¿De dónde vienen los nombres de las especies?

Todos los seres vivos del planeta conocidos poseen nombres que permiten su identificación. Sin embargo, únicamente los nombres científicos se consideran válidos en biología para su clasificación. ¿Quién se encarga de asignar estos nombres? ¿Siempre ha sido así?, y lo más importante, ¿Existen normas a la hora de poner un determinado nombre?

En otro post, desde All you need is Biology os hablamos de la clasificación y la filogenia de los organismos. En este, te explicamos cómo lo hacen los biólogos para ponerles nombre. ¡Descubrirás muchas curiosidades!

La importancia de los nombres científicos

Si nos preguntan qué es un perro o un gato, todos sabremos de qué animales se trata. Sin embargo, estos nombres no resultan útiles desde un punto de vista científico (aunque los biólogos los usemos muchas veces), especialmente cuando se realizan estudios y publicaciones. Los nombres comunes (“perro”, “gato”) no son constantes; cada idioma, cada país, e incluso cada región, dispone de sus propios términos para designar a los mismos organismos. Incluso a veces cambian con el tiempo o son usados para designar a animales distintos (una langosta puede ser un crustáceo marino o un insecto del orden de los ortópteros).

Como veis, esto puede llevar a confusión. Si alguien publica que ha llevado a cabo un estudio sobre la reproducción en poblaciones de guacamayos, no sabríamos exactamente de qué especie nos están hablando; el nombre común de esta ave varía entre países y existen diferentes especies de guacamayos, por lo que el estudio no nos diría gran cosa.

Es por esto que la correcta clasificación y designación de nombres científicos es tan importante: son constantes a nivel mundial (se evitan problemas de traducción) y aluden a un único organismo sin ambigüedades.

Actualmente, la designación de nombres científicos se ciñe a la nomenclatura binomial, o lo que es lo mismo, el nombre científico de cada especie está compuesto por dos términos: el género (un nivel de clasificación superior a la especie) y el epíteto o nombre específico (que no la especie, como muchos suelen confundir). Mientras que el primer término tiene validez por sí solo, el segundo sólo tiene valor si va precedido del género.

Así, y siguiendo con el ejemplo anterior, los denominados guacamayos en este estudio en realidad pertenecen al género Ara, pero existen diversas especies de guacamayos relacionadas entre sí dentro de este género (Ara ararauna, Ara glaucogularis, Ara militaris…).

Guacamayo de la especie Ara ararauna. Imagen de Ralph Daily, CC.

Ahora bien, ¿esto ha sido siempre así? ¿Cómo ha cambiado la forma de denominar a las especies?

Linneo, el padre de la nomenclatura binomial

Desde siempre, los biólogos han tratado de clasificar y dar nombre a los organismos. La rama encargada de definir y dar nombre a grupos de organismos basándose en sus características compartidas recibe el nombre de taxonomía.

En un principio, no existía un consenso claro sobre cómo debían asignarse los nombres. Para los primeros “taxónomos”, era especialmente importante, por ejemplo, la diferenciación e identificación de plantas venenosas y medicinales, en relación a las cuales ya existen algunos documentos del Egipto de hace más de 3000 años.

El primero en clasificar formalmente a los organismos fue Aristóteles (384-322 A.C.), el cual hizo la primera distinción entre animales y plantas, además de iniciar las primeras clasificaciones en base a las “partes” de los organismos: si tenían cuatro patas, el cuerpo caliente, etc.

Durante la edad media y gran parte de la edad moderna temprana, la mayoría de científicos seguían el sistema aristotélico. Gracias a las mejoras en los utensilios de observación, como el desarrollo de las primeras lentes ópticas durante el siglo XVI y XVII, algunos empezaron a mejorar sus descripciones hasta ir dejando poco a poco de lado este sistema. La taxonomía como tal empezaba a florecer.

Sin embargo, a pesar de que las clasificaciones de las especies mejoraban, entre los taxónomos seguía sin existir un consenso sobre cómo debían asignarse sus nombres. Previamente al sistema binomial que usamos actualmente, las especies eran denominadas mediante un término (el género) y, a continuación, un nombre o epíteto específico formado por una o diversas palabras que describían la especie. Este sistema, conocido como sistema polinomial, permitía la existencia de nombres tan largos como: Plantago foliis ovato-lanceolatus pubescentibus, spica cylindrica, scapo tereti. Claramente, este sistema no resultaba nada óptimo.

Entre el siglo XVI-XVII, Caspar Bauhin dio los primeros pasos para simplificar este sistema, reduciendo en muchos casos los nombres a únicamente dos términos. Sin embargo, fue el botánico sueco Carl von Linné o Linneo (o en su nombre latinizado, Carolus Linnaeus) quien formalizó el uso de la nomenclatura binomial en su publicación Species Plantarum (1753). A partir de este momento, las especies recibían un nombre con únicamente dos términos: el género y un término trivial designado por su descriptor; por ejemplo, Panthera tigris (tigre).

Carl von Linné. Imagen de Dominio Público.

