D’on venen els noms de les espècies?

Tots els éssers vius del planeta coneguts posseeixen noms que permeten la seva identificació. No obstant això, únicament els noms científics es consideren vàlids en biologia científicament parlant. Qui s’encarrega d’assignar aquests noms? Sempre s’ha fet de la mateixa forma? I el més important: existeixen normes a l’hora de posar un determinat nom?

En un altre post de All you need is Biology, et parlàvem de la classificació i filogènia dels organismes. En aquest, t’expliquem com ho fan els biòlegs per posar-los nom. Descobriràs moltes curiositats!

La importància dels noms científics

Si ens pregunten què és un gos o un gat, tots sabrem de quins animals es tracta. Tanmateix, aquests noms no resulten útils des d’un punt de vista científic (encara que els biòlegs els fem servir tot sovint), especialment quan es duen a terme estudis i publicacions. Els noms comuns (“gos”, “gat”) no són constants; cada idioma, cada país, i fins i tot cada regió, disposa dels seus propis termes per designar els mateixos organismes. Fins i tot de vegades canvien amb el temps o són usats per designar animals diferents (una llagosta pot ser un crustaci marí o un insecte de l’ordre dels ortòpters).

Com veieu, això pot generar confusió. Si algú publica que ha dut a terme un estudi sobre la reproducció en poblacions de guacamais, no sabríem exactament de quina espècie ens estan parlant; el nom comú d’aquesta au varia entre països i hi ha diferents espècies de guacamais, de manera que l’estudi no ens diria gran cosa.

És per això que la correcta classificació i designació de noms científics és tan important: són constants a nivell mundial (s’eviten problemes de traducció) i al·ludeixen a un únic organisme sense ambigüitats.

Actualment, la designació de noms científics segueix la nomenclatura binomial, és a dir, el nom científic de cada espècie està compost per dos termes: el gènere (un nivell de classificació superior a l’espècie) i l’epítet o nom específic (que no l’espècie, com es sol confondre). Mentre que el primer terme té validesa per si mateix, el segon només té valor si va precedit del gènere.

Així, i seguint amb l’exemple anterior, els denominats guacamais en aquest estudi en realitat pertanyen al gènere Ara, però hi ha diverses espècies de guacamais relacionades entre sí dins d’aquest gènere (Ara ararauna, Ara glaucogularis, Ara militaris…).

Guacamai de l’espècie Ara ararauna. Imatge de Ralph Daily, CC.

Ara bé, això sempre ha estat així? Com ha canviat la manera que tenim de denominar les espècies?

Linné, el pare de la nomenclatura binomial

Des de sempre, els biòlegs han tractat de classificar i donar nom als organismes. La branca encarregada de definir i posar nom a grups d’organismes basant-se en les seves característiques compartides rep el nom de taxonomia.

En un principi, no existia un consens clar sobre com s’havia de posar un nom. Pels primers “taxònoms”, era especialment important, per exemple, la diferenciació i identificació de plantes verinoses i medicinals, en relació a les quals ja es té constància d’alguns documents de l’Egipte de fa més de 3000 anys.

El primer en classificar formalment als organismes va ser Aristòtil (384-322 AC), el qual va fer la primera distinció entre animals i plantes, a més d’iniciar les primeres classificacions en base a les “parts” dels organismes: si tenien quatre potes, el cos calent, etc.

Durant l’edat mitjana i inicis de l’edat moderna, la majoria de científics seguien el sistema aristotèlic. Gràcies a les millores en els estris d’observació, com el desenvolupament de les primeres lents òptiques durant el segle XVI i XVII, alguns van començar a millorar les seves descripcions, deixant a poc a poc de banda aquest sistema.

No obstant això, entre els taxònoms seguia sense existir un consens sobre com havien d’assignar els noms. Prèviament al sistema binomial que fem servir actualment, les espècies eren denominades mitjançant un terme (el gènere) i, a continuació, un nom o epítet específic format per una o diverses paraules que descrivien l’espècie. Aquest sistema, conegut com a sistema polinomial, permetia l’existència de noms tan llargs com: Plantago foliis ovato-lanceolatus pubescentibus, spica cylindrica, scapo tereti. Clarament, aquest sistema no era gens òptim.

Entre el segle XVI-XVII, Caspar Bauhin va donar els primers passos per simplificar aquest sistema, reduint en molts casos els noms a tan sols dos termes. Tanmateix, va ser el botànic suec Carl von Linné (o en el seu nom llatinitzat, Carolus Linnaeus) qui va formalitzar l’ús de la nomenclatura binomial en la seva publicació Species Plantarum (1753). A partir d’aquest moment, les espècies rebien un nom amb únicament dos termes: el gènere i un terme trivial designat pel seu descriptor; per exemple, Panthera tigris (tigre).

