1. El documento describe cómo los científicos usan el análisis de ADN para construir árboles filogenéticos que muestran las relaciones evolutivas entre especies. 2. Los árboles filogenéticos usan puntos y líneas para ilustrar cuándo las especies divergieron de un antepasado común. 3. El análisis de proteínas como la citocromo c también puede usarse para inferir estas relaciones evolutivas entre especies basadas en las diferencias en sus secuencias.

1. Árboles filogenéticos
http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/evo_05_sp
¿Cómo los cambios en las secuencias genéticas nos permiten
reconstruir las relaciones evolutivas entre especies emparentadas?
¿Por qué?
El dicho "No juzgues un libro por su cubierta" podría aplicarse al tema de la evolución. Por ejemplo, los
seres humanos comparten el 75% de su ADN con pollos. Los biólogos señalan esto como evidencia de
que los humanos y los pollos alguna vez compartieron un antepasado común. El advenimiento de la
tecnología del ADN ha dado a los científicos las herramientas mediante las cuales puede examinar la
estrecha relación entre ciertas especies. El análisis de ADN permite a los científicos construir árboles
filogenéticos cuyas ramas enlazan la relación de diferentes organismos.
Modelo 1 – Árboles filogenéticos
Millones de años
40 35 30 25 20 15 10 5 0
Mapache
Panda
Ancestro común de
todos los
pandas, osos y
Panda giganteMapaches
Oso de anteojo
Oso perezoso
* Oso del sol
Oso negro
Oso Polar
Oso pardo
1. Consulta el modelo 1.
a. ¿Hace cuánto tiempo existió el antepasado común de todos los organismos ilustrados en
este árbol filogenético?
b. ¿Cuáles dos líneas divergieron hace aproximadamente 30 millones de años?
c. Enumera a todos los descendientes modernos de la especie que estaba viva en el punto
indicado por el asterisco.
Árboles filogenéticos 1

2. 2. Según el Modelo 1, ¿cuándo divergió la línea del Panda Gigante de la línea que condujo a
los osos modernos?
3. De acuerdo con el modelo 1, ¿qué animal comparte el antepasado común más
reciente con el oso pardo?
4. En una oración completa, describe lo que representan los puntos y líneas en un
árbol filogenético.
5. ¿Cuál de las dos ramas del ancestro común en el Modelo 1 incluye a más
especies descendientes que están vivas en la actualidad?
6. Según el árbol filogenético en el Modelo 1, ¿con cuál animal está más estrechamente
relacionado el Panda Rojo?
7. ¿Cuáles organismos están más estrechamente relacionados, el Panda Gigante con el
Panda Rojo o el Panda Gigante con el Oso Polar? Justifica tu respuesta usando
oraciones gramaticalmente correctas..
2 Prof. GAToledo, Depto. de Cs., SFC, 2016

3. Modelo 2 – Comparación de muestras de DNA
8. ¿Cuántas bases nitrogenadas se encuentran en cada una de las muestras de DNA 1 -
4, así como en el DNA del organismo A del Modelo 2?
9. Usando tus conocimientos de apareamiento de bases, ¿cuál muestra de DNA del Modelo 2
es 100% complementaria al organismo A??
10. ¿Cuál otra muestra de DNA del Modelo 2 es probable que se aparee con una de las hebras
del organismo A?
11. ¿Cuántas bases, del número total de pares de bases nitrogenadas de la muestra
que elegiste en la pregunta 10, no son complementarias entre las hebras?
Árboles filogenéticos 3

4. 12. De tu respuesta a la pregunta 11, convierte el número de pares de bases no
complementarias en un porcentaje del total de bases nitrogenadas. A esto se le
denomina grado de divergencia de la secuencias de nucleótidos entre especies.
13. Calcula el grado de divergencia de las secuencias para las dos muestras restantes.
Comprueba tus cálculos dentro de tu grupo.
14. Usa los cálculos de las preguntas anteriores para completar la tabla siguiente..
Más Homólogos Muestra Grado de divergencia
3 0%
Menos Homólogos
15. Basado en tus conocimientos previos del DNA, ¿cuál muestra del Modelo 2 se obtuvo
de un organismo que está más estrechamente relacionado con el organismo A?
16. Con tu grupo, describe cómo el grado de divergencia de la secuencia del DNA puede
aportar información a los científicos sobre el parentesco entre las especies.
17. Completa el árbol filogenético con las muestras 1 a la 4 para resumir el grado de
parentesco que hay entre los organismos de los cuales se obtuvo las muestras de DNA.
Ancestro
Común
4 Prof. GAToledo, Depto. de Cs., SFC, 2016

5. Modelo 3 – Comparación del gen Citocromo c
http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/1552/1590010/web_tut/22_01/22_01_01a.swf
18. La enzima citocromo c es una proteína utilizada en la respiración celular de muchas
especies. Consulta el modelo 3 para responder las siguientes preguntas sobre la
citocromo c.
a. ¿Cuántas especies diferentes están representadas en las secuencias de amino ácidos
de la citocromo c?
b. ¿Qué representan las letras individuales?
c. ¿Qué representan los Asteriscos?
Árboles filogenéticos 5