El hecho de que se fijara este sistema resulta importante por tres motivos:

• Su economía: sólo se necesitan dos palabras para identificar a una especie de forma inequívoca.
• Su difusión y uso generalizado por la comunidad científica: ésta regula y fomenta su uso.
• Su estabilidad: se trata de conservar los nombres a toda costa a pesar de que se realicen cambios a posteriori en la clasificación del organismo.

Cómo dar nombre a un organismo: los códigos de nomenclatura

Taxonomía y nomenclatura son dos conceptos inseparables, pero diferentes. Mientras que la taxonomía es la ciencia encargada de la descripción y clasificación de grupos de organismos, la nomenclatura es la herramienta que permite a los taxónomos establecer los nombres de los mismos.

En 1758, Linneo estableció las bases para llevar a cabo una clasificación objetiva de todas las especies en la décima edición de su obra Sistema Naturae:

• Cada especie biológica debe tener asignado un nombre científico, único y universal.
• Cuando una especie reciba dos o más nombres científicos asignados por diferentes investigadores, se respetará el más antiguo.
• Los nombres científicos se componen de dos palabras en latín (o griego): la primera determina el género y la segunda, la especie dentro de ese género.
• La inicial del género debe escribirse en mayúscula, mientras que el nombre específico debe escribirse en minúscula. Por otro lado, ambos términos deben escribirse en cursiva o subrayados.

Portada de la décima edición de Sistema Naturae. Imagen de Dominio Público.

Si bien estos puntos son sencillos, la nomenclatura se ha ido volviendo más compleja. Actualmente, existen códigos internacionales de nomenclatura para cada grupo de organismos, como el ICZN (International Code of Zoological Nomenclature) o el ICN (International Code of Nomenclature for algae, fungi, and plants), entre otros. Los taxónomos de cada especialidad deben obedecer a sus respectivos códigos a la hora de poner nombre a sus organismos.

Dos de los criterios más importantes para la denominación de especies son la validez y la disponibilidad de los nombres. Pongamos por ejemplo que descubrimos una nueva especie de avispa del género Polistes: para empezar, el nombre que le asignemos (Polistes x) debe estar disponible, es decir, debe cumplir los requisitos necesarios para poder asignarse. Estos requisitos están recogidos en los respectivos códigos, los cuales toman como referencia los criterios del sistema binomial de Linneo. Además de los citados anteriormente y de otros tantos, un nombre es disponible si va acompañado de una descripción. La disponibilidad de un nombre puede cambiar ante ciertas circunstancias; por ejemplo, un nombre considerado no disponible por ausencia de descripción, puede volver a estar disponible si vuelve a publicarse siguiendo los criterios del código.

Por otro lado, el nombre debe ser válido, es decir, que no haya sido usado previamente para designar a otro organismo o considerado inválido. Por ejemplo, dos taxónomos describen la misma especie con nombres distintos y un año de diferencia; en este caso, el nombre válido será el más antiguo y el segundo pasará a ser un sinónimo aplicando el principio de prioridad, dejando de ser válido para su uso. Es por esto que un taxónomo debería realizar un estudio previo de las especies existentes, evitando describirlas por duplicado o usando nombres ya existentes.

Cuando poner nombres se nos va de las manos…o no

A la hora de poner nombre a una especie, lo más habitual es que se haga en base a alguna característica específica del organismo (Dosidicus gigas (calamar gigante)), su localidad (Synergus mexicanus (avispa de las agallas mexicana)) o en honor a familiares u otros científicos. Lo mismo ocurre con los géneros u otros grupos.

Sin embargo, el mundo de la nomenclatura está lleno de curiosidades, desde científicos que asignan nombres extravagantes, pasando por los que aprovechaban la oportunidad para insultar a otros científicos, a aquellos que ponen nombres de sus personajes o series favoritas:

• Existe un género de polillas denominado La (por Bleszynski, 1966). Su ambigüedad con el artículo “la” vuelve locos a los motores de búsqueda en Internet (además de no saber si se está hablando de un género…). Si eso no fuera suficiente, algunas de sus especies recibieron nombres tan originales como La cerveza, La cucaracha o La paloma.
• Mientras que algunos se quedan cortos, otros se pasan: Gammaracanthuskytodermogammarus, Rhodophthalmokytodermogammarus y Siemienkiewicziechinogammarus son nombres de géneros que el naturalista Dybowski asignó a diferentes anfípodos (crustáceos) del lago Baikal. ¡Debió parecerle muy divertido!
• Durante un tiempo, fue costumbre usar los epítetos como medio para insultar a otros científicos (por ej. stupidus). Por suerte, actualmente está estrictamente prohibido.
• Abra cadabra, Aha ha, Attenborosaurus (género de dinosaurio dedicado al naturalista David Attenborough), Acledra nazgul, Desmia mordor (ambos en honor al Señor de los Anillos), entre muchos otros.

Cabe decir que los respectivos códigos tratan de evitar este tipo de nombres, aunque no dejan de ser divertidos. Y si no has tenido suficiente, échale un ojo a este listado. ¡No te defraudará!

