2.1: Taxonomía de Plantas
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- Enumerar los siete niveles del sistema de clasificación de plantas.
- Reconocer la diversidad taxonómica de los alimentos comunes en tu dieta.
- Resumir la contribución de Linneaus a la nomenclatura binomial.
- Entender cómo funciona el sistema de nomenclatura científica de dos partes y sus aplicaciones.
Taxonomía de plantas
Aquí hay algunas definiciones introductorias:
Taxonomía (o sistemática): La ciencia de la clasificación de organismos.
Clasificación: Agrupación de plantas según cualidades o características compartidas.
Taxonomía de plantas: Un sistema de clasificación jerárquica basado en similitudes morfológicas (ver abajo) y filogenéticas (ver abajo) entre plantas.
Nomenclatura: Un sistema formal de nombres adscritos a agrupaciones taxonómicas.
Jerarquía: Sistema de agrupación en el que cada clasificación es un subconjunto de una agrupación superior, y puede contener categorías subordinadas. Como ejemplo: La masa terrestre de Estados Unidos (utilizada aquí como el nivel de clasificación más alto o más inclusivo) se divide en estados (un nivel medio de clasificación). Los estados, a su vez, se reparten en condados (el nivel más bajo en esta jerarquía). Los condados son subconjuntos de estados, que a su vez son subconjuntos de la nación. Este tipo jerárquico de sistema de agrupación se utiliza en la taxonomía de plantas.
Morfología: La apariencia (forma y estructura) de una planta. La taxonomía de plantas es una jerarquía basada principalmente en agrupar plantas que presentan similitudes estructurales (fenotípicas).
Filogenia: Relaciones ancestrales y evolutivas entre plantas. Si bien la taxonomía vegetal se ha basado históricamente en la morfología de las plantas, estas relaciones se están verificando y expandiendo actualmente utilizando nuevas tecnologías genéticas moleculares que descubren similitudes genéticas a través de comparaciones de secuencias de ADN compartidas. En general, las plantas que comparten más ADN se consideran más similares desde un punto de vista evolutivo, y se considera que han divergido entre sí más recientemente en el tiempo evolutivo que las plantas que comparten menos ADN.
Taxonomía en la despensa: Ejercicio de clasificación
Para comenzar a familiarizarse con las categorías taxonómicas, vaya a su refrigerador, alacena o despensa y elija una variedad de frutas, verduras y granos. Estos podrían incluir latas de champiñones, guisantes verdes, guisantes de ojos negros, garbanzos, frijoles de mantequilla y maíz dulce; bolsas de piñones y coco, y tal vez un plátano que se estaba volviendo un poco demasiado marrón.
Piensa en las muchas formas en que podrías agrupar estos alimentos. Podrías, por ejemplo, categorizar un alimento por si es enlatado o fresco, por tamaño, fabricante o color, o por la comida en la que normalmente lo comerías.
O podrías aplicar un sistema de clasificación biológico, jerárquico, categorizándolos por la morfología y filogenia de la planta sobre la que crecieron. La jerarquía sistemática de plantas que utilizaremos en este curso es la siguiente, desde el nivel más alto (más inclusivo) hasta el nivel más bajo:
- Reino
- División (o Phylum, aunque Phylum se asocia más comúnmente con taxonomía animal)
- Clase
- Orden
- Familia
- Género
- Epíteto específico (generalmente el nombre de una especie)
Memoriza esta jerarquía, para que salga de tu lengua como una tabla de multiplicar.
Ahora aplica este sistema taxonómico a tus alimentos. Una manera fácil de hacer esto es buscar cada alimento en el sitio USDA Plants Database del Departamento de Agricultura de los Estados Unidos. Si escribe “tomate” en la barra de búsqueda, selecciona “Nombre común” en el menú desplegable y haz clic en “ir”, verás todas las plantas con “tomate” en su nombre común. Da click en Solanum lycopersicum L. (jitomate de jardín) y obtendrás esta entrada, la descripción del jitomate común de jardín. Desplácese hacia abajo para ver la sección “Clasificación”, que enumera la clasificación taxonómica e incluye Reino, División, Clase, Orden, Familia, Género y epíteto Específico. Observe que esta base de datos tiene divisiones jerárquicas más finas de las que debe conocer, incluyendo Subreino, Superdivisión y Subclase.
Puedes usar la información de la base de datos para clasificar tus alimentos. Para productos con varios ingredientes, elija uno de la lista de ingredientes, como el trigo en galletas o el tomate en salsa de espagueti.
Si bien a veces puedes encontrar esta información en Wikipedia, ten en cuenta que Wikipedia no siempre es confiable y querrás hacer referencias cruzadas con otras fuentes. Si ingresas “tomate” en la barra de búsqueda de Wikipedia obtendrás esta página. La barra lateral derecha incluye la clasificación taxonómica. Se usa “Sin clasificar” en lugar de División y Clase, lo que significa que hay algún desacuerdo sobre si esos nombres son los nombres correctos de División o Clase. También puede ver varios términos jerárquicos listados como “Clado”, en lugar de los términos adecuados. Si no puede encontrar información completa en Wikipedia, utilice el sitio del USDA.
