Tema 32: La Clasificación de los Seres Vivos PDF

# Tema 32: La clasificación de los seres vivos ## INDICE - 1. INTRODUCCION - 2. TAXONOMIA Y NOMENCLATURA - 2.1. La clasificación de los seres vivos - 2.2. Nomenclatura binomial. - 3. LOS CINCO REINOS. RELACIONES EVOLUTIVAS. - 3.1. Los cinco reinos. - 3.2. La clasificación en los tr...

# Tema 32: La clasificación de los seres vivos ## INDICE - 1. INTRODUCCION - 2. TAXONOMIA Y NOMENCLATURA - 2.1. La clasificación de los seres vivos - 2.2. Nomenclatura binomial. - 3. LOS CINCO REINOS. RELACIONES EVOLUTIVAS. - 3.1. Los cinco reinos. - 3.2. La clasificación en los tres dominios de Woese. - 4.- LOS VIRUS Y SU PATOLOGÍA. - 4.1. Estructura, clasificación y origen de los virus. - 4.3. Ciclo vírico - 4.3. Patología de los virus. - 5. OTRAS FORMAS ACELULARES. - 6. BIBLIOGRAFIA ## 1. INTRODUCCION A lo largo de la historia el hombre ha tratado de clasificar los seres vivos conocidos para su estudio y una mejor comprensión de la biodiversidad de la Tierra. Los primeros sistemas de clasificación se basaban en criterios morfológicos y la presencia de órganos análogos, esto es, órganos que tienen la misma función como, por ejemplo, las aletas de peces. En este contexto fue Linneo el primero que estableció una clasificación con base científica, la cual ha llegado hasta nuestros tiempos. En los últimos años, los avances en biología molecular y biología evolutiva han permitido establecer nuevos criterios de clasificación que reflejan mejor las relaciones evolutivas que hay entre los distintos organismos. En este tema analizaremos las bases de la taxonomía y la clasificación de los seres vivos. Una segunda parte la dedicaremos al estudio de los virus, como elementos que están en la frontera entre los seres vivos y los seres inertes y son una de las principales fuentes de enfermedades humanas. Atendiendo a la legislación, este tema puede contribuir para el desarrollo de los contenidos del "Bloque 3. La biodiversidad en el planeta Tierra" de la materia de Biología Y Geología del primer ciclo de la ESO y "Bloque 4. La biodiversidad" de Biología y Geología de 1Bch según lo establecido en el RD 1105/2014 por el que se establece el currículo básico de la Educación Secundaria Obligatoria y del Bachillerato. ## 2. TAXONOMIA Y NOMENCLATURA ### 2.1. La clasificación de los seres vivos En la actualidad existen más de cinco millones de especies de organismos vivos conocidos y para poder estudiarlos se necesita clasificarlos y nombrarlos adecuadamente. Ya en la antigüedad Aristóteles estableció una clasificación de los animales divididos en dos grupos, los que presentaban sangre y los que no. Sin embargo no fue hasta el siglo XVIII cuando el naturalista sueco Carl Linneo estableció las bases del sistema de clasificación actual de los seres vivos y un sistema de nomenclatura que también ha llegado hasta nuestros días en su obra "Systema naturae". Linneo estableció una clasificación de organismos basada en la homología por presencia de características morfológicas comunes. En este sentido cabe mencionar que órganos homólogos son aquéllos que presentan la misma estructura aunque desempeñen funciones totalmente diferentes. Para Linneo, las diferencias en el funcionamiento eran triviales (como por ejemplo el ala de un murciélago y la aleta de un cetáceo) mientras que la homología proporcionaba una base firme para clasificar los organismos. Esta clasificación basada en órganos homólogos está en consonancia con la idea de la evolución ya que representa una clasificación basada en el parentesco natural de los seres vivos, es decir, los seres vivos que tengan en común órganos homólogos están relacionados entre sí por el hecho de haber heredado sus órganos homólogos de un antepasado común. La homología es una semejanza de caracteres que resulta de una ascendencia común y la clasificación refleja el grado de parentesco entre organismos: con base en ella puede construirse un árbol genealógico que muestre la historia evolutiva de un grupo (su filogenia). ### 2.2. Nomenclatura binomial. Linneo estableció un sistema de nomenclatura para las especies, denominado nomenclatura binomial, que ha llegado hasta nuestros días. Este sistema es único y universal por lo que se evita