Ejercicios: Los grandes grupos de seres vivos

Enumera los grandes grupos (reinos) de seres vivos y escribe una característica distintiva de cada uno que permita reconocerlo.

Diferencia briófitos, pteridófitos, gimnospermas y angiospermas atendiendo a la presencia de vasos conductores, semillas y flores, y pon un ejemplo de cada grupo.

Explica el criterio que separa a los vertebrados de los invertebrados, cita los cinco grupos de vertebrados y una novedad evolutiva clave de cada uno.

Diferencia un organismo unicelular de uno pluricelular con dos ejemplos de cada uno, y explica qué ventaja supone la división del trabajo entre células especializadas de un organismo pluricelular.

Clasifica cada uno de estos organismos en su gran grupo (moneras, protoctistas, hongos, plantas o animales) y justifica tu elección: una ameba, una seta, un roble, una cianobacteria y una esponja.

Explica dos rasgos que distinguen a los hongos de las plantas (composición de la pared celular, forma de nutrición, sustancia de reserva) y razona por qué los hongos están emparentados más cerca de los animales que de las plantas.

Cita tres grandes grupos de invertebrados (por ejemplo cnidarios, anélidos, artrópodos, moluscos o equinodermos) y una innovación evolutiva que caracterice a cada uno (simetría radial, segmentación, exoesqueleto articulado...).

¿Qué es un protoctista (protista)? Explica por qué se dice que es un grupo «cajón de sastre», qué tienen en común sus miembros y pon dos ejemplos que muestren su enorme diversidad (un alga unicelular y un protozoo).

Identifica a qué gran grupo pertenece cada organismo a partir de estas descripciones y justifica tu respuesta: a) organismo unicelular sin núcleo diferenciado, con lípidos de membrana unidos por enlaces éter, que habita en aguas termales; b) organismo eucariota multicelular de nutrición heterótrofa por absorción; c) organismo unicelular eucariota fotosintético del plancton.

Explica qué adaptaciones anatómicas y fisiológicas permitieron a los primeros vertebrados pasar del medio acuático al terrestre, y qué problemas tuvieron que resolver (sostén, respiración, desecación y reproducción).

A partir del árbol filogenético simplificado del esquema: a) indica qué grupo actual comparte un ancestro común más reciente con los animales; b) explica qué representa el nodo señalado con «?» y qué tipo de organización celular comparten todos los grupos que descienden de él; c) razona si es correcto afirmar que las bacterias están «menos evolucionadas» que los animales.

Ordena la aparición de estas innovaciones en la historia de las plantas y explica qué independencia del medio acuático aportó cada una: vasos conductores, semilla y flor.

Ordena la aparición de estas novedades evolutivas de los vertebrados y asigna cada una al grupo en el que surgió: mandíbulas, pulmones y extremidades con dedos, huevo amniota y pluma.

Explica qué es una sinapomorfía (carácter derivado compartido) usando el pelo y las mamas de los mamíferos, y razona por qué los caracteres derivados compartidos, y no las semejanzas generales, sirven para construir árboles evolutivos.

Distingue evolución divergente y convergente usando estos ejemplos: el brazo humano y el ala del murciélago (órganos homólogos) frente al ala de una mariposa y el ala de un ave (órganos análogos). Explica qué indica cada caso sobre el parentesco.

Las esponjas son los animales vivos de organización más sencilla. Describe su plan corporal (sin tejidos verdaderos, coanocitos que filtran el agua) y razona qué sugieren sobre cómo pudieron surgir los animales a partir de protistas coloniales.

Un estudiante de 1.º de Bachillerato afirma en clase: «Los cocodrilos y los lagartos pertenecen a la misma clase (Reptiles) porque comparten caracteres como las escamas queratinizadas y la ectotermia, mientras que las aves son un grupo totalmente distinto porque tienen plumas y homeotermia. Agrupar a cocodrilos y aves en un mismo clado contradice la morfología». A partir de los principios de la sistemática filogenética:

1. a) Rebate la afirmación del alumno explicando por qué basar la clasificación en escamas queratinizadas o ectotermia genera un grupo parafilético. Diferencia en tu respuesta entre plesiomorfías (caracteres ancestrales) y sinapomorfías (caracteres derivados compartidos).
2. b) Dibuja o esquematiza un cladograma en el que sitúes al ancestro común de los amniotas, los lepidosaurios (lagartos), los cocodrilos y las aves. Ubica en las ramas correspondientes al menos dos sinapomorfías exclusivas del clado Archosauria (que engloba a aves y cocodrilos).
3. c) Predice qué ocurriría si en un estrato fósil descubrieras un organismo con fenestra anteorbitaria en el cráneo y molleja muscular, pero cubierto de escamas y sin rastro de plumas: ¿en qué punto de tu cladograma lo situarías y qué implicación tendría para la definición tradicional de «reptil»?

