“EL CONCEPTO DE HOMOLOGIA FILOGENETICA Y LA SELECCIÓN DE CARACTERES TAXONÓMICOS”

UNIVERSIDAD DE CARTAGENA  

SISTEMÁTICA VEGETAL

Conceptos teóricos: Filogenética

“EL CONCEPTO DE HOMOLOGIA FILOGENETICA Y LA SELECCIÓN DE CARACTERES TAXONÓMICOS”

1. ¿Cuáles son los principales criterios para seleccionar un carácter?

Para reconocer y definir un carácter se distinguen dos criterios:

1. Un buen carácter taxonómico muestra mayor variación entre unidades taxonómicas que dentro de una unidad taxonómica.
2. Esta variación es heredable e independiente de otros caracteres, es decir, no está genéticamente correlacionada con la de otros caracteres en un sentido evolutivo especifico.

Al mismo tiempo se puede decir que un buen carácter es uno que funciona como hipótesis a la homología.

1. ¿Qué es una hipótesis de homología filogenética? ¿Cuál es su importancia?

son suposiciones de datos u observaciones crudas de las muestras en un sistema de caracteres, por tanto, esta hipótesis debe ser evaluadas formalmente por métodos apropiados para conocer si es válida o de lo contrario. Como todo, al hacer una hipótesis tiene sus ventajas y desventajas, pero en este caso un taxónomo o un biólogo toma el riesgo para cumplir su objetivo en tener la posibilidad de acertar su conocimiento propuesto y así llegar a la verdad. Al no aplicar hipótesis como estas, se puede decir que se desconocerían muchas informaciones importantes y contribuyentes para la ciencia.

1. Defina rasgos, estado de carácter, transformación polarizada, caracteres discretos, homología, similitud, conjución, congruencia,         parsimonia.

Rasgo: es cualquier característica del organismo y se encuentran divididos en los que son describibles o cuantificables.

Estado de carácter: son las distintas variantes que pueden adoptar los caracteres.

Transformación polarizada: especifican la dimensión temporal de la transformación evolutiva entre los estados de un carácter. Polarizar consiste en postular que un estado es anterior o ancestral (plesiomorfico) y que transformo en otro estado posterior o derivado (apomorfico)

Caracteres discretos: son sólo los que se pueden tomar determinados valores

Homología: es un fenómeno particular que relaciona dos o más partes o procesos de organismo. Así como el fenómeno de la filogenia que relaciona dos o más taxas, el fenómeno de homología se puede ver como la relación entre características de organismos. Sin embargo, el concepto de homología es que todas las partes, funciones y procesos de los organismos están conectados históricamente en mayor o menor grado

Similitud: es un criterio que considera tres características posicionales básicas de un carácter que son: topografía geometría y relación con otras partes del organismo.

Conjunción: se presenta cuando dos rasgos diferentes se observan por separado en dos taxa, pero un tercer taxón ambos estados se presentan invariablemente en el mismo organismo. La presencia conjunta de dos estados discretos de un carácter en el mismo organismo permite entonces deducir que se trata de dos caracteres independientes en vez de uno solo.

Congruencia:

Parsimonia: es escoger entre hipótesis alternativas homología vs. No- homología como explicaciones de la distribución jerárquica de caracteres. Este criterio se aplica cada vez que se postula que el mismo estado de un carácter presente en dos o más taxa se originó por un ancestro común (homología) es vez de postular que la similitud se originó e cada taxón (homoplasia).

1. ¿Por qué se considera que los métodos cladisticos son los más robustos?

Porque no es posible saber con exactitud si hay o no homología filogenética entre estados de caracteres o entre procesos. Aun en el caso de los caracteres moleculares como las secuencias genéticas, las hipótesis de homología taxica y transformacional siguen dependiendo de un proceso de inferencia. En cuanto los caracteres morfológicos, las causas proximales de similitudes (homología biológica) se pueden describir en términos de trayectorias ontogénicas y canalizaciones comunes o de los mismo sistemas genéticos y regulatorios, pero estos procesos a su vez han cambiado históricamente y por lo tanto pueden ser homólogos filogenéticamente.

1. Indique las principales presunciones en métodos cladisticos.
2. Por qué es importante la jerarquización?

1. ¿Qué es homología? Defina los diferentes tipos de homología.

