La sistemática es un área de la biología encargada de clasificar a las especies a partir de su historia evolutiva (filogenia). Se ocupa de la diversidad biológica en un plano descriptivo y en uno interpretativo.1
La unidad fundamental de la que parte toda la clasificación es la especie, aquella agrupación de seres en la que todos sus miembros son capaces de aparearse entre sí y producir descendencia viable y fértil. Para la designación de las especies se utiliza la nomenclatura binomial de Linneo, consta de dos palabras escritas en minúsculas y cursiva, la primera de ellas corresponderá siempre al género y comienza con mayúscula y la segunda escrita en su totalidad en minúscula corresponde a la especie. Los nombres de géneros y especies siempre van en una tipografía diferente que el resto del texto, normalmente en itálicas para texto tipografiado y subrayados en el caso de un texto escrito a mano. Los biólogos y paleontólogos suelen incluir detrás del nombre completo de la especie el nombre de la persona que la describió, así como el año de publicación.
En los años cincuenta el entomólogo alemán Willi Hennig (fundador de la cladística), sugirió un sistema de agrupación basado en la historia evolutiva de los seres vivos (filogénesis), en el que tras estudiar todas las características de un grupo y excluir aquellas que no marcan su desarrollo, define una nueva agrupación, llamada clado, es necesario advertir que los rasgos más obvios y acusados no necesariamente marcan el desarrollo evolutivo de un linaje. Esta agrupación en clados presta más atención a los puntos en que los diversos clados se bifurcan o separan entre sí, que a la agrupación por características morfológicas, que en algunos casos, podrían ser secundarias y desvirtuar la lógica en el tiempo del esquema arbóreo.
Esto pasa con los osos panda gigantes, taxonómicamente se han clasificado dentro de los Úrsidos (osos) al considerar determinadas características morfológicas, sin embargo considerando su historia evolutiva (cladísticamente) se encuentran dentro del clado al que corresponden los mapaches, lo cual obliga a revisar su asignación taxonómica.
Origen
Desde que la vida surgió en sus formas más sencillas, hace aproximadamente 3.500 millones de años, los seres vivos se han ido diferenciando generación tras generación en un proceso de evolución continua. Se estima que están descritas alrededor de 2 millones de especies vivientes de animales y se infiere que deben existir varios millones más. Si pensamos en el número de especies que surgen y las extintas desde que apareció la vida, el número total asciende extraordinariamente.
La sistemática es un área de la biología que se desarrolló primero dentro del campo de la historia natural, abarcando la parte descriptiva y sistemática de la geología. Su método se centró inicialmente en la observación sistemática. La rápida acumulación de datos descriptivos condujo a mediados del siglo XVIII a la revolución linneana, con el establecimiento de convenios precisos de nomenclatura y clasificación de los seres vivos, válidos con independencia de la nacionalidad, la lengua o los objetivos precisos del investigador. Así que el sistema más utilizado con algunas modificaciones es el "Linneano", creado por el botánico sueco Carlos Linneo (1707-1778) en el siglo XVIII.
Así como otras ciencias que se ocupan de sistemas complejos y determinados por una historia concreta, la sistemática se benefició del desarrollo de la estadística descriptiva, desde finales del s.XIX y muy especialmente de la estadística multivariante, a mediados del s.XX.2
La diversidad de características que despliega la naturaleza viviente, las semejanzas y diferencias, son el resultado de la evolución y dos causas generales:
- Las relacionadas con la herencia. Todas las modificaciones, por muy drásticas que sean, como las extremidades de los vertebrados, el ala de los murciélagos o la aleta del delfín, parten de una misma estructura esquelética, que se altera sólo dentro de límites amplios pero insalvables.
- Las relacionadas con la adaptación. La evolución conduce a los caracteres hacia grados mayores de adecuación para la función que los explica. Es la existencia de la adaptación, uno de los efectos de la selección natural, la que obliga a la biología a recurrir a fórmulas teleológicas en sus explicaciones.
Taxonomía y sistemática
Para el estudio de la clasificación de los organismos surgió una ciencia llamada taxonomía (de la raíz griega taxis que significa ordenación). La organización que establece la taxonomía tiene una estructura arbórea en la que las ramas a su vez se dividen en otras y éstas se subdividen en otras menores. A cada una de las ramas, ya sean grandes o pequeñas, desde su nacimiento hasta el final, incluyendo todas sus ramificaciones, se les denomina taxón.
