente diferentes como para ser clasificados como subespecies diferentes. (credit “plant”: modification of work by “berduchwal”/Flickr credit “insect”: modification of work by Jon Sullivan credit “fish”: modification of work by Christian Mehlführer credit “rabbit”: modification of work by Aidan Wojtas credit “cat”: modification of work by Jonathan Lidbeck credit “fox”: modification of work by Kevin Bacher, NPS credit “jackal”: modification of work by Thomas A. Hermann, NBII, USGS credit “wolf” modification of work by Robert Dewar credit “dog”: modification of work by “digital_image_fan”/Flickr)

In what levels are cats and dogs considered to be part of the same group?


Limitations of Phylogenetic Trees

Limitations of phylogenetic trees include the inability to distinguish evolutionary time and relatedness between distinct species.

Objetivos de aprendizaje

Identify the limitations of phylogenetic trees as representations of the organization of life

Conclusiones clave

Puntos clave

  • Closely-related species may not always look more alike, while groups that are not closely related yet evolved under similar conditions, may appear more similar to each other.
  • In phylogenetic trees, branches do not usually account for length of time and only depict evolutionary order.
  • Phylogenetic trees are like real trees in that they do not simply grow in only one direction after a new branch forms the evolution of one organism does not necessarily signify the evolutionary end of another.

Términos clave

  • phenotypical: of or pertaining to a phenotype: the appearance of an organism based on a multifactorial combination of genetic traits and environmental factors

Limitations of Phylogenetic Trees

It may be easy to assume that more closely-related organisms look more alike while this is often the case, it is not always true. If two closely-related lineages evolved under significantly varied surroundings or after the evolution of a major new adaptation, it is possible for the two groups to appear more different than other groups that are not as closely related. For example, the phylogenetic tree shows that lizards and rabbits both have amniotic eggs, whereas frogs do not yet lizards and frogs appear more similar than lizards and rabbits.

Limitations of phylogenetic trees: This ladder-like phylogenetic tree of vertebrates is rooted by an organism that lacked a vertebral column. En cada punto de ramificación, los organismos con diferentes caracteres se colocan en diferentes grupos según las características que comparten.

Another aspect of phylogenetic trees is that, unless otherwise indicated, the branches do not account for length of time, only the evolutionary order. In other words, the length of a branch does not typically mean more time passed nor does a short branch mean less time passed, unless specified on the diagram. A tree may not indicate how much time passed between the evolution of amniotic eggs and hair. What the tree does show is the order in which things took place. For example, the tree in the diagram shows that the oldest trait is the vertebral column, followed by hinged jaws, and so forth. Remember, any phylogenetic tree is a part of the greater whole and, as with a real tree, it does not grow in only one direction after a new branch develops. So, simply because a vertebral column evolved does not mean that invertebrate evolution ceased. It only means that a new branch formed. Also, groups that are not closely related, but evolve under similar conditions, may appear more phenotypically similar to each other than to a close relative.


Resumen de la sección

Scientists continually gain new information that helps understand the evolutionary history of life on Earth. Each group of organisms went through its own evolutionary journey, or its phylogeny. Each organism shares relatedness with others, and based on morphologic and genetic evidence, scientists attempt to map the evolutionary pathways of all life on Earth. Historically, scientists organized organisms into a taxonomic classification system. However, today many scientists build phylogenetic trees to illustrate evolutionary relationships.


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Comentarios:

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