• Aspectos epistemológicos

• Principios, Conceptos básicos

• Implicancia del análisis cladístico

CLADISTICA(Sistemática Filogenética)

INTRODUCCIÓN A:

¿Qué es la cladística?

Método científicoHipotetizar relaciones entre los organismosAncestralidad compartida

Como tal:

Tiene sus propios supuestos y procedimientos

CLADISTICA

Desarrollo histórico

Relación entre sistemática y filogenia

Charles Darwin

Fue el primero en reconocer que la jerarquía sistemáticarepresenta (aunque en forma grosera)la historia evolutiva

"The affinities of all the beings of the same class have sometimes been represented by a great tree... As buds give rise by growth to fresh buds, and these if vigorous, branch out and overtop on all sides many a feebler branch, so by generation I believe it has been with the great Tree of Life, which fills with its dead and broken branches the crust of the earth, and covers the surface with its ever branching and beautiful ramifications."

Charles Darwin, 1859

El origen de las especies

Ernst Haekel(1834-1919)

Teoría de la recapitulación

Morfología- Anatomía- Morfogenia

- Ontogenia- Filogenia

Primeras aproximaciones. Árboles evolutivos de Haekel

Morfología general de los organismos Pedigree del hombre (1874)

Evolucionismo

FenéticaA través de la metodología científica no es posible inferir el patón de ancestralidadcompartida de un grupo. Por lo tano, se deben agrupar a los organismos sobre la base de la similitud global

Filogenía. No lograron desarrollar una metodología objetiva (reproducible) para construir las filogenias

Filogenia de los actinopterígios (tomado de Carroll, 1988)

Árbol evolutivo

Willi Hennig (1913-1976)Entomólogo alemán

CLADISTICA

Es posible inferir ancestralidades compartidas de un modo científico.Los atributos derivados y compartidos por un conjunto de taxones – evidencia de ancestralidad común.

Definición precisa de relación biológica, y propuso un método para poder descubrir esas relaciones entre los grupos de organismos

CLADISTICA

1950. Grundzüge einer Theorie der PhylogenetischenSystematik

1965. Phylogenetic Systematics

1968. Elementos de una Sistemática Filogenética.(EUDEBA)

La cladística es, actualmente, el mejor método disponible para:

o Análisis filogenéticos

o Proveer hipótesis explícitas de las relaciones entre los organismos

o Los árboles (cladogramas) representan estas hipótesis de relaciones de ancestralidad compartida

CLADISTICA

Conceptos básicos de la cladística

• La naturaleza tiene una estructura jerárquica dada por sus relaciones de parentesco.

• Los miembros de un grupo comparten una historia evolutiva común y están mas cercanamente relacionados entre sí que con los miembros de otros grupos. Solo esta ancestralidad común (monofilia) expresa las relaciones filogenéticas.

• Estos grupos que incluyen al antecesor común y a todos sus descendientes (clados o grupos monofiléticos) se reconocen porcompartir estados derivados o sinapomorfías

CLADISTICA

Apormofía --- Sinapomorfía(similitud debida a antecesor común)

Plesiomorfía --- Simplesiomorfía(similitud generalizada)

Autapomorfía

CLADISTICA

Método CientíficoAproximaciones científicas

Inductivismo

Inductivismo vs Deductivismo

--------- El conocimiento científico se acumula a través de la observación repetida de los hechosse elaboran por inducción leyes generales

Deductivismo --------- Las observaciones dependen de la teoría. Método hipotético-deductivo: el conocimientocientífico deriva de formulación de teoríasque implican ciertas predicciones (deducciones) que pueden ser juzgadas mediante la observación

CLADISTICA

• Cuando varias hipótesis compiten deben ser sometidas a contrastación (o falsación).

• Aquellas que superen el test serán aceptadas, en tanto que las que no lossuperen deben ser reemplazadas por otras conjeturas

Karl Popper (1902-1994)

Falsacionismo

Metodología cladística

• Hipótesis• ¿cuáles podrían ser nuestras hipótesis?

Ave CocodrilosTheropodo

• Hipótesis

Clasificación biológicaCLADISTICA

• Hipótesis• ¿cuáles podrían ser nuestras hipótesis?

Ave CocodrilosTheropodo

Clasificación biológicaCLADISTICA

• Hipótesis -------------------------------- Cladogramas

Ave CocodrilosTheropodoAve CocodrilosTheropodo

Clasificación biológicaCLADISTICA

• Hipótesis -------------------------------- Cladogramas

• Ley general en que se apoyan las H

Relaciones genealógicas entre los taxones

Ave CocodrilosTheropodo

HIPÓTESIS 1HIPÓTESIS 2

son producto de la evolución

Clasificación biológicaCLADISTICA

• Hipótesis ---------------------------------------- Cladogramas

• Ley general en que se apoyan las H ----------- Relaciones genealógicas entre los taxones son producto de la evolución

• Principio auxiliar ------------------------------------- Dichas relaciones pueden ser reconstruidas a través de la similitud homóloga

• Principios auxiliares para elección de H -------- Aproximaciones para analizar lasrelaciones filogenéticas: Simplicidad

Máxima verosimilitud

Análisis Bayesiano

Clasificación biológicaCLADISTICA

Criterio que minimiza el número de supuestos ad-hoc

que deben ser formulados para explicar un conjunto de observaciones

Temp. 1 Ep. 3: Navaja de Occam

CLADISTICA(parsimonia)Simplicidad

• Principio para evaluar las observaciones, atribuido a William Ockham(1288 –1348) . Navaja de Ockham u Occam

• Principio metodológico para la elección de hipótesis que compiten entre sí para explicar los datos de la forma más simple.