La taxonomía tiene por objeto agrupar a los seres vivos que presenten semejanzas entre sí y que muestren diferencias con otros seres, estas unidades se clasifican principalmente en ocho categorías jerárquicas que son, por orden decreciente de sus niveles:
Estos ocho niveles a veces no son suficientes para clasificar de forma clara a todos los seres vivos y es necesario en algunas ramas crear subdivisiones intermedias, como superorden, suborden y superfamilias.
Herramientas taxonómicas
Dentro de las herramientas taxonómicas diseñadas para facilitar la determinación de los organismos se encuentran las claves, éstas pueden ser dicotómicas, politómicas o con sangría. Las dicotómicas tienen dos opciones, cada una contiene una serie de caracteres contrastantes entre sí, está diseñada de tal forma en que sólo una opción puede aceptarse, a cada par de alternativas a escoger se le llama copla o dilema.3
El objetivo de la clasificación es ordenar o disponer por clases a los organismos. En la década de los ochenta se utilizaba una serie de palabras para presentar un arreglo particular de acuerdo con algún principio de relación que se creía existía en los organismos.4 Pero ya para 1990 comenzó a emplearse un sistema de palabras y símbolos que denotaban conceptos.5
En términos de clasificación biológica existen jerarquías, se refieren a los rangos que denotan grupos ordenados en una secuencia de conjuntos y subconjuntos, incluidos sucesivamente.6
La clasificación artificial, agrupa a los organismos por atributos designados de acuerdo a sus similitudes o sobre la base de su utilidad, en el caso de seres vivos se hace sin que exista ninguna hipótesis de relación o teoría biológica como ancestralidad común.7
A diferencia de la clasificación artificial, la clasificación natural se basa en las relaciones genealógicas y que sólo contienen grupos monofiléticos, los cuales están conformados por grupos de especies que incluyen un ancestro y sus descendientes. .8 Desde la época de Linneo los taxónomos han intentado desarrollar clasificaciones naturales, sin embargo hasta antes de la publicación de El origen de las especies de Darwin, las clasificaciones no reflejaban la historia evolutiva de los grupos.9
De los conceptos aceptados en el siglo XXI se asume que la clasificación natural debe reflejar relaciones filogenéticas entre las especies a clasificar.10
La clasificación filogenética está basada en relaciones genealógicas entre grupos de organismos.11
Escuelas sistemáticas
Véase también: Escuelas de taxonomía
Tres son las principales escuelas sistemáticas:
- Sistemática evolutiva. Encabezada principalmente por J. Huxley, G. G. Simpson y E. Mayr, planteó por primera vez de un modo formal la manera de reconstruir filogenias y de representarlas en forma de clasificaciones. La sistemática evolutiva utiliza cuatro criterios principales: la discrepancia morfológica, el nicho adaptativo, la riqueza en especies y la monofilia mínima. Para clasificar, además de la filogenia, los evolucionistas se valen de criterios como el hueco morfológico, el grado y la radiación adaptativa.12
- Taxonomía fenética. Simultáneamente surgió la escuela de R. R. Sokal y P. H. A. Sneath, que considera que la filogenia no puede conocerse de manera objetiva; por tanto, su finalidad no es la de reconstruir filogenias sino la de establecer clasificaciones estables. Se sustenta en técnicas matemáticas que permiten establecer clasificaciones basadas en fenogramas, estos últimos armados según el grado de similitud. La escuela fenética toma el máximo número de caracteres disponibles sin preguntarse por su significado evolutivo, afirmando que no hay forma de decidir si un carácter es una homología o una homoplasia.13
- Sistemática cladista (Cladística). El entomólogo alemán Willi Hennig, en 1950, propuso un método para determinar árboles filogenéticos o cladogramas y métodos para convertirlos en clasificaciones. Sus ideas han sido desarrolladas y seguidas por numerosos autores, sobre todo después de que su libro fuera traducido del alemán al inglés en 1965, probablemente con mayoría entre los sistemáticos en el último cuarto del siglo XX. La idea central es la monofilia; según los cladistas, un grupo es monofilético si comprende la especie ancestral de este grupo y a todos sus descendientes. El criterio de reconocimiento de un grupo monofilético es la identificación de al menos un carácter apomorfo compartido por todos los miembros del grupo y heredado de su especie ancestral. La cladística actual utiliza el análisis filogenético y el principio de parsimonia para elaborar cladogramas.
Cladogramas
La filogenia da continuidad a las relaciones de parentesco entre entidades biológicas, sean éstas géneros o especies y generalmente se representan por un diagrama ramificado llamado cladograma.
