Se sabe que en la tierra existen más de 5 millones de especies, la cual nosotros los seres humanos sólo conoce la infima parte de estos. La taxonomía ordena, describe y clasifica a todos los seres vivos, teniendo como la unidad de una clasificación a la especie.
Tiempo atras personas como Aristoteles clasificaban a los organismos en 3 reinos, luego Carlos Linneo los clasifico en 3 categorias rigiendose por la creación divina, dandole prioridad al hombre.
Gracias a los multiples avances los biologos han podido profundizar la taxonomía a traves de diferentes metodologías y por el estudio de moleculas como proteínas, enzimas, etc
2. Necesidad de una clasificación.
La mayoría de las personas tienen un conocimiento limitado del mundo natural y se relacionan principalmente con los organismos que influencian sus propias vidas. Más allá de la variedad de animales y plantas comunes, y algunos que nos interesan particularmente, lo usual es que se nos acaben los nombres y categorías.
Los biologos, sin embargo se enfrentan con la tarea de identificar, estudiar,
e intercambiar sistemáticamente información de la vasta diversidad de organismos, que abarca mas de 5 millones de especies diferentes. Ellos para hacer esto deben disponer de un sistema para para nombrar a todos estos organismos para así agruparlos en formas ordenadas y lógicas. El problema de elaborar un sistema es inmensamente complicado y comienza con la unidad básica de la clasificación la‘‘especie’’.
3. ¿Que es una especie?
En latin significa tipo, por lo tanto en el sentido más simple, las especies son tipos de diversos organismos. En 1940 Ernst Mayr de la Universidad de Harvard dio una definición más rigurosa: las especies son grupos de poblaciones naturales que se cruzan real o potencialmente entre si y que han
quedado aisladamente de otros grupos. La definición de Mayr esta de acuerdo con el sentido común: si los miembros de una especie intercambiaran libremente genes con los miembros de otra ya no podrian retener aquellas características únicas que los identifican como tipos diferentes de organismos.
Para la mayoría de los propósitos prácticos, una especie es una categoría en
la que se ubica un organismo individual que se ajusta a ciertos criterios bastante rígidos concernientes a su estructura y otras características y desde
un punto de vista evolutivo una especie es un grupo de organismos o población, unidos reproductivamente y que probablemente cambien a través del tiempo y del espacio.
4. Designación de una especie.
De acuerdo con el sistema binomial de nomenclatura ideado por el naturalista sueco Carlos Linneo en el siglo XVIII, y aún en uso, el nombre cientifico de un organismo esta formado por dos partes: el nombre del genero más un epíteto específico(adjetivo o modificador), el nombre del genero siempre se escribe primero por ejemplo Drosophila(genero) melanogaster(epíteto), y puede usarse Drosophila sólo cuando uno se refiere a los miembros del grupo entero que constituyen a ese genero, como por ejemplo: Drosophila, Paramecium, etc.
Pero un epíteto específico por sí sólo carece de sentido ya que especies diferentes en generos diferentes pueden tener el mismo epíteto, como por ejemplo:Thammophis melanogaster que es una culebra acuatica y Drosophila
melanogaster que es la mosca de la fruta. El epíteto solo no nos entrega información.
Quienquiera que describa a un genero o una especie por primera vez, tiene el privilegio de darle su propio nombre, pero frecuentemente recibe el nombre de un amigo o de su colega. Escherichia por ejemplo recibio el nombre de de un médico alemán llamado Theodor Escherich(coli sólo se significa intestinal) y Rhea Darwinii, parecida a la avestruz que habita en la
Patagonia recibió su nombre de Charles Darwin.
Los nombres también pueden ser descriptivos, por la forma o parecido que tengan con otro animal.
Otros nombres responden a sentimientos genuinos. Así tenemos por ejemplo
los epítetos específicos para varios géneros de mosquitos: punctor, tormentor, vexans, horrida, perfidiosus,abominator.
Estos binomios son una herramienta necesaria para que haya una comunicación clara e inequívoca entre los biologos. Cuando se usan diferentes idiomas los problemas de comunicación serían insalvables sin un sistema de nomenclatura universalmente reconocido y aceptado por los biologos.
5. Clasificación jerarquica.
El objetivo fundamental de los observadores del mundo natural ha sido percibir el orden en la diversidad de la vida por medio de la taxonomía.
La taxonomía de los organismos es un sistema jerarquico que consiste en grupos dentro de grupos. En este sistema cada grupo se llama taxón y el nivel que se le asigna se llama categoría.
