¿Cómo es descubrir una nueva especie?

Bueno, no puedo hablar exactamente para descubrir una nueva especie de primera mano, pero no hace mucho tiempo trabajé en un laboratorio donde ese tipo de cosas ocurrían de manera bastante regular, y me involucré hasta cierto punto. Mi trabajo de posgrado se centró en gran medida en la filogenia del gusano poliqueto o “cerdas” y, en realidad, en lugar de descubrir una nueva especie, supongo que efectivamente “no descubrí” una, en la que produje evidencia de que dos poblaciones de gusanos transatlánticos, que se ven ligeramente diferentes y se les llama por diferentes nombres, son realmente la misma especie. Por cierto, esto resultó ser un descubrimiento muy interesante, ya que el rango de especies de poliquetos normalmente no es tan expansivo.

Específicamente, nuestro laboratorio utilizó secuencias de ADN nuclear mitocondriales y variables para detectar un fenómeno conocido como especiación críptica . Antes de hablar sobre la especiación críptica, quiero proporcionar un poco de información sobre cómo se descubren e identifican nuevas especies, porque creo que colocará mejor la pregunta original en contexto …

En una de las conferencias más interesantes a las que asistí como estudiante graduado, el profesor comenzó la clase haciendo una pregunta abierta:

¿Qué es una especie?

Esta resulta ser una pregunta muy interesante, tanto desde el punto de vista práctico como teórico. Por supuesto, algunos de nosotros respondimos en términos del conocido concepto de especie biológica (BSC):

“Una ‘especie’ es la población más inclusiva de cruces o organismos potencialmente cruzados”.

En pocas palabras, dos organismos capaces de producir descendencia viable (niños que también pueden reproducirse) son miembros de la misma especie.

Sin embargo, hay varios problemas importantes con el concepto de especie biológica .

Por un lado, no ofrece criterios para distinguir dos especies que se reproducen asexualmente. Las bacterias se reproducen por fisión binaria, algunos animales son partenogenéticos (autofertilizantes) y algunas plantas pueden reproducirse por clonación. Usando el BSC, no podemos abordar el estado de las especies de este tipo de poblaciones, aunque nadie estaría en desacuerdo con la ocurrencia de especiación en los organismos asexuales.

Otro problema es la extinción. Como Jelle Zijlstra indicó anteriormente, muchos estudios de animales extintos utilizan la morfología ósea para definir especies porque simplemente no se puede saber con certeza si las poblaciones extintas eran interfértiles.

Por último, para muchas poblaciones existentes (actualmente vivas) pero aisladas de especies supuestamente idénticas, es prácticamente imposible determinar si son interfértiles o no, ya que solo se reproducen en condiciones naturales específicas. Además, los ciclos reproductivos completos de muchos organismos ni siquiera han sido documentados.

Hablando práctica y teóricamente, el BSC simplemente no es muy útil para distinguir muchas especies. Debido a esto, los biólogos a menudo usan otros conceptos de especies para delinear poblaciones. Por ejemplo:

El concepto de especie morfológica divide las poblaciones en morfoespecies o morfotipos basados ​​en rasgos físicos (fenotipos). Este es frecuentemente el concepto de especie utilizado para clasificar las especies extintas.

El concepto de especie ecológica se centra en los roles ecológicos o nichos de poblaciones particulares dentro de sus ecosistemas.

El concepto de especie filogenética delinea poblaciones basadas en la divergencia genética. Una especie filogenética es el clado más pequeño (grupo monofilético / grupo de individuos) que se puede recuperar en un árbol filogenético.

OK, volviendo a lo que estaba diciendo al principio:

Uno de los mejores momentos en el campo de la biología fue cuando los genetistas revelaron que el árbol de la vida molecular (ADN) era congruente con el árbol morfológico tradicional en el nivel basal. En otras palabras, las plantas, los animales, los hongos y sus respectivos filos y clases estaban más o menos relacionados en la forma en que los árboles no moleculares predijeron que estarían. Sin embargo, los diversos conceptos de especies en uso hoy en día no siempre son congruentes a nivel de especie. Por ejemplo, el concepto de morfoespecies puede sobrestimar el número de especies biológicas o filogenéticas por varias razones. A veces, los fenotipos arbitrarios (cómo se ve un organismo) se vuelven fijos (el único tipo presente) en una sola población, haciendo que parezca diferente de otra población de la misma especie biológica. Alternativamente, dos poblaciones aisladas a veces pueden exhibir dos fenotipos diferentes, a pesar de ser genéticamente idénticos, debido a una respuesta a diferentes factores ambientales (esto se llama ‘plasticidad fenotípica’).