el problema del uso de nombre comunes que varían en cada idioma, incluso en diferentes regiones del mismo país. Cada especie tiene un nombre único que consta de dos palabras. La primera, escrita con mayúscula, corresponde al nombre del género al que pertenece el organismo y la segunda, siempre con minúscula, se refiere a la especie. Linneo utilizó palabras de origen latino pero al aumentar extraordinariamente el número de especies descubiertas se han acuñado palabras nuevas a las que se da forma latina. La totalidad del nombre de la especie debe ir en cursiva. A veces aparece otro nombre (o su inicial), no escrito en cursiva, detrás del nombre científico, referido al nombre (o inicial) del taxónomo que lo acuñó por primera vez. En ocasiones, se incluye también en el nombre científico la subespecie. ## 3. LOS CINCO REINOS. RELACIONES EVOLUTIVAS. ### 3.1. Los cinco reinos. Desde los tiempos de Aristóteles, la mayoría de los biólogos se limitaban a dividir el mundo de los seres vivos en dos reinos, las plantas y los animales. Dentro de las primeras se agrupaban los organismos verdes desprovistos de locomoción y, en los segundos, los organismos no verdes con dicha capacidad. Cuando se inició la exploración del mundo microbiano se hizo aun más complejo el problema de la clasificación. Así, por ejemplo, Euglena (flagelado verde) tenía características tanto de planta como de animal; las bacterias fueron clasificadas de forma arbitraria por los botánicos dentro del reino vegetal y los hongos mucosos por los zoólogos dentro del reino animal, etc. Haeckel en el siglo XIX sugirió que las dificultades podrían evitarse admitiendo un tercer reino, los protistas, que incluyese a los protozoos, algas, hongos y bacterias. Sin embargo, gracias a los avances en las técnicas de microscopía se apreció la profunda diferencia estructural existente entre las células procarióticas y las eucarióticas, por lo que bacterias y cianobacterias se separaron de los protistas para constituir ellas solas el reino Prokariota. Posteriormente, dentro de los eucariotas, los hongos se separaron en un reino aparte, Fungi. En 1969, el biólogo americano Robert Whittaker propuso una división en cinco reinos basada en tres criterios: complejidad estructural, forma de nutrición y forma de reproducción. Sus discípulos Margulis y Schwartz., en 1985, modificaron parcialmente su sistema con la incorporación de algunos grupos a los protistas para formar el reino protoctista. - **Monera.** Caracterizado por su organización procariótica, por su reproducción por fisión simple y por presentar todos los tipos posibles de nutrición (autótrofa y heterótrofa). - **Protoctista.** Formado por organismos eucarióticos unicelulares, cenocíticos multicelulares con poca o ninguna diferenciación de células y tejidos. Abarca a las algas, a los protozoos y a los hongos mucilaginosos. - **Fungi (Hongos).** Constituido por formas cenocíticas o pluricelulares eucarióticas heterótrofas no fotosintéticas cuyas células tienen, al menos en la fase de reproducción, paredes celulares de quitina o celulosa o de ambas sustancias. Tienen una estructura vegetativa denominada micelio formado por filamentos llamados hitas. Forman esporas y tienen digestión externa. - **Plantae.** Formado por especies eucarióticas multicelulares con tejidos bien diferenciados que realizan fotosíntesis. - **Animalia.** Sus miembros tienen en común el ser eucariotas no fotosintéticos multicelulares con tejidos especializados; sus células carecen de pared y se alimentan por ingestión. ### 3.2. La clasificación en los tres dominios de Woese Todos estos sistemas de clasificación se han erigido sin ningún tipo de referencia a las relaciones filogenéticas entre los distintos organismos. Sin embargo, las nuevas investigaciones, basadas en la información filogenética obtenida a partir de los datos moleculares, apuntan hacia una diferenciación evolutiva muy temprana de los organismos en tres grupos principales: eucariotas, arqueobacterias y eubacterias. Las arqueobacterias (o arqueas) están más próximos filogenéticamente a los eucariotas que al resto de procariotas (esto es, serían el grupo hermano de los eucariotas). De acuerdo con esto, Woese propuso una división de los organismos, generalmente