En la época de Linneo habian 3 categorías: especie, género y reino.Carlos Linneo y otros taxonomistas añadieron otras categorías: familias, ordenes, clases, fila o división. Los naturalistas reconocian 3 reinos: vegetal, animal y mineral. Actualmente sabemos que existen 5 reinos los cuales son: monera, protista, Fungi(hongos), plantae y animal.
La categoría fundamental en la clasificación jerarquica es la especie.
6. El enigma del panda gigante.
En 1869 se descubrió el Panda gigante y desde allí que es un enigma, su identidad se clasifico como miembro de los osos, pero los biologos comenzaron a preguntarse si en realidad no estaría más relacionado con otro mamífero raro de China, el panda menor.
El panda menor era claramente un miembro de la familia de los mapaches, pero en el Viejo Mundo no había miembros vivos de esa familia, a no ser que el panda fuera un mapache.
Los dos pandas comparten muchas características anatómicas y de comportamiento. Los biologos debatieron durante años el problema sin ningún resultado, hasta que en 1964 en un estudio anatómico detallado del
panda gigante demostró que las características que asemejan al panda menor son adaptaciones al alimento ya que los dos se alimentaban de bambú.
Esta información ha sido confirmada ahora por la aplicación de cuatro técnicas diferentes:
1.-Hibridación DNA-DNA.
2.-Tamaño de moléculas de proteínas homólogas.
3.-Comparación de las proteínas homologas.
4.-Estudio detallado de los patrones de bandas cromosomicas.
Cada procedimiento dio la misma respuesta.
Se concluyó finalmente que el panda gigante era un oso.
7. Filogenia.
Carlos Linneo clasificó a los organismos según sus caracteristicas morfologicas, este sistema de clasificación fue llamado sistema Linneano, que también es el actual sistema que se usa. Inicialmente se clasificó a los organismos como si fueran etiquetas y que cada una de ellas debería ir en su casillero correspondiente y cuando todos estos casilleros estuvieran completos se iba a comprender la diversidad de la vida. Esta sistema sólo funcionaba si las especies eran estaticas e inmutables, al aceptar que las especies no evolucionaban este tipo de clasificación parece inadecuado.
La filogenia estudia las relaciones evolutivas con la incorporación de información genealogica, es como la historia o crónica de la evolución de las especies.
Independientemente del método en que se estudie la filogenia esta es única,sólo existe un arbol de la vida que va desde el primer ser vivo que surgió en la tierra hasta el último.
Sistematica tradicional de clasificación.
El actual sistema de clasificación se basa en los siguientes pasos:
1.-Al organismo a clasificar se le asiga un taxón por medio de sus características externas con miembros de ese mismo taxón.
2.-Se prueba si estas similitudes son homologías. Se tienen en cuenta los fósiles cuando sea posible.
3.-Se comparan varias etapas de sus ciclos de vida y patrones del desarrollo embrionario.
8. Metodologías alternativas.
A causa de las dudas que puedan surgir por los métodos tradicionales se aplican diferentes técnicas como: metodología fenetica numerica y metodología cladistica.
Fenética numerica. Se agrupan a los organismos de acuerdos a sus características externas(100 características aproximadamente), luego toda esta información se ingresa a computadoras, luego se comparan y se ven sus posibles relaciones. La diferencia entre homología y analogía no se tienen en cuenta.
Un ejemplo para explicar esto es el siguiente: un cocodrilo se parecería mas a un hombre que a una serpiente por poseer 5 dedos, el cocodrilo se parecería a la serpiente al ver las demás características.
Cladistica. Estudia las relaciones evolutivas, incluyendo a todos los descendientes que tengan las caracteristicas de un ancestro común(taxón holofiletico). La cladistica se basa en la parsimonia que son dos hipotésis donde es más probable de ser cierta aquella que presente menos cambios evolutivos. La excesiva simplificación de caracteristicas en realidad no son tan sencillas y discretas, en las características evolutivas intervienen multiples procesos y órganos que no son tomados en cuenta.
9. Taxonomía molecular.
Gracias a los estudios bioquimicos se ha podido determinar las similitudes y diferencias entre enzimas, proteínas, hormonas, vías de reacción y en las moleculas estructurales importantes. Con el desarrollo de técnicas de secuenciación de aminociácidos en las proteínas, nucleotidos de las moleculas de DNA y RNA, se han podido comparar organismos a través de los genes.
Secuenciación de aminoácidos. Una de las primeras proteínas analizadas en la taxonomía fue el citocromo c que es uno de los transportadores de electrones en la cadena de electrones donde se libera energía para formar ATP, se tomaron varios organismos y se secuenciaron una gran cantidad de moleculas del citocromo c, los que presentaban una mayor diferenciación en los citocromos c presentaban una mayor relación evolutiva, y los que que presentaban una menor diferenciación en los citocromos c había una mayor relación evolutiva, osea que era inversamente proporcional.
