Blog de Ciencias: Construcción de árboles filogenéticos y cladogramas

Árbol Filogenético

Un árbol filogenético es un árbol que muestra las relaciones evolutivas entre varias especies u otras entidades que se cree que tienen una ascendencia común . Un árbol filogenético es una forma de cladograma donde se usa información proveniente de fósiles, así como aquélla generada por la comparación estructural y molecular de los organismos .

Los árboles filogenéticos se construyen tomando en cuenta la teoría de la evolución, que nos indica que todos los organismos son descendientes de un ancestro común: la protocélula. Así, todos los organismos, ya sean vivos o extintos, se encuentran emparentados en algún grado.

-Tipos de árboles filogenéticos:
Árbol filogenético enraizado
Es un árbol directo, con un único nódulo que corresponde al ancestro común más reciente de todas las entidades de las hojas del árbol. En la Figura se muestra un árbol filogenético enraizado coloreado de acuerdo con el "sistema de tres dominios". El método más común para enraizar los árboles es el uso de un grupo externo no controvertido y lo suficientemente cercano para permitir la inferencia de los datos de secuencia o rasgos, pero lo suficientemente lejano para ser un grupo externo evidente.

Árbol filogenético sin raízIlustran la relación de los nódulos de las hojas sin hacer asunciones sobre ascendencia.Mientras que los árboles sin raíz siempre pueden ser generados a partir de árboles enraizados omitiendo la raíz, una raíz no puede ser inferida a partir de un árbol sin raíz sin algunos medios para identificar la ascendencia. Esto suele hacerse incluyendo un grupo externo en los datos entrantes o introduciendo asunciones adicionales sobre las tasas relativas de evolución en cada rama, como una aplicación de la hipótesis del reloj molecular.

Un dendrograma es un término genérico para la representación diagrámatica de un árbol filogenético.

Un cladograma es un árbol formado usando métodos cladísticos. Este tipo de árbol sólo representa un patrón de ramificación, es decir, que la longitud de sus ramas no representan el tiempo.

Un filograma es un árbol filogenético que representa explícitamente un número de cambios de rasgos de carácter a lo largo de la longitud de sus ramas; es el resultado de la aplicación de los principios de la sistemática evolutiva.

Un fenograma es un dendrograma no enraizado en que se establecen las relaciones de parentesco fenético de los organismos estudiados; surgen de la aplicación de los métodos de la taxonomía numérica.

Un cronograma es un árbol filogenético que representa explícitamente el tiempo evolutivo proporcionalmente a la longitud de sus ramas.

Cladograma

Un cladograma es un diagrama representativo en la clasificación biológica taxonómica de los organismos, en el que se muestra la relación entre distintas especies según una característica derivada, resultado del análisis cladístico de una especie. Los cladogramas son importantes herramientas filogenéticas para el estudio de conceptos científicos. Los cladogramas son similares a los diagramas de huevos, o bien a los genogramas.

Sin embargo, éstos últimos contienen información de descendencia directa de individuos, mientras que un cladograma sólo representa una descendencia hipotética, además de ser de varias especies y no de organismos de una sola.

Un clado es la agrupación que incluye el ancestro común y todos sus descendientes, vivos o extintos. Estos conjuntos representan un grupo natural, pues su clasificación refleja la evolución del grupo. Un clado puede estar conformado por una especie o por miles. Los clados están anidados dentro de otros, lo cual refleja que la clasificación biológica es jerárquica.

En la imagen se muestra el parentesco entre una bacteria, un hongo, una mariposa, un pez, una lagartija y un ratón. Junto a la línea del cladograma se notan unos cuadros rojos que indican las características compartidas. La característica que está más en la base es el de estar formado por célula(s) eucariota(s), todos los linajes que se derivaron desde este punto, los que conducen a los hongos, las mariposa, los peces, las lagartijas y los ratones poseen esta característica; La segunda característica señalada en este cladograma es la presencia de tejidos animales, todas las ramificaciones que hay después de este punto, las que conducen a las mariposas, los peces, las lagartijas y los ratones, poseen esta nueva característica.

En la siguiente filogenia se muestra un evento de especiación que dio origen a dos linajes: Uno condujo a los musgos y otro llevó a los helechos, los pinos y los cerezos. Los musgos de hoy en día han acumulado la misma cantidad de tiempo de evolución que las plantas del otro linaje. Las especies de musgos actualmente existentes no son los antepasados de nuestros pinos y cerezos. Los musgos actuales son primos de las otras plantas.

- Clasificación :

El tipo de clasificación que usa cladogramas se denomina "sistema clasificación filogenética". Este sistema solo nombra grupos que contengan al ancestro del linaje y todos sus descendientes.

En el sistema de clasificación filogenético podemos nombrar los siguientes clados: Testudines (el cual incluye las tortugas), Squamata o escamosos (el cual incluye lagartos y serpientes), Archosauria (el cual incluye las aves, los dinosaurios no avianos, y los cocodrilos); El clado Crocodylomorpha incluye a los cocodrilos, caimanes y gaviales. Notemos también que el clado Crocodylomorpha está anidado en el clado Archosauria.

Si recordamos que un clado debe contener a todos los descendientes de un mismo ancestro podremos afirmar que el grupo "reptiles" no tiene validez como clado, pues dejaríamos por fuera a las aves.

En el sistema de clasificación de Linneo los grandes simios y el hombre estaban ubicados en dos familias separadas: Póngidos para los orangutanes, gorilas, y chimpancés y Homínidos, reservada exclusivamente para el hombre. Sin embargo, los análisis genéticos señalaban que el hombre está cercanamente emparentado con el chimpancé y que comparte un antepasado común más cercano con este que con los otros simios. La antigua familia Pongidae no es un clado porque no incluye a todos los descendientes de un mismo ancestro; Deja por fuera al hombre. Por esta razón ahora se ubican los grandes simios y el hombre en la misma familia: Hominidae.

El siguiente cladograma representa las relaciones filogenéticas entre los diversos filos de animales. Está basada en la segunda edición de Brusca & Brusca (2005); se trata de una hipótesis filogenética "clásica" en la que se reconocen los grandes clados admitidos tradicionalmente (pseudocelomados, articulados, etc.) y asume la teoría colonial como la explicación sobre el origen de los metazoos.

Animalia

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