¿Cuánto ha influido la evidencia de ADN en la taxonomía de especies?

¡La respuesta, en resumen, es mucho! Esta respuesta se centrará en el reino animal, pero la forma del árbol de la vida también ha cambiado (y continúa cambiando) sustancialmente en otros lugares. Me doy cuenta de que esta es una respuesta un poco gigantesca, así que si algo no está claro, pregúntame en los comentarios.

¿Por qué es útil la evidencia de ADN?

La evidencia molecular (que abarca la evidencia de la secuencia de ADN, pero también otros caracteres moleculares, como la secuencia de ARN ribosomal, utilizada mucho antes de que fuera fácil secuenciar gran cantidad de ADN genómico) ha agregado mucho a nuestra comprensión de la taxonomía. La razón de esto es bastante intuitiva; la selección actúa, en su mayor parte, sobre la salida de los cambios en la secuencia de ADN, por lo que los cambios de secuencia formarán la parte fundamental de

Además, las especies pueden obtener caracteres físicos similares (como las adaptaciones acuáticas de las ballenas, que los hacen parecer más peces que sus parientes mamíferos terrestres) pero a través de diferentes cambios en el ADN. Esto significa que a menudo podemos distinguir entre rasgos convergentes (origen diferente, misma solución) y rasgos homólogos (mismo origen, misma solución).

Además, hay fragmentos de ADN que cambian muy lentamente, estos tienden a ser genes que son realmente importantes para la función de las células, como el citocromo c, que es importante para la respiración aeróbica. Este gen solo puede tolerar cambios bastante restringidos, por lo que las mutaciones se acumulan muy lentamente con el tiempo. El resultado de esto es que podrías usar el grado de similitud en el citocromo c para decirte mucho sobre qué animales diferentes están relacionados entre sí. En realidad, este método en particular está un poco desactualizado: más recientemente, se han utilizado cantidades mucho mayores de ADN que solo genes individuales, pero ilustra el principio general.

Además de las mutaciones puntuales (letras únicas del código de ADN que cambia), otros caracteres moleculares como el orden del gen o el número de repeticiones de una sección de ADN pueden ser caracteres moleculares útiles, especialmente para comprender estas diferencias más grandes entre grupos. Este es necesariamente un tratamiento muy superficial, pero es solo para darle una idea de los diferentes tipos de información que obtenemos del ADN.

¿Qué actualizaciones hemos hecho a nuestra comprensión de los animales?

Este diagrama, de Adoutte et al. (2000), muestra las diferencias en cómo hemos organizado la filogenia animal desde el antiguo modelo basado en la anatomía (A) hasta el uso de datos moleculares (B). Las plantas y los hongos se colocan en el árbol para comparar, pero todo lo demás es animal. Los nombres dados son de phyla; nosotros, por ejemplo, estamos en los vertebrados, que están justo en la parte superior. Los insectos se encuentran en los artrópodos, que en términos pertenecen al superfilo Ecdysozoa (en verde). El árbol ha cambiado nuevamente desde entonces, pero el hallazgo clave es que los tres superfilos: Deuterostomes, Lophotrochozoans y Ecdysozoans han sobrevivido a todos los análisis posteriores. Lo que ha cambiado es la posición exacta de algunos de los diferentes filos dentro de esos grupos.

La existencia de estas diferentes agrupaciones nos puede decir algunas cosas realmente interesantes sobre cómo ha progresado la evolución. Por ejemplo, todos los ecdysozoos mudan su cutícula externa en algún momento de su vida (“ecdisis”) usando un proceso comúnmente derivado, que ningún otro animal hace de la misma manera (tenga en cuenta que una serpiente que se quita la piel es diferente a este proceso) vale la pena explicar en otro momento). Esto nos dice que el ecdysis es un rasgo realmente importante en este grupo, y también que podría ser difícil para otros grupos desarrollarlo.

