Taxonomía y Filogenia

Evidencias que sustentan la evolución

• Las evidencias de la evolución se encuentran en el registro fósil, anatomía comparada, desarrollo embrionario, biogeografía y secuencias de ADN.
• La selección natural es uno de los procesos de la evolución.

Conceptos de Fósiles

• Carbonización: Proceso donde los restos orgánicos pierden elementos volátiles, dejando una película de carbono.
• Permineralización: Minerales reemplazan los poros de restos orgánicos, endureciéndolos.
• Reemplazo: Materiales orgánicos son sustituidos por minerales.
• Molde: Forma dejada por un organismo en el sedimento antes de descomponerse.
• Impresiones: Marcas o rastros de organismos preservados en roca.
• Huellas: Vestigios de la actividad de organismos, como pisadas.
• Enterramiento: Organismo sepultado rápidamente, preservando su forma.
• Coprolitos: Fósiles de excrementos de organismos prehistóricos.
• Preservación inalterada en ámbar: Conservación de organismos en resina fosilizada.
• Fosilización glacial: Preservación de organismos en hielo sin descomposición significativa.

Anatomía Comparada

• Estructuras homólogas: Se forman de manera similar durante el desarrollo embrionario, pero tienen funciones diferentes.
• Estructuras análogas: Tienen orígenes diferentes, pero cumplen una misma función.
• Ejemplo de estructuras homólogas: Extremidades del humano, gato, ballena y murciélago.

Función de Extremidades en Diversos Animales

• Brazo humano: Manipular objetos.
• Aleta de ballena: Nadar.
• Patas de gato: Caminar y saltar.
• Alas de murciélago: Volar.
• Alas de ave: Volar.
• Alas de mariposa: Volar.
• Patas de dinosaurio: Caminar y correr.
• Alas de mosca: Volar.
• Patas de un mantis: Atrapar presas.
• La mariposa no comparte ancestro común con los vertebrados, pero sus alas tienen la misma función que las alas de murciélagos, aves y moscas.

Biogeografía

• Biogeografía: Ciencia que estudia la distribución de las especies en tiempo y espacio.
• Los continentes han cambiado de posición y organización a lo largo de la historia geológica.

Distribución de Fósiles en Pangea

• Fósiles de Cynognathus no se encuentran en India, su distribución se limita a Sudamérica y África.
• Fósiles de Mesosaurus se pueden encontrar en Sudamérica y África.
• Glossopteris tiene una mayor distribución comparado con Cynognathus, Mesosaurus y Lystrosaurus.
• Mesosaurus tiene una menor distribución comparado con Glossopteris, Cynognathus y Lystrosaurus.

Secuenciación del ADN

• Nucleótido: Unidad básica de los ácidos nucleicos (ADN).
• La secuencia de nucleótidos guarda la información genética de los organismos y se hereda a través de generaciones.
• Secuencias de nucleótidos se traducen para formar proteínas.
• Se pueden hacer comparaciones entre las secuencias de aminoácidos de diferentes organismos para determinar similitudes.
• La hemoglobina puede ser utilizada para establecer una relación entre diversos organismos.

Datos sobre la composición de aminoácidos de diversos organismos

• El animal con mayor número de diferencias con el humano es el león y el chimpancé tiene el menor número.
• El promedio de diferencias de aminoácidos entre los organismos es de 6.
• Existe menor similitud entre los aminoácidos del humano comparados con los del canguro, el canguro está evolutivamente más alejado.
• El león es el organismo que está más alejado evolutivamente según los porcentajes de similitud.

Evolución de las Poblaciones

• Mecanismos que cambian la frecuencia de los alelos en una población: Mutación, deriva genética, flujo génico, selección natural y apareamiento no aleatorio.
• Mutación: Cambios en el ADN que introducen nuevos alelos.
• Deriva genética: Cambios aleatorios en las frecuencias alélicas, más significativos en poblaciones pequeñas.
• Flujo génico: Movimiento de alelos entre poblaciones debido a la migración.
• Selección natural: Alelos que confieren ventajas reproductivas se vuelven más comunes.
• Apareamiento no aleatorio: Preferencias de apareamiento que pueden cambiar las frecuencias alélicas.
• Fuentes de variación genética: Mutaciones, recombinación genética y migración.
• Mutaciones: Cambios en la secuencia de ADN, como la mutación puntual que causa anemia falciforme.
• Recombinación genética: Intercambio de material genético durante la meiosis, variabilidad en la descendencia.
• Migración: Introducción de nuevos alelos, como la migración de individuos de una población a otra.
• Acervo genético: Conjunto total de alelos presentes en una población, representa la diversidad genética y es crucial para la adaptación y evolución.

Ecuación de Hardy-Weinberg

• Describe el equilibrio genético en una población ideal, p^2 + 2pq + q^2 = 1.
• p y q representan las frecuencias de los alelos.
• p^2: Frecuencia de individuos homocigotos dominantes.
• 2pq: Frecuencia de individuos heterocigotos.
• q^2: Frecuencia de individuos homocigotos recesivos.
• Una población no está en equilibrio si las frecuencias observadas de los genotipos no coinciden con las predichas por la ecuación de Hardy-Weinberg.
• Si una población no se encuentra en equilibrio de Hardy-Weinberg, indica que los cambios evolutivos en la población están ocurriendo.