aceptada en la actualidad, en tres dominios: Eucarya (eucariotas), Archaea (arqueos o arqueobacterias) y Bacteria (eubacterias). **Dominio Bacteria** Incluye a organismos con organización procariota y membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de diacil-glicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (16S-rRNA) es del tipo eubacteriano, es decir, posee un bucle entre las posiciones 500-545. **Archaea** Incluye a organismos con organización procariota y membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de glicerol isoprenoides o tetraésteres de diglicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (16S-rRNA) es del tipo arqueobacteriano, es decir, tiene una estructura única entre las posiciones 180-197 ó 405-498. **Eucarya** Incluye a todos los organismos con organización eucariótica (animales, protozoos, plantas, hongos y algas) Tienen membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de acil-glicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (18S-rRNA) es del tipo eucariota, es decir, posee una estructura única entre las posiciones 585-655. ## 4.- LOS VIRUS Y SU PATOLOGÍA. Los virus son parásitos intracelulares que se encuentran en la frontera entre lo vivo y lo inerte, capaces de replicarse con la ayuda de la célula huésped. Fueron descubiertos por Ivanowsky con un experimento con el cual estableció que el agente causante del mosaico del tabaco era más pequeño que cualquiera de las bacterias conocidas. Para ello hizo pasar un extracto de hojas enfermas a través de un filtro de porcelana con poros suficientemente finos para como para bloquear el paso de las bacterias y demostró que el filtrado continuaba siendo altamente infectivo. Los virus son agentes infecciosos que constan de una molécula de ácido nucleico rodeada por una envoltura proteica. A continuación veremos los principales aspectos relacionados con la estructura de los virus, su ciclo vírico y su relevancia como agentes patógenos ### 4.1. Estructura, clasificación y origen de los virus. Las partículas víricas, denominadas viriones, están formadas por una molécula de ácido nucleico que puede ser RNA o DNA de cadena simple o doble, lineal o circular. El material genético está rodeado por una cubierta de proteína, denominada cápsida, formada por la asociación de muchas subunidades proteicas o capsómeros. Al complejo de ácido nucleico y proteína se le denomina nucleocápsida. Los virus que sólo poseen nucleocápsida se denominan desnudos; sin embargo, muchos virus animales poseen además una envoltura con la estructura típica de membrana y se les conoce como virus con envoltura o virus complejos. Existen diversos tipos de cápsidas: - **Helicoidales.** Están formadas por asociación de subunidades de proteína idénticas agrupadas en torno a la molécula de ácido nucleico. Es la envoltura por ejemplo de los ortomixovirus (como el virus de la gripe). - **Icosaédricas.** Los capsómeros están ordenados formando una cubierta poliédrica habitualmente compuesta por 20 caras triangulares (un icosaedro). La presentan, por ejemplo, los picornavirus (como el virus de la hepatitis A o de la polio). - **Complejas.** Son típicas de bacteriófagos, compuestas por una estructura poliédrica (denominada cabeza) conectada a una estructura helicoidal (la cola). El ácido nucleico está situado dentro de la cabeza y la cola sirve de órgano para insertar el material genético en la célula huésped. Presentan unas fibras terminales que le sirven de anclaje a la cubierta celular. - **Virus complejos** tienen la nucleocápsida rodeada de una envoltura formada por una doble capa de fosfolípidos, es decir, con estructura típica de membrana que obtienen al salir de la célula huésped. En el genoma del virus se encuentran los genes víricos que codifican las proteínas de la cápsida y otras proteínas virales que pueden estar incluidas en la cápsida como la retrotranscriptasa en el caso de retrovirus. Los virus pueden clasificarse por el tipo de célula hospedadora en virus animales, vegetales y bacteriófagos. Otros criterios usuales en las clasificaciones de los virus son la naturaleza de su ácido nucleico, su tamaño, la arquitectura de su cápsida, la presencia de envoltura o la estructura del ácido