También hemos podido descubrir dónde algunos de nuestros supuestos anteriores estaban totalmente equivocados. En el árbol A, notará que hay tres grandes agrupaciones en la Bilateria: Celomates, Pseudo-Celomates y Acoelomates. Estos se agrupan en función de un rasgo anatómico, ya sea que tengan o no (en algún momento de su desarrollo) una cavidad corporal sustancial, llamada celoma. Anteriormente se había pensado que esto sería difícil de desarrollar y muy ventajoso cuando lo tuviera, por lo que sería un buen rasgo sobre el cual construir un árbol. Esto resultó ser incorrecto: los animales con y sin celomas se encuentran dispersos alrededor del árbol más moderno B. Por lo tanto, con los datos moleculares, pudimos encontrar que los celomas se habían perdido y posiblemente evolucionaron convergente muchas veces entre los animales.

Otra cosa a tener en cuenta son los dos ‘grupos externos’ (grupos relacionados que se dan para comparar) en la parte inferior: hongos y plantas. Usando datos moleculares, hemos descubierto que los animales y los hongos están más estrechamente relacionados entre sí que con las plantas. De hecho, todo el árbol de la vida ha cambiado de una manera bastante complicada, pero creo que los animales son solo un buen ejemplo para mirar.

¿Dónde puedo encontrar más?

Si estás interesado en lo que son todos estos extraños phyla de animales, ¡prueba a buscar en Google algunos! Mi favorito personal es el Porifera, las esponjas marinas, pero los Ctenophores también son realmente hermosos.

Si desea libros, “El reino animal, una introducción muy breve” del profesor Peter Holland, de la Universidad de Oxford, es una forma súper accesible de comprender cómo ha cambiado el árbol animal. Nuevamente para información sobre los diferentes filos, “Animal Earth” del Dr. Ross Piper es un libro magnífico y muy informativo.

Esta es un área de investigación muy actual, así que si quieres un desafío, ¡puedes probar la literatura primaria!

Cita y derechos de autor para la imagen:

Adoutte, André y col. “La nueva filogenia animal: fiabilidad e implicaciones”. Actas de la Academia Nacional de Ciencias 97.9 (2000): 4453-4456.

Cualquier persona puede, sin solicitar permiso, usar figuras originales o tablas publicadas en PNAS para uso no comercial y educativo (es decir, en un artículo de revisión, en un libro que no está a la venta) siempre que se cite la fuente original y el aviso de copyright correspondiente.

Linneo es famoso por haber desarrollado un sistema de clasificación biológica basado en la fisiología. La genética ha proporcionado un medio adicional de clasificación donde el ADN está disponible. Aunque los recientes desarrollos científicos han permitido la reconstrucción de algunos ADN antiguos y mal fragmentados (es decir, Neanderthal), no está bien conservado en especímenes más antiguos y no está disponible en absoluto en material totalmente fosilizado. Por esa razón, la genética se utiliza principalmente para la clasificación de especies vivas y permite la comparación genética en muchos géneros.
En su mayor parte, la genética ha confirmado la taxonomía basada en la fisiología, pero algunas relaciones debían ser realzadas. Una situación con la que estoy familiarizado es que, previamente, las truchas de la costa del Pacífico (es decir, la trucha arcoiris, anteriormente Salmo iridius) se habían colocado en el mismo género que el salmón del Atlántico (Salmo salar) y la trucha marrón europea (Salmo trutta) basándose en el hecho que a diferencia de las diversas especies de salmón del Pacífico, no murieron después del desove. La genética mostró que, a pesar de esto, estaban genéticamente más cerca del salmón del Pacífico y ahora están clasificados en el mismo género.

Gracias por el A2A. Gran pregunta!

Algunos de los más destacados para mí han sido:

Hipopótamos: El descubrimiento de la relación entre hipopótamos y cetáceos (ballenas, delfines y parientes). Como ahora sabemos que los cetáceos evolucionaron a partir de un antepasado común con los hipopótamos, algunos taxonomistas han combinado las órdenes artiodactyla (incluso ungulados con dedos) y cetacea en un nuevo orden, cetartiodactyla.

