Modelos evolutivos.ppt
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El documento describe la evolución de los animales desde sus orígenes hasta la actualidad. Incluye los principales hitos evolutivos como la aparición de la primera fauna de Ediacara hace entre 600-570 millones de años, la explosión cámbrica hace 540 millones de años, y las extinciones masivas al final del Pérmico y Cretácico. También describe los seis reinos de la vida, los planes de organización de los animales, y los diferentes ciclos biológicos y modos de desarrollo.
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- 1. Pulse para añadir texto Procesos y modelos evolutivos Modelos evolutivos en animales
- 2. LOS SEIS REINOS DE LA VIDA PROCARIOTAS – Eubacteria – Archaea EUCARIOTAS – Fungi – Plantae – Protoctista – Animalia
- 3. Los cinco reinos de la vida PROCARIOTAS – Moneras (Eubacteria y Archaea) EUCARIOTAS – Fungi – Plantae – Protoctista – Animalia
- 4. EL ORIGEN DE LOS ANIMALES Último antepasado común con las plantas: Hace 1600 m.a. Adquisición de la multicelularidad por separado. Genes HOX y MADS no homólogos. Primeros animales hace entre 1200 y 600 m.a.
- 5. HITOS EVOLUTIVOS DE LOS ANIMALES •Fauna de Ediacara (hace entre 600 y 570 m.a.) •Explosión cámbrica (hace 540 m.a.) •Radiaciones terrestres (Ordovícico, hace 470 m.a.) •Artrópodos terrestres en el Silúrico superior (410 m.a.) •Primeros insectos en el Devónico medio (370 m.a.) •Insectos alados en el Carbonífero inferior (350 m.a.) •Coevolución plantas-insectos en el Carbonífero medio (320 m.a.)
- 6. HITOS EVOLUTIVOS DE LOS ANIMALES •Extinciones en masa a final del Pérmico (250 m.a.) •85 % de las especies marinas •70 % de los géneros de vertebrados terrestres •Extinción de Trilobites, Rugosa, Tabulata, gran parte de los Paleoptera, etc. •Radiación de los vertebrados terrestres en el Triásico (240 m.a.). Primeros mamíferos. •Extinción en masa de final del Triásico (200 m.a.)
- 7. HITOS EVOLUTIVOS DE LOS ANIMALES •Jurásico (175 m.a.) Ruptura de Pangea. Apertura de Tethys. Radiación de las aves. Aparición de los lepidópteros. Intensificación de la coevolución plantas- insectos. •Cretácico 135 (m.a.). Formación del Atlántico. Desarrollo de mares epicontinentales. •Extinción en masa a final del Cretácico (65 m.a.): Dinosaurios, Ammonites, etc.
- 8. HITOS EVOLUTIVOS DE LOS ANIMALES •Cenozoico (65 m.a. al presente). Separación de la Antártida y de la India (Oligoceno 33 m.a.). Formación del Mediterráneo. Aparición de los corales modernos. •Aparición de la mayoría de los géneros y especies actuales.