Los anfibios son el grupo de vertebrados más amenazado del planeta, también en República Dominicana. Analiza qué rasgos de su biología los hacen especialmente vulnerables y propón dos medidas de conservación justificadas.

En una parcela experimental de un bosque caducifolio se aplicó un fungicida sistémico de amplio espectro en el suelo durante tres años, manteniendo inalteradas la radiación solar, la pluviosidad y la concentración de CO₂ atmosférico. Tras ese periodo se constataron tres observaciones empíricas:

1. El grosor de la capa de hojarasca sin descomponer aumentó en un 180 %.

2. Los plantones de roble (Quercus robur) experimentaron una reducción del 45 % en su crecimiento y una acusada deficiencia foliar de fósforo y nitrógeno.

3. La tasa de respiración del suelo se redujo drásticamente.

1. a) Justifica las observaciones 1 y 3 a partir de la estrategia metabólica y el modo de digestión externa característicos de los hongos saprófitos en comparación con la nutrición autótrofa vegetal.
2. b) Explica el mecanismo biológico subyacente a la observación 2: ¿qué interacción simbiótica específica se ha destruido en el suelo y qué flujo neto de nutrientes entre hongo y planta ha quedado interrumpido?
3. c) Predice razonadamente cómo afectará a medio plazo la ausencia continuada de hongos a la productividad primaria neta del bosque y al ciclo biogeoquímico del carbono.

En una muestra de permafrost ártico se ha aislado un microorganismo («A-24») con las siguientes propiedades: posee una cápside icosaédrica de 400 nm, un genoma bicatenario de ADN de 1.2 Mb (mayor que el de bacterias como Mycoplasma genitalium), codifica enzimas de reparación del ADN y varias aminoacil-tRNA sintetasas, pero carece de ribosomas propios, de ATP-sintasas y de potencial de membrana. Solo se multiplica al penetrar en una ameba de vida libre.

1. a) Evalúa críticamente si «A-24» debe considerarse un organismo vivo o una partícula vírica según la teoría celular y los postulados metabólicos tradicionales.
2. b) Contrasta cómo explicarían el origen evolutivo de «A-24» la «hipótesis de la reducción» (células parásitas degeneradas) y la «hipótesis del escape génico». ¿Qué firmas genómicas específicas esperarías hallar en «A-24» para respaldar la hipótesis de la reducción frente a la del escape?
3. c) Un grupo de biólogos propone crear un «cuarto dominio de la vida» para ubicar a estos virus gigantes junto a Bacteria, Archaea y Eukarya. Utilizando los fundamentos de la filogenia molecular de Carl Woese basada en el ARN ribosómico (16S/18S), refuta la viabilidad técnica de esta propuesta y plantea una alternativa taxonómica coherente.

En un muestreo biológico se recoge un organismo pluricelular terrestre sésil, provisto de paredes celulares y con nutrición heterótrofa por absorción. La clasificación linneana tradicional lo situaría próximo a las plantas por su aspecto morfológico. Sin embargo, los análisis de laboratorio revelan:

1. Presencia de cadenas poliméricas de N-acetilglucosamina en su pared celular.

2. Almacenamiento de reservas energéticas en forma de glucógeno y lípidos, con ausencia absoluta de almidón.

3. En los árboles filogenéticos basados en secuencias de ARN ribosómico y proteínas contráctiles, este organismo forma un clado monofilético con animales y coanoflagelados (Opisthokonta).

1. a) Justifica por qué las semejanzas morfológicas con las plantas (sésil, presencia de pared) son homoplasias (convergencias adaptativas) y no homologías evolutivas.
2. b) Argumenta, empleando los conceptos de homología molecular y sinapomorfía, por qué los datos 1, 2 y 3 demuestran que este hongo comparte un antepasado común más reciente con un caracol que con un helecho.
3. c) Un estudiante comenta: «Si antes los hongos eran plantas y ahora dicen que están emparentados con los animales, las clasificaciones biológicas son meros inventos arbitrarios». Rebate su comentario razonando la diferencia metodológica entre una clasificación fenomenológica y una sistemática filogenética basada en hipótesis contrastables.