Cocodrilos: los siguientes dos son para spotters de tren, por lo que es posible que desee saltar al último en pájaros. Como biólogo crocodiliano, estos dos me fascinan:

  1. Gharial ‘falso’: hay un pariente de cocodrilo en el sudeste asiático que se conoce desde hace tiempo como el falso gharial, ya que se parece al indio Gharial, un cocodrilo de hocico largo. Durante toda mi vida se pensó que esto era un ejemplo de evolución convergente, dos animales que no están necesariamente estrechamente relacionados con características similares en evolución porque comparten un estilo de vida similar. La opinión de muchos años era que el falso gavial era un cocodrilo que parece un gavial. El trabajo genético ha indicado que, de hecho, está más estrechamente relacionado con el gavial que con cualquier otro cocodrilo, por lo que ahora encontrará muchas personas que se refieren a ellos como gaviales de Malasia en lugar de falsos gaviales.
  2. Cocodrilo sagrado: el cocodrilo del Nilo es probablemente el cocodrilo más conocido del mundo. Ciertamente es el que tiene la asociación más larga con el hombre, incluso si la asociación es a menudo depredador y presa. Hace varios años, un biólogo de la Sociedad de Conservación de la Vida Silvestre, Michael Klemens, estaba en Chad cuando se encontró con un pequeño oasis en el desierto que albergaba media docena de cocodrilos. El guía le aseguró que los cocodrilos estaban bien con las personas y, como lo había descrito, actuaban de manera bastante diferente al típico cocodrilo del Nilo, por lo que obtuvo algunas muestras de tejido de un muerto y las envió al Museo Americano de Historia Natural en Nueva York Allí, la muestra fue examinada por Evon Hekkala, de la Universidad de Fordham, que estaba trabajando en genética de cocodrilos. Los resultados fueron tan sorprendentes que pensó que había cometido un error y, en consecuencia, repitió el proceso varias veces. Estos cocodrilos no eran la misma especie que los cocodrilos del Nilo y eran lo suficientemente diferentes como para que el cocodrilo del Nilo esté realmente más relacionado con las cuatro especies de cocodrilos en las Américas que con esta otra especie que comparte el mismo continente. Hekkala y su equipo terminaron probando numerosos cocodrilos de toda África y descubrieron que casi todos los cocodrilos en la mitad occidental del continente eran esta ‘otra’ especie. Luego probaron los restos momificados de cocodrilos del antiguo Egipto, cocodrilos sagrados que se mantenían en piscinas para honrar al dios Sobek, creo, y todas estas eran esta segunda especie (los egipcios claramente no querían comedores de hombres en su sagrado quinielas).

Aves: Ni siquiera sé por dónde empezar con las aves. Recientemente comencé a catalogar todas mis fotografías digitales y, como biólogo, uso una jerarquía taxonómica. Cuando se trataba de las aves, me aseguré de tener la taxonomía más reciente, y fue entonces cuando descubrí que las cosas realmente han cambiado en el mundo de las aves en los últimos años. Por ejemplo, los pelícanos, cormoranes, anhingas, alcatraces y algunas otras familias de aves solían agruparse en un solo orden, los pelecaniformes, pero ahora la mayoría de ellos se han dispersado en diferentes órdenes, con los pelecanos agrupados con garzas, garcetas e ibis (ibis y las garzas solían considerarse convergentes, como las galerías falsas y verdaderas que mencioné anteriormente). Pero esa es solo la opinión de algunos taxonomistas y todo parece (para este extraño) ser un poco desordenado en este momento.

El caso más famoso es el panda gigante. Cuando se descubrió por primera vez, se pensó, no sin razón, ser un oso. Posteriormente, se concluyó, basándose en su parecido con el panda rojo, que pertenecía a la familia de los mapaches. La evidencia de ADN lo devuelve firmemente a la familia de los osos.

Tengo entendido que la evidencia de ADN ha cambiado muy poco. Soy consciente de algunas plantas que se barajan. Algunos animales ordenados aquí y allá, pero en general, los biólogos han hecho un buen trabajo desde la época de Darwin. Como laico, espero que esta respuesta sea probablemente reemplazada por alguien con información más específica.