- 9. Reino Animalia Porifera 5500 Placozoa 1 Monoblastozoa 1 Rhombozoa 70 Orthonectida 20 Cnidaria 10000 Ctenophora 100 Platyhelminthes 20000 Nemertea 900 Rotifera 1800 Gastrotricha 450 Kinorhyncha 150 Nematoda 25000 Nematomorpha 320 Acantocephala 1100 Entoprocta 150 Gnathostomulida 80 Priapula 16 Loricifera 10 Cycliophora 1 Sipuncula 320 Echiura 135 Annelida 16500 Onychophora 110 Tardigrada 800 Arthropoda 1100000 Mollusca 93000 Phoronida 20 Ectoprocta 4500 Brachiopoda 335 Echinodermata 7000 Chaetognatha 100 Hemichordata 85 Chordata 50000
- 10. The business of animals is to stay alive until reproduce themselves, and … the business of zoologists is to try to understand how they do it. E.J.W. Barrington Reino Animalia
- 11. Aspectos de los planes de organización Simetría Celularidad y organización Tamaño Locomoción Soporte Alimentación Excreción Reino Animalia Circulación Osmorregulación Respiración Sistema nervioso Sistemas sensoriales Hormonas y feromonas Reproducción
- 14. CELULARIDAD Y PLANES DE ORGANIZACIÓN •Organismos unicelulares: Protozoos •Organismos multicelulares: Metazoos Sin verdaderos tejidos: Mesozoa y Parazoa Con tejidos: Eumetazoa o Diblásticos: Cnidaria y Ctenophora o Triblásticos: Bilateria Acelomados: Platyhelminthes, Gastrotricha, Entoprocta, etc. Blastocelomados: Nematoda, Rotifera, Acanthocephala, etc. Celomados: Nemertea, Annelida, Mollusca, Arthropoda, Echinodermata, Brachiopoda, Chaetognatha, Hemichordata, Chordata, etc. Reino Animalia
- 15. Cladogramas de los Bilateria Reino Animalia
- 16. Reino Animalia Acelomado Pseudocelomado (Blastocelomado) Celomado PLANES DE ORGANIZACIÓN
- 18. Desarrollo embrionario Formación del mesodermo y del celoma Esquizocelia Enterocelia
- 20. TAMAÑO Volumen de una esfera: Superficie de una esfera: Funciones dependientes de superficie / volumen • Respiración • Excreción • Pérdida de agua • Termorregulación Reino Animalia 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r 4/3 π r3 4 π r2
- 21. LOCOMOCIÓN Medio acuático: Cilios, flagelos y aletas • Número de Reynolds: Re = ρ L U / v Reino Animalia 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r ρ → densidad L → tamaño U → velocidad v → viscosidad Medio terrestre: Reptar, caminar y volar •Principio de Arquímedes
- 22. SOPORTE Músculos • Fibra lisa • Fibra estriada Esqueletos • Hidrostáticos • Rígidos Exosqueletos Endosqueletos Reino Animalia 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r
- 23. ALIMENTACIÓN Filtradores Detritívoros Los que se alimentan de MOD Simbiontes con quimioautotrofos Herbívoros Carnívoros Carroñeros Reino Animalia 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r
- 24. EXCRECIÓN Amoniotélicos Ureotélicos Uricotélicos Guaninotélicos Reino Animalia 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r
- 25. Reino Animalia 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r 3 3 4 r Amoniaco 1 g N 500 ml agua H H N H H H N N C H H O Urea 1 g N 50 ml agua C5H4N4O3 Ácido úrico C5H4N5O Guanina 1 g N 10 ml agua 1 g N < 1 ml agua NH2CHCOOH + 1/2O2 O=CCOOH + NH3 R R
- 26. Aspectos de los planes de organización Simetría Celularidad y organización Tamaño Locomoción Soporte Alimentación Excreción Reino Animalia Circulación Osmorregulación Respiración Sistema nervioso Sistemas sensoriales Hormonas y feromonas Reproducción
- 27. Ciclos biológicos Desarrollo indirecto – Con larvas planctotróficas – Con larvas lecitotróficas Desarrollo directo Desarrollo mixto
- 28. Ciclos biológicos Desove Larva planctotrófica de vida libre Fijación y metamorfosis Juveniles Maduración Huevos isolecitos Desarrollo indirecto con larvas planctotróficas
