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En 1859, Charles Darwin publicó El origen de las especies.
En este libro proponía un mecanismo sencillo para explicar
cómo se ha originado toda la diversidad de la vida. A pesar
del tiempo transcurrido, el núcleo de la teoría evolutiva
actual arranca de esa obra de Darwin. A grandes rasgos, podemos
decir que:
- Los seres vivos se reproducen, pero no todos sus descendientes
sobrevivirán. De hecho, la mayor parte muere.
- Hay diversidad en la descendencia de los organismos, y parte de
dicha diversidad es heredable. Cuando hay reproducción sexual,
los hijos no son exactamente idénticos a los padres.
- Los seres vivos que presenten una mejor adaptación a
su entorno tendrán mayores posibilidades de sobrevivir
a la implacable guadaña de la Segadora. Asimismo, es probable
que transmitan a su descendencia los caracteres que permiten una
mejor adaptación al entorno.
- Y así, generación tras generación, la
naturaleza va seleccionando a los mejor adaptados. A la larga,
se acaban creando nuevas especies. Ojo: obsérvese cómo
hablamos de los mejor adaptados, no de los más fuertes,
más altos, más feroces o más inteligentes.
Una alta tasa reproductora, la capacidad de esconderse o el oportunismo
pueden ser herramientas adaptativas tanto o más válidas
que aquéllas.
Como consecuencia de lo anterior, se llega a la conclusión
de que toda especie viva se ha originado a partir de otra anterior.
De hecho, y dado que todos los seres vivos compartimos el mismo
código genético, deducimos que todos los habitantes
de nuestro planeta, desde la más humilde bacteria hasta la
ballena azul más imponente, descendemos de un antepasado común,
que probablemente habitó la Tierra hace unos 4000 millones
de años.
Pero el saber que todos los seres vivos procedemos de una raíz común nos plantea
aún más preguntas. ¿Cuáles son nuestros
parientes más cercanos? ¿Cómo se han originado
los distintos taxones? ¿Quién es el antepasado de
quién? Aparte de la curiosidad que nos impulsa a dibujar
los árboles genealógicos (no es raro que a los humanos
nos apetezca saber quiénes son nuestros antepasados, o el
lugar que ocupa determinada gente en la historia de un linaje),
la clasificación de los seres vivos también depende
de ello.
Efectivamente, Ya hemos visto en taxonomía
que las especies se agrupan en géneros, los géneros
en familias, etc., según criterios de parentesco.
Dos especies se consideran próximas (y, por tanto, se incluyen
en el mismo género), si poseen un antepasado común
cercano en el tiempo, diferente al de otras especies. Lo malo es
que averiguar cómo es el árbol de la vida no
resulta sencillo.
Antes de proseguir, necesitamos conocer unos cuantos términos:
La filogenia es la historia de la evolución de un
grupo de organismos o, de acuerdo con Colin Tudge, la «genealogía
con mayúscula», ya que se ocupa de la relación
existente entre especies, familias, órdenes... Para ello,
los biólogos se han basado en la morfología, la citología,
el registro fósil, etc. Hoy, las técnicas de Biología
Molecular son imprescindibles para dilucidar las relaciones entre
organismos.
La filogenia se puede representar gráficamente mediante
árboles filogenéticos. Como su nombre indica,
se trata de dibujos con aspecto de árbol. En la base del
tronco estaría el antepasado común de todos los organismos,
y de él partirían unas ramas, de las cuales saldrían
ramas más finas, y de éstas ramitas, etc., hasta llegar
a las especies actuales, dispuestas en los extremos de las últimas
ramificaciones.
Los árboles filogenéticos
más «clásicos», que quizá sean los más familiares para el lector,
recordaban a un abeto o, mejor dicho, a un poste
del cual salían ramitas más finas (Figura
1). En la parte alta del árbol se situaba un individuo de nuestra
especie, preferiblemente de sexo masculino, raza blanca, anglosajón
y protestante (es decir, el típico WASP). Probablemente,
esto se debía a que los científicos que elaboraban
los árboles eran WASPs. Además, se creía que
la evolución tendía hacia la perfección: había
una escala de progresión que iba desde los microbios hasta
nuestra especie (dentro de la cual, por supuesto, había razas
más evolucionadas que otras).
Hoy se tiende a desechar esa idea, y los
árboles filogenéticos se parecen más a zarzas
que a abetos (Figura 2).
Sobre esa tendencia a pensar en la evolución como una «cadena de progreso»,
véanse las entradas que pusimos en este blog:
I, II y III.
