Appunti Lezione 3 - Tassonomia e filogenesi degli animali PDF

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Tassonomia e filogenesi degli animali ...

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ZOOLOGIA 3 (cap. 16) • CLASSIFICAZIONE = nomenclatura e raggruppamento logico degli organismi • FILOGENESI = ricostruzione delle storie evolutive • TASSONOMIA = assegnare un nome alle specie e classificarle

↓ Parte della SISTEMATICA (biologia comparata) = utilizza quante più info possibili riguardo a gruppi di animali per comprenderne le reazioni evolutive La classificazione rispecchia l’evoluzione ↓ Si basa sulla conoscenza attuale della filogenesi animale Linnaeus, botanico svedese, produsse un vasto SISTEMA DI CLASSIFICAZIONE sia per gli animali sia per le piante: • Questo schema utilizzava la morfologia per ordinare gli esemplari in collezioni • Si basa su un sistema gerarchico di tassonomia, che ordina gli organismi in serie ascendenti con un grado di inclusione via via crescente (categorie maggiori = taxa) • Comprende 7 livelli: regno, phylum, classe, ordine, famiglia, genere e specie • Tassonomi hanno poi la facoltà di suddividere ulteriormente questi 7 livelli per individuare ranghi intermedi

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Sistematizzazione VS Classificazione: ➤ Classificazione : raggruppamento di organismi che possiedono una caratteristica comune essenziale usata per definire la classe ➤ Sistematizzazione : raggruppamento di specie che rappresentano le unità di discendenza evolutiva comune (attività di un tassonomo)

Il sistema proposto da Linnaeus per dare un nome alle specie: Nomenclatura Binomia →

Che cos’è una SPECIE? Il concetto più autorevole di specie, ispirato dalla teoria evoluzionistica darwiniana, è il concetto biologico di specie, formulato da Mayr nel XX secolo. ↓ “Una specie è una comunità riproduttiva di popolazioni che occupa una determinata nicchia di natura” • La specie è una popolazione interfeconda di individui che hanno una discendenza comune e che condividono caratteristiche che differiscono gradualmente. I membri di una comunità riproduttiva costituiscono anche un’entità ecologica in natura. • La variazione nei caratteri molecolari è utile per identificare i confini geografici delle comunità riproduttive. Gli studi molecolari hanno rilevato la presenza di sibling species, che sono troppo simili morfologicamente per essere diagnosticate come specie distinte. LIMITI: 1) Manca di un’esplicita dimensione temporale. Non è applicabile ai fossili 2) Disaccordi sul grado di isolamento riproduttivo necessario per considerare due popolazioni specie separate. 3) Non è applicabile agli organismi che si riproducono asessualmente.

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Concetto filogenetico di specie (PSC; Cracraft)) definisce un raggruppamento non riducibile. La specie filogenetica è un’unità strettamente monofiletica, ideale per la sistematica cladistica. Il criterio dell’indivisibilità implica che non più di una di queste popolazioni possa formare una singola specie. Questo concetto non si cura dei dettagli del processo evolutivo e fornisce un criterio che ci permette di descrivere la specie senza la necessità di condurre studi dettagliati sui processi evolutivi

Caratteri tassonomici Uno degli scopi principali della sistematica è ricostruire i rapporti fra i taxa, viventi ed estinti, sotto forma di albero evolutivo ( = filogenesi). Questo compito è realizzato studiando le caratteristiche degli organismi ( = caratteri), che variano da specie a specie. Se due organismi hanno caratteristiche simili in comune, allora è probabile che le abbiano ereditate da un antenato comune. Una similarità nei caratteri derivata da antenati comuni è chiamata omologia. Una somiglianza nei caratteri nei caratteri che indichi erroneamente una discendenza comune è detta somiglianza non omologa ( = omoplasia).

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Ricostruzione filogenetica Il primo passo nella ricostruzione filogenetica di un determinato gruppo, utilizzando la variabilità dei caratteri fra i membri del gruppo stesso, consiste nello stabilire, per ciascun carattere, quale variante fosse presente nell’antenato comune più recente all’intero gruppo → stato ancestrale del carattere per tutto il gruppo. POLARITÀ di un carattere → significa identificare quale sia quello ancestrale e quale il derivato. • Il metodo utilizzato per determinare la polarità nella variazione del carattere è chiamato confronto con un outgroup: ➤ si parte da un secondo gruppo di organismi (outgroup), che è filogeneticamente affine, ma non interno, al gruppo che stiamo studiando (ingroup). ➤ Uno stato del carattere condiviso dall’ingroup e dall’outgroup è considerato ancestrale per l’ingroup ➤ La polarità può essere meglio valutata quando si utilizzano diversi outgroup → tutti gli stati del carattere di un determinato gruppo che risultano assenti negli outgroup sono considerati caratteri derivati CLADO → è l’unità fondamentale del raggruppamento filogenetico delle specie: comprende una linea ancestrale e tutte le specie che discendono da questa. • Un carattere derivato condiviso dai membri di un clado è detto sinapomorfia. Il carattere derivato prende origine dalla linea ancestrale comune del clado e viene ereditato da tutti i discendenti di quell’antenato. • Lo stato ancestrale di un carattere per un taxon è detto plesiomorfo per quel taxon • La condivisione di stati ancestrali è detta simplesiomorfia

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Teorie tassonomiche Una teoria tassonomica stabilisce i principi da utilizzare per riconoscere e classificare i gruppi tassonomici. Due teorie tassonomiche: 1) teoria evoluzionistica 2) cladistica

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Entrambe si basano su principi evoluzionistici ma differiscono nell’applicazione di questi principi. La relazione tra un gruppo tassonomico e un albero filogeentico/cladogramma è importante per entrambe le teorie. Questa relazione può essere: (1) MONOFILETICA → quando include l’antenato comune più recente di un gruppo e tutti i suoi discendenti (2) PARAFILETICA → quando include l’antenato comune più recente di un gruppo e alcuni dei suoi discendenti (3) POLIFILETICA → quando non include l’antenato comune più recente di tutti i membri del gruppo sotto studio Gruppi monofiletici e parafiletici condividono la proprietà della convessità → un gruppo è convesso se è possibile tracciare un percorso tra due membri qualsiasi del gruppo

SISTEMATICA → scienza che si occupa di ricostruire la storia evolutiva di un taxon e di definire le relazioni esistenti tra gli organismi.

Le principali scuole di sistematica sono:

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esempio filogenesi molecolare pag 374

Principali suddivisioni dei viventi • 1866 → Häckel propose il nuovo regno dei Protista, per includere tutti gli organismi unicellulari

• 1969 → Whittaker propose un sistema a 5 regni, in cui veniva considerata la fondamentale distinzione fra eucarioti e procarioti. Problema: monere e protisti sono gruppi parafiletici e non possono quindi essere accettati per la sistematica cladistica!!!

• 1990 → basandosi sui geni che codificano l’RNA mitocondriale, si riconobbero 3 domini monofiletici al di sopra del livello di regno: 1) 2) 3)

Eucarya → tutti gli eucarioti Bacteria → i veri batteri Archaea → procarioti che differiscono dai batteri per le sequenza di DNA rib. 7

Tutte le specie animali occupano uno dei 32 phyla attualmente riconosciuti. Ognuno di questi phyla costituisce un gruppo monofiletico. Le più profonde ramificazioni nella filogenesi animale combinano due o più phyla in gruppi monofiletici più inclusivi.

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