Los cladogramas son dendogramas construidos con base en las relaciones cladísticas o de ancestralidad común de los taxones terminales, reconocidas por caracteres evolucionados compartidos o sinapomorfias.14
La topología es la forma geométrica del cladograma o la secuencia de adyacencia absoluta de los taxones. Mientras que la raíz es el punto donde se le da la dirección al árbol, aunque también se conoce como raíz al taxón empleado para ubicar el punto de orientación del árbol. El enraizamiento es el procedimiento mediante el cual se emplea al grupo externo para ubicar la raíz.15
Disciplinas del campo sistemático
La taxonomía y la nomenclatura son disciplinas instrumentales, que son más cercanas al concepto de técnicas que al de ciencias.
La larga lista de especialidades tiene que ver con la diversidad misma que la sistemática investiga. La división inicial en Zoología y Botánica se fue ampliando para sumar a la Microbiología y a la Virología. Cada taxón mayor es el centro de una especialidad, y sus grupos subordinados los son a su vez de otra. Por ejemplo, la Dipterología que estudia a las moscas y mosquitos es parte de la Entomología, que estudia a los insectos en general, que por su parte está subordinada a la Zoología.
La Sistemática es la ciencia que estudia la diversidad como consecuencia de su historia evolutiva y establece la información básica para descubrir y reconstruir patrones biológicos y generar hipótesis para explicar los procesos que producen dichos patrones. Es la ciencia que busca un orden en la naturaleza.
Existen básicamente dos formas de clasificar los organismos: a) con base en sus características funcionales, o b) con base en sus relaciones evolutivas. La combinación de ambas siempre da buenos resultados para generar hipótesis interesantes sobre la historia del árbol de la vida.
Con el desarrollo de métodos filogenéticos, ahora es mas sencillo separar el componente filogenético de variación, de la variación producto de la función.
Algunos de los beneficios de la sistemática son; el descubrimiento de nuevas cosas (como medicinas, alimentos, etc), la predicción de nuevas cosas y agregar información que conocemos acerca de los organismos, incluyendo sus usos.
Uno de los problemas más graves que ha enfrentado la Sistemática radica en que sus bases se originaron en el sistema Linneano de clasificación. Resulta un problema porque este sistema fue concebido en un mundo en donde no existía el concepto de evolución sino el de creación.
Foto: Nisao Ogata
Clasificación
Es decir, Linneo elaboró su sistema binomial de clasificación creyendo firmemente que Dios había creado todas la formas de vida, más específicamente, creía que Dios originalmente había formado un par de organismos para cada especie (y uno sólo para las especies asexuales), de manera que todos los organismos que se formaron posteriormente eran descendientes de ese par original. Desde esta perspectiva, la diversidad del planeta siempre ha sido la misma, y si algún sistemático describe una nueva especie es porque la acaba apenas de descubrir, pero la especie siempre ha existido, es decir existe desde que Dios la creó originalmente.
Con la llegada de la revolución Darwiniana, cuyo mayor impacto fue introducir el concepto de evolución, es decir, de cambio, de transformación en los organismos, muchas disciplinas, como la genética, se revolucionaron y avanzaron profundamente. Charles Darwin, en “The Origin” (1859), explicó numerosos fenómenos consistentes con una teoría de ancestría común, y que resultaban inexplicables o cuando menos caprichosas bajo el argumento de una “creación especial”.
Sin embargo, por alguna razón, la Sistemática siguió exactamente igual que desde 1753 en que Linneo publicó su famoso libro “Species Plantarum”, es decir, asumiendo que los organismos habían sido creados originalmente por un Dios y que desde ese tiempo primigenio se mantenían inmutables. Lo más grave, es que aún en 2005 (146 años después de la publicación de Darwin), una gran proporción de los Sistemáticos del planeta sigue fielmente el sistema Linneano de clasificación, y sólo hasta hace unos 30 años, la Sistemática se ha empezado a consolidar como una ciencia con un marco teórico evolutivo, basado en el establecimiento de hipótesis de ancestro-descendencia para reconstruir los patrones del árbol de la vida.
¿Por qué no hubo un cambio antes? ¿Que pasó entonces con la Sistemática? ¿Qué tipo de Sistemática se practica actualmente? ¿Cuántas diferentes escuelas de pensamiento existen? ¿Por qué es importante la Sistemática? ¿Para que sirve? ¿Cómo se reconstruye el árbol de la vida? ¿Qué son las especies?
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