No hay especies más evolucionadas que otras; simplemente,
sus estrategias de supervivencia son diferentes. ¿Por qué
ha de ser más evolucionado un chimpancé que
el moho que echa a perder la fruta en el frigorífico? De
acuerdo, el moho tiene menos cerebro que el chimpancé (mejor
dicho, carece de cerebro), pero le va de maravilla, y prospera por
toda la Tierra. Probablemente, nos sobrevivirá, y enmohecerá
nuestras tumbas. En cambio, los chimpancés, con toda su inteligencia,
tienen un futuro bastante menos halagüeño. Al paso que
vamos, sólo aguantarán en los zoológicos
o a base de hacerse fotos en brazos de los turistas, vestidos de
marineritos...
Disculpen la digresión, y volvamos al tema. Uno podría
pensar que el parecido entre especies es un buen criterio para determinar
su parentesco. Criaturas con caracteres comunes estarían
estrechamente relacionadas, próximas en el árbol de
la vida. Según eso, el hecho de poseer alas indicaría
que una polilla, un murciélago, un halcón y un pterodáctilo
son parientes próximos. Y no lo son. Veamos el porqué.
A partir de un antepasado común, las especies pueden evolucionar
de formas muy diversas para adaptarse a entornos distintos. Este
fenómeno se conoce como divergencia; o radiación,
cuando consideramos muchas divergencias en conjunto. Por ejemplo,
tras la extinción de los dinosaurios quedaron en la Tierra
muchos nichos ecológicos libres, lo que permitió la
radiación de los mamíferos (y, de rebote, que nosotros
estemos ahora aquí).
Divergencias y radiaciones provocan que parientes próximos
tengan pintas muy diversas. Esto dificulta averiguar su filogenia.
Por otro lado, para generar mayor confusión, se dan los fenómenos
de convergencia. Seres no emparentados pueden adoptar un
aspecto similar cuando han de adaptarse a entornos similares. Por
ejemplo, un delfín y un tiburón se parecen, ya que
se trata de nadadores activos y carnívoros, que se buscan
la vida de forma similar. Cuando la convergencia se mantiene a lo
largo de muchas generaciones, puede hablarse de evolución
paralela, de la cual hay ejemplos notables en nuestro mundo:
los cactus americanos han evolucionado de forma paralela a las euforbias
africanas; los marsupiales australianos y los placentarios en otros
continentes; las royas blancas y las royas verdaderas...
Por tanto, se debe tener mucho cuidado a la hora de seleccionar
qué caracteres son adecuados para discernir el parentesco
entre organismos. Los caracteres que comparten dos especies distintas
se denominan compartidos. Sin embargo, que un carácter
sea compartido no implica parentesco. Ciertas semejanzas se denominan
homoplasias (también analogías o caracteres
análogos), y se trata de adaptaciones adquiridas de forma
independiente. Por ejemplo, los loros y los calamares poseen picos
ganchudos, pero dichos picos no proceden de un antepasado común,
sino que surgieron en momentos distintos. Por tanto, las homoplasias
o analogías no nos sirven para este propósito.
Los caracteres homólogos (u homologías)
son los que se heredan de un antecesor común. Por ejemplo,
nuestro brazo es homólogo del ala del murciélago,
la aleta del cachalote o la pata del caballo. Pueden parecer muy
diferentes, pero si se analiza su estructura ósea las similitudes
aparecen, e indican un origen común. Las homologías,
por tanto, son las más indicadas para averiguar el parentesco
entre especies. Sin embargo, para establecer la filogenia y trazar
los árboles de la vida hay caracteres más informativos
que otros. El entomólogo alemán Willi Hennig señaló
que las homologías, por sí solas, no bastan para establecer
la filogenia.
Sigamos profundizando en la terminología de los caracteres
homólogos. Las plesiomorfías son caracteres
primitivos, cercanos al estado ancestral; cuando son compartidas
por más de un organismo se llaman simplesiomorfías.
En cambio, las apomorfías o caracteres derivados
no están cercanos al estado ancestral, sino que son de aparición
más reciente; cuando son compartidos por otros organismos
reciben el nombre de sinapomorfías. Finalmente, las
autapomorfías son las características únicas
de un organismo.