La especiación críptica es una especie de polo opuesto al escenario anterior. A veces las poblaciones divergen en especies filogenéticas, o incluso biológicas, aunque no se produzcan (o muy pocos) cambios morfológicos en el camino. El resultado es dos o más ‘especies hermanas’ que parecen básicamente idénticas pero que son profundamente divergentes genéticamente, aisladas reproductivamente (ya no son interfértiles), o ambas. La noción de especiación críptica fue discutida (por Ernst Mayr, creo) mucho antes de que se observara realmente, pero actualmente, hemos identificado hordas de ‘complejos de especies crípticas’ en la naturaleza.

Mientras trabajaba en la investigación de mi Maestro, varios colegas trabajaron en sus propios estudios en los que se detectaron especies crípticas. En algunos casos (porque eran nuevos en el laboratorio y ya conocía muy bien el software), pude ayudar a las personas a realizar sus primeros análisis filogenéticos en sus conjuntos de datos. Recuerdo una instancia específica de hacer esto y, cuando la computadora terminó de generar un árbol, el resultado (dos especies crípticas no reportadas) fue inmediatamente claro como el día.

Entonces, ¿cómo es? Bueno, a pesar de que sucede todo el tiempo, y yo solo estuve involucrado indirectamente, y su importancia depende del concepto de especie al que se le atribuye, todavía fue fácilmente una de las experiencias más gratificantes en mi tiempo como investigador. Creo que para los científicos en general, hay algo realmente sorprendente en el momento en que llega un resultado y saber, en ese momento, que nadie más en el mundo lo sabe aún.

Hasta ahora he nombrado cuatro nuevas especies, y todavía quedan algunas más por publicar. Los primeros surgieron de un proyecto que hice en la escuela secundaria e inmediatamente después, estudiando roedores fósiles de las Antillas Neerlandesas en Naturalis. Primero trabajé en dos especies de Bonaire (isla) que resultaron ser nuevas, y el artículo resultante se publicó en 2010 (enlace). Después, comencé a mirar el resto de la colección y encontré cosas nuevas más interesantes. El año pasado se publicó otra especie (enlace), tres más están en prensa en este momento, y tengo algunos documentos más que aún necesito terminar.

En la universidad trabajé en fósiles de los depósitos de Siwalik en Pakistán, con Larry Flynn en el Museo Peabody. Mi investigación se centró principalmente en los erizos, pero por casualidad hice otro descubrimiento. Tuve que agregar una segunda colección de erizos paquistaníes (en la Universidad de Utrecht) a mi investigación, pero los erizos no estaban separados de otros fósiles no roedores (las colecciones de fósiles de mamíferos pequeños generalmente son principalmente roedores, y los roedores son los que más se estudian) . Entre esos fósiles misceláneos reconocí algunos dientes de tarsero. Eso fue un gran problema, porque los tarseros son los parientes vivos más cercanos de los monos y simios (incluidos nosotros), por lo que son de algún interés para la evolución humana. También son bastante raros en el registro fósil y nunca antes se habían encontrado en o cerca de Pakistán, a pesar de los miles de fósiles que mi grupo de investigación había examinado. Y son muy lindos:
Pero realmente no sabemos si el tarsero paquistaní era tan lindo, porque todo lo que tenemos es un puñado de dientes. Creo que también son muy lindos, pero creo que la mayoría de la gente no comparte mi aprecio por los dientes fósiles. El tarsero se describió en este documento. La investigación que se suponía que debía hacer, sobre erizos, también arrojó una nueva especie, pero esa aún no se ha publicado.

Ahora, ¿cómo es? Es increíble, por supuesto: me gusta ordenar fósiles, tengo que descubrir algunas pequeñas partes de la historia de la vida, y las personas tienden a quedar impresionadas cuando se enteran. Sin embargo, descubrir nuevas especies no es tan especial en mi campo: cada año se describen docenas de nuevos mamíferos fósiles. Cuando comencé a trabajar en los roedores del Caribe, ya sospechaba que habría nuevas especies involucradas, y me hubiera decepcionado si no hubiera al menos una nueva especie en la colección de erizos que estudié.

No biggee: Tantas “incógnitas” [por ejemplo, insectos]. Mi observación principal, relacionada, es cuán desconocidas son casi todas las especies “descubiertas”: por ejemplo, la investigación que hice hace casi medio siglo sobre especies previamente casi desconocidas apenas ha aumentado, así que cuando busqué en Google Acadé con mi antiguo trabajo. .