.           .           .

¿Todavía piensas que ponerle un nombre a un organismo es tarea fácil?

Referencias

• Web de la Comisión Internacional de Nomenclatura Zoológica (en inglés, ICZN): http://iczn.org/.
• Web de la Asociación Internacional de Taxonomía de Plantas (en inglés, IAPT): http://www.iapt-taxon.org/pages/nomenclature
• Web del Comité Internacional de Taxonomía de Virus: https://talk.ictvonline.org/information/w/ictv-information/383/ictv-code
• Web del Comité Internacional de Sistemática de Procariotas: http://www.the-icsp.org/bacterial-code
• Web personal de Doug Yanega, investigador senior del museo de investigación entomológica de la Universidad de California, con su listado de nombres curiosos: http://cache.ucr.edu/~heraty/yanega.html

Foto de portada realizada por Irene Lobato Vila (autora del artículo) en el Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian (Washington D.C., EUA).

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).

El espacio vital de los seres vivos

Todos tenemos nuestro propio espacio vital, aquel lugar en el que nos sentimos a gusto, como si estuviéramos en casa. También tenemos nuestras rutinas, costumbres y todo ese elenco de preferencias que nos hacen únicos. Cada uno de nosotros tenemos, en definitiva, nuestro propio nicho ecológico, un concepto extensivo a cada una de las especies que comparten la Tierra con nosotros. De él derivan procesos ecológicos como la competencia o la especiación, fenómenos clave para entender el ensamblaje y la dinámica de los ecosistemas naturales.

INTRODUCCIÓN

Cuando a uno le preguntan cómo describiría a una persona cercana, lo primero que nos viene en mente es su manera de ser cuando estás con ella y aquello que adora hacer. Sabemos qué es lo primero que siempre pide en un restaurante, aquello que le saca de quicio, qué sitios le gusta frecuentar, qué le gusta hacer cuando tiene tiempo libre y hasta cómo se comporta cuando le gusta alguien. Si además hemos convivido con ellos, podríamos acertar casi con precisión suiza su rutina diaria, desde que se levanta hasta que se acuesta. Aunque evidentemente no nos comportamos siempre igual, hay multitud de rasgos, manías y rutinas que nos caracterizan y diferencian. Cada uno de nosotros tenemos nuestra zona de confort, nuestros hobbies, preferencias alimenticias y personas con las que adoramos pasar nuestro tiempo libre.

Las preferencias alimenticias de cada uno, así como sus rutinas y hobbies, sirven de comparación para ejemplificar la diversidad de nichos ecológicos en el reino natural. Fuente: Flickr, George Redgrave.

EL NICHO ECOLOGICO DE UNA ESPECIE

Este “espacio vital” que cada uno tenemos y con el que nos sentimos identificado, es igualmente equiparable al nicho ecológico de los seres vivos. El  nicho ecológico de una especie es un concepto que siempre se nos ha sido presentado como la “ocupación”, “profesión” o “trabajo” que realiza un ser vivo en el sitio donde vive ( Wikipedia o Conicet), pero que va mucho más allá de eso. Hutchinson (1957) lo definió como: “El  hipervolumen de n dimensiones dentro del cual la especie puede mantener una población viable”. A pesar de lo confuso de la definición, es interesarte quedarse con el término de “n dimensiones”, pues es la idea en la que se fundamenta el nicho ecológico. Un nicho ecológico no es nada más ni nada menos que todos aquellos requerimientos multidimensionales de una especie.  Dicho de otro modo, el nicho ecológico de una especie vendría a ser todo aquello que envuelve a la especie y que le hace prosperar y sobrevivir allí donde se encuentra. Hace referencia, en definitiva, a todas aquellas variables que le afectan en su día a día, ya sean biológicas –contacto con otros seres vivos- o físicas y químicas –el clima en todas sus expresiones, el hábitat físico en el que vive-. Un nicho ecológico de una especie sería el espectro de alimentos que consume o puede llegar a consumir, el momento del día en el que está activa para realizar sus funciones, el momento del año y la forma en la que lleva a cabo la reproducción, las especies que la depredan y aquellas a las que depreda, el hábitat que tolera y todos aquellos factores físicos y químicos que permiten que esta especie siga siendo viable.

Estas 5 especies de gorjeadores de norteamérica parecen ocupar el mismo hábitat (el abeto) pero no es así. En realidad cada uno ocupa una posición distinta dentro del árbol. Fuente: Fisicanet

Por poner un ejemplo bastante ilustrativo, situémonos en la sabana africana. Los principales ungulados que pastan y realizan las migraciones masivas están compuestos por zebras, ñus y gacelas de Thomson. A simple vista, podríamos pensar que su nicho ecológico es muy parecido: mismo hábitat, misma rutina, mismos depredadores y misma comida. ¿Misma comida? En absoluto. Durante la migración, las zebras van delante, devorando la hierba alta, que es la de peor calidad. Les siguen los ñus, que comen lo que aún queda en pie, y a estos les siguen las gazelas de Thomson, que se alimentan de los nuevos brotes, de gran calidad, que empiezan a germinar.

