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20.1: Organización de la vida en la Tierra - Biología

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Habilidades para desarrollar

  • 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 los componentes y el propósito de un árbol filogenético.

En términos científicos, la historia evolutiva y la relación de un organismo o grupo de organismos se llama filogenia. La filogenia describe las relaciones de un organismo, como de qué organismos se cree que ha evolucionado, con qué especie está más estrechamente relacionado, etc. Las relaciones filogenéticas proporcionan información sobre ancestros compartidos, pero no necesariamente sobre cómo los organismos son similares o diferentes.

Árboles filogenéticos

Los científicos utilizan 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, se puede construir un "árbol de la vida" para ilustrar cuándo evolucionaron diferentes organismos y para mostrar las relaciones entre diferentes organismos (Figura ( PageIndex {1} )).

A diferencia de un diagrama de clasificación taxonómica, un árbol filogenético se puede leer 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 ( PageIndex {2} )). El punto donde ocurre una división, llamado punto de ramificación, representa el lugar donde un solo linaje evolucionó hacia uno nuevo distinto. Un linaje que evolucionó temprano desde la raíz y permanece sin ramificar se llama taxón basal. Cuando dos linajes provienen del mismo punto de ramificación, se denominan taxones hermanos. Una rama con más de dos linajes se llama politomía y sirve para ilustrar dónde los científicos no han determinado definitivamente todas las relaciones. Es importante señalar que aunque los taxones hermanos y la politomía comparten un ancestro, no significa que los grupos de organismos se hayan dividido o hayan evolucionado entre sí. Los organismos de dos taxones pueden haberse dividido en un punto de ramificación específico, pero ninguno de los dos dio lugar al otro.

Los diagramas anteriores pueden servir como un camino para comprender 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, si se comienza con una sola especie y se remonta hacia el "tronco" del árbol, se puede descubrir los antepasados ​​de esa especie, así como los linajes que comparten un antepasado común. Además, el árbol se puede utilizar 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 se rotara un punto de ramificación y cambiara el orden de taxón, esto no alteraría la información porque la evolución de cada taxón desde el punto de ramificación era independiente de la otra.

Muchas disciplinas dentro del estudio de la biología contribuyen a comprender cómo evolucionó la vida pasada y presente a lo largo del tiempo; estas disciplinas juntas contribuyen a construir, actualizar y mantener el "árbol de la vida". La información se utiliza para organizar y clasificar organismos basados ​​en relaciones evolutivas en un campo científico llamado sistemática. Los datos pueden obtenerse de fósiles, del estudio de la estructura de las partes del cuerpo o de las moléculas utilizadas por un organismo y del análisis del ADN. Combinando datos de muchas fuentes, los científicos pueden reunir la filogenia de un organismo; Dado que los árboles filogenéticos son hipótesis, seguirán cambiando a medida que se descubran nuevos tipos de vida y se aprenda 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 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. Por ejemplo, el árbol filogenético de la Figura ( PageIndex {3} ) 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 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 ( PageIndex {3} ), el árbol no indica cuánto tiempo pasó entre la evolución de los huevos amnióticos y el cabello. Lo que sí muestra el árbol es el orden en que sucedieron las cosas. Nuevamente usando Figure ( PageIndex {3} ), el árbol muestra que el rasgo más antiguo es la columna vertebral, seguida 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. Entonces, para los organismos en la Figura ( PageIndex {3} ), solo porque una columna vertebral evolucionó no significa que la evolución de invertebrados cesó, 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.

Enlace al aprendizaje: diríjase a este sitio web para ver ejercicios interactivos que le permiten explorar las relaciones evolutivas entre especies.

Los 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 cómo está organizada 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. Esta organización de categorías más grandes a más pequeñas y más específicas se denomina 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 dominio: 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 ( PageIndex {4} )).

El reino Animalia proviene del dominio Eukarya. Para el perro común, los niveles de clasificación serían los que se muestran en la Figura ( PageIndex {4} ). Por 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, en lo que se llama nomenclatura binomial. Por tanto, el nombre científico del perro es Canis lupus. El nombre de cada nivel también se denomina taxón. En otras palabras, los perros son carnívoros. Carnivora es el nombre del taxón a nivel de orden; Canidae es el taxón a nivel familiar, etc. 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 se consideran subespecies separadas debido al aislamiento geográfico o conductual u otros factores.