- 29. Ciclos biológicos Desove Larva lecitototrófica de vida libre Fijación y metamorfosis Juveniles Maduración Huevos telolecitos Desarrollo indirecto con larvas lecitotróficas
- 30. Ciclos biológicos Desarrollo indirecto planctotrófico Ventajas •Alimento constante en su medio •Reducción de la competencia entre larvas y adultos •Fácil recuperación de la mortalidad de adultos (r-estrategas) Inconvenientes •Imprevisible éxito larvario •Alta tasa de mortalidad •Posible exceso de población
- 31. Ciclos biológicos Apareamiento Puesta o encapsulación de embriones Eclosión como juveniles Maduración Huevos telolecitos Desarrollo directo
- 32. Ciclos biológicos Ciclo biológico mixto Apareamiento Puesta o encapsulación de embriones Eclosión como larvas de vida libre Maduración Huevos telolecitos Fijación y metamorfosis Juveniles
- 33. Ciclos biológicos Desarrollo directo Ventajas •Mayor éxito reproductivo por unidad •Eclosión en ambientes apropiados Inconvenientes •Mayor coste energético •Competencia con los adultos •Peor recuperación de las poblaciones (k-estrategas)
- 34. Parasitismo Ectoparásitos Endoparásitos Mesoparásitos
- 35. Ontogenia y filogenia La evolución se ve intensamente condicionada por la naturaleza conservadora de los programas embriológicos. Nada en la biología es tan complejo como producir un adulto… a partir de un simple huevo fertilizado. Nada se puede cambiar radicalmente sin descoyuntar el embrión. Ontogeny and Phylogeny Stephen Jay Gould
- 36. Ontogenia y filogenia Entre los más entusiastas defensores de Darwin se encuentra el zoólogo alemán Ernst Haeckel (1834- 1919), experto en radiolarios y otros organismos marinos, contribuyó decisivamente a la difusión del darwinismo en Europa, además de aportar sus propias ideas, sobre todo con relación a la conocida "ley biogenética" ("la ontogenia recapitula la filogenia"), y al origen de los metazoos ("teoría de la gastraea"); de Haeckel son los primeros árboles filogenéticos que se hayan publicado, y la introducción del término ecología; entre sus obras más señaladas están Generelle Morphologie der Organismen (1866), Biologische Studien (1874) y Die Perigenesis der Plastidule (1876).
- 37. Ontogenia y filogenia “Ontogeny does not recapitulate phylogeny, it creates it” Walter Garstang (1868–1949)
- 38. Ontogenia y filogenia La evolución ha de considerarse no como una sucesión de formas adultas ancestrales, sino como una sucesión de ontogenias. Garstang, 1922
- 39. Ontogenia y filogenia Cada animal es el resultado de su propio proceso de desarrollo, y cualquier cambio en el adulto tiene que representar un cambio en su ontogenia. Garstang, 1922
- 40. Ontogenia y filogenia Heterocronía Pedomorfosis – Neotenia: Se retarda el desarrollo somático – Pedogénesis: El desarrollo reproductivo se acelera
- 41. El origen de los metazoos •Teoría sincitial: Principalmente según J. Hadzi y E.D. Hanson •Teoría colonial: Principalmente según E. Haeckel
- 42. El origen de los metazoos Teoría sincitial: Principalmente según J. Hadzi y E.D. Hanson Protista ciliado Hipotético precursor metazoo: Bentónico, con boca y faringe ventral Hipotético precursor metazoo: Grado acelo con celularización epidérmica y endodermis sincitial
- 43. El origen de los metazoos Teoría sincitial: Principalmente según J. Hadzi y E.D. Hanson Argumentos a favor: Similitudes entre ciliados y platelmintos acelos •Tamaño •Forma •Simetría •Situación de la boca •Ciliación superficial Argumentos en contra: Diferencias entre ciliados y platelmintos acelos •Desarrollo embrionario complejo en platelmintos •Interior celular, no sincitial ¿Qué hay de los diblásticos?