Condiciones para la Ecuación de Hardy-Weinberg

• No hay mutaciones.
• Apareamiento aleatorio.
• Población infinitamente grande.
• No hay flujo génico.
• No hay selección natural.
• Selección intersexual: Preferencia de un sexo por ciertos rasgos en el otro sexo (ej. colores brillantes en aves macho).
• Selección intrasexual: Competencia entre individuos del mismo sexo por acceso a parejas (ej. luchas entre ciervos macho).

Microevolución y Macroevolución

• Microevolución: Cambios evolutivos pequeños dentro de una población a lo largo de generaciones, generalmente debido a mutaciones, selección natural, deriva genética y flujo génico. (ej. resistencia de bacterias a los antibióticos).
• Macroevolución: Cambios evolutivos a gran escala que ocurren por encima del nivel de especie, (ej. la evolución de reptiles a aves).

Barreras Reproductivas

• Barreras precigóticas (evitan la fecundación):
• Aislamiento temporal: Diferencias en los períodos reproductivos. (ej. sapos americanos se reproducen en primavera, sapos fowleri lo hacen en verano).
• Aislamiento ecológico: Viven en hábitats distintos (ej. leones y tigres).
• Aislamiento conductual: rituales de cortejo diferentes (ej. aves como los frailecillos usan cantos específicos).
• Aislamiento mecánico: Incompatibilidad en estructuras reproductivas.
• Aislamiento gamético: Incompatibilidad de los gametos.
• Barreras poscigóticas (después de la fecundación):
• Inviabilidad del híbrido: embrión no se desarrolla correctamente. (ej. entre ovejas y cabras).
• Esterilidad del híbrido: híbrido es estéril (ej. mulo, cruce de caballo y burro).
• Deterioro del híbrido: la descendencia tiene problemas de salud o reproducción. (ej. peces de distintas especies).

Conceptos de Especie

• Concepto biológico de especie: Grupo de organismos que pueden cruzarse y producir descendencia fértil. (ej. perros domésticos).
• Especie morfológica: Definida por características anatómicas (ej. distintas mariposas diferenciadas por su color y patrón de alas).
• Especie ecológica: Se basa en su nicho ecológico (ej. dos especies de lagartijas que habitan el mismo árbol pero a diferentes alturas).
• Especie filogenética: Definida como el grupo más pequeño de individuos que comparten un ancestro común. (ej. los felinos).

Tipos de Especiación

• Especiación alopátrica: Ocurre por una barrera geográfica (ej. ardillas del Gran Cañón separadas en dos especies distintas).
• Especiación simpátrica: Sin barrera geográfica, por diferencias en el uso de los recursos, peces cíclidos en el lago Victoria se especializan en distintos tipos de alimentación.
• Especiación parapátrica: En poblaciones adyacentes con contacto limitado (ej. plantas que habitan suelos contaminados por metales se adaptan y forman nuevas especies).
• Especiación peripátrica: Similar a la alopátrica, con una población pequeña que se aísla en una nueva área (ej. especies de insectos que colonizan islas remotas).

Filogenia y el árbol de la vida

• Sistemática: Ciencia que estudia la diversidad biológica y sus relaciones evolutivas.
• Taxonomía: Rama de la biología que clasifica y nombra a los organismos.
• Filogenia: Estudio de las relaciones evolutivas entre especies.

Jerarquías taxonómicas

• Dominio → Reino → Filo → Clase → Orden → Familia → Género → Especie.
• Dominio: Categoría más amplia, agrupa a todos los seres vivos en Bacteria, Archaea y Eukarya.
• Reino: Agrupa organismos con características similares. (ej. Animalia, Plantae, Fungi).
• Filo o División: Agrupa clases con mismas caracteristicas similares. (ej. Chordata).
• Clase: Ordenes con características compartidas. (ej. Mammalia).
• Orden: Familias relacionadas. (ej. Carnivora).
• Familia: Géneros relacionados. (ej. Felidae).
• Género: Especies similares. (Panthera).
• Especie: Unidad básica de clasificación (ej. Panthera leo).

Nomenclatura Binomial

• Sistema que asigna un nombre científico de dos palabras en latín: el género (con inicial mayúscula) y el epíteto específico (minúscula) (ej. Homo sapiens).

Árboles Filogenéticos

• Árbol filogenético: Representación gráfica de las relaciones evolutivas, basada en ancestros comunes.
• Monofilético: Incluye un ancestro común y todos sus descendientes.
• Parafilético: Incluye al ancestro común, pero no a todos sus descendientes.
• Polifilético: Incluye especies sin un ancestro común inmediato.

Taxonomia

• Los organismos se agrupan taxonómicamente en un sistema jerárquico.

Dominios

• Bacteria (Eubacteria): organismos unicelulares procariotas sin núcleo definido, con pared celular de peptidoglicano.
• Archaea (Arqueas): procariotas similares a las bacterias, pero con diferencia en su estructura genetica y vieve en aguas termales.
• Eukarya (Eucariotas): con núcleo y orgánulos membranosos.

Análisis del Diagrama

• Dos taxones hermanos comparten un ancestro inmediato..
• Taxón basal: Se ramifica primero desde el ancestro común.
• Politomía: Rama se divide en tres o más linajes.
• Punto de divergencia: Separación de linajes.