La figura ( PageIndex {5} ) 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, se han determinado filogenias más precisas.

Conexión de arte

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

Enlace al aprendizaje: 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.

El análisis genético reciente y otros avances han encontrado que algunas clasificaciones filogenéticas anteriores no se alinean con el pasado evolutivo; por lo tanto, se 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

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, llamado 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 organismos se organizaron en un sistema de clasificación taxonómica. Sin embargo, hoy en día muchos científicos construyen árboles filogenéticos para ilustrar las relaciones evolutivas.

Conexiones de arte

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

[link] Los gatos y los perros son parte del mismo grupo en cinco niveles: ambos están en el dominio Eukarya, el reino Animalia, el phylum Chordata, la clase Mammalia y el orden Carnivora.

Preguntas de revisión

¿Qué se usa para determinar la filogenia?

  1. mutaciones
  2. ADN
  3. historia evolutiva
  4. organismos en la tierra

C

¿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

B

¿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.

D

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

  1. taxones hermanos
  2. taxones basales
  3. taxones arraigados
  4. taxones dicotómicos

A

Respuesta libre

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

Enumere los diferentes niveles del sistema de clasificación taxonómica.

dominio, reino, filo, clase, orden, familia, género, especie

Glosario

taxón basal
rama en un árbol filogenético que no se ha divergido significativamente del antepasado raíz
nomenclatura binomial
sistema de nombres científicos de dos partes para un organismo, que incluye nombres de género y especie
punto de ramificación
nodo en un árbol filogenético donde un solo linaje se divide en distintos nuevos
clase
división del filo en el sistema de clasificación taxonómica
familia
división de orden en el sistema de clasificación taxonómica
género
división de familia en el sistema de clasificación taxonómica; la primera parte del nombre científico binomial
Reino
división de dominio en el sistema de clasificación taxonómica
pedido
división de clases en el sistema de clasificación taxonómica
árbol filogenético
diagrama utilizado para reflejar las relaciones evolutivas entre organismos o grupos de organismos
filogenia
Historia evolutiva y relación de un organismo o grupo de organismos.
filo
(plural: phyla) división del reino en el sistema de clasificación taxonómica
politomía
rama en un árbol filogenético con más de dos grupos o taxones
arraigado
linaje ancestral único en un árbol filogenético con el que se relacionan todos los organismos representados en el diagrama
taxones hermanos
dos linajes que divergieron del mismo punto de ramificación
sistemática
campo de organización y clasificación de organismos basados ​​en relaciones evolutivas
taxón
(plural: taxa) nivel único en el sistema de clasificación taxonómica
taxonomia
ciencia de clasificar organismos

31 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.


Conexión de arte

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 "planta": modificación del trabajo por "berduchwal" / crédito Flickr "insecto": modificación del trabajo por Jon Sullivan crédito "pez": modificación del trabajo por Christian Mehlführer crédito "conejo": modificación del trabajo por Aidan Wojtas crédito “ cat ”: modificación del trabajo de Jonathan Lidbeck crédito“ fox ”: modificación del trabajo de Kevin Bacher, NPS crédito“ chacal ”: modificación del trabajo de Thomas A. Hermann, NBII, USGS crédito“ lobo ”: modificación del trabajo de Robert Dewar crédito "perro": modificación del trabajo por "digital_image_fan" / Flickr)

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


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 cómo está organizada 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. Esta organización de categorías más grandes a más pequeñas y más específicas se denomina 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 dominio: 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 especies (Figura).

El sistema de clasificación taxonómica utiliza un modelo jerárquico para organizar los organismos vivos en categorías cada vez más específicas. El perro común Canis lupus familiaris, es una subespecie de Canis lupus, que también incluye al lobo y al dingo. (crédito "perro": modificación del trabajo de Janneke Vreugdenhil)

La 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, se han determinado filogenias más precisas.


