Clasificación de los Seres Vivos y Sistemática

La Sistemática se define como la organización del conocimiento sobre la diversidad de los seres vivos. Dentro de esta, la Taxonomía se encarga de organizar jerárquicamente a los organismos, mientras que la Nomenclatura binomial asigna nombres específicos a las especies.

Sistemática y Filogenia

La Sistemática → Filogenia consiste en la clasificación de los seres vivos en grupos basados en su historia evolutiva. Para ello, se emplean diversos métodos:

• Análisis morfológico: Estudia las similitudes en la forma entre organismos y sus caracteres morfológicos.
• Análisis molecular: Compara secuencias de ADN, ARN y proteínas.

Tipos de Sistemática y Representaciones Gráficas

Existen diferentes enfoques dentro de la sistemática:

• Sistemática evolutiva: Se basa en semejanzas morfológicas y cambios acumulados en el proceso evolutivo.
• Sistemática cladística: Surge principalmente de los análisis moleculares.

Para visualizar estas relaciones, se utilizan:

• Árbol filogenético: Representación general de la relación evolutiva.
• Filograma: La longitud de las ramas representa el tiempo de sistemática.
• Cladograma: Representa el análisis cladístico; en este caso, la longitud de las ramas no representa el tiempo.

Taxonomía y Nomenclatura

La Taxonomía es la disciplina de la sistemática que agrupa a los seres vivos en taxones (que son el resultado del estudio sistemático). Los caracteres taxonómicos son las características diferenciadoras de dichos taxones.

Bajo la Nomenclatura binomial, no puede haber dos taxones con el mismo nombre. El nombre de la especie se escribe en latín, en cursiva o subrayado, y consta de dos palabras:

1. Género: La primera palabra, siempre en mayúscula.
2. Nombre específico: La segunda palabra, siempre en minúscula.

La clasificación se establece según el autor. Los principales taxones actuales son: Bacteria, Archaea, Protozoa, Chromista, Fungi, Plantae y Animalia.

Mecanismos Evolutivos

Microevolución y Variabilidad

La Microevolución se refiere a la variabilidad genética en una población impulsada por la selección natural. Esta variabilidad genética surge de cambios aleatorios originados por la reproducción y otros factores:

• Mutación: Cambios en el ADN.
• Migración: Flujo génico entre poblaciones.
• Deriva genética: Desaparición aleatoria de genes.
• Selección natural: Ventajas heredables que permiten una reproducción diferencial.

Tipos de Selección Natural

• Selección estabilizante: Favorece los fenotipos intermedios.
• Selección disruptiva: Favorece los fenotipos extremos.
• Selección direccional: Se favorece un único fenotipo extremo.

Especiación

La Especiación es el proceso de aislamiento reproductivo que lleva a la formación de nuevas especies. Involucra:

• Barreras genéticas: Segregación, separación cromosómica, compatibilidad y expresión cromosómica.
• Diferenciación gradual: Acumulación de mutaciones en una población aislada.
• Resultado: Las poblaciones se vuelven incapaces de hibridar.

Macroevolución

La Macroevolución comprende los procesos que han resultado en grandes cambios en los seres vivos a lo largo del tiempo. Se explica mediante dos teorías principales:

• Gradualismo: Acumulación de variaciones genéticas durante mucho tiempo, posibilitando nuevas estructuras de forma lenta y progresiva (cambios graduales).
• Equilibrio puntuado: La evolución se produce a saltos; existen periodos de estabilidad (estasis) seguidos de periodos cortos donde aparecen numerosas especies (cambios bruscos).

Pruebas de la Evolución

La evolución se sustenta en diversas evidencias científicas:

• Pruebas biogeográficas: Dependen de la distribución geográfica de las especies que, al separarse, evolucionan de forma distinta.
• Pruebas bioquímicas: Cuanto más se parezcan molecularmente dos especies, mayor es su parentesco.
• Pruebas embriológicas: Estudio comparado del desarrollo embrionario de distintos animales.
• Coevolución: Proceso de influencia mutua de dos especies en sus adaptaciones (ej. Mutualismo, donde evolucionan de forma paralela; o Parasitismo, donde el parentesco depende de los parásitos).
• Mimetismo: Ventaja obtenida por similitudes físicas entre especies.
• Selección artificial: Los seres humanos deciden qué características deben prevalecer.

Pruebas Anatómicas, Fisiológicas y Paleontológicas

• Órganos homólogos: Mismo patrón estructural y origen, aunque tengan distinta función.
• Órganos análogos: Misma función pero con distinta estructura y origen.
• Órganos vestigiales: Estructuras sin función actual que fueron útiles en ancestros.
• Pruebas paleontológicas: Incluyen series evolutivas (evidencia fósil), especies puente (fósiles intermedios) y formas transicionales.
• Sucesión faunística: Relación entre la antigüedad del fósil y el estrato sedimentario (fósil antiguo en estrato antiguo).

Origen y Teorías Evolutivas

Del Darwinismo a la Teoría Sintética

• Darwinismo: Basado en la selección natural y la supervivencia de los más aptos mediante la transmisión de rasgos ventajosos.
• Teoría sintética (Neodarwinismo): Integra la genética mendeliana, explicando que la evolución ocurre por mutaciones y recombinación genética a nivel de poblaciones, no de individuos aislados.

