Entrelazando Orígenes: El Viaje Evolutivo a Través del Árbol de la Vida

M. en C. María Beatriz Pérez Morales, Dra. Claudia Díaz Camino y Dr. José Luis Reyes Taboada.

A lo largo de nuestra historia y con el afán de entender nuestro sitio en el universo, nos hemos esforzado por comprender el origen y las relaciones que existen entre las distintas formas de vida que han habitado o que habitamos nuestro planeta. Como resultado de este esfuerzo, surgió el concepto de árbol filogenético o árbol de la vida; una representación gráfica que ilustra cómo se relacionan entre sí todos los organismos de nuestro planeta.

El origen de la clasificación de los seres vivos surgió a la par del lenguaje, cuando las personas utilizaban los mismos nombres para denominar a organismos que eran más o menos similares. Sin embargo, el primer boceto del árbol de la vida del que tenemos registro se remonta a la antigua Grecia, en donde Aristóteles, junto a su discípulo Teofrasto, organizó a los animales y a las plantas en grupos según sus similitudes y diferencias (Figura 1). Aristóteles, además, distinguió a los animales por sus características biológicas, como el color de su sangre, su forma de reproducción, es decir, si estos nacían vivos o a partir de un huevo, o por los componentes de su piel.

Por su parte, Teofrasto clasificó a un gran número de plantas en función de su patrón de crecimiento, tipo de reproducción, distribución geográfica, e incluso, su utilidad alimenticia y medicinal. Asimismo, Aristóteles introdujo el concepto de “género”, que hacía referencia a una raza o estirpe. Sin embargo, no fue sino hasta el siglo XVIII cuando la taxonomía moderna comenzó a tomar forma.

En 1735, Carlos Linneo (Carl Nilsson Linnæus, en sueco) propuso un sistema de clasificación basado en la organización jerárquica de los seres vivos dentro de tres grandes reinos: Vegetalia, Animalia y un grupo adicional para minerales, que pronto fue abandonado (Figura 1).

Su enfoque se basaba en la agrupación de organismos similares y en la asignación de nombres científicos a cada especie. Linneo introdujo el sistema de nomenclatura binomial o binario, que otorga a cada especie un nombre en latín compuesto por dos partes: el género (que agrupa a especies similares) y la especie (que se refiere al nombre específico del organismo), una etiqueta distintiva que denota su singularidad (Figura 2 y Figura 3), algo similar al uso de nuestro nombre y apellido. El nombre del género puede ser el mismo entre especies que están evolutivamente cercanas y, por lo tanto, comparten muchas similitudes. Por ejemplo, el género Canis incluye a perros, lobos, chacales y coyotes. Este sistema de clasificación ha resultado tan útil que se sigue usando para clasificar a las especies (Figura 2).

Más tarde, en 1859, Charles Robert Darwin publicó “El origen de las especies”, en donde estableció que los organismos vivos descienden unos de otros, y que la aparición de nuevas especies ocurre a través de pequeños cambios que se transmiten a través de las generaciones (Figura 1).

Este concepto destaca la idea del “último ancestro común universal” o LUCA (acrónimo de Last Universal Common Ancestor), que hace referencia a una estirpe de organismos unicelulares primigenios pero autosuficientes que poblaron la Tierra primitiva. Estos seres constituyen la base del árbol de la vida, a partir de la cual todos estamos emparentados.

A lo largo de los siglos XIX y XX, los avances en la anatomía comparada, genética y biología molecular proporcionaron una base científica más sólida para la clasificación de los seres vivos. Se desarrollaron nuevos métodos y técnicas, como la cladística y el análisis de secuencias de ADN y ARN que añadieron más elementos para revelar los secretos de nuestras conexiones evolutivas.

Desde entonces, se han propuesto distintas versiones del árbol de la vida (Figura 1). Cada una de ellas obedeció, en su momento, a las necesidades y conocimientos de la época. Sin embargo, todo árbol debe cumplir con dos premisas fundamentales: a) comprender a todos los seres vivos conocidos hasta ese momento y b) asegurarse de que ninguno de ellos pueda ubicarse en dos categorías diferentes a la vez (Figura 3).

En la actualidad, la estructura del árbol de la vida se fundamenta en información proveniente de registros fósiles, estudios de anatomía y fisiología comparada, en el análisis a gran escala de distintas secuencias de ADN y ARN, y en el desarrollo de nuevos enfoques filogenéticos estadísticos. Estas herramientas han contribuido a la exploración de todas las ramas del árbol, facilitando su reconstrucción y resolviendo las incógnitas de muchos de sus grupos.

No obstante, el árbol filogenético de la vida es una construcción científica sujeta a revisión y debate constante. Por ejemplo, existe una gran discusión en torno a la ubicación y el estatus de las arqueas, previamente llamadas "arqueobacterias" (o bacterias ancestrales), debido a su capacidad para prosperar en entornos extremos similares a los de la Tierra primitiva. Al igual que las bacterias, las arqueas carecen de núcleo, pero poseen secuencias genómicas únicas. Por esta razón, algunos biólogos sostienen que las arqueas constituyen un linaje independiente, lo que implica que el árbol de la vida estaría compuesto por tres ramas principales (o dominios): Bacteria, Arquea y Eukarya [1].

Sin embargo, en el año 2015, un equipo de investigadores de la Universidad de Uppsala en Suecia, realizó un emocionante descubrimiento a partir de muestras de rocas volcánicas de las profundidades del Atlántico Norte: el primer miembro de un nuevo e inusual linaje de arqueas nombrado "arqueas de Asgard", en alusión al "hogar de los dioses nórdicos" [3, 4]. El genoma de estas arqueas de Asgard codifica un amplio repertorio de proteínas que se creía exclusivas de los eucariontes, lo que plantea la posibilidad de que Eukarya y Archaea, a pesar de su separación evolutiva, puedan pertenecer al mismo dominio (Figura 4).

Aunque las condiciones en las que viven las arqueas de Asgard son difíciles de reproducir en el laboratorio, algunas de ellas se han cultivado con éxito, y se ha encontrado que la organización de algunos de sus componentes celulares es similar a la observada en las células eucariontes. Sin embargo, la evidencia científica actual aún no es suficiente para llegar a una conclusión definitiva en esta discusión.

En resumen, el árbol filogenético de la vida es una representación visual de las relaciones evolutivas entre las distintas formas de vida. Se ha construido a lo largo de nuestra historia, a partir de la información obtenida de diversas fuentes y tecnologías científicas. Sin embargo, su estructura y clasificación están abiertas a discusión y revisión a medida que se obtiene más conocimiento y se desarrollan nuevas técnicas de análisis.

Referencias

1. Woese C. y Fox G. (1977). Phylogenetic structure of the prokaryotic domain: the primary kingdoms. Proc Natl Acad Sci USA. 74: 5088–90.
2. Devos D. (2021). Reconciling Asgardarchaeota Phylogenetic Proximity to Eukaryotes and Planctomycetes Cellular Features in the Evolution of Life. Mol Biol Evol. 23;38(9):3531-3542. PMID: 34229349; PMCID: PMC8382908. DOI: 10.1093/molbev/msab186.
3. Bayón A. (27 de mayo de 2022). ¿Microbiología o mitología nórdica? Las fascinantes arqueas de Asgard. Muy Interesante. https://www.muyinteresante.es/ciencia/22051.html
4. Wu F. (4 de febrero de 2022). Cultivate rocks, catch Asgard archaea. Microbiology. https://microbiologycommunity.nature.com/posts/cultivate-rocks-catch-asgard-archaea