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, llamado 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 organismos se organizaron en un sistema de clasificación taxonómica. Sin embargo, hoy en día muchos científicos construyen árboles filogenéticos para ilustrar las relaciones evolutivas.


Organizando 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 [enlace]. 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 en [enlace] 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.

A 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

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 subsecuentes de creciente especificidad son: filo, clase, pedido, familia, género, y especies.

Como ejemplo, los niveles de clasificación para el perro doméstico se muestran en [enlace]. 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 llama 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.

[enlace] 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.

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

Visite este sitio de PBS para obtener más información sobre taxonomía. En Clasificación de vida, haga clic en Iniciar interactivo.

Clasificación y filogenia

Los científicos utilizan una herramienta llamada árbol filogenético para mostrar las vías evolutivas y las relaciones entre los organismos. A árbol filogenético es un diagrama que se utiliza para reflejar las relaciones evolutivas entre organismos o grupos de organismos. La clasificación jerárquica de grupos anidados dentro de grupos más inclusivos se refleja en diagramas. Los científicos consideran que los árboles filogenéticos son una hipótesis del pasado evolutivo porque no se puede retroceder en el tiempo para confirmar las relaciones propuestas.

A diferencia de una clasificación taxonómica, un árbol filogenético se puede leer como un mapa de la historia evolutiva, como se muestra en [enlace]. Las características compartidas se utilizan para construir árboles filogenéticos. El punto donde ocurre una división en un árbol, llamado punto de ramificación, representa el lugar donde un solo linaje evolucionó hacia otros nuevos distintos. Muchos árboles filogenéticos tienen un solo punto de ramificación en la base que representa un ancestro común de todas las ramas del árbol. Los científicos llaman a esos árboles arraigado, lo que significa que hay un único taxón ancestral en la base de un árbol filogenético del que descienden todos los organismos representados en el diagrama. Cuando dos linajes provienen del mismo punto de ramificación, se denominan taxones hermanos, por ejemplo las dos especies de orangutanes. Un punto de ramificación con más de dos grupos ilustra una situación para la cual los científicos no han determinado definitivamente las relaciones. Un ejemplo lo ilustran las tres ramas que conducen a la subespecie de gorila, cuyas relaciones exactas aún no se comprenden. Es importante señalar que los taxones hermanos comparten un antepasado, lo que no significa que un taxón haya evolucionado a partir del otro. El punto de ramificación, o división, representa un ancestro común que existió en el pasado, pero que ya no existe. Los humanos no evolucionaron de los chimpancés (ni los chimpancés evolucionaron de los humanos) aunque son nuestros parientes vivos más cercanos. Tanto los humanos como los chimpancés evolucionaron a partir de un ancestro común que vivió, creen los científicos, hace seis millones de años y se veía diferente tanto de los chimpancés modernos como de los humanos modernos.

Los puntos de ramificación y las ramas en la estructura del árbol filogenético también implican un cambio evolutivo. A veces, los cambios de carácter significativos se identifican en una rama o en un punto de rama. Por ejemplo, en [enlace], el punto de ramificación que da lugar al linaje de mamíferos y reptiles del linaje de la rana muestra el origen del carácter del huevo amniótico. También el punto de ramificación que da origen a los organismos con patas está indicado en el antepasado común de mamíferos, reptiles, anfibios y peces con mandíbulas.

Este ejercicio interactivo le permite explorar las relaciones evolutivas entre especies.

Limitaciones de los árboles filogenéticos

Es fácil suponer que los organismos más estrechamente relacionados se parecen más y, si bien este suele ser el caso, no siempre es cierto. Si dos linajes estrechamente relacionados evolucionaron en entornos significativamente diferentes o después de la evolución de una nueva adaptación importante, pueden verse bastante diferentes entre sí, incluso más que otros grupos que no están tan estrechamente relacionados. Por ejemplo, el árbol filogenético en [enlace] muestra que las lagartijas y los conejos tienen huevos amnióticos, mientras que las salamandras (dentro del linaje de las ranas) aún no aparecen en la superficie, las lagartijas y las salamandras 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 muestran la longitud del tiempo, solo muestran el orden en el tiempo de los eventos evolutivos. En otras palabras, una rama larga no significa necesariamente 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 [enlace], 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 [enlace], 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, similar a un árbol real, no crece en una sola dirección después de que se desarrolla una nueva rama. Entonces, para los organismos en [link], solo porque una columna vertebral evolucionó no significa que la evolución de los invertebrados cesó, 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 similares entre sí que a un pariente cercano.