nucleico. La nomenclatura binomial no se utiliza con los virus. En su lugar, los virus se nombran bien por la enfermedad que originan (virus de la hepatitis B) o bien con letras y números (T2). Sin embargo, por analogía con los demás organismos, se les agrupa en géneros (sufijo -virus), subfamilias (-virinae) y familias (-viridae). Por ejemplo, el virus de la viruela pertenece al género Orlhopoxvirus, a la subfamilia Chordopoxvirinae y a la familia Poxviridae. Para explicar el origen de los virus se han desarrollado dos hipótesis. Una propone que los virus son consecuencia de la degeneración de microorganismos que alguna vez fueron parásitos obligatorios de otras células, a tal grado que se convirtieron en parásitos intracelulares y perdieron paulatinamente todos los componentes necesarios para desarrollar un ciclo de vida libre independiente de la célula hospedera. La otra hipótesis propone que los virus se originaron a partir fragmentos de ácidos nucleicos que fueron capaces de rodearse de una envoltura proteica y existir fuera del entorno celular. ### 4.3. Ciclo vírico El ciclo de multiplicación tiene lugar cuando el virión penetra en la célula hospedadora y utiliza la maquinaria replicativa de ésta para generar nuevas partículas víricas. Este proceso recibe el nombre de ciclo lítico porque conduce a la destrucción (lisis) de la célula parasitada. Algunos virus, sin embargo, penetran en las células hospedadoras y permanecen en ellas sin producir nuevas partículas víricas completas; estos virus siguen un ciclo lisogénico. **Ciclo lítico** En todos los ciclos líticos de multiplicación viral se pueden distinguir unas etapas comunes: fijación o adsorción, penetración, replicación y síntesis de capsómeros, ensamblaje de los nuevos virus y lisis o liberación. - **Fase de fijación:** El ciclo de multiplicación de los virus animales y bacterianos se inicia con una colisión entre el virión y una célula sensible: una estructura existente sobre la superficie del virión se une a un componente molecular específico (el receptor) que está sobre la superficie de la célula. En los virus poliédricos desnudos, una de las proteínas de la cápsida es la causante de la adsorción. Los virus con envoltura tienen glucoproteínas incrustadas en la membrana que se adsorben a los receptores que hay en las membranas de las células hospedadoras. En el caso de los fagos complejos, sus colas se adsorben a receptores específicas que hay en la superficie de la célula. Precisamente la presencia de esos receptores es la que determina la susceptibilidad de la célula para ser infectada por un virus concreto. - **Fase de Penetración:** Los virus vegetales penetran en sus hospedadores a través de grietas de la pared celular. En virus animales sin envoltura la penetración tiene lugar por paso directo a través de la membrana, por endocitosis o por fusión de membranas en virus con envolturas. El ácido nucleico de los virus vegetales y animales entra en la célula todavía encerrado en su cápsida y es liberado en el citoplasma o en el núcleo. En los fagos, la cápsida suele permanecer unida a la superficie de la célula mientras el ácido nucleico penetra en el citoplasma. - **Fase de síntesis o de eclipse.** En ella no se observan virus en el interior celular, pero es en esta fase cuando tiene lugar la replicación del ácido nucleico y la síntesis por la maquinaria celular de las proteínas estructurales y enzimáticas víricas. - **Ensamblaje o maduración.** Los capsómeros se reúnen formando la cápsida, y el ADN vírico se pliega y penetra en la cabeza. - **Fase de lisis o liberación.** Muchos virus vegetales y animales y la mayoría de los fagos producen la lisis de la célula hospedadora y son liberados al medio. Los virus con envoltura pueden salir de la célula por gemación, arrastrando parte de la membrana sin daño aparente para la célula hospedadora. **Ciclo lisogénico** Algunos virus, como el fago lambda (1) que infecta a E. coli, pueden incorporar su ácido nucleico al genoma del hospedador, replicándose con él y transmitiéndose de generación en generación. A estos virus se les denomina virus atenuados o profagos. El ADN del profago puede permanecer en forma latente varias generaciones, hasta que un estímulo induzca la separación del profago del cromosoma bacteriano, iniciando un ciclo lítico típico. ## 4.3. Patología de los virus. Los virus son agentes que causan un gran número de enfermedades infecciosas por su naturaleza de parásitos intracelulares y su capacidad de destruir la célula hospedadora. Entre los principales agentes patógenos en humanos tenemos: - **Los herpesvirus.