Para los alimentos en nuestra hipotética despensa —setas, guisantes verdes, guisantes de ojos negros, garbanzos, frijoles mantequilla, maíz dulce, piñones, coco y plátano— podemos dividirlos en los siguientes Reinos: Plantae y Hongos.
Podemos separar los productos dentro del reino Plantae en dos Divisiones:
- Pinophyta: los piñones, que provienen de una conífera
- Magnoliophyta: todo lo demás en este reino, que provienen de plantas con flores
Las latas y bolsas en la división Magnoliophyta se pueden separar en estas Clases:
- Liliopsida (Monocotiledóneas: una hoja embrionaria en la semilla, venas foliares paralelas y pétalos y sépalos en múltiplos de tres): maíz, coco y plátano
- Magnoliopsida (Dicotiledóneas — dos hojas embrionarias en semilla y vetas foliares ramificadas): guisantes verdes, arvejas de ojos negros, garbanzos y frijoles
En comparación con los otros niveles, el orden es un conjunto relativamente arbitrario de clasificaciones que se crearon en parte para hacer más manejables las clasificaciones posteriores. El orden se abordará en la sección sobre filogenia.
A continuación, los productos se pueden subdividir por Familia.
Dependiendo de los detalles del sistema particular de clasificación de plantas utilizado, existen aproximadamente 230 familias de plantas. Las familias suelen basarse en los tipos y organización de las partes de las flores y el tipo de fruto, incluyendo el número de pétalos, sépalos, estambres y pistilos, y la ubicación del ovario en relación con los pétalos. En este sitio web de la Extensión Cooperativa de la Universidad de California (opcional) los autores identifican muchas de las características utilizadas para agrupar las plantas en familias.
Entre nuestros ejemplos de alimentos, la jerarquía familiar incluye:
- Arecaceae (coco, que proviene de una palmera)
- Poaceae (maíz, que es una hierba)
- Musaceae (plátano)
- Fabaceae (los tres guisantes y los frijoles de mantequilla, que son legumbres)
Género y Epíteto Específico son las dos últimas clasificaciones. El emparejamiento de género y epíteto específico para nombrar una planta se llama nomenclatura binomial. La primera letra del género está en mayúscula y todo el binomio está subrayado o escrito en cursiva.
Mira este video para una explicación de la taxonomía de plantas.
Piense en estas preguntas y sea capaz de discutir las respuestas o saber cómo encontrarlas utilizando los recursos proporcionados:
- ¿Dónde se separan taxonómicamente los abetos azules (una conífera) de los lirios (plantas con flores) a nivel de Reino o División? (Sugerencia: Utilice los recursos en línea que se proporcionaron en esta sección.)
- ¿Los lirios (monocotiledóneas) están separados de los frijoles (dicotiledóneas) a nivel Clase u Orden?
- ¿En qué nivel taxonómico se separan las plantas con flores en diferentes clasificaciones en función de las características de flores y frutos?
Ejemplo de árbol de taxonomía
Ahora que tienes los nombres para cada una de tus plantas, puedes organizarlas en un árbol taxonómico que muestre más claramente sus relaciones entre sí. A continuación se muestra un árbol de ejemplo basado en algunos de los alimentos que se encuentran en nuestra hipotética despensa:
Ahora, pruébalo tú mismo. Determina qué plantas quieres usar, búscalas en la Base de Datos de Plantas del USDA, escribe el Reino, División, Clase, etc. para cada una, y comienza a construir el árbol para mostrar relaciones y puntos de divergencia. En este ejemplo, los hongos divergen de todo lo demás a nivel del Reino, los piñones divergen de los otros tres a nivel División, el maíz está en una Clase diferente a la del guisante y el garbanzo, y el guisante y el garbanzo divergen en Género.
El objetivo de este ejercicio es que entiendas que las relaciones entre las plantas son conocidas, y se clasifican en un sofisticado sistema taxonómico. Algunas de las plantas que comemos comúnmente tienen relaciones cercanas, como las diversas plantas de la familia Solenaceae (tomate, berenjena, papa), pero otras son mucho más distantes.
Linneaus y taxonomía de plantas
Nomenclatura binomial
Carolus Linnaeus (1707—1778), profesor sueco, es ampliamente reconocido por desarrollar la nomenclatura binomial para plantas. La nomenclatura binomial es una clasificación científica en la que a cada organismo se le dan dos nombres. En su libro de 1753 Species Plantarum (clases de plantas), Linneo empleó este sistema para describir un gran número de plantas utilizando polinomios latinos. La primera palabra del polinomio se convirtió en el género, y una nota marginal que describe la planta se convirtió en el epíteto específico. Hace varios años celebramos el 300 cumpleaños de Linneo, y puedes encontrar un largo conjunto de enlaces sobre él desde una simple búsqueda en Google.
