Apuntes - La diversidad animal PDF

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Apuntes del tema 1 de Zoología marina, de la UCV...

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Tema 1 - La diversidad animal Definimos la zoología como aquella disciplina científica encargada del estudio de los organismos pertenecientes al reino animal. La zoología se encarga del estudio de los animales, sin embargo, estos no son los únicos organismos existentes. A lo largo del Siglo XX se realizaron múltiples clasificaciones de los organismos en función de características varias. Actualmente, la mayoría de los biólogos reconocen la existencia de cinco reinos, los cuales se dividen según su organización celular, su complejidad estructural y su modo de nutrición. Estos cinco reinos son: reino monera, reino protista, reino hongo, reino planta y reino animal (clasificación de Whittaker de 1969). En 1990, Woese et al. propusieron una categoría superior a reino, el dominio. Actualmente, se reconocen 3 dominios, establecidos según el tipo de célula, los compuestos que forman la membrana y la estructura del ARN. Estos tres dominio son: Archaea, Bacteria y Eukarya. El reino Eukarya incluye a los reino animal, planta, hongo y protista. Dentro de estos reinos nos centraremos en el reino animal. Este reino está constituido por organismos complejos, llamados animales, caracterizados por poseer una gran diversidad morfológica (pudiendo ser, además, simétricos o asimétricos) y conductual. Son organismos eucarióticos, aerobios, de organización pluricelular, de nutrición heterótrofa y de locomoción autónoma. Se reproducen sexualemnte, a través de gámetos originados por meiosis. Su elevada complejidad implica una alta especialización nerviosa, lo cual les permite poseer una gran capacidad de reacción frente a estímulos procedentes del medio externo. Este reino incluye más de 1,5 millones de especies de animales, de las cuales se estima que se conocen solo el 20%.

La sistemática La sistemática es la ciencia de la diversidad, es decir, la organización del conjunto total del conocimiento sobre los organismos. Esta ciencia incluye la información filogenética, taxonómica, ecológica o paleontológica.

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Es, pues, una disciplina de síntesis, de abstracción de conceptos, de enunciado de teorías explicativas de los fenómenos observados. Por lo tanto, tiene en sí, un trasfondo teórico que supera al de la taxonomía y una vocación predictiva. Su principal objetivo es descubrir nuevas especies, reconstruir las relaciones evolutivas (es decir, su filogenia) y clasificarlas. Una de las ramas más importantes de la sistemática es la taxonomía. Definimos la taxonomía como aquella disciplina científica, perteneciente a las ciencias biológicas (en concreto, corresponde a la sistemática, siendo esta una de sus principales ramas) encargada de configurar un sistema formal para denominar y clasificar a los distintos organismos. Esta disciplina científica se encarga de establecer los principios de reconocimiento y jerarquía de los distintos grupos de organismos, llamados taxones. Esto se lleva a cabo a través del estudio de los rasgos de los organismos que varían entre las distintas especies. La taxonomía se divide, a su vez, en dos ramas: ● Taxonomía evolutiva: se basa en la existencia de un mismo antecesor común (es decir, existe un único origen evolutivo), llamado LUCA. Esta se basa en la cantidad de adaptación evolutiva, es decir, en las características adaptativas exclusivas. En consecuencia, la taxonomía evolutiva clasifica los organismos en taxones según las características adaptativas exclusivas de los organismos, de forma que, a mayor número de características adaptativas comunes, mayor es el grado de cercanía entre especies. ● Taxonomía cladística: al igual que la taxonomía evolutiva, se basa en la existencia de un mismo antecesor común (es decir, existe un único origen evolutivo), llamado LUCA. Sin embargo, esta no organiza a los organismos en taxones, sino en clados, los cuale son grupos monofiléticos de organismos, es decir, son conjuntos de especies que presentan un mismo antepasado común y que comparten una serie de estados derivados de un carácter ancestral (lo que se conoce como sinapomorfia).

Los criterios evolutivos en los que se basan estas dos teorías son: ● Monofiletismo (aceptado por ambas teorías): incluye al antecesor común más reciente del grupo y a todos sus descendientes.

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● Parafiletismo (solo es aceptado por la taxonomía evolutiva): incluye al antecesor común más reciente del grupo y a algunos de sus descendientes, pero no todos. ● Polifiletismo