Aunque a primera vista pueda parecer que se alimentan de lo mismo, cada especie se centra en una parte distinta de la planta. Fuente: Abierto por vacaciones.

¿PUEDEN CONVIVIR DOS ESPECIES CON EL MISMO NICHO EN UN MISMO LUGAR?

El principio de exclusión competitiva, propuesto por Gause (1934), declara que dos especies ocupando el mismo nicho no pueden coexistir a largo plazo puesto que entrarían en competencia por los recursos. Así pues, en un proceso de competencia por el mismo nicho ecológico, siempre hay un ganador y un perdedor. Al final, uno de los competidores se impone al otro, y entonces pueden ocurrir dos cosas: que el perdedor se extinga (imagen A) o que haya un desplazamiento de sus características con ta de ocupar otro nicho (imagen B). De hecho, el principio de exclusión competitiva está detrás de la problemática actual con las especies invasoras. Las especies invasoras no son más que especies con unos nichos ecológicos muy parecidos a las especies nativas que, cuando convergen en un mismo hábitat, acaban desplazando a las especies autóctonas, ya que son mejores competidoras. También suele pasar, por supuesto, lo contrario: la especie exótica en cuestión es peor competidora que su homóloga y no llega a prosperar en el nuevo ambiente.

Imagen A | Se llevó a cabo este estudio para observar el efecto de la exclusión competitiva en dos especies de protistas. Ambas especies ocupan nichos ecológicos casi idénticos, pero aislados en la naturaleza. La densidad de una de ellas cae en picado cuando se las obliga a compartir el mismo espacio, hasta que acaba desapareciendo. Este mismo proceso ocurre con las especies invasoras. Fuente: Jocie Broth.

Imagen B | Cuando las 3 especies de pinzones de las Galápagos (los diferentes colores) conviven en la misma isla, se da un desplazamiento de caracteres por exclusión competitiva. Los individuos de los extremos tienden a tener valores de profundidad de pico muy parecidos a los de las otras especies, lo que provoca un solapamiento de nicho y su posterior competencia. Así se acaban estableciendo los límites finales. Fuente: Nature.

LA EQUIVALENCIA FUNCIONAL

Hemos visto que compartir nicho ecológico es sinónimo de conflicto entre especies. Sin embargo, hay una situación en la que no es así. La hipótesis de la equivalencia funcional de Hubbell proclama que si los nichos son idénticos y los parámetros de vida (fecundidad, mortalidad, dispersión) de las especies implicadas también lo son, ninguna de ellas tiene una ventaja competitiva sobre la otra, y la batalla acaba en tablas. Este hecho parece haberse demostrado, de momento, tan sólo en un ecosistema muy estable como es el bosque tropical en una isla de Panamá (Barro Colorado). Las diferentes especies de árboles de dicho bosque, al tener parámetros de vida casi idénticos, no compiten y se distribuyen al azar, como si de individuos de la misma especie se trataran. Además, parece ser que la especiación en este tipo de bosques tropicales también podría darse por azar, lo que habría provocado la alta densidad de especies que albergan estos bosques.

Los bosques tropicales presentan una densidad de especies arboreas única en el mundo. Una hectárea de bosque tropical puede contener hasta 650 especies arboreas, más  que todo Canadá y EEUU juntos. ¿Será la equivalencia funcional de Hubbell la explicación a este curioso fenómeno? Fuente: Flickr, Jo.

NICHOS NUEVOS, ESPECIES NUEVAS

La especiación, o formación de nuevas especies,  suele ocurrir cuando se crean nuevos nichos ecológicos o alguno queda desocupado. En ambos casos, ocupar un nuevo nicho ecológico implica diferenciarse paulatinamente de la población inicial hasta devenir en una especie genéticamente distinta. Como ejemplo de formación de nuevos nichos ecológicos tenemos el caso de la aparición de las angioespermas. Su auge abrió multitud de nuevas posibilidades, gracias tanto al aumento de diversidad de semillas y frutos (aumentando de esta forma el número de especies especializadas en cada una de ellas) como a la aparición de las flores complejas, que permitió la explosión de multitud de insectos que empezaron a polinizarlas (facilitando la aparición de nuevos insectívoros). Como ejemplo de nicho desocupado, está el famoso caso de la extinción de los dinosaurios no avianos. Los dinosaurios dominaban gran cantidad de nichos ecológicos, tanto terrestres como aéreos, e incluso acuáticos. Ese vacío fue aprovechado por multitud de mamíferos que fueron ocupando esos nichos, gracias a su elevada fecundidad y plasticidad (flexibilidad a la hora de ocupar diferentes hábitats). Eso acabó provocando grandes ratios de especiación en poco tiempo, lo que es conocido como radiación adaptativa.

Éste es Eomaia Scansoria,  una especie extinta de mamíferos que vivió en la misma época que los dinosaurios. La extinción de los dinosaurios abrió un gran abanico de posibilidades a los mamíferos, que, aunque estaban en expansión, permanecían en un segundo plano. Su gran plasticidad hizo que colonizaran multitud de hábitats, ocupando los nichos ecológicos libres dejados por los dinosaurios. Fuente: Wikipedia.

