Tassonomia e Sistematica filogenetica

Transcript

1 Tassonomia e Sistematica filogenetica

2 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

3 La classificazione Linneana Editio decima (1758) ( )

4 Il codice di nomenclatura zoologica

5 Le regole di nomenclatura UOMO GORILLA RANA ROSSA CAVALLETTA 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 I principali taxa: phylum, classe, ordine, famiglia, genere, specie; ma ne vengono considerati anche altri

6 L approccio morfologico 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

7 L approccio molecolare Proteine Allozimi DNA Sequenza Cariotipo Quantità di dati enorme Utilizzo a diversi livelli tassonomici Scarsa influenza ambientale di tipo adattativo Un nuovo campo di lavoro: il DNA barcoding

8 Applicazioni della tassonomia: riconoscere la diversità

9 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)

10 Darwin 10 Principi evoluzionistici accettati Discendenza comune Diversificazione per modificazione e selezione naturale FILOGENESI Charles Darwin ( ) Scuola evoluzionistica Scuola cladistica Scuola fenetica

11 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 monopara- 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.

12 Esempi di caratteri morfologici

13 La Sistematica fenetica Robert R Sokal Sneath PHA & Sokal RR (1973) Numerical Taxonomy. Freeman, San Francisco F. James Rohlf

14 Esempi di classificazione fenetica

15 La Sistematica cladistica o filogenetica (W. Hennig, 1950; 1966) Omologia dei caratteri Importanza filogenetica delle sinapomorfie Cladogrammi dicotomici Filogenesi = Classificazione Le uniche unità tassonomiche riconosciute come naturali sono gruppi monofiletici

16 LA SCUOLA CLADISTICA 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 La metodologia cladistica è applicabile a diversi tipi di dati: morfologici, molecolari, etologici

17 Monofilia, parafilia, polifilia

18 Monofilia, parafilia, polifilia

19 La classificazione cladistica Antenato e discendenti

20 L uso dell outgroup

21 Un esempio di classificazione cladistica di Mammalia

22 Comparazione tra classificazione evoluzionistica e cladistica nel caso degli Amniota

23 Classificazione cladistica del Metazoa

24 La rivoluzione della classificazione animale su base molecolare: novità e limiti

25 CLADOGRAMMI DEGLI AREALI TRASFORMAZIONE DEI CLADOGRAMMI TASSONOMICI CON IN CLADOGRAMMI DI AREALI.