Carl von Linné. Imatge de Domini Públic.

El fet que es fixés aquest sistema resulta important per tres motius:

• La seva economia: només calen dues paraules per identificar una espècie de forma inequívoca.
• La seva difusió i ús generalitzat per la comunitat científica: aquesta regula i fomenta el seu ús.
• La seva estabilitat: s’intenta conservar el nom original tot i que es facin canvis a posteriori en la classificació de l’organisme.

Com posar nom a un organisme: els codis de nomenclatura

Taxonomia i nomenclatura són dos conceptes inseparables, però diferents. Mentre que la taxonomia és la ciència encarregada de la descripció i classificació de grups d’organismes, la nomenclatura és l’eina que permet als taxònoms establir-ne els noms.

L’any 1758, Linné establí les bases per a la classificació objectiva de totes les espècies en la 10a edició de la seva obra Sistema Naturae:

• Cada espècie biològica ha de tenir assignat un nom científic, únic i universal.
• Quan una espècie rebi dos o més noms científics assignats per diferents investigadors, es respectarà el més antic.
• Els noms científics es componen de dues paraules en llatí (o grec): la primera determina el gènere i la segona, l’espècie dins d’aquest gènere.
• La inicial del gènere s’ha d’escriure en majúscula, mentre que el nom o epítet específic s’ha d’escriure en minúscula. D’altra banda, tots dos termes s’han d’escriure en cursiva o subratllats.

Portada de la 10a edició de Sistema Naturae. Imatge de Domini Públic.

Si bé aquests punts són senzills, la nomenclatura s’ha tornat més complexa. Actualment, hi ha codis internacionals de nomenclatura per a cada grup d’organismes, com l’ICZN (International Code of Zoological Nomenclature) o l’ICN (International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants), entre altres. Els taxònoms de cada especialitat han d’obeir els seus respectius codis a l’hora de posar nom als seus organismes.

Dos dels criteris més importants a l’hora de posar nom a una espècie són la validesa i la disponibilitat dels noms. Posem, per exemple, que descobrim una nova espècie de vespa del gènere Polistes: per començar, el nom que li assignem (Polistes x) ha d’estar disponible, és a dir, ha de complir els requisits necessaris per poder ser assignat. Aquests requisits estan recollits en els respectius codis, els quals prenen com a referència els criteris del sistema binomial de Linné. A més a més dels citats anteriorment i d’altres, un nom és disponible si va acompanyat d’una descripció. La disponibilitat d’un nom pot canviar envers certes circumstàncies; per exemple, un nom considerat no disponible per absència de descripció, pot tornar a estar disponible si es publica de nou seguint els criteris del codi.

D’altra banda, el nom ha de ser vàlid, és a dir, que no hagi estat usat prèviament per designar un altre organisme o considerat invàlid. Per exemple, dos taxònoms descriuen la mateixa espècie amb noms diferents i un any de diferència; en aquest cas, el nom vàlid serà el més antic i el segon passarà a ser un sinònim aplicant el principi de prioritat, deixant de ser vàlid pel seu ús. És per això que un taxònom hauria de realitzar un estudi previ de les espècies existents, evitant descriure-les per duplicat o fer servir noms ja existents.

Quan posar noms se’ns escapa de les mans…o no

A l’hora de posar nom a una espècie, el més habitual és que es faci en base a alguna característica específica de l’organisme (Dosidicus gigas (calamar gegant)), la seva localitat (Synergus mexicanus (vespa de les gales mexicana)) o en honor a familiars o altres científics. Passa el mateix amb els gèneres o altres grups.

Tanmateix, el món de la nomenclatura està ple de curiositats, des de científics que assignen noms extravagants, passant pels que aprofitaven l’oportunitat per insultar altres científics, a aquells que posen noms dels seus personatges o sèries preferides:

• Hi ha un gènere d’arnes denominat La (per Bleszynski, 1966). La seva ambigüitat amb l’article “la” torna bojos als motors de recerca d’Internet (a més a més de no saber si s’està parlant d’un gènere…). I per si no en teníem prou, algunes de les seves espècies van rebre noms tan originals com La cerveza, La cucaracha o La paloma.
• Mentre que alguns es queden curts, altres es passen: Gammaracanthuskytodermogammarus, Rhodophthalmokytodermogammarus i Siemienkiewicziechinogammarus són noms de gèneres que el naturalista Dybowski va assignar a diferents amfípodes (crustacis) del llac Baikal. Segur que va riure molt!
• Durant un temps, va ser costum usar els epítets com a mitjà per a insultar a altres científics (per ex. stupidus). Per sort, actualment està estrictament prohibit.
• Abra cadabra, Aha ha, Attenborosaurus (gènere de dinosaure dedicat al naturalista David Attenborough), Acledra nazgul, Desmia mordor (tots dos en honor al Senyor dels Anells), entre d’altres.