EL ENSAMBLAJE DE LAS COMUNIDADES

Como hemos visto, el nicho ecológico está detrás de procesos ecológicos y evolutivos fundamentales. Todas las comunidades vivas de hoy en día se han ido formando gracias a los nichos de las diferentes especies que, mediante competencia por solapamiento de nichos, han ido montándose como si de un puzzle se tratara. Cuando una pieza desaparece, otra ocupa su lugar, desempeñando la función que la otra tenía en la comunidad. No obstante, conocer la totalidad del nicho ecológico de una especie es tarea ardua y, en la mayoría de casos, imposible. Como en las relaciones humanas, un conocimiento exhaustivo de todo aquello que influye en la vida de una especie (o del espacio vital de una persona) es de suma importancia a la hora de asegurar su conservación a largo plazo.

REFERENCIAS

• Hutchinson, G.E. 1957b. Concluding remarks-Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 22:415-427. Reprinted in: Classics in Theoretical Biology. Bull. of Math. Biol. 53:193-213
• Herrera CM, Pellmyr O (2002) Plant-Animal Interactions. An Evolutionary Approach. Blakwell Science Ltd. Osney Mead, Oxford, UK.
• Cfr Washington
  
• EfeFuturo.com 
• El País
•  Hubbell S.P. (2005). Neutral theory in community ecology and the hypothesis of functional equivalence. Functional Ecology 19, 166–172.
• Apuntes máster Ecología UAB
• Imagen de portada: Taringa.net
  

L’espai vital dels éssers vius

Tots tenim el nostre propi espai vital, aquell lloc en el qual ens sentim a gust, com si estiguéssim a casa. També tenim les nostres rutines, costums i tot aquest elenc de preferències que ens fan únics. Cada un de nosaltres tenim, en definitiva, el nostre propi nínxol ecològic, un concepte extensiu a cadascuna de les espècies que comparteixen la Terra amb nosaltres. D’ell deriven processos ecològics com la competència o l’especiació, fenòmens clau per entendre l’acoblament i la dinàmica dels ecosistemes naturals.

INTRODUCCIÓ

Quan a un li pregunten com descriuria a una persona estimada, el primer que ens ve al cap és la seva manera de ser quan estàs allà amb ella i allò que adora fer. Sabem què és el primer que sempre demana en un restaurant, allò que li treu de polleguera, quins llocs li agrada freqüentar, què li agrada fer quan té temps lliure i fins i tot com es comporta quan li agrada algú. Si a més hem conviscut amb ells, podríem encertar gairebé amb precisió suïssa la seva rutina diària, des que s’aixeca fins que se’n va a dormir. Encara que evidentment no ens comportem sempre igual, hi ha multitud de trets, manies i rutines que ens caracteritzen i diferencien. Cada un de nosaltres tenim la nostra zona de confort, els nostres hobbies, preferències alimentàries i persones amb les que adorem passar el nostre temps lliure.

Les preferències alimentàries de cada un, així com les seves rutines i hobbies, serveixen de comparació per exemplificar la diversitat de nínxols ecològics en el regne natural. Font: Flickr, George Redgrave.

EL NÍNXOL ECOLÒGIC D’UNA ESPÈCIE

Aquest “espai vital” que cada un tenim i amb el que ens sentim identificat, és igualment equiparable al nínxol ecològic dels éssers vius. El nínxol ecològic d’una espècie és un concepte que sempre se’ns ha estat presentat com la “ocupació”, “professió” o “treball” que realitza un ésser viu en el lloc on viu (Viquipèdia o Conicet), però que va molt més enllà d’això. Hutchinson (1957) el va definir com: “L’hipervolum d’n dimensions dins del qual l’espècie pot mantenir una població viable”. Malgrat la possible confusió en la definició, és interessant quedar-se amb el terme d'”n dimensions”, ja que és la idea en què es fonamenta el nínxol ecològic. Un nínxol ecològic no és res més que tots aquells requeriments multidimensionals d’una espècie. Dit d’una altra manera, el nínxol ecològic d’una espècie vindria a ser tot allò que envolta a l’espècie i que li permet prosperar i sobreviure allà on es troba. Fa referència, al cap i a la fi, a totes aquelles variables que l’afecten en el seu dia a dia, ja siguin biològiques -contacte amb altres éssers vius- o físiques i químiques -el clima en totes les seves expressions, l’hàbitat físic en el qual viu-. Un nínxol ecològic d’una espècie seria l’espectre d’aliments que consumeix o pot arribar a consumir, el moment del dia en què està activa per realitzar les seves funcions, el moment de l’any i la forma en la que porta a terme la reproducció, les espècies que la depreden i aquelles a les que depreda, l’hàbitat que tolera i tots aquells factors físics i químics que permeten que aquesta espècie segueixi sent viable.

Aquestes 5 espècies d’aloses d’Amèrica del Nord semblen ocupar el mateix hàbitat (l’avet) però no és així. En realitat cada una ocupa una posició diferent dins l’arbre. Font: Fisicanet.

