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 briófitas, pteridófitas, gimnospermas y angiospermas según la presencia de vasos conductores, semillas y flores, y da un ejemplo de cada grupo.

Explica el criterio que separa a los vertebrados de los invertebrados, menciona 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, un hongo con forma de sombrero (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.

Menciona 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» (es decir, un grupo donde se mete todo lo que no encaja en otros), 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 glándulas mamarias 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»?

En una laguna de alta montaña de la península ibérica se ha registrado en la última década un colapso poblacional del 80 % en el sapo partero común (Alytes obstetricans), mientras que las poblaciones de culebra viperina (Natrix maura) y de libélulas no muestran descensos significativos. Los análisis ambientales revelan un aumento de la radiación UV-B, una concentración moderada de nitratos de origen ganadero (18.5 mg/L) y la presencia del hongo patógeno Batrachochytrium dendrobatidis.

1. a) Interpreta, relacionándolo con la anatomía y la fisiología de los anfibios (intercambio gaseoso a través del tegumento, ciclo reproductor bifásico y metamorfosis), por qué estos factores afectan de forma devastadora a los anfibios y no a los reptiles de la misma masa de agua.
2. b) Diseña un plan de actuación con dos medidas de conservación específicas y viables sobre el terreno para frenar la desaparición del sapo partero en este enclave. Justifica el mecanismo biológico por el que cada una de tus propuestas contrarrestará las causas concretas del declive.

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 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 corte continuo 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.

Reto del tema. Imagina que trabajas como asesor científico para un museo de ciencias naturales. Tu misión es analizar cómo los grandes hitos de la historia de la vida explican la biodiversidad que hoy habita en tu territorio.

Sigue estas fases:

1. Obtención de datos reales: Accede a la plataforma oficial GBIF.org y consulta los datos de biodiversidad de tu condado o estado. Extrae el número de especies registradas de cuatro linajes: bacterias, plantas, hongos y animales.

2. Reconstrucción evolutiva: Diseña una tabla cronológica donde sitúes la aparición de cada grupo en la escala geológica (desde las primeras evidencias de vida celular hace $\approx 3.8$ Ga hasta la explosión cámbrica hace $\approx 0.54$ Ga). Añade en cada caso una innovación adaptativa determinante (como la fotosíntesis oxigénica, la simbiogénesis o la pluricelularidad).

3. Informe de síntesis: Elabora un gráfico comparativo de la riqueza de especies actual frente a su antigüedad y redacta una propuesta razonada ($1$ página) que argumente cómo las extinciones y radiaciones adaptativas han modelado la biosfera local que observas.

Se valorará:

• Rigor en la extracción y tabulación de datos biológicos reales desde la base oficial.

• Corrección científica al datar los hitos evolutivos y vincularlos a sus novedades biológicas.

• Calidad del análisis crítico al conectar la historia geológica con los patrones actuales de biodiversidad.