Val a dir que els respectius codis tracten d’evitar aquest tipus de noms, tot i que no deixen de ser divertits. I si no n’has tingut prou, fes una ullada a  aquest llistat. No et decebrà!

.           .           .

Encara penses que posar un nom a un organisme és una tasca senzilla?

Referències

• Web de la Comissió Internacional de Nomenclatura Zoològica (en anglès, ICZN): http://iczn.org/.
• Web de l’Associació Internacional de Taxonomia de Plantes (en anglès, IAPT): http://www.iapt-taxon.org/pages/nomenclature
• Web del Comitè Internacional de Taxonomia de Virus: https://talk.ictvonline.org/information/w/ictv-information/383/ictv-code
• Web del Comitè Internacional de Sistemàtica de Procariotes: http://www.the-icsp.org/bacterial-code
• Web personal de Doug Yanega, investigador senior del museu d’investigació entomològica de la Universitat de Califòrnia, amb el seu llistat de noms curiosos: http://cache.ucr.edu/~heraty/yanega.html

Foto de portada realitzada per Irene Lobato Vila (autora de l’article) al Museu Nacional d’Història Natural de l’Smithsonian (Washington D.C., EUA).

Fotosíntesi i vida vegetal

En aquest article parlarem de la fotosíntesi i de les primeres formes de vida vegetal. En la sistemàtica actual , el nom de planta s’ajusta a plantes principalment del medi terrestre, en canvi, el terme vegetal és més antic i de connotació aristotèlica que fa referència a organismes amb funcions fotosintètiques. Però, com en tot, hi ha excepcions. 

La paraula planta va sorgir fa moltíssim temps. Però, prèviament, Aristòtil va ser qui va diferenciar els éssers vius en tres grans grups:

• Vegetals (ànima vegetativa): realitzen la nutrició i reproducció.
• Animals (ànima sensitiva): nutrició, reproducció, percepció, moviment i desig.
• Ésser humà: afegeix a la llista anterior la capacitat de raonament.

Aristòtil (Domini públic)

Aquesta manera simplista de percebre el món ha perdurat durant molt de temps, tot i que ha anat variant amb els estudis de diferents autors com Linné o Whittaker, entre d’altres.

Una classificació molt actual és la proposada en 2012, The Revised Classification of Eukaryotes. J. Eukariot. Microbiol. 59 (5): 429-493; i ens revela un veritable àrbre de la vida.

Sina ;. Adl, et al. (2012) The revised classification of Eukaryotes.  J Eukaryot Microbiol.; 59 (5): 429-493

¿QUÈ ÉS LA FOTOSÍNTESI? ¿ÉS UN PROCÉS ÚNIC?

La fotosíntesi és un procés metabòlic que permet utilitzar l’energia lumínica per transformar compostos simples i inorgànics en complexos orgànics. Per això és necessari un conjunt de pigments fotosintètics  que captin els raigs de llum i que mitjançant una sèrie de reaccions químiques puguin realitzar processos interns que donin lloc a compostos orgànics.

Aquesta opció nutritiva ha sigut desenvolupada per molts organismes en múltiples grups i branques de l’arbre de la vida dels eucariotes I entre ells trobem als Archaeplastida, el llinatge d’organismes que ha donat peu a les plantes terrestres.

Les plantes terrestres (Embryophyta) es poden definir fàcilment, però i les algues? En general, es diu que són organismes eucariotes que viuen principalment en medi aquàtic i que tenen organització relativament simple (colònies simples o amb òrgans senzills), però això no és sempre cert. Per aquest motiu, tot els grups d’Archeaplastida que queden fora del concepte de planta terrestre (petit grup dins dels Archaeplastida) es denominen “algues“.

També hi ha procariotes fotosintètics dins del domini Eubacteria, i es en aquests on la fotosíntesi presenta una gran variabilitat. En canvi, en els eucariotes és única: la fotosíntesi oxigénica.

El domini eubacteria és molt ampli, i en les seves ramificacions hi ha fins a 5 grans grups d’organismes fotosintètics: Chloroflexi, Firmicutes, Chlorobi, Proteobacteria i Cianobacteris. Aquests últims són els únics eubactèris que realitzen una fotosíntesi oxigénica; amb alliberació d’oxigen de les molècules d’aigua i utilitzant com a donar d’electrons l’hidrogen de l’aigua. La resta duu a terme la fotosíntesi anoxigénica on el donador d’electrons és el sofre o sulfur d’hidrogen, però mai alliberen O₂ i molt rarament intervé l’aigua en el procés; és per això que es coneixen com les bactèries vermelles o porpres del sofre.

