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