- 44. El origen de los metazoos Teoría colonial: Primeramente planteada por Haeckel (1874) Protista flagelado colonial Prometazoo planuloide (blastea) Metazoo planuloide (gastrea)
- 45. El origen de los metazoos Placozoa: Trichoplax adhaerens
- 46. El origen de los metazoos Metazoos superiores Cnidarios Ctenóforos Platelmintos acelos Otros protistas Poríferos Ciliados Otros platelmintos Esquema de las hipotéticas relaciones de los metazoos, basadas sobre un antecesor ciliado y según la teoría sincitial
- 47. El origen de los metazoos Metazoos superiores Cnidarios Ctenóforos Platelmintos acelos Otros protistas Poríferos Flagelados coloniales Otros platelmintos Blastea Gastrea (planuloide) ? Esquema de las hipotéticas relaciones de los metazoos, basadas sobre un antecesor flagelado colonial y según la teoría colonial
- 48. El origen de los metazoos Interpretación de un paisaje precámbrico
- 49. El origen de los metazoos Brusca aparición: Hace unos 700 m.a. Fauna de Ediacara (hace unos 600 m.a.) – Ediacara, Terranova, Namibia. – Poríferos, Cnidarios, Equiúridos, Moluscos, Onicóforos, Equinodermos, ¿Artrópodos?, etc.
- 50. El origen de los metazoos Fauna de Ediacara: a) Reconstrucción de los ecosistemas b) Spriggina, c) Rangea, d) Parvancorina, e) Tribrachidium
- 51. El origen de los metazoos Fauna de Ediacara Charnia Dickinsonia
- 52. El origen de los metazoos Fauna de Sirius Passet Kerygmachela kierkegaardi
- 53. El origen de los metazoos Reconstruction of an Early Cambrian reef community. 1. Renalcis (calcified cyanobacterium); 2: branching archaeocyath sponges; 3: solitary cup-shaped archaeocyath sponges; 4: chancellorid (?sponge); 5: radiocyath (?sponge); 6: small, solitary archaeocyath sponges; 7: cryptic "coralomorphs"; 8: Okulitchicyathus (archaeocyath sponge); 9; early fibrous cement forming within crypts; 10: microburrows (traces of a deposit- feeder) within geopetal sediment; 11: cryptic archaeocyaths and coralomorphs; 12: cryptic cribricyaths (problematic, attached skeletal tubes); 13: trilobite trackway; 14: cement botryoid; 15: sediment with skeletal debris. Rachel Wood - The Ecological Evolution of Reefs (also R. A. Wood, 1998. Reef Evolution).
- 54. El origen de los metazoos Reconstrucción del arrecife de Burgess Shale
- 55. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Thaumaptilon walcotti Un pennatuláceo
- 56. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Waptia fieldensis Un crustáceo
- 57. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Wiwaxia corrugata
- 58. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Aysheaia pedunculata Un onicóforo
- 59. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Canadapsis perfecta Un crustáceo
- 60. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Canadia spinosa Un poliqueto
- 61. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Choia carteri Una demosponja
- 62. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Hallucigenia sparsa Un onicóforo
- 63. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Haplophrentis carinatus Un hioítido
- 64. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Leanchoilia superlata Un Artrópodo
- 65. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Marrella splendens Un Artrópodo
- 66. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Olenoides serratus Un trilobite
- 67. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Opabinia regalis
- 68. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Ottoia prolifica Un priapúlido
- 69. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Perspicaris Un artrópodo
