Introducción a la Botánica Introducción al estudio de la ... · Nomenclatura botánica (y...

Introducción a la Botánica

Introducción al estudio de la diversidad vegetal

http://www.algaebase.org/_mediafiles/algaebase/5B7BE95A076ca2989DWwJ2C116A1/gjGGqx19nCpr.jpg

Los seres humanos venimos clasificando plantas desde la antigüedad

Posibles criterios de clasificación de las plantas:

• Por su utilidad para el hombre: comestibles, medicinales, ornamentales, industriales, etc.

• Por su hábito de crecimiento: hierbas, arbustos, árboles; talófitas vs. cormófitas

• Por el ambiente en que viven: terrestres, acuáticas • Por sus características morfológicas: hierbas, arbustos, árboles • Por su estrategia reproductiva (ciclo de vida): con o sin flores;

criptógamas vs. fanerógamas • Por sus relaciones evolutivas (“genealogía”)

Los sistemas de clasificación son arbitrarios, basados en características elegidas por el clasificador

Sistemas de clasificación

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Nomenclatura botánica

Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA

Antes de clasificar hay que ponerse de acuerdo sobre qué se está clasificando: un nombre concreto

Carl von Linné = Carolus Linnaeus = Carlos Linneo (1707-1778) 1753: Species Plantarum 1000 géneros y 7300 especies de plantas con flores clasificadas principalmente por su manera de reproducirse Propuso un sistema de nomenclatura universal, en un idioma común a todos los científicos de ese momento: Latín

MUCHOS nombres comunes UN SOLO nombre científico

guisante arveja pea Pisum sativum

Nomenclatura botánica (y zoológica…)


NOMENCLATURA BINOMIAL: A cada especie se la llama con un nombre en latín compuesto por dos partes: • la primera identifica el género (epíteto genérico) y • la segunda es un adjetivo que identifica la especie (epíteto específico):

Homo sapiens (hombre sabio) Homo erectus (hombre erguido) Pisum sativum (arveja cultivada) Allium sativum (ajo cultivado)

se utilizan las dos palabras para identificar a la especie

como es en otro idioma, al nombre en latín lo escribimos en cursiva (itálica) o subrayado, para distinguirlo del resto del texto

Volviendo a los sistemas de clasificación


Viajes de exploración de los siglos XV-XVIII: cada vez más información Se hace necesaria una CLASIFICACIÓN JERÁRQUICA

¿cuál es la unidad de clasificación?

John Ray: 1686, en su Historia Plantarum, fue el primero en definir biológicamente el concepto de especie Cada especie es definida por un conjunto de características observables y propagables Organismos con un conjunto de atributos que le son característicos y que son capaces de producir descendencia fértil En la actualidad existen 5-10 millones de especies! PRE-DARWIN: Las especies no cambian, son inmutables desde el momento de la Creación, se crearon todas al mismo tiempo



Se hace necesaria una CLASIFICACIÓN JERÁRQUICA

¿qué clasificamos? especies

clasificamos en niveles o escalones jerárquicos = taxones

TAXONOMÍA: descripción: caracterización de los organismos identificación: distinguir uno de otros clasificación: ordenar agrupando por similitud nomenclatura: darles un nombre

POST-DARWIN: Sistema de clasificación que refleje las hipótesis evolutivas sobre relaciones entre organismos FILOGENIA

SISTEMÁTICA: TAXONOMÍA QUE SE BASA EN LA FILOGENIA



¿qué criterio usamos en biología para clasificar?