Algunos biologos sostienen que estas mutaciones o diferenciaciones son debido a diversas variaciones, otros bilogos sostienen que son al azar.
Las proteínas pueden servir como reloj molecular para saber el momento en que variaron varios grupos.
Un ejemplo para el apoyo de la hipotesis ‘‘tictac aleatorio’’es el siguiente: 2 ranas a través del tiempo mantuvieron su apariencia externa como para ser incluidas en el mismo género pero difirieron en las sustituciones de aminoácidos, tanto como difiere un murcielago de una ballena. El hombre y el chimpancé difieren anatomicamente, pero tienen secuencias identicas en el citocromo c y otras proteínas.
Secuenciación de nucleotidos. La secuenciación de nucletidos es mucho mas fácil que la de aminoácidos, ya que sólo consta de 4 nucleotidos.
A medida que se determinaba la secuencia de acidos nucleicos, esta información se iba ingresando a computadoras, posibilitando comparaciones detalladas. Por ejemplo las moleculas de rRNA y tRNA de los organismos procarioticos han posibilitado por primera vez determinar las relaciones evolutivas ya que si nos fijaramos en sus características estructurales dificilmente se podría describir.
Hibridación DNA-DNA. Consiste en calentar una solución de DNA, la cual se separa o disocia en cadenas simples, y al enfriarse estas se asocian con sus homologos formando un hibrido. Charles G.Sibley y John E.Ahlquist de la
Universidad de Yale idearon una adaptación de esta técnica para la taxonomía.
Primero cortaron DNA de organismos en fragmentos de 500 nucleotidos y eliminaron los segmentos de DNA repetido que representaban al genoma eucariotico. Luego lo agruparon de dos en dos, mezclaron el DNA de una sola copia, lo calentaron y enfriaron y dejaron que ocurriese la hibridación de secuencias homologas. El DNA de una fuente no estaba marcado el otro si, estos estaban en una relación 1000:1, donde había una excesiva cantidad de DNA no marcado. Lo que ocurrió fue que la fuente de DNA no marcada se reasociaron, quedaron cadenas simples, y se formaron hibridos de cadenas marcadas con no marcadas. Se tomaron las cadenas simples y se probó su radiactividad. Cuando se vuelve a calentar la solución, la temperatura a la cual se disocia el 50% de los hibridos refleja el grado de similitud en la secuencia de DNA. Cuanto mayor sea la temperatura, mayores seran las secuencias de DNA.
La temperatura a la cual ocurre el 50% de los hibridos se determina individualmente para el DNA de cada especie. Así se puede comparar el DNA de una especie con otra. La disminución de 1ºC de la temperatura de disociación de el 50% de los hibridos corresponde al 1% de diferencia entre la secuencia de nucleotidos de las dos especies y esto corresponde a 4,5 millones de años de diferencias evolutivas.
| NOCIONES BÁSICAS SOBRE TAXONOMÍA, NOMENCLATURA... | |||||
 Introducción. | |||||
A continuación definiremos una serie de conceptos básicos, que ayudarán al no especialista a comprender un poco las reglas que se siguen para clasificar los seres vivos. Ante todo, he aquí algunas definiciones:
La sistemática (en Biología, biosistemática) es el estudio de las relaciones y clasificación de los organismos. Incluye las disciplinas de la nomenclatura y la taxonomía. La nomenclatura se ocupa de asignar nombres científicos válidos a los organismos. La taxonomía es la ciencia que trata de los principios de la clasificación; en Biología, consiste en la aplicación de dichos principios a plantas, animales, hongos, etc.
Nuestro planeta está ocupado por criaturas de lo más variado: champiñones, moscas, pinos, zarigüeyas, atunes, hombres, sargazos, escorpiones... Un estallido de diversidad que tratamos de conocer, comprender, preservar y, a ser posible, usar en nuestro beneficio. Y para ello, necesitamos describir esa diversidad, clasificarla.
Algunas clasificaciones tradicionales han sido meramente utilitarias (al estilo de: «Los animales se dividen en bestias, alimañas y animalicos del Señor; las plantas, en árboles, cereales, hortalizas y malas hierbas; etc.»). Pueden ser muy apañadas en la vida cotidiana, pero dejan mucho que desear desde el punto de vista científico.