** Causan la varicela que se adquiere por vía respiratoria o por contacto con la persona infectada. Se caracteriza por la aparición de pequeñas ampollas que revientan y quedan cubiertas por una costra cicatrizando posteriormente sin dejar señal. - **Entre los poxvirus** cabe mencionar el virus de la viruela, la enfermedad vírica más letal de la historia, altamente contagiosa y caracterizada por fiebre alta, cansancio y un exantema de manchas rojas que se convierten en ampollas que revientan dejando cicatrices como resultado. Sin tratamiento efectivo, actualmente parece haberse extinguido como consecuencia de la amplia y extensiva inmunización utilizando el virus de la vacuna (también un poxvirus). - **Los picornavirus** incluyen dos grupos principales; los rhinovirus, que producen la mayoría de los catarros, y los enterovirus, que generalmente causan enfermedades intestinales leves. - **Los orthomyxovirus** incluyen al virus de la gripe, enfermedad del tracto respiratorio superior. - **Los paramyxovirus** producen el sarampión, las paperas y la rubéola, enfermedades altamente contagiosas aunque ya raras como resultado de la extensiva vacunación a los niños. - **Los rhabdovirus** causan en el hombre la rabia. El virus se replica en las neuronas y va emigrando de neurona en neurona desde el punto próximo al mordisco, desplazándose hacia el cerebro. - **Los retrovirus** son virus RNA con envoltura entre los que se encuentra el virus VIH (virus de la inmunodeficiencia humana), causante del SIDA. Se transmite por la sangre o el semen y produce una depresión general del sistema inmunitario al destruir los linfocitos Th. ## 5. OTRAS FORMAS ACELULARES A parte de los virus existen en la naturaleza otras formas acelulares que carecen de estructura celular, no pueden alimentarse ni crecer y, aunque son capaces de reproducirse, sólo lo hacen dentro de una célula huésped. Estas formas acelulares son: - **Viroides.** Son los agentes infecciosos más pequeños que se conocen. Están formados por moléculas de ARN monocatenario de unos 400 nucleótidos, sin cápsida proteica. Se han descrito como parásitos en plantas superiores. La molécula de ARN se localiza en el núcleo y su replicación depende por completo de la célula huésped. Actúan interfiriendo en la expresión de los genes nucleares y producen una sintomatología en las plantas infectadas similar a la que provocan los virus: malformaciones, necrosis, etc. Son transmitidos habitualmente por insectos. - **Priones.** Existe un grupo de enfermedades, entre las que se encuentre el scrapie de las ovejas, el síndrome de Creutzfeldt-Jakob, o la encefalitis espongiforme bovina o enfermedad de las vacas locas que afecta al sistema nervioso tanto en animales como en humanos. Estas enfermedades son producidas por una proteína a la que Prusiner denominó prion (partícula infecciosa proteínica), caracterizada por la carencia absoluta de ácido nucleico. Los resultados experimentales sugieren que la acción patógena de los priones está muy relacionada con la forma modificada (denominada PrP) de una proteína natural existente en el organismo que, al entrar en contacto con las proteínas originales, las induce a adoptar la forma anómala del prión, mediante un mecanismo todavía desconocido. Todo ello en una acción en cadena que acaba por destruir la operatividad de todas las proteínas sensibles. El cambio de conformación consiste en que regiones alfa-hélice de la zona central de la molécula se transforman en lámina beta. El cambio ocurre únicamente a nivel estructural ya que la secuencia de las dos proteínas es la misma. Por el descubrimiento de los priones se le concedido el premio Nobel de Medicina de 1997 al norteamericano Stanley B. Prusiner. ## 6. BIBLIOGRAFIA - Alberts, B. y cols (2004). Biología molecular de la célula. Ed. Omega Barcelona. - Curtis, H. y cols (2000): "Biología" Ed. Médica Interamericana.