Características o atributos de organismos (actuales y fósiles) •morfología y anatomía desde células a organismos •patrones de desarrollo (embriología) •ciclos de vida • fisiología, etología •ecología, distribución geográfica •secuencias y otras características de ácidos nucleicos y proteínas

Diferenciación entre caracteres homólogos y análogos homología: caracteres con un origen evolutivo común aunque no

sean similares morfológica o funcionalmente: ej.: aleta de pez, pata de anfibio

analogía: caracteres similares morfológica o funcionalmente pero con un origen evolutivo diferente: ej.: ala de ave, ala de insecto

Ejemplos de clasificación taxonómica


nombre común

ser humano papa

especie Homo sapiens

Solanum tuberosum

género Homo Solanum

familia Hominidae Solanaceae

orden Primates Solanales

clase Mammalia Eudicotyledoneae

filo=división Chordata Anthophyta

reino Animalia Plantae

dominio Eukarya Eukarya

categoría taxonómica = rango

taxón 2

taxón 1

Ejemplos de clasificación taxonómica


Solanum tuberosum

género Solanum

fam. Solanaceae

orden Solanales

clase Eudicotyledoneae

Div. Anthophyta

nombre común

ser humano papa


Solanum tuberosum







dominio Eukarya Eukarya

Clasificación taxonómica y árbol evolutivo


nombre común

ser humano papa


Solanum tuberosum







dominio Eukarya Eukarya p

apa

hu

man

o

dominio Eukarya

Un árbol filogenético (evolutivo) es un diagrama jerárquico ramificado que representa las relaciones de parentesco entre taxones (grupos de organismos)

¿Cómo armamos el árbol?


Las características homólogas pueden ser ancestrales : más antiguas (primitivas), presentes en los

antecesores derivadas : más recientes, derivan de las primitivas, son

novedades evolutivas Las características derivadas definen al grupo, son las que se incluyen en el análisis, en comparación con el resto Se arma una matriz de datos. Ejemplo: organismo cloroplasto

verde embrión tejidos de

conducción semillas flores y

frutos

algas verdes + - - - -

musgos + + - - -

helechos + + + - -

pinos + + + + -

margaritas + + + + +

estado significa ausencia (carácter primitivo)

estado + significa presencia (carácter derivado = novedad evolutiva)

¿Qué características comparten y qué características son nuevas ?

El árbol evolutivo de las plantas


Con la matriz de datos se arma el árbol evolutivo = cladograma que más sencilla y eficientemente explique los datos (principio de máxima parsimonia)

cloroplasto verde

embrión

tejidos de conducción

semillas

flores y frutos

ALGAS VERDES

MUSGOS HELECHOS GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS

Principio de máxima parsimonia: el mínimo número de pasos de transformación necesarios para pasar de un estado ancestral a uno derivado

Cada grupo del árbol es un “hermano” de los otros grupos, no un progenitor

Árboles evolutivos = cladogramas


Linaje ancestral

Una filogenia se parece mucho a un árbol genealógico: en la base de cada rama hay un antepasado común y las ramas representan la aparición de nuevos caracteres (= derivados) cladogénesis

Cladística: Willi Hennig (1950)

línea de tiempo


Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_05

Cuando hay un suceso de especiación, un único linaje ancestral da lugar a dos o más linajes descendientes Se representa como una ramificación en el cladograma

aparición en B de un carácter derivado (nuevo) que no está presente en A

EPISODIO DE ESPECIACIÓN

A B

línea de tiempo

http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_05



Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/evo_05

Cada linaje tiene:

• una parte de historia que es única suya y otras partes compartidas con otros linajes

• antepasados únicos de ese linaje y

• antepasados compartidos con otros linajes antepasados comunes




¿cuál es la parte compartida y la parte propia de cada taxón en este cladograma? ¿cómo sería el ancestro común más reciente para cada par de grupos?

cloroplasto verde

embrión

tejidos de conducción

semillas

flores y frutos

ALGAS VERDES

MUSGOS HELECHOS GIMNOSPERMAS ANGIOSPERMAS


¿Qué representan los cladogramas?


Grupos polifiléticos: incluyen

taxones derivados de más de un único ancestro, el ancestro común a todos no está incluído

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Grupos monofiléticos: comparten un ancestro común, todos los descendientes están en el clado

¿Qué representan los cladogramas?