La unidad básica para clasificar los seres vivos es la especie. Todos tenemos una idea intuitiva de lo que es una especie, y usamos el término coloquialmente: los caballos constituyen una especie, los gatos otra, nosotros otra... Sin embargo, los científicos no acaban de ponerse de acuerdo en su definición. Aquí no nos complicaremos mucho la existencia, ni entraremos en polémicas. Grosso modo, podemos definir como especie al conjunto de seres vivos que pueden cruzarse entre sí para dar una descendencia viable. Está claro que un leopardo y una berenjena pertenecen a especies distintas; al menos, a nosotros no se nos ocurre en qué forma podrían cruzarse. En otras ocasiones no está tan clara la diferencia. Por ejemplo, caballos y asnos son especies próximas, pero claramente distintas: el cruce entre asno y yegua da lugar a un mulo, que es estéril. A veces, la barrera entre especies es tan difusa que provoca acerbas discusiones entre científicos. Los hay que describen especies distintas basándose en pequeñas variaciones, mientras que otros consideran que se trata de una única especie con gran diversidad entre sus individuos. En ocasiones, criaturas que son morfológicamente iguales no pueden cruzarse. No es tarea fácil describir la biodiversidad...
Desde hace muchos siglos, las doctrinas de Platón y Aristóteles vienen influyendo en nuestra forma de entender la naturaleza. Platón pensaba que detrás de cada cosa existente se oculta unaidea o esencia. Lo que nosotros vemos son meras representaciones imperfectas de tipos ideales (tras todas las mesas subyace la idea de "mesa", etc.; seguro que más de uno está acordándose ahora de las clases de Filosofía que recibió en sus años mozos, con aquella famosa alegoría de la caverna...). Del mismo modo, la tarea de clasificar los seres vivos en especies consistiría en determinar los tipos ideales. Dichos tipos serían algo real, inmutable, mientras que las variaciones que se presentan dentro de cada especie se tacharían de imperfecciones.
Pero hoy sabemos que las especies cambian, evolucionan a lo largo del tiempo. Todos los seres vivos descendemos de un antepasado común que existió hace alrededor de cuatro mil millones de años. Su progenie se fue diversificando a lo largo de los milenios, poblando la Tierra, dando lugar a millones y millones de especies que engendraron otras o se extinguieron. Las ideas platónicas carecen de sentido en Biología. La vida fluye como un río; las teorías de Platón sólo se pueden aplicar a las cosas muertas. Éstas sí que han sido diseñadas por algún fabricante o artesano de acuerdo con un plan. Los seres vivos, en cambio, no funcionan así.
El hecho de que las especies evolucionen hace que, a veces, sea difícil distinguirlas. Para ello, hay que observar, describir y catalogar el mayor número de caracteres de las criaturas examinadas.
Hace siglos, la única forma de describir especies se basaba en su morfología, es decir, consistía en fijarse en los caracteres macroscópicos, apreciables a simple vista. El desarrollo de los aparatos ópticos hizo que los caracteres microscópicos (la ultraestructura) pudieran ser accesibles a los científicos y, con ello, la catalogación de especies resultara mucho más fiable. Asimismo, conforme avanzaron nuestros conocimientos del mundo vivo, se echó mano para describir especies de la Embriología (estudio del desarrollo de los organismos), la Paleontología(estudio de los fósiles), la Etología (estudio del comportamiento), la Bioquímica (¿de qué están compuestos los seres vivos?) y, en las últimas décadas, la Biología Molecular que, en última instancia, se ocupa del ADN y de cómo se expresa éste. Cada vez podemos hilar más fino para catalogar la biodiversidad.
De hecho, el auge de la Biología Molecular ha supuesto que algunos biólogos moleculares miren por encima del hombro a los taxónomos "clásicos", hasta el punto que éstos últimos tiendan a convertirse en una especie en vías de extinción. Grave error. Para ser justos, se les achaca a los taxónomos moleculares que desconocen cómo es la vida fuera de su laboratorio, y carecen de una visión de conjunto de cómo es un ser vivo, cómo interactúa con el ambiente. De hecho, requieren el auxilio de los taxónomos clásicos para saber a qué corresponde el ARN o ADN que están estudiando. La comprensión de la vida requiere la colaboración entre múltiples disciplinas y enfoques. Por cierto, circula un conocido chiste acerca de la arrogancia de algunos biólogos moleculares.
Dejémonos de digresiones. Supongamos que hemos logrado describir las especies de seres vivos, y ya tenemos una inmensa lista de ellas. ¿Cómo las ordenamos?
Ante todo, las clasificaciones de los seres vivos son jerárquicas: los grupos se incluyen en grupos mayores, y éstos en otros aún mayores, etc. Como hemos dicho antes, la base de la clasificación biológica es la especie. Así pues, y a modo de resumen:
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