Tipos de homología.

En cada nivel estructural, existen dos tipos de homología o correspondencia. Se pueden comparar las partes o estructuras del mismo organismo o la correspondencia es entre organismos diferentes.

Homología iterativa. La correspondencia molecular, genética, ontogenética, etc que existiría entre diferentes estructuras o procesos del mismo organismo Por ejemplo entre copias del mismo gen, partes repetidas del mismo órgano (dedos), etc.

Homología filogenética. La correspondencia histórica a nivel molecular, genético, ontogenético, etc. entre características o procesos de diferentes organismos. Relación entre partes de organismos por compartir la misma historia filogenética o ancestro común.

Homología Filogenética

En el plano ontológico, la expectativa teórica del concepto de homología filogenética es que todas las partes, funciones y procesos de los organismos a todos los niveles de homología están conectados históricamente en mayor o menor grado (Frost y Kluge, 1994). Por lo tanto, no es difícil visualizar que existen varios niveles y tipos de homología filogenética correspondientes con la estructura jerárquica de la vida al nivel de moléculas, genes, desarrollo, etc. (Roth, 1994). La profundidad histórica recuperada es diferente a cada nivel. Algunas comparaciones solo tienen alcance en la escala del tiempo de una generación (según la especie en cuestión). Otras comparaciones, por ejemplo, la presencia de núcleo en las células, penetran en la historia profunda de la vida. La combinación de distintas estructuras comparadas da un alcance escalonado a distintos tiempos de la historia de cada grupo estudiado filogenéticamente.

La relación histórica entre características de dos o más organismos puede ser de dos tipos:

Homología taxica. La relación histórica entre estados similares observados entre grupos de organismos. "Homología táxica" es la correspondencia del mismo rasgo entre diferentes organismos debido a la herencia sin modificación a partir de un ancestro común que tenía ese rasgo. La similitud que existe entre partes o procesos de dos o más organismos pero que no es resultado de ancestria común es "homoplasia".

Homología transformacional. La relación histórica entre estados diferentes, cada uno observado en grupos de organismos. "Homología transformacional" es una correspondencia entre dos (o más) rasgos diferentes debido a modificaciones históricas de un estado en el otro. Este es el concepto central que captura y expresa las hipótesis de cambio de estados como marcadores de la diversificación de linajes. La selección de un carácter como taxonómico y el reconocimiento de estados implica una hipotesis de homologia transformacional. Cada estado marca el origen de un linaje. Empiricamente entonces podemos reconocer linajes cuando examinamos la variacion de un caracter y logramos discernir la existencia de estados.

El conjunto de los estados de un caracter es conocido como "serie transformacional" (Wiley, 1981). Este tipo de hipotesis consiste en declaraciones explicitas del orden de estados y de la secuencia temporal de estados previos y derivados de la modificación. Cada uno de los dos componentes (orden y polaridad) se infieren por medio de metodos distintos. Un universo empirico frecuentemente aludido como base (aunque muy cuestionado) para la proposicion de "series de transformacion" son las transformaciones observadas en la ontogenia. Otro enfoque consiste en el examen de las transformaciones implicitas en el cladograma ("transformation series analysis"). Bajo este enfoque las hipotesis de homologia transformacional y la identificacion de los estados anteriores y posteriores al cambio son un resultado del analisis cladistico.

Plesiomorfia. El estado preexistente a la transformacion se denomina plesiomorfico. Cuando el estado ancestral es una similitud compartida en varias unidades de muestreo (poblaciones, taxa) la similitud se denomina "simplesiomorfia". Si la serie de trasnformacion del caracter incuye tres estados o mas (0, 1, 2), un estado da origen a otro y este a su vez es el preexistente respecto al tercero. En una secuencia asi, el estado intermedio es apomorfico respecto al primero y plesiomorfico respecto al tercero.

Apomorfia. El rasgo posterior al cambio se nombra "apomorfia". Cuando el estado es una similitud compartida por varias unidades de muestreo, la similitud se denomina "sinapomorfia". Como en el caso de la "plesiomorfia", la designacion es relativa en la secuencia temporal de cambios de estado. Todos los estados de un caracter son "apomorfias" a algun nivel, el nivel que corresponde a su aparicion como novedad filogenetica en un linaje particular.

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