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Filogenias

A fin de entender el desarrollo de la vida en La Tierra, la ciencia moderna trata de establecer la historia del vínculo entre los organismos, desde los más simples y arcaicos unicelulares, hasta los seres complejos de hoy que nos rodean, la ubicación de los organismos en tal árbol evolutivo se le conoce como filogenia. Evidentemente no podemos retroceder en el tiempo para descifrar a cabalidad el curso de la evolución, y aunque el historial fósil podría permitir establecer cómo cada especie surge y prolifera, este registro fósil está lejos de ser perfecto, por lo que solo proporciona algunas evidencias del proceso evolutivo de diversificación de la vida dejando otras muchas preguntas sin respuesta.

Como consecuencia de ello, los científicos se apoyan en otros tipos de evidencias para establecer las mejores hipótesis en cuanto a las relaciones evolutivas. Hemos usado la palabra hipótesis debido a que de tales estudios solo se pueden derivar suposiciones con mayor o menor grado de confiabilidad en dependencia de la información existente a la hora de formular los resultados. De este modo, cada una de las hipótesis requiere de datos adicionales de comprobación y estos, en ocasiones, desmienten lo anteriormente supuesto conduciendo a la creación de nuevas hipótesis mejor establecidas, las que, de hecho, hacen que el ciclo evolutivo tenga que ser reinterpretado.

La sistemática

La rama de la biología encargada de clasificar a las especies partiendo de su historia evolutiva o filogenia se conoce como sistemática, y esta disciplina utiliza las similitudes y diferencias entre las especies para construir el árbol evolutivo que representa la hipótesis de cuáles especies están más cercanamente relacionadas y en que orden las especies emparentadas evolucionaron.

La sistemática se basa en el precepto de que unas especies evolucionan partiendo de otras, y por ello podemos esperar que las especies descendientes deben ser relativamente similares a sus ancestros recientes. De forma más general se desprende de ello, que a medida que dos especies estén más separadas de un ancestro común en la historia evolutiva sus diferencias deben ser más significativas. Utilizando este razonamiento, los primeros sistematistas elaboraron sus filogenias considerando las similitudes globales entre las especies, ya que, seguramente, si la evolución divergente se produce a un ritmo constante, las diferencias entre dos especies deben ser mayores o menores en dependencia del tiempo transcurrido durante su divergencia, y por tanto, utilizar el grado de similitud puede conducir a filogenias precisas.

Hoy sabemos que el ritmo evolutivo está afectado por diversos factores que lo pueden alejar de de ser un proceso que se produce de forma constante, y en general estos factores pueden ser:

1.- La evolución puede ocurrir muy rápido en ciertos momentos y muy lenta en otros, como se describe en el artículo La selección natural como mecanismo de cambio evolutivo.

2.- La evolución no se produce necesariamente de forma unidireccional, en ciertos momentos la evolución se produce en una dirección y en otros momentos en la dirección opuesta como resultado de lo que se conoce como selección oscilante, descrita en el citado artículo anterior.

3.- Los individuos de alguna especie que invaden nuevos habitad puede sufrir la presión de condiciones ambientales diferentes las que pueden generar cambios evolutivos rápidos, mientras los que permanecen en el habitad de origen probablemente sufran pequeños cambios en el mismo período de tiempo.

4.- La evolución no necesariamente es siempre divergente, también se produce lo que se conoce como evolución convergenteEvidencias de la evolución, en la que dos especies pueden evolucionar de forma aislada ante las mismas condiciones ambientales generales para hacerse muy similares aun con ancestros muy diferentes, de modo que puede tenerse el caso de que dos especies que no están cercanamente emparentadas puedan ser más similares que dos más cercanamente emparentadas.

Las razones descritas anteriormente han llevado a la mayoría de los sistematistas a no construir sus árboles filogénicos basándose solamente en la similitud global de las especies, en su lugar, distinguen entre dos tipos de similitudes:

1.- Las que presenta un grupo entero de organismos heredadas de un ancestro común, llamadas ancestrales.

2.- Las que surgen dentro del grupo, y por ello llamadas derivadas.


Este método, llamado cladístico, solo considera los caracteres derivados compartidos como los elementos a tener en cuenta en la determinación del parentesco evolutivo.

Para elaborar las filogenias usando el método cladístico lo primero que hay que hacer es acopiar los datos vinculados a una cantidad de caracteres de todas las especies incluidas en el estudio, y estos caracteres pueden ser de cualquier tipo, es decir, cualquier aspecto del fenotipo: forma (morfológicos); de funcionamiento de los sistemas vitales (fisiológicos); de comportamiento; y del ADN. Para que el método sea útil, las especies del grupo deben presentar variaciones en el estado del caracter en cuestión, por ejemplo, si se trata del caracter "color del pelo", deben haber especies con un color, digamos, blanco, y otras con otro color, digamos, negro.

Una vez que se ha reunido la información necesaria lo que sigue es "dar lugar" a los caracteres, es decir, determinar si un cierto caracter es ancestral o derivado. Utilicemos para ilustrar el caracter "dientes". Este caracter tiene dos estados en los vertebrados amnióticos (reptiles, aves y mamíferos), existencia en la mayoría de los mamíferos y reptiles, y ausencia en las aves y algunos otros grupos como las tortugas.

Para dar lugar al caracter debemos determinar cual de los dos estados presenta el ancestro común más reciente de todo el grupo. Sin embargo, rara vez se tiene una prueba confiable de tal ancestro, por ejemplo, un fósil, y por ello los sistematistas cladistas acuden al método de comparación con un exogrupo para determinar la naturaleza (ancestral o derivado) de un caracter. Para llevar a cabo la comparación se toman una o varias especies emparentadas cercanamente con las especies del estudio, pero que no estén incluidas en él, las que constituyen el exogrupo, y el estado del caracter presente en las especies del estudio, y que aparece en el exogrupo, se considera como ancestral mientras los otros estados como derivados. Así por ejemplo, para el caso que estamos llevando de los dientes, estos están mayoritariamente presentes en los parientes cercanos de los amniotas, los anfibios y los peces, de este modo, la presencia de dientes en mamíferos y reptiles significa que es un caracter ancestral, mientras la no existencia en las aves lo define como un caracter derivado.

El próximo paso, una vez determinada la naturaleza de todos los caracteres del grupo, es construir un cladograma, el que representa una hipótesis del parentesco evolutivo. Aquellas especies que comparten caracteres derivados forman un clado y el caracter derivado compartido por los miembros del clado se conoce como la sinapormorfía del clado. Note de esta forma que los clados son unidades evolutivas cuyos miembros son todos los descendientes de un ancestro particular común.

La elaboración de los cladogramas rara vez es una cuestión simple y en muchos aspectos aun en debate entre los biólogos, por ello, los detalles constructivos no serán tratados en este artículo.



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