La fotosíntesi és, probablement més antiga que la vida mateixa. La oxigénica que està circumscrita a aquest grup de bactèries és probablement posterior, però va resultar imprescindible per al desenvolupament de la vida en el nostre planta, ja que va transformar l’atmosfera en una molt més oxigenada i gràcies a això la vida a la Terra ha pogut evolucionar.

Amazones, el pulmó de la Terra (Autor: Christian Cruzado; Flickr)

¿QUINS PIGMENTS S’UTILITZEN?

Els cianobacteris comparteixen pigments amb les plantes terrestres i la resta d’eucariotes fotosintètics. Aquests pigments són principalment clorofil·les a i b (les universals), essent la c i d només presents en alguns grups. A més hi ha dos pigments que també són universals: els carotens, que actuen com antenes que transfereixen l’energia a les clorofil·les i protegeixen el centre de reacció contra l’autooxidació, i les ficobiliproteínes (ficocianina, ficoeritrina, etc.), que apareixen tant en cianobacteris com en altres grups fotosintètics i s’encarreguen de capturar l’energia lumínica.

Però, perquè hi ha aquesta variabilitat de pigments accessoris? perquè cada pigment té un espectre d’absorció diferent, i al presentar diferents molècules es pot recollir molt millor l’espectre de la llum solar, és a dir, la captació d’energia és molt més eficient.

La resta de bacteris fotosintètics anoxigènics no tenen clorofil·les, i, en el seu lloc, tenen molècules especifiques de procariotes, les bacterioclorofil·les.

Espectre d’absorció de diferents pigments (Font: York University)

¿On es situen els pigments?

En organismes amb fotosíntesi oxigénica, els cianobacteris i els eucariotes fotosintètics, els pigments es troben en estructures complexes. En els cianobacteris, en el citoplasma perifèric hi ha una sèrie de sacs aplanats concèntrics denominats tilacoides, els quals només estan rodejats per una membrana. Al lumen tilacoïdal és on es localitzen els pigments. En els eucariotes, en canvi, trobem els cloroplasts: orgànuls intracel·lulars propis dels eucariotes fotosintètics on es realitza la fotosíntesi, que tenen com a mínim dues membranes, encara que poden ser més, i que presenten diversos tilacoides disposats de diferents maneres segons els organismes. Tots dos grups, per tant, realitzen la fotosíntesi oxigénica i tenen tilacoides; la diferencia és que en els eucariotes, els tilacoides es troben a l’interior dels cloroplasts.

Cél·lules vegetals en les que són visibles els cloroplasts (Autor: Kristian Peters – Fabelfroh)

En canvi, en organismes amb fotosíntesi anoxigénica hi ha diverses opcions.Les bactèries porpres contenen pigments en cromatòfors, una espècie de vesícules al centre o la perifèria de la cèl·lula. Per una altra banda, en les bactèries verdes (Chlorobi y Chloroflexi) es troben vesícules aplanades a la perifèria de la cèl·lula sobre la membrana plasmàtica on estan les bacterioclorofil·les. En Heliobacterium, el pigment està adossat a la cara interna de la membrana plasmàtica. Generalment no són estructures complexes, i acostumen a presentar membranes simples.

ORIGEN DELS ORGANISMES FOTOSINTÉTICS

L’evidència fòssil dels primers organismes fotosintètics són els estromatòlits (3,2 Ga).Són unes estructures formades per capes fines superposades d’organismes juntament amb els seus depòsits de carbonat càlcic. Aquestes formacions apareixen en zones someres, de mars càlids i ben irradiats. Encara que moltes tenen forma de columna, s’observen desviacions, ja que s’orienten cara al Sol. En el seu moment, van tenir una importància capital en la construcció de formacions d’esculls i, també, en els canvis de composició de l’atmosfera. Actualment hi ha alguns que encara segueixen vius.

Estromatòlits (Autor:Alessandro, Flickr)

REFERÉNCIES

• Apunts obtinguts en diverses assignatures durant la realització del Grau de Biologia Ambiental (Universitat Autònoma de Barcelona) y el Màster de Biodiversitat (Universitat de Barcelona).
• Font Quer, P. (1953): Diccionario de Botánica. Editorial Labor, Barcelona.
• Izco, J., Barreno, E., Brugués, M., Costa, M., Devesa, J. A., Fernández, F., Gallardo, T., Llimona, X., Parada, C., Talavera, S. & Valdés, B. (2004) Botánica 2.ªEdición. McGraw-Hill, pp. 906.
• Willis, K.J. & McElwain, J.C. (2014) The Evolution of Plants (second edition). Oxford University Press, 424 pp.