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, llamado 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 organismos se organizaron en un sistema de clasificación taxonómica. Sin embargo, hoy en día muchos científicos construyen árboles filogenéticos para ilustrar las relaciones evolutivas y se espera que el sistema de clasificación taxonómica refleje las relaciones evolutivas.

Conexiones de arte

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

[link] Los gatos y los perros son parte del mismo grupo en cinco niveles: ambos están en el dominio Eukarya, el reino Animalia, el phylum Chordata, la clase Mammalia y el orden Carnivora.

Opción multiple

¿De qué es una descripción una 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 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. Un filo puede estar representado en más de un reino.
  4. Las especies son la categoría de clasificación más específica.

¿Cuál describe mejor la relación entre chimpancés y humanos?

  1. los chimpancés evolucionaron de los humanos
  2. los humanos evolucionaron a partir de los chimpancés
  3. los chimpancés y los humanos evolucionaron a partir de un ancestro común
  4. los chimpancés y los humanos pertenecen a la misma especie

¿Cuál describe mejor un punto de ramificación en un árbol filogenético?

Respuesta libre

¿Cómo indica un árbol filogenético los principales eventos evolutivos dentro de un linaje?

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. Generalmente no indica duraciones de tiempo.

Enumere los diferentes niveles del sistema de clasificación taxonómica.

Dominio, Reino, Filo, Clase, Orden, Familia, Género y Especie.

Glosario


Glosario

Taxón basal

rama en un árbol filogenético que no se ha divergido significativamente del antepasado raíz

Nomenclatura binomial

sistema de nombres científicos de dos partes para un organismo, que incluye nombres de género y especie

Punto de ramificación

nodo en un árbol filogenético donde un solo linaje se divide en distintos nuevos

Clase

división del filo en el sistema de clasificación taxonómica

Familia

división de orden en el sistema de clasificación taxonómica

Género

división de familia en el sistema de clasificación taxonómica la primera parte del nombre científico binomial

Reino

división de dominio en el sistema de clasificación taxonómica

Pedido

división de clases en el sistema de clasificación taxonómica

Árbol filogenético

diagrama utilizado para reflejar las relaciones evolutivas entre organismos o grupos de organismos

Filogenia

Historia evolutiva y relación de un organismo o grupo de organismos.

Filo

(plural: phyla) división del reino en el sistema de clasificación taxonómica

Politomía

rama en un árbol filogenético con más de dos grupos o taxones

Arraigado

linaje ancestral único en un árbol filogenético con el que se relacionan todos los organismos representados en el diagrama

Taxones hermanos

dos linajes que divergieron del mismo punto de ramificación

Sistemática

campo de organización y clasificación de organismos basados ​​en relaciones evolutivas


Conexión de arte

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 "planta": modificación del trabajo por "berduchwal" / crédito Flickr "insecto": modificación del trabajo por Jon Sullivan crédito "pez": modificación del trabajo por Christian Mehlführer crédito "conejo": modificación del trabajo por Aidan Wojtas crédito “ cat ”: modificación del trabajo de Jonathan Lidbeck crédito“ fox ”: modificación del trabajo de Kevin Bacher, NPS crédito“ chacal ”: modificación del trabajo de Thomas A. Hermann, NBII, USGS crédito“ lobo ”: modificación del trabajo de Robert Dewar crédito "perro": modificación del trabajo por "digital_image_fan" / Flickr)

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


¿Cómo está organizada la vida en la tierra?

Suponiendo que se esté refiriendo a la taxonomía: dominio, reino, filo, clase, orden, familia, género, especie.

Explicación:

La taxonomía, el estudio de la organización de la vida en la Tierra, clasifica a los organismos por sus rasgos similares. La categoría más amplia, los dominios, puede contener millones de especies. Hay 3: Archea, Bacteria y Eukarya.