- 70. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Pikaia Un cordado
- 71. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Sidneyia inexpectans Un artrópodo
- 72. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Naraoia compacta Un trilobite
- 73. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Amiskwia sagittiformis
- 74. El origen de los metazoos Fauna de Burgess Shale Anomalocaris canadensis
- 75. Los Artrópodos: El éxito
- 76. Filogenia animal propuesta por NIELSEN (1995)
- 77. ARTHROPODA ONYCHOPHORA TARDIGRADA Chelicerata Mandibulata nervio entre el protocerebro y el ganglio pérdida del deutocerebro mandíbulas; del primer par de patas; sin corazón ni ojos compues- tráqueas: papilas orales tos con omatidios con glándulas mucosas; muscu- latura lisa; músculos longitudinales cuerpo con exoesqueleto continuos; canales hemales en la pared articulado; resilina; cefalón del cuerpo con anténulas y 4 pares de a- péndices postorales; protoce- rebro con ojos compuestos; meta- nefridios sin cilios patas articuladas con musculatura intrínseca; proto-, deuto- y tritocerebro; musculatura estriada apomorfías plesiomorfías cutícula con α-quitina, sin colágeno; ecdisis; sin larvas primarias, cilios ni protonefridios; hemocele de origen mixto (mixocele); corazón dorsal adición de segmentos pares desde la zona teloblástica posterior Filogenia de los Panartrópodos (modificado de NIELSEN, 1995)
- 78. El origen de los Artrópodos
- 79. El origen de los Artrópodos Fauna de Sirius Passet Kerygmachela kierkegaardi
- 80. Onychophora Pycnogonida Xiphosura Arachnida Crustacea Myriapoda Hexapoda Esquema filogenético de los Artrópodos clásico (SNODGRASS, 1938)
- 81. Propuesta polifilética de MANTON (1977) •Uniramia •Chelicerata •Crustacea •Trilobita
- 82. •Quelicerados y Mandibulados, éstos constituidos por Crustáceos y Atelocerados (Miriápodos y Hexápodos). Es la hipótesis de Snodgrass, apoyada por BOUDREAUX (1979), WEYGOLD (1979), KUVALOVÁ-PECK (1998) y WHEELER (1998), entre otros. •Atelocerados y Esquizorrámeos (Crustáceos + Quelicerados). Esta hipótesis fue propuesta por CISNE (1974) y actualmente defendida por EMERSON & SCHRAM (1998) y WILLS & AL. (1998), entre otros. •Unirrámeos (Onicóforos + Miriápodos + Hexápodos) y Esquizorrámeos. Esta hipótesis es defendida por SCHRAM (1991). Hipótesis de las relaciones entre grupos de Artrópodos
- 83. •Parece que existe un acuerdo general (si bien no unánime) para aceptar un único linaje artropodiano (“monofiletismo”). •Las nuevas técnicas moleculares y cladísticas parecen refutar el linaje mantoniano de los Unirrámeos. •Se abre paso una cierta idea de parentesco entre Hexápodos y Crustáceos (taxón Pancrustacea), más bien a partir de datos moleculares que de datos morfológicos. •Los datos morfológicos apoyan un taxón denominado Atelocerata (Miriápodos + Hexápodos). •Queda abierto el debate sobre el mayor o menor peso de estos dos últimos taxones: Atelocerata frente a Pancrustacea. •Pierde peso la hipótesis de los Schizoramia (Trilobites + Quelicerados + Crustáceos).
- 84. •Los análisis basados en secuencias del ARN ribosomial 18S de 103 metazoos no apoyan el parentesco Anélidos-Artrópodos. Más bien los Anélidos se muestran más próximos a diversos bilaterales celomados sin segmentar, incluidos Moluscos, que conjuntamente forman el clado Eutrochozoa. •Los resultados sugieren que la segmentación no es una característica derivada compartida peculiar del hipotético clado Artrópodos + Anélidos, convencionalmente denominado Articulata. •El análisis demuestra que la amplitud de los taxones (clados) varía en función de las secuencias (o subselecciones) elegidas. •Es sugerente encontrar que los grupos externos más próximos a los Artrópodos sean animales con exoesqueleto quitinoso mudable (Nematomorfos, Quetognatos y Priapúlidos). Análisis cladístico de EERNISSE (1998)