6. 19. Encierra en un círculo al par de organismos del Modelo 3 que, de acuerdo con tu
predicción, tienen la mayor divergencia en su DNA. Apoya tu elección con una discusión
grupal basado en la morfología (características observables y estructura corporal),
ecología y modo de vida de los animales.
a. Ballena y humano o Ballena y atún
b. Cerdo y mono Rhesus o Cerdo y pollo
c. Atún y mosca o Atún y pollo
¡Lee esto!
La citocromo c es una proteína que es compartida por muchos organismos debido a su papel vital en la
respiración celular. A través del tiempo (miles de millones de años) se han producido mutaciones en el gen
que codifica para la citocromo c que no han afectado a la función de la proteína citocromo c, es decir, la
secuencia de DNA que codifica para el sitio activo se ha mantenido conservada*. A estas mutaciones se
llaman mutaciones neutrales. Al observar estas mutaciones, los científicos pueden predecir cuándo los
organismos divergieron de un antepasado común y unos de otros.
*Secuencias conservadas son secuencias biológicas similares o idénticas que pueden encontrarse en ácidos
nucleicos, proteínas o polisacáridos, dentro de múltiples especies de organismos.
20. Consulta el modelo 3. Registra el número de diferencias entre la secuencia de
aminoácidos del citocromo c en un humano y cada uno de los siguientes organismos.
a. Atún ____ e. Cerdo ____
b. Ballena ____ f. Levadura ____
c. Mono Rhesus ____ g. Mosca ____
d. Pollo ____
21. Basado en las diferencias en las secuencias de amino ácidos, ¿a cuál organismo de la lista
los humanos están…..
a. ….más estrechamente relacionados?
b. …más distantemente relacionados?
6 Prof. GAToledo, Depto. de Cs., SFC, 2016

7. 22. Introduce los nombres de los siete organismos del Modelo 3 en el árbol filogenético de
abajo, para ilustrar una relación filogenética entre estos organismos y los seres humanos,
como lo sugieren los datos del citocromo c.
23. Compara tus predicciones que hiciste sobre el parentesco basado en la morfología,
ecología y modo de vida de (pregunta 19) con la información de parentesco que entrega
el árbol filogenético desarrollado de datos del DNA (Pregunta 22).
24. Haz un círculo a todos los mamíferos en el árbol filogenético en la pregunta 22. ¿Cómo
queda ilustrado en el árbol filogenético el hecho de que esos animales sean todos
miembros de la misma clase, es decir, clase mamíferos?
25. Compara las diferencias en las secuencias de amino ácidos entre los mamíferos con las
diferencias en otras clases de animales. ¿Hay un patrón?
26. ¿Deberían los científicos inferir relaciones evolutivas basadas en datos obtenidos de una
sola proteína? Justifica tu respuesta mediante frases completas.
Árboles filogenéticos 7

8. Preguntas de extensión
¡Lee esto!
Los científicos han descubierto que las mutaciones neutrales, como las encontradas en el citocromo c, se
producen a un ritmo bastante constante a lo largo de la historia evolutiva. Por esta razón, las mutaciones
neutrales se utilizan para medir el tiempo que ha pasado desde que dos especies han divergido a través de
la evolución. La tasa de mutación debe ser calibrada con muestras donde el tiempo real de la divergencia
de especies es conocido a partir de registros fósiles. En otras palabras, los científicos han desarrollado un
reloj molecular que se puede utilizar para estimar el tiempo de divergencia entre los organismos.
Revisa este link http://evolution.berkeley.edu/evolibrary/article/0_0_0/molecclocks_01_sp
27. Plotea el porcentaje de divergencia de las secuencias en el eje y la edad conocida del
ancestro común en el eje x de las siguientes pares de especies.
Par de Especies
Porcentaje de
divergencia de las
Edad conocida del ancestro
común
secuencias (millones de años)
Humano-Chimpancé 9.8 5.5
Humano-Gorila 12 7.0
Chimpancé-Gorila 12.8 7.0
Humano-Orangután 16.65 11.0
28. Dibuja la línea de tendencia para los puntos que has trazado. Utilizando la línea de
tendencia, calcula la pendiente de la línea que describe la relación entre la divergencia de
la secuencia y la edad conocida. Da un valor como % de divergencia / millones de años.
Este es el valor de calibración para este reloj molecular.
29. En el mismo gen, la divergencia de la secuencia entre chimpancés y bonobos es del 4,2%.
Usando el reloj molecular calibrado estima el tiempo en que divergieron estas especies.
30. La divergencia de secuencia entre los humanos y los neandertales en el mismo gen es del
1,2%. Usando el reloj molecular calibrado, estima el tiempo en que divergieron estas
especies.
Para saber más http://www.indiana.edu/~ensiweb/lessons/whalemols.swf
http://ppongam-irsc.weebly.com/uploads/1/9/9/0/19902363/10_01_a01.swf
https://www2.edc.org/weblabs/ExploringEvolution/evolution.swf