Otras Teorías Modernas

• Neutralismo: Las mutaciones son mayoritariamente neutrales (ni benefician ni perjudican).
• Gen egoísta: La unidad real de evolución es el gen, que determina su propia supervivencia.
• Simbiogénesis: La evolución se origina por la unión de organismos distintos.
• Evo-Devo (Biología evolutiva del desarrollo): Los cambios en el desarrollo embrionario generan cambios anatómicos.
• Eco-Evo-Devo: El ambiente afecta el desarrollo del organismo durante su crecimiento.

Resumen Cronológico: Línea del Tiempo de la Vida

• 3700 M.A.: Primeras células procariotas (unicelulares, heterótrofas y anaerobias).
• 3000 M.A.: Aparición de la fotosíntesis y desarrollo bacteriano.
• 2500 M.A.: Células eucariotas. Teoría de la endosimbiosis: Una célula procariota grande engloba a otras pequeñas que se convierten en orgánulos.
• 1200 M.A.: Reproducción sexual y aumento de la variabilidad genética.
• 1000 M.A.: Organismos pluricelulares con especialización celular.
• 500 M.A.: Aparición de los peces.
• 450 M.A.: Plantas terrestres (las algas colonizan la tierra).
• 400 M.A.: Animales terrestres con desarrollo de pulmones.
• 300 M.A.: Huevo amniota y aparición de los reptiles.
• 200 M.A.: Primeros mamíferos.
• 150 M.A.: Aparición de las aves.
• 100 M.A.: Angiospermas (plantas con flores y frutos).

Microorganismos: Concepto y Diversidad

Los microorganismos se visualizan mediante microscopio y poseen una organización biológica sencilla (tamaño entre 0,5 µm y cientos de µm). No constituyen una categoría taxonómica única, habitan todos los medios y presentan una gran diversidad metabólica.

Formas Acelulares: Virus

Los Virus no se consideran seres vivos por carecer de estructura celular y metabolismo propio; son parásitos obligatorios que necesitan células vivas. Poseen ADN o ARN (pero no ambos).

• Estructura: Sin membrana, tamaño entre 0,02 µm y 0,3 µm. Poseen una envoltura proteica (cápsida formada por capsómeros) y un ácido nucleico interior.
• Morfología: Helicoidales (alargados), Icosaédricos (esféricos) o Complejos. Algunos poseen una envoltura membranosa de la célula hospedadora.

Multiplicación Vírica

1. Ciclo lítico: El virus infecta, replica y destruye la célula. Fases: Adsorción, Penetración, Replicación/Síntesis (incluye retrotranscripción en retrovirus), Maduración (ensamblaje) y Liberación (por rotura o gemación).
2. Ciclo lisogénico: El ácido nucleico se incorpora al genoma del hospedador como un profago, sin liberar viriones inmediatamente.

Otros Agentes Acelulares

• Viroides: Moléculas de ARN circular simple que afectan a plantas.
• Virusoides: ARN parásito de otros virus (ej. Hepatitis B).
• Priones: Proteínas con configuración anómala e infecciosa.

Microorganismos Procariotas

Bacterias y Arqueas

Los procariotas intervienen en ciclos biogeoquímicos, forman la microbiota y tienen aplicaciones industriales.

• Bacterias: Unicelulares con pared de mureína. Formas: cocos, bacilos, vibrios y espirilos.
• Estructura bacteriana: Membrana plasmática, citoplasma con ribosomas, pared celular (Gram + capa gruesa; Gram – capa fina con membrana externa), nucleoide (ADN), plásmidos, pili, fimbrias, cápsula y flagelos.
• Arqueas: Poseen cromosomas asociados a histonas, no son patógenas y suelen vivir en hábitats extremos (algunas son metanogénicas).

Metabolismo y Reproducción Bacteriana

El metabolismo puede ser Anabolismo (autótrofos/heterótrofos; fotótrofos/quimiótrofos) o Catabolismo (aerobias, anaerobias o facultativas).

La reproducción es asexual por fisión binaria o gemación. El intercambio genético ocurre por:

• Transformación: Sin contacto directo.
• Transducción: A través de bacteriófagos.
• Conjugación: Contacto mediante pili.

Fermentación Acética y Patogenicidad

Fermentación Acética

Es un proceso aeróbico donde bacterias como Acetobacter y Gluconobacter oxidan el etanol en ácido acético (vinagre). Se aplica en la producción de vinagres y conservación de alimentos (baja el pH), aunque es un defecto en enología si el vino se expone al oxígeno.

Microorganismos Patógenos

Basado en la Teoría microbiana de la enfermedad de Louis Pasteur. Para identificar un patógeno se utilizan los Postulados de Koch:

1. El microorganismo debe estar presente en todos los enfermos y ausente en sanos.
2. Debe obtenerse un cultivo puro del agente.
3. La inoculación en animales debe desarrollar la enfermedad.
4. El agente debe ser aislado de nuevo en cultivo puro desde el animal experimentado.