En un contexto filogenético

• No es un enunciado sobre evolución

• Criterio para elegir entre hipótesis

Criterio que minimiza el número de supuestos ad-hocparalelismos, reversiones

que deben ser formulados para explicar un conjunto de observaciones conjunto de caracteres

Simplicidad (parsimonia)

Supuesto ad-hoc son supuestos por encima del número mínimo necesario

CLADISTICA

Cuanto mayor es la cantidad de caracteres que pueden interpretarse como sinapomorfías, mejor soportada (justificada) la monofilia de un grupo

Willi Hennig (1913-1976)

o Relaciones biológicas en términos relativos (no absolutos)

o Método mediante el cual esas relaciones puedan ser descubiertas

o El análisis cladístico: hipotetiza o establece relaciones entre grupos hermanos y las expresa en forma de cladogramas

Aportes fundamentales: definición precisa de relación biológica, y propuso un método para poder descubrir esas relaciones

CLADISTICA

Método mediante el cual esas relaciones puedan ser descubiertas

Análisis de caracteres Hipótesis relacionesentre grupos hermanos

CLADISTICA

La naturaleza tiene una estructura jerárquica(dada por las relaciones genealógicas entre taxones)

CLADISTICA

Homo sapiens Pan Gorilla Orangutan Hylobates

Este patrón se representa mediante cladogramas jerárquicos que expresan ancestralidad compartida

CLADISTICA

Fordyce & Marx, 2018

Los cladogramas se construyen de forma tal que los cambios de unestado de carácter a otro sean mínimos (simplicidad o “parsimonia”)

Hennig no usó en su obra el término en forma explícita El uso del criterio de parsimonia queda evidenciado en laformulación por parte de Hennig del “principio auxiliar” que establece que la convergencia no debe asumirse a priori

CLADISTICA

Los cladogramas se construyen de forma tal que los cambios de unestado de carácter a otro sean mínimos (simplicidad o “parsimonia”)

Ave Theropodo Cocodrilos AveTheropodoCocodrilos

CLADISTICA

Ave Theropodo Cocodrilos

CLADISTICA

Clado: grupo de organismos que incluye al antecesor común y a todos sus descendientes. Cada una de las áreas sombreadas representa un clado

Dinosauria

Arcosauria

Squamata

Diápsida

Los clados se reconocen por los caracteres derivados compartidos (sinapomorfias) de sus miembros

1. Pubis orientado posteriormente 2. Miembros anteriores elongados y manus

ungeal3. Carpal en forma de medialuna (muñeca

flexible) 4. Huesos penumáticos5. Reducción y elevación de la cola 6. Metatarsales alargados7. Cuello curvado en forma de “S” 8. Posición erecta (miembros post.debajo del

cuerpo) 9. Microstructura similar de la cáscara de los

huevos10. Dientes con constricción entre raíz y corona 11. Reestructuración funcional del miemrbo

anterior12. Senos penumáticos del cráneo 13. Cinco o más vértebras incorporadas al sacro 14. Forma de la escápula15. Clavículas fusionadas (furcula)

Maniraptora

1. Fenestra antorbitaria2. Compresión lateral de los dientes3. Corazón tetracamerado4. Senos paranasales

Arcosauria

Los clados se reconocen por los caracteres derivados compartidos (sinapomorfias) de sus miembros

1. Dos fenestras temporales2. Una fenestra suborbital3. Radio elongado (70%-90% de la longitud del húmero) 4. Músculos temporales orig.dorsolateralmente en el cráneo5. Escamosal en la región posterior del cráneo6. Cuadrado emarginado posteriormente7. Proceso dorsal del stapes osificado8. Proceso retroarticular alargado9. Sin cleitron10. Quinto tarsal distal ausente

Diápsida

Los clados se reconocen por los caracteres derivados compartidos (sinapomorfias) de sus miembros

DinosauriaSquamata

Arcosauria

Diápsida

La relaciones hipotetizadas por un cladograma se pueden expresar en un clasificación filogenética. Los grupos que forman una clasificaciónfilogenética son monofiléticos (=clados)

Como se lee un cladograma:

Taxon A Taxon B Taxon C

A y B son grupos hermanosC es el grupo externo

a A y B

Antecesor comúnde A y B

Grupos hermanos: ramas que se originan en el mismo nodo del cladograma

Grupos hermanos: ramas que se originan en el mismo nodo del cladograma

CLADISTICA

Dos fenestras temporalesSinapomorfías

Anápsido(sin fenestras)

Diápsido(dos fenestras)

La condición primitiva (plesiomórfica) o derivada (apomórfica) son relativas Dependen de su distribución en los distintos niveles de la jerarquía taxonómica

Diápsida

La condición primitiva (plesiomórfica) o derivada (apomórfica) son relativas Dependen de su distribución en los distintos niveles de la jerarquía taxonómica

Arcosauria

Dos fenestras temporalesSimplesiomorfía

La condición primitiva (plesiomórfica) o derivada (apomórfica) son relativas.Dependen de su distribución en los distintos niveles de la jerarquía taxonómica

Simplesiomorfías

Arcosauria

Dos fenestras temporales