Per posar un exemple bastant il·lustratiu, situem-nos a la sabana africana. Els principals ungulats que pasturen i realitzen les migracions massives estan compostos per zebres, nyus i gaseles de Thomson. A primera vista, podríem pensar que el seu nínxol ecològic és molt semblant: mateix hàbitat, mateixa rutina, mateixos depredadors i mateix àpat. Mateix menjar? En absolut. Durant la migració, les zebres van davant, devorant l’herba alta, que és la de pitjor qualitat. Els segueixen els nyus, que mengen el que encara queda en peu, i a aquests els segueixen les gaseles de Thomson, que s’alimenten dels nous brots, de gran qualitat, que comencen a germinar.

Encara que a primera vista pugui semblar que s’alimenten del mateix, cada espècie es centra en una part diferent de la planta. Font: Abierto por vacaciones.

PODEN CONVIURE DUES ESPÈCIES AMB EL MATEIX NÍNXOL EN UN MATEIX LLOC?

El principi d’exclusió competitiva, proposat per Gause (1934), declara que dues espècies ocupant el mateix nínxol no poden coexistir a llarg termini ja que entrarien en competència pels recursos. Així doncs, en un procés de competència pel mateix nínxol ecològic, sempre hi ha un guanyador i un perdedor. Al final, un dels competidors s’imposa a l’altre, i llavors poden passar dues coses: que el perdedor s’extingeixi (imatge A) o que hi hagi un desplaçament de les seves característiques per tal d’ocupar un altre nínxol (imatge B). De fet, el principi d’exclusió competitiva està darrere de la problemàtica actual amb les espècies invasores. Les espècies invasores no són més que espècies amb uns nínxols ecològics molt semblants a les espècies natives que, quan convergeixen en un mateix hàbitat, acaben desplaçant a les espècies autòctones, ja que són millors competidores. També sol passar, per descomptat, el contrari: l’espècie exòtica en qüestió és pitjor competidora que la seva homòloga i no arriba a prosperar en el nou ambient.

Imatge A | Es va dur a terme aquest estudi per observar l’efecte de l’exclusió competitiva en dues espècies de protists. Les dues espècies ocupen nínxols ecològics gairebé idèntics, però aïllats en la natura. La densitat d’una d’elles cau en picat quan se les obliga a compartir el mateix espai, fins que acaba desapareixent. Aquest mateix procés succeeix amb les espècies invasores. Font: Jocie Broth.

Imatge B | Quan les 3 espècies de pinsans de les Galàpagos (els diferents colors) conviuen a la mateixa illa, es dóna un desplaçament de caràcters per exclusió competitiva. Els individus dels extrems tendeixen a tenir valors de profunditat de bec molt semblants als de les altres espècies, el que provoca un solapament de nínxol i la seva posterior competència. Així s’acaben establint els límits finals. Font: Nature.

L’EQUIVALÈNCIA FUNCIONAL

Hem vist que compartir nínxol ecològic és sinònim de conflicte entre espècies. No obstant això, hi ha una situació en què no és així. La hipòtesi de l’equivalència funcional de Hubbell proclama que si els nínxols són idèntics i els paràmetres de vida (fecunditat, mortalitat, dispersió) de les espècies implicades també ho són, cap d’elles té un avantatge competitiu sobre l’altra, i la batalla acaba en taules. Aquest fet sembla haver-se demostrat, de moment, tan sols en un ecosistema molt estable com és el bosc tropical en una illa de Panamà (Barro Colorado). Les diferents espècies d’arbres d’aquest bosc, al tenir paràmetres de vida gairebé idèntics, no competeixen i es distribueixen a l’atzar, com si d’individus de la mateixa espècie es tractessin. A més, sembla ser que l’especiació en aquest tipus de boscos tropicals també podria donar-se per atzar, el que hauria provocat l’alta diversitat d’espècies que contenen aquests boscos.

Els boscos tropicals presenten una densitat d’espècies arbòries única al món. Una hectàrea de bosc tropical pot contenir fins a 650 espècies arbòries, més que tot Canadà i els EUA junts. Serà l’equivalència funcional de Hubbell l’explicació a aquest curiós fenomen? Font: Flickr, Jo.

NÍNXOLS NOUS, ESPÈCIES NOVES

L’especiació, o formació de noves espècies, sol ocórrer quan es creen nous nínxols ecològics o algun queda desocupat. En ambdós casos, ocupar un nou nínxol ecològic implica diferenciar-se gradualment de la població inicial fins a esdevenir en una espècie genèticament diferent. Com a exemple de formació de nous nínxols ecològics tenim el cas de l’aparició de les angiospermes. El seu auge va obrir multitud de noves possibilitats, gràcies tant a l’augment de diversitat de llavors i fruits (augmentant d’aquesta manera el nombre d’espècies especialitzades en cadascuna d’elles) com a l’aparició de les flors complexes, que va permetre l’explosió de multitud de insectes que van començar a pol·linizar-les (facilitant l’aparició de nous insectívors). Com a exemple de nínxol desocupat, hi ha el famós cas de l’extinció dels dinosaures no avians. Els dinosaures dominaven gran quantitat de nínxols ecològics, tant terrestres com aeris, i fins i tot aquàtics. Aquest buit va ser aprofitat per multitud de mamífers, que van anar ocupant aquests nínxols, gràcies a la seva elevada fecunditat i plasticitat (flexibilitat a l’hora d’ocupar diferents nínxols). Això va acabar provocant grans ràtios d’especiació en poc temps, el que és conegut com a radiació adaptativa.