¿Confuso, amigo internauta? Trataremos de aclarártelo
con un socorrido ejemplo. La existencia de plumas es un carácter
que presentan todas las aves. Si buscamos un carácter para
separarlas de otros animales (los mamíferos o los reptiles,
por ejemplo), las plumas serían una sinapomorfía:
un carácter reciente que comparten todas las aves, ausente
de otros organismos. En cambio, si usamos las plumas para separar
los distintos grupos de aves entre sí (por ejemplo, los pájaros
de las rapaces) vemos que no nos sirve. A ese nivel, las plumas
serían una simplesiomorfía: un carácter primitivo
dentro de las aves. Para separar a las rapaces de los pájaros
necesitaríamos sinapomorfías de esos grupos; en el
caso de las rapaces, por ejemplo, una combinación de pico
ganchudo, garras, ferocidad, etc. Y a su vez, esa combinación
se convertiría en una simplesiomorfía si tuviéramos
que hilar más fino (dentro de las rapaces, separar águilas
de halcones, por ejemplo). En resumen, el que un carácter
sea apomorfía o plesiomorfía es relativo. Conforme
bajamos de nivel taxonómico debemos buscar sinapomorfías
más precisas.
Antes de proseguir, necesitamos conocer
unos cuantos términos más:
Se dice que un grupo de organismos es monofilético
cuando incluye a un antepasado común con todos y cada uno
de sus descendientes (Figura 3).
Un ejemplo es el de los mamíferos: todos descienden de un
único antepasado común (un reptil sinápsido,
por si a alguien le interesa), y ninguno de esos descendientes se
incluye en otro grupo diferente. Mas ejemplos de taxones monofiléticos:
las aves, los insectos, los mildius...
Un grupo es parafilético si faltan algunos de los
descendientes, los cuales han sido incluidos en otros grupos (Figura
4). Por ejemplo, los dinosaurios son parafiléticos, ya
que en ellos no incluimos a las aves, que son sus descendientes
directos. Si incluimos a las aves dentro de los dinosaurios, estos
sí que son ahora un taxon monofilético. O sea, afirmar que las aves
son dinosaurios, desde el punto de vista cladístico, es correcto.
Finalmente, un grupo es polifilético si contiene
organismos de varios clados, es decir, que no proceden de un antepasado
común cercano (Figura 5);
simplemente, se han reunido por conveniencia de los investigadores.
Un ejemplo: las algas, que hoy sabemos que pertenecen a reinos e incluso
dominios diferentes.
Ningún taxón ha de ser polifilético, si queremos
ser rigurosos. Lo ideal sería que todos los taxones fueran
monofiléticos, aunque cuesta bastante «jubilar» a los parafiléticos,
como los peces o los reptiles. Estamos tan acostumbrados a ellos... Por
supuesto, hay nombres de grupos polifiléticos y parafiléticos
que son de uso común, incluso coloquial (algas, hongos, peces,
gusanos, microbios...) y que siguen siendo bastante informativos.
Se emplean en lengua vernácula, no en latín (y, por
tanto, no se ponen en cursiva).
Basándose en lo anterior, Hennig propuso el cladismo
(o cladística) como método útil para
reconstruir la genealogía de los organismos de modo objetivo
y verificable por otros científicos. Se basa en tres principios:
- Los taxones están unidos en grupos naturales basándose
en las sinapomorfías (rasgos derivados compartidos).
- Todos los grupos válidos descienden de un antepasado
común único (es decir, son monofiléticos).
Los grupos que se definen según las simplesiomorfías
tienden a ser parafiléticos, mientras los que poseen más
de un antepasado común son parafiléticos.
- El patrón más parsimonioso (el que requiere
el menor número de pasos para resolver las relaciones entre
taxones) es el que tiene mayor probabilidad de ser correcto. O
sea, se buscan los árboles más sencillos, con menor
número de cambios. Se trata de aplicar el filosófico
principio de la navaja de Occam a la filogenia.
Un cladograma es un árbol filogenético elaborado
por los cladistas, es decir, el producto del análisis cladístico.
Se basa en las sinapomorfías. El punto de partida (antepasado
común) de una rama es un nodo, y las líneas
entre nodos, los internodos. Los cladistas también
suponen que cada nodo se bifurca en dos ramas (es decir, una especie
puede generar otras dos, en vez de un número mayor). Un concepto
clave es el de clado: el antepasado común de un grupo
más todos sus descendientes (gráficamente: un nodo
con todas las ramas que parten de él). Obviamente, hay clados
pequeños que parten de clados grandes, y así sucesivamente.
Recomendamos visitar el sitio web del Árbol de la Vida (en inglés).
Y después de todo esto, ¿son los hongos un grupo
monofilético? ¿Qué pasa con ellos? Más
información, en grupos.
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