- 86. Myriapoda Diplura Protura Collembola Archaeognatha Zygentoma Ephemerida Odonata Plecoptera Embiidina Orthoptera Phasmida Grylloblattaria Dermaptera Isoptera Mantodea Blattaria Zoraptera Thysanoptera Hemiptera Psocodea Phthiraptera Coleoptera Neuroptera Megaloptera Raphidiodea Hymenoptera Trichoptera Lepidoptera Strepsiptera Diptera Siphonaptera Mecoptera Relaciones de los Hexápodos basadas en caracteres morfológicos, según WHEELER & AL., 1999
- 87. SUPERCLASE HEXAPODA CLASE DIPLURA Diplura CLASE PROTURA Protura CLASE COLLEMBOLA Collembola CLASE INSECTA Subclase Apterigota Archaeognatha Zygentoma Subclase Pterygota Ephemeroptera Odonata Plecoptera Embioptera Phasmida Orthoptera Grylloblattaria Dermaptera Dictyoptera Zoraptera Psocoptera Phtiriaptera Hemiptera Thysanoptera Stresiptera Coleoptera Raphidioptera Megaloptera Neuroptera Hymenoptera Trichoptera Lepidoptera Mecoptera Siphonaptera Diptera Clasificación de los Hexápodos (KRISTENSEN, 1981)
- 88. ELLI CAMP JAPY ARCH LEPT NICO LEPM PTER Cladograma de las estirpes basales de Hexápodos vivientes (KRISTENSEN, 1998). Elli: Ellipura. Camp: Diplura - Campodeoidea. Japy: Diplura – Japygoidea. Arch: Archaeognata. Lept: Zygentoma – Lepidotrichidae. Nico: Zygentoma – Nicoletidae. Lepm: Zygentoma – Lepismatidae. Pter: Pterigota
- 89. Apterigota Collembola Protura Diplura Microcoryphia Zygentoma Pterigota Thysanura Ectognatha (Insecta s.s.) Dicondylia Ellipura Entognatha Monocondylia Agrupaciones de los cinco órdenes de Apterigota
- 90. Cladograma de los Quelicerados a partir de caracteres morfológicos, según WHEELER & HAYASHI, 1998 Onychophora Crustacea Hexapoda Myriapoda Pycnogonida Xiphosura Opiliones Scorpiones Pseudoscorpiones Solifugae Ricinulei Acari Palpigradi Thelyponida Schizomida Araneae Amblypygi
- 91. Filogenia de los Crustáceos actuales y fósiles, según LANGE Y SCHRAM, 1999
- 92. CRUSTACEA Cl. Remipedia Orden Nectiopoda Orden Enantiopoda † Cl. Maxillopoda Subcl. Copepoda Subcl. Branchiura Subcl. Mystacocarida Subcl. Ostracoda Subcl. Tantulocarida Subcl. Thecostraca Orden Facetotecta Orden Ascothoracica Orden Cirripeda Thoracica Acrothoracica Rhizocephala Clasificación de los crustáceos según LANGE Y SCHRAM (1999)
- 93. Cl. Phyllopoda Subcl. Cephalocarida Orden Brachypoda Orden Lipostraca † Subcl. Branchiopoda Orden Anostraca Orden Conchostraca Orden Notostraca Orden Kazacharthra † Orden Cladocera Subcl. Phyllocarida Orden Leptostraca Orden Hymenostraca † Orden Archaeostraca † Orden Hoplostraca † Clasificación de los crustáceos según LANGE Y SCHRAM (1999)
- 94. Cl. Malacostraca Subcl. Hoplocarida Orden Palaeostornatopoda † Orden Aeschronectida † Orden Stomatopoda Subor. Unipeltata Subor. Archaeostomatopoda † Subcl. Eumalacostraca Syncarida Orden Anaspidacea Orden Bathynellacea Orden Palaeocaridacea † Peracarida Orden Amphipoda Orden lsopoda Orden Mysidacea Orden Cumacea Orden Tanaidacea Clasificación de los crustáceos según LANGE Y SCHRAM (1999) Orden Pygocephalomorpha † Orden Lophogastridacea Orden Spelaeogriphacea
- 95. Eucarida Orden Amphionidacea Orden Euphausiacea Orden Decapoda Subor. Carida Subor. Stepodida Subor. Dendrobranchiata Subor. Reptantia Infraor. Brachyura Infraor. Anomura Infraor. Astacida Infraor. Palinura Clasificación de los crustáceos según LANGE Y SCHRAM (1999)