Archea está formada por células procariotas (un tipo de célula más primitivo) sin núcleo, que son extremófilos u organismos que sobreviven en ambientes extremos como respiraderos volcánicos o bajo capas de hielo.

Las bacterias también están formadas por células procariotas sin núcleo, solo formas más convencionales / comunes.

Eukarya, sin embargo, está formado por células eucariotas (más modernas), que tienen núcleos. Esto incluye organismos multicelulares (organismos con más de una célula) y organismos unicelulares (organismos que son solo una célula).

La segunda categoría más amplia es Reino. Por ejemplo, en Eukarya, hay cuatro reinos: Protista, Fungi, Plantae y Animalia, que contienen protistas, hongos, plantas y animales, respectivamente.

Cada reino se divide además en phyla (singular: phylum), que se dividen en clases, que se dividen en órdenes, que se dividen en familias, que se dividen en géneros (singular: género), que se dividen en especies individuales.

El nombre de una especie es el nombre de su género, seguido del nombre de su especie individual.

Un ejemplo: el gato doméstico. Este ejemplo incluye por qué está en una categoría en particular, así como los nombres de dichas categorías.

Dominio: Eukarya (está formado por más de una célula eucariota)
Reino - Animalia (es un animal)
Phylum - Chordata (tiene una columna vertebral)
Clase - Mammalia (es un mamífero)
Orden - Carnivora (Es un carnívoro [come solo carne])
Familia - Felidae (es un tipo de felino)
Género - Felis (es un felino pequeño)
Especie - Catus


Explicador: Tierra - capa por capa

Los científicos comprenden mucho sobre las capas estructurales de la Tierra: el núcleo interno, el núcleo, el manto y la corteza. Sin embargo, todavía quedan grandes misterios por resolver sobre el funcionamiento interno de nuestro planeta.

Yuri_Arcurs / iStock / Getty Images Plus

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11 de noviembre de 2019 a las 6:45 am

Las cadenas montañosas se elevan hacia el cielo. Los océanos se desploman a profundidades imposibles. La superficie de la Tierra es un lugar asombroso para la vista. Sin embargo, incluso el cañón más profundo no es más que un pequeño rasguño en el planeta. Para comprender realmente la Tierra, es necesario viajar 6.400 kilómetros (3.977 millas) bajo nuestros pies.

Comenzando en el centro, la Tierra se compone de cuatro capas distintas. Son, desde el más profundo al más superficial, el núcleo interno, el núcleo externo, el manto y la corteza. A excepción de la corteza, nadie ha explorado estas capas en persona. De hecho, la profundidad más profunda que han perforado los seres humanos es de poco más de 12 kilómetros (7,6 millas). ¡E incluso eso llevó 20 años!

Aún así, los científicos saben mucho sobre la estructura interna de la Tierra. Lo han averiguado al estudiar cómo viajan las ondas sísmicas a través del planeta. La velocidad y el comportamiento de estas ondas cambian a medida que se encuentran con capas de diferentes densidades. Los científicos, incluido Isaac Newton, hace tres siglos, también han aprendido sobre el núcleo y el manto a partir de cálculos de la densidad total de la Tierra, la atracción gravitacional y el campo magnético.

Aquí hay una introducción a las capas de la Tierra, comenzando con un viaje al centro del planeta.

Un corte de las capas de la Tierra revela qué tan delgada es la corteza en comparación con las capas inferiores. USGS

El núcleo interno

Esta bola de metal sólido tiene un radio de 1.220 kilómetros (758 millas), o aproximadamente tres cuartas partes del de la luna. Se encuentra a unos 6.400 a 5.180 kilómetros (4.000 a 3.220 millas) por debajo de la superficie de la Tierra. Extremadamente denso, está hecho principalmente de hierro y níquel. El núcleo interno gira un poco más rápido que el resto del planeta. También hace mucho calor: las temperaturas alcanzan los 5.400 ° Celsius (9.800 ° Fahrenheit). Eso es casi tan caliente como la superficie del sol. Las presiones aquí son inmensas: más de 3 millones de veces mayores que en la superficie de la Tierra. Algunas investigaciones sugieren que también puede haber un núcleo interno interno. Probablemente consistiría casi en su totalidad en hierro.