En un yacimiento del Cretácico se extrae un esqueleto fósil asignado a un terópodo no aviano (Dromaeosauridae). El fósil presenta:

• Plumas de contorno asimétricas en las extremidades anteriores.

• Una fúrcula osificada en «V» y esternón carenado incipiente.

• Esqueleto apendicular con huesos huecos neumáticos.

• Dientes serrados en las mandíbulas y una larga cola ósea articulada.

1. a) Interpreta estos caracteres a la luz del concepto de exaptación (cooptación funcional): demuestra por qué estructuras asociadas al vuelo moderno (plumas y esqueletos neumáticos) no evolucionaron inicialmente 'para' volar, sino bajo presiones selectivas distintas en dinosaurios terrestres.
2. b) Un medio de divulgación publica el titular: «Un nuevo fósil ayuda a entender cómo los dinosaurios se extinguieron y dieron origen a las aves». Identifica el error conceptual cladístico del titular y redacta una formulación taxonómicamente rigurosa basada en el concepto de grupo monofilético.
3. c) Explica qué consecuencias taxonómicas tendría para la clase «Reptilia» mantener a las aves en una clase separada: ¿qué tipo de grupo resultaría ser Dinosauria si excluyéramos expresamente al linaje de las aves vivientes?

Al analizar el registro fósil de los yacimientos continentales antes y después de la crisis biológica del límite Pérmico-Triásico (~252 Ma), se observa que los terápsidos (sinápsidos conocidos como «reptiles mamiferoides»), que dominaban más del 70 % de las comunidades faunísticas de herbívoros y carnívoros, sufrieron una extinción masiva superior al 85 % de sus familias. Durante el Triásico, los arcosaurios basales —previamente escasos y marginales— experimentaron una rápida diversificación ocupando la gran mayoría de los nichos ecológicos terrestres.

1. a) Interpreta este relevo faunístico aplicando los conceptos de cuello de botella ecológico, vacancia de nichos y radiación adaptativa. ¿Fue la diversificación de los arcosaurios una consecuencia de una «superioridad biológica competitiva» previa o de una contingencia histórica?
2. b) Aplica el mismo razonamiento al evento de extinción del límite Cretácico-Paleógeno (K-Pg): justifica si el auge ecológico de los mamíferos placentarios tras el impacto meteorítico apoya la idea de progreso evolutivo acumulativo o la de contingencia.
3. c) Frente a la actual crisis de pérdida de biodiversidad provocada por la acción humana, un informe afirma: «Las especies dominantes hoy (humanos, aves de corral, roedores) garantizan la estabilidad de los ecosistemas futuros porque su abundancia demuestra su éxito adaptativo». Juzga críticamente esta afirmación apoyándote en los patrones de supervivencia observados en las grandes extinciones del registro fósil.

El departamento de medio ambiente de tu ciudad quiere evaluar la salud ecológica de un parque periurbano sometido a dos regímenes distintos: la Zona A (con siega continua de césped, retirada de hojas secas y uso de herbicidas) y la Zona B (renaturalizada, sin desbroces sistemáticos ni fitosanitarios).

1. a) Diseña un protocolo de muestreo estandarizado para cuantificar y comparar la diversidad de dos grupos taxonómicos clave: artrópodos edáficos y hongos del suelo. Para cada grupo, indica: método de captura o recogida de muestras sobre el terreno, esfuerzo de muestreo (número de réplicas o área) y una variable biológica cuantitativa concreta que medirías en el laboratorio.
2. b) Al analizar el agua de una charca del parque con muestreo visual y redes planctónicas convencionales no se detecta presencia de anfibios ni de macroinvertebrados bentónicos amenazados. Diseña una estrategia analítica basada en ADN ambiental (eDNA) y metabarcoding que permita verificar si estas especies frecuentan o habitan la masa de agua, señalando qué diana genética común se utiliza para la identificación taxonómica y dos ventajas críticas de esta técnica frente a los métodos de censo tradicionales.
3. c) Predice qué diferencias cuantitativas y estructurales esperarías encontrar entre la red trófica de la Zona A y la de la Zona B tras dos años de gestión diferenciada, justificando cómo repercutirá el manejo en la tasa de descomposición de la materia orgánica y en la capacidad de resiliencia del ecosistema.