Aquest és Eomaia scansoria, una espècie extinta de mamífers que va viure a la mateixa època que els dinosaures. L’extinció dels dinosaures va obrir un gran ventall de possibilitats als mamífers, que, tot i que estaven en expansió, romanien en un segon pla. La seva gran plasticitat va fer que colonitzessin multitud d’hàbitats, ocupant els nínxols ecològics lliures deixats pels dinosaures. Font: Wikipedia.

L’ACOBLAMENT DE LES COMUNITATS

Com hem vist, el nínxol ecològic està darrere de processos ecològics i evolutius fonamentals. Totes les comunitats vives d’avui dia s’han anat formant gràcies als nínxols de les diferents espècies que, mitjançant competència per solapament de nínxols, s’han anat muntant com si fos un puzzle. Quan una peça desapareix, una altra ocupa el seu lloc, exercint la funció que l’altra duia a terme en la comunitat. No obstant això, conèixer la totalitat del nínxol ecològic d’una espècie és una feina complicada i, en la majoria dels casos, impossible. Com en les relacions humanes, un coneixement exhaustiu de tot allò que influeix en la vida d’una espècie (o de l’espai vital d’una persona) és de summa importància a l’hora d’assegurar la seva conservació a llarg termini.

REFERÈNCIES

• Hutchinson, G.E. 1957b. Concluding remarks-Cold Spring Harbor Symposia on Quantitative Biology. 22:415-427. Reprinted in: Classics in Theoretical Biology. Bull. of Math. Biol. 53:193-213
• Herrera CM, Pellmyr O (2002) Plant-Animal Interactions. An Evolutionary Approach. Blakwell Science Ltd. Osney Mead, Oxford, UK.
• Cfr Washington
  
• EfeFuturo.com 
• El País
•  Hubbell S.P. (2005). Neutral theory in community ecology and the hypothesis of functional equivalence. Functional Ecology 19, 166–172.
• Apunts màster Ecologia UAB
• Imatge de portada: Taringa.net
  

Clasificación y filogenia para principiantes

En este blog a menudo se utilizan términos relacionados con la clasificación de los seres vivos y su filogenia. Puesto que son términos que no son conocidos por todos, este artículo pretende aclarar varios conceptos para los principiantes en este campo. 

INTRODUCCIÓN

Antes de introducirnos de lleno en el tema, conviene dejar claros dos conceptos, que muy a menudo se confunden: la sistemática y la taxonomía.

La sistemática es la ciencia de la clasificación y de la reconstrucción de la filogenia, es decir, se encarga de reconstruir el origen y la diversificación de un taxón (unidad que queremos clasificar, como por ejemplo una especie, una familia o un orden).

Por otro lado, la taxonomía es el estudio de los principios de la clasificación científica, la ordenación y denominación sistemática de los organismos.

En otras palabras, mientas que la sistemática se encarga de crear sistemas de clasificación, los cuales se representan en forma de árbol ramificado, la taxonomía pone las reglas y los procedimientos para identificar, poner nombre y clasificar cada especie en las diferentes categorías taxonómicas basándose en la sistemática.

SOBRE LAS ESPECIES Y MÁS ALLÁ

No podemos empezar a hablar sobre cómo se clasifican las especies sin saber qué es una especie y otros niveles de clasificación de los seres vivos.

¿QUÉ ES UNA ESPECIE?

A lo largo de la historia se ha intentado explicar lo que es una especie, de manera que encontramos diferentes definiciones según el enfoque que tomemos.

• Concepto morfológico o tipológico de especie: una especie es un conjunto de organismos que presentan características fijas y esenciales que representan un patrón o arquetipo. Este concepto está actualmente totalmente descartado, aunque la mayoría de guías se basan en explicaciones morfológicas para identificar a las especies.

Aunque las guías para identificar las especies se basan en su morfología, el concepto morfológico de especie no es aceptado (Foto: Revista Viva).

• Concepto biológico de especie: una especie es un grupo de poblaciones naturales interfecundas y reproductivamente aisladas, la cual ocupa un nicho específico en la naturaleza. Por lo tanto, una especie tiene una ascendencia común y comparten caracteres de variación gradual. Esta definición tiene varios problemas: sólo es aplicable a las especies con reproducción sexual y no se puede aplicar para las especies extinguidas.
• Concepto evolutivo de especie: una especie es un único linaje de poblaciones ancestro-descendiente que mantiene su identidad frente a otros linajes y que tiene sus propias tendencias evolutivas y su destino histórico. Este enfoque y el biológico son, de hecho, complementarios puesto que hay una duplicidad de fenómenos.
• Concepto filogenético de especie: según esta perspectiva, una especie es un grupo irreducible de organismos, diagnósticamente distinguible de otros grupos semejantes y dentro del cual existe un patrón parental de ascendencia y descendencia. Este criterio cubre tanto la reproducción sexual como la asexual.