El núcleo externo

Esta parte del núcleo también está hecha de hierro y níquel, solo en forma líquida. Se encuentra a unos 5.180 a 2.880 kilómetros (3.220 a 1.790 millas) por debajo de la superficie. Calentado en gran parte por la desintegración radiactiva de los elementos uranio y torio, este líquido se agita en enormes y turbulentas corrientes. Ese movimiento genera corrientes eléctricas. Ellos, a su vez, generan el campo magnético de la Tierra. Por razones relacionadas de alguna manera con el núcleo externo, el campo magnético de la Tierra se invierte aproximadamente cada 200.000 a 300.000 años. Los científicos todavía están trabajando para comprender cómo sucede eso.

El manto

Con cerca de 3.000 kilómetros (1.865 millas) de espesor, esta es la capa más gruesa de la Tierra. Comienza a apenas 30 kilómetros (18,6 millas) debajo de la superficie. Hecho principalmente de hierro, magnesio y silicio, es denso, caliente y semisólido (piense en un caramelo de caramelo). Como la capa debajo de ella, esta también circula. Simplemente lo hace mucho más lento.

Explicador: cómo se mueve el calor

Cerca de sus bordes superiores, en algún lugar entre unos 100 y 200 kilómetros (62 a 124 millas) bajo tierra, la temperatura del manto alcanza el punto de fusión de la roca. De hecho, forma una capa de roca parcialmente derretida conocida como astenosfera (As-THEEN-oh-sfeer). Los geólogos creen que esta parte débil, caliente y resbaladiza del manto es sobre lo que se deslizan y atraviesan las placas tectónicas de la Tierra.

Los diamantes son pequeñas piezas del manto que realmente podemos tocar. La mayoría se forma a profundidades superiores a los 200 kilómetros (124 millas). Pero es posible que se hayan formado diamantes raros "superprofundos" hasta 700 kilómetros (435 millas) por debajo de la superficie. Estos cristales luego se llevan a la superficie en una roca volcánica conocida como kimberlita.

La zona más externa del manto es relativamente fría y rígida. Se comporta más como la corteza que está encima. Juntas, esta parte superior de la capa del manto y la corteza se conocen como litosfera.

La parte más gruesa de la corteza terrestre tiene unos 70 kilómetros (43 millas) de espesor y se encuentra debajo de las montañas del Himalaya, como se ve aquí. den-belitsky / iStock / Getty Images Plus

La corteza

La corteza terrestre es como la cáscara de un huevo duro. Es extremadamente delgado, frío y quebradizo en comparación con lo que se encuentra debajo. La corteza está hecha de elementos relativamente ligeros, especialmente sílice, aluminio y oxígeno. También es muy variable en su grosor. Bajo los océanos (y las islas hawaianas), puede tener tan solo 5 kilómetros (3,1 millas) de espesor. Debajo de los continentes, la corteza puede tener de 30 a 70 kilómetros (18,6 a 43,5 millas) de espesor.

Junto con la zona superior del manto, la corteza se rompe en grandes pedazos, como un gigantesco rompecabezas. Estos se conocen como placas tectónicas. Estos se mueven lentamente, de solo 3 a 5 centímetros (1.2 a 2 pulgadas) por año. Lo que impulsa el movimiento de las placas tectónicas aún no se comprende completamente. Puede estar relacionado con las corrientes de convección impulsadas por el calor en el manto de abajo. Algunos científicos piensan que es causado por el tirón de losas de corteza de diferentes densidades, algo llamado "tirón de losa". Con el tiempo, estas placas convergerán, se separarán o se deslizarán unas sobre otras. Esas acciones causan la mayoría de los terremotos y volcanes. Es un viaje lento, pero hace que los tiempos sean emocionantes aquí en la superficie de la Tierra.