Grupos parafiléticos: no incluyen

a todos los taxones derivados del ancestro común

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Las filogenias se modifican con la información


El objetivo de la sistemática moderna es que la clasificación refleje la filogenia solamente son válidos los taxones monofiléticos Mientras la información sea incompleta pueden existir grupos parafiléticos o

polifiléticos DEBATE!!!! htt

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Los reptiles ¿forman o no un grupo natural ? (¿consideremos a las aves como reptiles?)

Taxones y relaciones filogenéticas


El linaje de las plantas (Viridiplantae) que incluye “algas verdes” y todas las plantas terrestres

Las características observables siguen siendo las mismas

http://www.tolweb.org/Green_plants/2382

http://www.tolweb.org/Green_plants/2382


Cómo no leer cladogramas

A no dio origen a B ni B a C, etc.

A no es menos evolucionado que B

Los dos cladogramas dicen lo mismo

Los cladogramas de Darwin


http://evolution.berkeley.edu

La idea de árbol genealógico para explicar la evolución es de Darwin

no fue así fue así

La gran cadena del ser (Aristóteles)

http://evolution.berkeley.edu/

Reproducción y ciclos biológicos REPRODUCCIÓN ASEXUAL: Existe un solo progenitor

Se forman clones de composición genética idéntica a la del progenitor

De algunas algas y hongos sólo se conoce su reproducción asexual, por mitosis

Estructuras vegetativas de dispersión: yemas, estolones, propágulos, esporas, zoosporas, etc.

Esporas: tienen cubiertas (paredes celulares) espesas, resistentes a condiciones ambientales desfavorables, impiden la desecación

Chlorella

Euglena

Micrasterias

Volvox

Pediastrum

Ejemplos de reproducción asexual


Reproducción y ciclos biológicos

REPRODUCCIÓN SEXUAL: en algún momento ocurre la meiosis

Intervienen dos células reproductivas haploides (N): gametas

Fecundación: Se unen sus citoplasmas: plasmogamia

Se unen los núcleos: cariogamia

Se forma una cigota diploide (2N)

Las gametas pueden ser iguales o diferentes en forma, tamaño, presencia de flagelos y comportamiento

isogamia oogamia anisogamia

Tipos de fecundación según la morfología de las gametas:

anisogamia Introducción a la Botánica DBBE FCEyN - UBA

Reproducción sexual: Ciclos de vida Procesos de desarrollo con los que una generación da origen a la siguiente

• La generación que antecede son siempre dos individuos (gametas) de diferente

composición genética en cuanto a género (+ y – o femenino y masculino)

• Involucra dos procesos fundamentales:

– Meiosis: reduce el número de cromosomas de diploide (2N) a haploide (N)

– Fecundación: fusión de gametas (N) para formar la cigota (2N)

• Diplonte: adulto 2N, meiosis gamética, las gametas son las únicas células N

• Haplonte: adulto N, meiosis cigótica, la cigota es el única célula 2N

• Haplodiplonte: con alternancia de dos generaciones adultas:

N (gametofito)

2N (esporofito, con meiosis esporogénica)

Lo que caracteriza el tipo de ciclo de vida es el

momento del ciclo en que ocurre la meiosis


(n)

(2n)

(n)

(2n)

(n)

(2n)

Ciclo de vida diplonte generalizado

• Adulto diploide (2n), multi- o unicelular • Meiosis gamética • En animales, algunos protistas algunas algas (ejemplo: algas

diatomeas)


(n) (n) (n)

(2n)

Ciclo de vida haplonte generalizado

• Adulto haploide (n) • Meiosis cigótica • En hongos y algunas algas


(n)

(2n)

(n)

(2n)

(n)

(2n)

(n) (n)

Ciclo de vida haplo-diplonte generalizado • Dos adultos: diploide (2n) = esporofito, donde ocurre meiosis

haploide (n) = gametofito, sólo mitosis • Meiosis espórica • En plantas y muchas algas


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