Un binomio propio, además del Género y epíteto específico, también incluye las iniciales de la autoridad nombradora —la persona que propuso el nombre aceptado—. También podrían figurar entre paréntesis las autoridades de nombres anteriores. Por ejemplo:
- Phaseolus vulgaris L. — frijol común. La “L” significa Linneo.
- Phaseolus acutifolius A. Frijol gris — tepary. La autoridad para éste es A. Gray.
Los híbridos interespecíficos (híbridos formados a partir del cruce de dos especies diferentes) pueden designarse con una “x” que separa las dos especies constituyentes; la “x” puede leerse como taquigrafía de “cruzado con”, por ejemplo, Phaseolus vulgaris L. x Phaseolus acutifolius A. Gray. También se les podría dar un nuevo nombre incorporando una “x” para demostrar que la planta es el resultado de un cruce interespecífico: Fragaria chiloensis x Fragaria virginiana = Fragaria x ananassa (fresa cultivada)
Observe, a partir de estos ejemplos de cruces interespecíficos, que la capacidad de cruzar y tener descendencia fértil no es una definición firme de especie. En general es cierto que la cría se restringe a los límites dentro de las especies, pero hay excepciones.
Si bien algunos nombres de plantas se han actualizado para reflejar los conocimientos más recientes sobre su morfología y filogenia, sus nombres más antiguos podrían seguir siendo de uso común en algunos entornos. Coleus, por ejemplo, tiene los siguientes binomios, todos para la misma planta:
- Ocimum scutellarioides L.
- Plectranthus scutellarioides (L.) R. Br. (Observe que “L” ahora está entre paréntesis, lo que demuestra que Linneaus fue la primera autoridad nombradora, pero que su nombre original para la planta ahora ha sido reemplazada.)
- Coleus scutellarioides (L.) Benth.
- Coleus blumei Benth.
Notas importantes sobre las convenciones de nomenclatura binomial:
- El Género siempre está en mayúscula y ya sea en cursivas o subrayadas.
- El epíteto específico es minúscula y cursiva o subrayado.
- La autoridad de nomenclatura está en mayúscula y a menudo se abrevia; si la especie ha sido renombrada, la primera autoridad está entre paréntesis.
- Una “x” entre el Género y el epíteto específico denota un cruce interespecífico.
- Una “x” antes del Género denota un cruce intergenérico.
Futuro de la taxonomía y sistemática de plantas
La taxonomía puede parecer primero una ciencia vieja y aburrida, clasificando las plantas en una base de datos utilizando un sistema desarrollado por alguien nacido hace más de 300 años. Pero los experimentos de exploración de plantas y el descubrimiento de especies previamente desconocidas pueden llevar a los investigadores a los rincones más alejados del mundo, y la taxonomía es importante para clasificar y nombrar estos nuevos descubrimientos. Además, para las especies ya descubiertas, existe una discusión continua sobre las relaciones reales entre estas plantas y otras y si las plantas actualmente clasificadas deben ser reclasificadas con base en nueva información. Con los avances en genética molecular a través de técnicas que revelan la secuencia de ADN de una planta, por ejemplo, la taxonomía se mueve cada vez más hacia una base filogenética, basada en relaciones evolutivas establecidas a través de similitudes y diferencias de ADN en lugar de únicamente en características morfológicas ( características sobre la planta que puedes ver).
- La taxonomía tradicional se basa en el fenotipo morfológico (la apariencia de la planta).
- La taxonomía molecular se basa en el genotipo (la combinación particular de alelos de cada gen en el organismo).
Para más información, consulta este artículo de Wikipedia sobre filogenética molecular.
El Grupo de Filogenia de Angiospermas (APG) es un grupo de taxonomistas que trabajan juntos para modificar la taxonomía de plantas con flores mediante sistemática molecular. El trabajo de la APG se centra en el nivel taxonómico de Orden y, en cierta medida, Familia. Si bien el Orden ha sido durante mucho tiempo una categorización bastante arbitraria, ahora puede basarse más en las relaciones moleculares.
La utilidad de la clasificación va más allá de la satisfacción de una buena organización. La clasificación nos puede informar de plantas nuevas o menos estudiadas que comparten características valiosas con plantas que ya nos son familiares. Ahora tenemos herramientas y conocimientos que nos dan un control cada vez mayor sobre la transferencia de ADN entre las plantas. Los mejoradores de plantas pueden usar los conocimientos de los taxonomistas para identificar secuencias de ADN en plantas relacionadas que podrían proporcionar nuevas fuentes de resistencia a enfermedades e insectos, o nuevos atributos de calidad, si se transfieren a cultivos alimentarios.
Un elemento H5P interactivo ha sido excluido de esta versión del texto. Puedes verlo en línea aquí:
https://open.lib.umn.edu/horticulture/?p=141#h5p-5