Palabras de poder

aluminio Un elemento metálico, el tercero más abundante en la corteza terrestre. Es ligero y suave, y se utiliza en muchos artículos, desde bicicletas hasta naves espaciales.

comportamiento La forma en que algo, a menudo una persona u otro organismo, actúa hacia los demás o se comporta.

continente (en geología) Las enormes masas de tierra que se asientan sobre placas tectónicas. En los tiempos modernos, hay seis continentes geológicos establecidos: América del Norte, América del Sur, Eurasia, África, Australia y la Antártida. En 2017, los científicos también defendieron otro: Zealandia.

convección Subida y bajada de material en un fluido o gas debido a temperaturas desiguales. Este proceso ocurre en las capas externas de algunas estrellas.

centro Algo, generalmente de forma redonda, en el centro de un objeto. (en geología) La capa más interna de la Tierra. O una muestra larga en forma de tubo perforada en hielo, suelo o roca. Los núcleos permiten a los científicos examinar capas de sedimentos, sustancias químicas disueltas, rocas y fósiles para ver cómo cambió el medio ambiente en un lugar a lo largo de cientos o miles de años o más.

corteza (en geología) La superficie más externa de la Tierra, generalmente hecha de roca sólida y densa.

cristal (adj. cristalino) Un sólido que consiste en una disposición simétrica, ordenada y tridimensional de átomos o moléculas. Es la estructura organizada que toman la mayoría de los minerales. La apatita, por ejemplo, forma cristales de seis caras. Los cristales minerales que componen la roca suelen ser demasiado pequeños para ser vistos a simple vista.

Actual Un fluido, como el agua o el aire, que se mueve en una dirección reconocible. (en electricidad) El flujo de electricidad o la cantidad de carga que se mueve a través de algún material durante un período de tiempo particular.

decaer (para materiales radiactivos) El proceso mediante el cual un isótopo radiactivo, que significa una forma físicamente inestable de algún elemento, arroja energía y partículas subatómicas. Con el tiempo, este desprendimiento transformará el elemento inestable en un elemento ligeramente diferente pero estable. Por ejemplo, el uranio-238 (que es un isótopo radiactivo o inestable) se desintegra en radio-222 (también un isótopo radiactivo), que se desintegra en radón-222 (también radiactivo), que se desintegra en polonio-210 (también radiactivo). , que se descompone en plomo-206, que es estable. No se produce más descomposición. Las tasas de desintegración de un isótopo a otro pueden variar desde períodos de menos de un segundo hasta miles de millones de años.

densidad La medida de qué tan condensado está un objeto, que se obtiene dividiendo su masa por su volumen.

diamante Una de las sustancias más duras conocidas y las gemas más raras de la Tierra. Los diamantes se forman en las profundidades del planeta cuando el carbono se comprime bajo una presión increíblemente fuerte.

terremoto Un temblor repentino y a veces violento del suelo, que a veces causa una gran destrucción, como resultado de movimientos dentro de la corteza terrestre o de la acción volcánica.

La corteza terrestre La capa más externa de la Tierra. Es relativamente frío y quebradizo.

elemento Un bloque de construcción de una estructura más grande. (en química) Cada una de las más de cien sustancias para las cuales la unidad más pequeña de cada una es un solo átomo. Los ejemplos incluyen hidrógeno, oxígeno, carbono, litio y uranio.

campo Un área de estudio, como en: Su campo de investigación fue la biología.. También es un término para describir un entorno del mundo real en el que se llevan a cabo algunas investigaciones, como en el mar, en un bosque, en la cima de una montaña o en una calle de la ciudad. Es lo opuesto a un entorno artificial, como un laboratorio de investigación. (en física) Una región en el espacio donde operan ciertos efectos físicos, como el magnetismo (creado por un campo magnético), la gravedad (por un campo gravitacional), la masa (por un campo de Higgs) o la electricidad (por un campo eléctrico).

planchar Un elemento metálico que es común en los minerales de la corteza terrestre y en su núcleo caliente. Este metal también se encuentra en el polvo cósmico y en muchos meteoritos.

