Tassonomia e Sistematica filogenetica
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Tassonomia e
Sistematica filogenetica
Tassonomia
• E’ la Scienza che descrive e classifica la biodiversità
• Usa delle regole nomenclatoriali e delle tecniche non univoche, su caratteri di vario tipo (morfologia, allozimi, sequenze DNA, cariotipi, ecc.)
• Il “linguaggio” è universale per ogni scienza (Microbiologia, Botanica, Micologia, Zoologia), quindi è comprensibile a tutti gli scienziati
• Il principio è sempre quello della nomenclatura binomia di Linneo
(1707 - 1778)
Editio decima
(1758)
La classificazione Linneana
Il codice di
nomenclatura
zoologica
Le regole di nomenclatura
I principali taxa: phylum, classe, ordine, famiglia, genere,
specie; ma ne vengono considerati anche altri
UOMO GORILLA RANA ROSSA CAVALLETTA
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Regno Animalia Animalia Animalia Animalia
Phylum Chordata Chordata Chordata Arthropoda
Subphylum Vertebrata Vertebrata Vertebrata Pancrustacea
Classe Mammalia Mammalia Amphibia Insecta
Ordine Primates Primates Anura Orthoptera
Famiglia Hominidae Hominidae Ranidae Acridiidae
Genere Homo Gorilla Rana Calliptamus
Specie H. sapiens G. gorilla R. temporaria C. italicus
Sviluppo tecnologico accesso a nuovi caratteri morfologici
Facile accesso e costi di ricerca contenuti
Elevato numero di individui analizzati
museali e fossili, adulti e altri stadi vitali
L’approccio morfologico
L’approccio molecolare
Quantità di dati enorme
Utilizzo a diversi livelli tassonomici
Scarsa influenza ambientale di tipo adattativo
Proteine Allozimi
DNA
Sequenza Cariotipo
Un nuovo campo di
lavoro: il DNA
barcoding
Applicazioni della tassonomia: riconoscere la diversità
Sistematica
• E’ la scienza che si occupa di ricostruire la storia evolutiva di un qualsivoglia taxon e di definire le relazioni esistenti tra gli organismi a qualsiasi livello tassonomico
• Le principali scuole di sistematica sono: (a) evoluzionistica classica (Mayr, Simpson); (b) fenetista (Sokal, Sneath); (c) cladistica (Hennig)
• I principi della sistematica cladistica hanno avuto applicazioni in biogeografia della vicarianza (Rosen, Platnick)
Darwin 10
Discendenza comune
Diversificazione per
modificazione e selezione
naturale
Scuola
evoluzionistica
Scuola
fenetica
Scuola
cladistica
FILOGENESI
Charles Darwin
(1809-1882)
Principi evoluzionistici
accettati
Differenze tra le scuole sistematiche
(a) La sistematica evoluzionistica classica si basa sull'esperienza e il giudizio dei tassonomi e prende in considerazione soprattutto le somiglianze e le differenze morfologiche oltre a quelle embriologiche. Accetta i gruppi parafiletici.
(b) La sistematica fenetica si basa sull’applicazione di metodi statistici a differenze e somiglianze di caratteri, in particolare morfologici, ma anche genetico-molecolari. Ordina i taxa in base al principio della massima somiglianza e di fatto non discrimina tra gruppi mono-para- e polifiletici.
(c) La sistematica cladistica si basa sull’applicazione di metodi statistici, con o senza principi filosofici di parsimonia, alla comunanza di caratteri morfologici o genetico-molecolari in stato derivato (sinapomorfie). In base alle sinapomorfie definisce gruppi solo monofiletici.
Esempi di caratteri morfologici
La Sistematica fenetica
Sneath PHA & Sokal RR (1973)
Numerical Taxonomy. Freeman, San Francisco
F. James Rohlf
Robert R Sokal
Esempi di classificazione fenetica
La Sistematica cladistica o filogenetica
Omologia dei caratteri
Importanza filogenetica delle sinapomorfie
Cladogrammi dicotomici
Filogenesi = Classificazione
Le uniche unità tassonomiche riconosciute come naturali
sono gruppi monofiletici
(W. Hennig, 1950; 1966)
LA SCUOLA CLADISTICA
La metodologia cladistica è applicabile a diversi tipi di dati:
morfologici, molecolari, etologici
Numerosi dibattiti ed avanzamenti teorici e procedurali
ricerca del migliore albero filogenetico
metodi di costruzione di alberi di consenso
descrizione degli alberi trovati (parametri statistici descrittori)
software coinvolti nell’elaborazione dei dati
Monofilia, parafilia, polifilia
Monofilia, parafilia, polifilia
La classificazione cladistica
Antenato e discendenti
L’uso dell’ outgroup
Un esempio di classificazione cladistica di Mammalia
Comparazione tra classificazione evoluzionistica e cladistica
nel caso degli Amniota
Classificazione
cladistica del Metazoa
La “rivoluzione”
della
classificazione
animale su base
molecolare:
novità e limiti
TRASFORMAZIONE DEI CLADOGRAMMI TASSONOMICI CON IN
CLADOGRAMMI DI AREALI.
CLADOGRAMMI DEGLI AREALI