(excluido por ambas teorías): no incluye al antecesor

común más reciente de todos los miembros del grupo. Actualmente, la taxonomía emplea el sistema de clasificación creado por Carl Linneo, basado en nombrar los organismos mediante una nomenclatura  binomial. Esta nomenclatura binomial utiliza dos palabras latinizadas (las cuales se han de subrayar, pues corresponde a una nomenclatura internacional), de forma que la primera describe el género, mientras que la segunda describe la especie (tras estas palabras, se pueden incluir los taxones). Los principales taxones establecidos por Linneo son: Reino, Filo, Clase, Orden, Familia, Género y Especie. Los principales rasgos y cualidades empleados por los taxónomos para describir los distintos grupos de organismos son llamados rasgos taxonómicos. A lo largo de la historia de la taxonomía, los rasgos taxonómicos se centraban generalmente en las características externas del organismos, es decir, los organismos se clasificaban en distintos taxones según su morfología externa. Actualmente, la tendencia de los taxónomos es a atender a los caracteres moleculares y cromosómicos. Hoy en día, la taxonomía actual establece los distintos taxones atendiendo tanto a la morfología (diferencia los organismos según su forma y tamaños estructurales), como a la bioquímica (diferencia los organismos según y a la citología (diferencia los organismos según las variaciones en número, tamaño y forma de los cromosomas y sus fragmentos) de los organismos. Los caracteres semejantes observados por la taxonomía pueden clasificarse en dos tipos: ● Homólogos: son aquellos caracteres que presentan un mismo origen común, pero distinta función. ● Análogos: son aquellos caracteres que presentan un distinto origen común, pero idéntica función.

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Concepto de especie A nivel biológico, una especie consiste en conjuntos de poblaciones cuyos miembros son capaces de entrecruzarse en la naturaleza para producir descendencia fértil, de forma que no se reproducen con otros miembros de especies distintas (es decir están aislados reproductivamente del resto de especies). El término de especie es un concepto difícil de estudiar y entender. Este depende en gran medida del rango geográfico (existen especies que presentan una gran distribución geográfica (especies cosmopolitas), mientras que otras únicamente se encuentran en una zona concreta (especies endémicas)). Los principales criterios de identificación, establecimiento y reconocimiento de una especie son: ● La existencia de una ascendencia común, es decir, que exista una entidad histórica. ● La existencia de una comunidad reproductora, la cual de lugar a una descendencia fértil. ● La existencia de una cohesión genotípica y fenotípica, es decir, que la descendencia presente una ascendencia común. Debido a la dificultad a la hora de describir el término de especie, existen distintos conceptos/definiciones que se pueden atribuir al término de especie (todos ellos válidos), los cuales son los siguientes: ● Concepto tipológico: hace referencia a las características morfológicas del individuo, las cuales son el principal criterio a la hora de establecer una especies. ● Concepto biológico: este concepto fue formulado por Mayr, y estable que una especie es una comunidad reproductora de poblaciones (aislada de otras desde el punto de vista de la reproducción) que ocupa un nicho específico en la naturaleza. El principal problema de este concepto de especie es que no engloba a los organismos de reproducción asexual.

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● Concepto evolutivo: este concepto fue formulado por Simpson y Gould. Establece que una especie es un único linaje de poblaciones ancestro-descendiente que mantiene su identidad frente a otros linajes y posee sus propias tendencias evolutivas y un destino histórico. ● Concepto filogenético: este concepto establece que una especie es aquel grupo irreducible que comparte un patrón parental de ascendencia y descendencia, es decir, una especie es aquel conjunto de organismos que comparte un antepasado y que puede distinguirse de otros conjuntos similares.

Especiación La especiación es el proceso a través del cual se originan nuevas especies a partir de una especie ancestral previa. Esto proceso se produce cuando una población queda en aislamiento reproductivo respecto de otros miembros de la especie (es decir, la existencia de una barrera reproductora es prerrequisito para la especiación). Con el tiempo, los acervos genéticos de ambas poblaciones separadas comienzan a divergir en su composición genética. Cuando una población es lo suficientemente distinta de su especie ancestral, al grado de que ambas poblaciones no pueden generar descendencia (o si la pueden generar, esta presenta claras desventajas, suficientes para que la selección natural impida su desarrollo), se dice se ha producido una especiación. Distinguimos dos clases de especiación: ● Especiación alopátrida: se produce cuando una población se separa geográficamente del resto de la especie (es decir, se aísla reproductivamente), debido a una barrera geográfica, y evolucionan independientemente, por selección natural. Cuando dos poblaciones han divergido en grado significativo debido a una separación geográfica, no es fácil determinar si se ha completado el proceso de especiación. Si tales poblaciones entran de nuevo en contacto, es posible que hibriden en el área en que coincidan, formando una zona de hibridación, en la cual se produce el cruzamiento.

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Estas zonas suelen ser reducidas, debido quizá a que los híbridos no están bien adaptados a los ambientes habitados por las poblaciones progenitoras, y comparada con éstas, la población híbrida típicamente es muy pequeña. La especiación alopátrida puede producirse por cambios climáticos o geológicos, que actúan como barrera (especiación vacariante) (en este caso, los individuos separados presentan pocas diferencias genéticas al separarse) o por la separación de una pequeña parte de la población que emigra a otras zonas geográficas (suceso fundador) (en este caso, los individuos separados presentan una mayor diferencia genética al separarse) ● Especiación simpátrica: se produce cuando diferentes poblaciones de una misma especie se especializan en nichos ecológicos diferentes. Por tanto, una población se separa del resto de la especie (es decir, se aísla reproductivamente), sin que exista ninguna barrera geográfica, es decir, se desarrolla una nueva especie en la misma región geográfica que su especie progenitora.

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