Isaac Newton Este físico y matemático inglés se hizo famoso por describir su ley de la gravedad. Nacido en 1642, se convirtió en un científico con amplios intereses. Entre algunos de sus descubrimientos: que la luz blanca está hecha de una combinación de todos los colores del arcoíris, que se puede dividir nuevamente usando un prisma, las matemáticas que describen los movimientos orbitales de las cosas alrededor de un centro de fuerza que la velocidad del sonido Las ondas se pueden calcular a partir de la densidad del aire, elementos primitivos de las matemáticas ahora conocidos como cálculo y una explicación de por qué las cosas "caen": la atracción gravitacional de un objeto hacia otro, que sería proporcional a la masa de cada uno. Newton murió en 1727.

litosfera La capa superior de la Tierra, que incluye su delgada corteza quebradiza y su manto superior. La litosfera es relativamente rígida y está dividida en placas tectónicas que se mueven lentamente.

magnesio Un elemento metálico que es el número 12 en la tabla periódica. Arde con una luz blanca y es el octavo elemento más abundante en la corteza terrestre.

campo magnético Un área de influencia creada por ciertos materiales, llamados imanes, o por el movimiento de cargas eléctricas.

manto (en geología) La capa gruesa de la Tierra debajo de su corteza exterior. El manto es semisólido y generalmente se divide en un manto superior e inferior.

metal Algo que conduce bien la electricidad, tiende a ser brillante (reflectante) y maleable (lo que significa que se puede remodelar con calor y sin demasiada fuerza o presión).

Luna El satélite natural de cualquier planeta.

níquel Número 28 en la tabla periódica de elementos, este elemento duro y plateado resiste la oxidación y la corrosión. Eso lo convierte en un buen recubrimiento para muchos otros elementos o para su uso en aleaciones de múltiples metales.

oxígeno Un gas que constituye aproximadamente el 21 por ciento de la atmósfera terrestre. Todos los animales y muchos microorganismos necesitan oxígeno para impulsar su crecimiento (y metabolismo).

presión Fuerza aplicada uniformemente sobre una superficie, medida como fuerza por unidad de área.

desintegración radioactiva Proceso mediante el cual un elemento se convierte en un elemento más ligero mediante el desprendimiento de partículas subatómicas (y energía).

radio Una línea recta desde el centro hasta la circunferencia de un círculo o esfera.

distancia La extensión o distribución total de algo. Por ejemplo, el área de distribución de una planta o animal es el área sobre la que existe naturalmente.

semi Un adjetivo que significa "algo".

cascarón La cubierta exterior dura y protectora de un molusco o crustáceo, como un mejillón o un cangrejo.

sílice Un mineral, también conocido como dióxido de silicio, que contiene átomos de silicio y oxígeno. Es un bloque de construcción básico de gran parte del material rocoso de la Tierra y de algunos materiales de construcción, incluido el vidrio.

silicio Elemento semiconductor no metálico que se utiliza en la fabricación de circuitos electrónicos. El silicio puro existe en una forma cristalina gris oscuro brillante y como un polvo informe.

diapositiva En microscopía, la pieza de vidrio sobre la que se colocará algo para verlo bajo la lente de aumento del dispositivo.

sólido De forma firme y estable, no líquida ni gaseosa.

sol La estrella en el centro del sistema solar de la Tierra. Es una estrella de tamaño medio a unos 26.000 años luz del centro de la Vía Láctea. También es un término para cualquier estrella similar al sol.

placas tectonicas Las losas gigantes, algunas de miles de kilómetros (o millas) de ancho, que forman la capa exterior de la Tierra.

torio Un elemento naturalmente radiactivo que aparece como un metal plateado cuando es puro. Reacciona químicamente con el aire, volviéndose negro en su superficie. Se encuentra en algunos minerales y puede usarse para rastrear la fuente de algunos granos minerales que son transportados a largas distancias por el agua o el viento. Su símbolo científico es Th.

turbulento (n. turbulencia) Adjetivo para la fluctuación impredecible de un fluido (incluido el aire) en el que su velocidad varía de forma irregular en lugar de mantener un flujo constante o tranquilo.

uranio El elemento natural más pesado conocido. Se llama elemento 92, que se refiere a la cantidad de protones en su núcleo. Los átomos de uranio son radiactivos, lo que significa que se descomponen en diferentes núcleos atómicos.

ola Una perturbación o variación que viaja a través del espacio y la materia de manera regular y oscilante.


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