Según la definición filogenética, A, B y C son especies diferentes. Todos los organismos dentro de C son también una única especie con diferentes formas (Foto: Sesbe).

MÁS ALLÁ DE LAS ESPECIES

Por si no fuera suficiente el lío planteado para definir lo que es una especie, éstas se clasifican según un sistema jerárquico basado en más categorías taxonómicas. Aquellas que están por encima de la especie se llaman supraespecíficas, mientras que las que quedan por debajo son las infraespecíficas.

Así pues, desde la categoría más alta a la más baja, los seres vivos se pueden clasificar en: Dominio > Reino > Filo o División > Clase > Orden > Familia > Género > Especie > Subespecie > Variedad > Forma. ¡Y que conste que aquí hemos simplificado bastante!

Vamos a ver un ejemplo: imagina al perro. El perro, como el lobo, forman parte de una misma especie: Canis lupus, pero el perro es la subespecie Canis lupus familiaris. La designación de una especie se hace mediante su género (Canis) seguido del epíteto específico (lupus). Las categorías supraespecíficas del perro son: Dominio Eucariota, Reino animal, Filo Cordados, Subfilo Vertebrados, Clase Mamíferos, Orden Carnívoros y Familia Cánidos.

Los perros y los lobos están incluidos dentro de la misma especie, pero están en subespecies distintas (Foto: Marc Arenas Camps).

¿CÓMO SE RECONSTRUYE EL ÁRBOL DE LA VIDA?

Para reconstruir el árbol de la vida, es decir, las relaciones que hay entre las especies vivas y extintas (filogenia) se utilizan los caracteres, es decir, los rasgos de los organismos utilizados para estudiar la variación dentro una especie y entre ellas.

Así, para reconstruir la filogenia se usan caracteres compartidos entre diferentes taxones. Aquí debemos diferenciar dos tipos de semejanza: cuando la semejanza de caracteres resulta de la ascendencia común se denomina homología, mientras que cuando no es resultado de tener antecedentes comunes se llama homoplasia.

Seguramente con un ejemplo quedará más clara la diferencia entre homología y homoplasia. Que las alas de una lechuza y una codorniz se parezcan es porque tienen el mismo origen (homología), pero que las alas de los insectos, las aves y los murciélagos sirvan para volar no se debe a que tengan el mismo origen (homoplasia).

Las alas de insectos, aves y murciélagos son una homoplasia (Foto: Natureduca).

 Hay tres grandes tipos de homoplasia:

• Paralelismo: la condición ancestral de un carácter variable (plesiomórfico) está presente en el antepasado común, pero el estadio actual o derivado (apomórfico) ha evolucionado independientemente. Sería un ejemplo de paralelismo el desarrollo de un corazón formado por 4 cavidades en aves y mamíferos.
• Convergencia: en este caso, el carácter homoplástico no estaría presente en el antepasado común. Las estructuras originadas por convergencia se dice que son análogas. Un ejemplo serían las alas de insectos y aves.
• Pérdida secundaria o reversión: consiste en la reversión de un carácter determinado a uno que parece ancestral. Así, parece que sea ancestral pero en realidad es derivado.

Paralelismo, convergencia y reversión biológica (Foto: Marc Arenas Camps).

Se utilizan distintos tipos de caracteres para ordenar a los seres vivos: morfológicos, estructurales, embriológicos, palenotológicos, etológicos, ecológicos, bioquímicos y moleculares.

Las especies que comparten estados derivados de un carácter forman un clado y al carácter se le conoce como sinapomorfía. Así, las sinapomorfías son los caracteres que se originaron en un ancestro común de un clado y que se conserva tanto en el ancestro como en todos sus descendientes. Así pues, las glándulas mamarias son una sinapomorfía de todos los mamíferos.

Las glándulas mamarias son una sinapomorfía de los mamíferos (Foto: Tiempo de éxito).

Una vez se han seleccionado los caracteres, las diferentes escuelas de clasificación biológica los utilizan de diferentes maneras para obtener las relaciones entre los seres vivos lo más fiables posibles.

REFERENCIAS

• Apuntes de Fundamentos de Biología Avanzada, de la Licenciatura en Biología de la Universidad de Barcelona.
• Hickman, Roberts, Larson, l’Anson & Eisenhour (2006). Principios integrales de zoología. Ed. McGraw Hill (13 ed).
• Izco (2004). Botánica. Ed. McGraw Hill (2 ed).
• Shnek & Massarini (2008). Biología. Ed. Médica Panamericana (7 ed).
• Vargas (2009). Glosario de Cladística: Introducción a la sistemática filogenética.
• Foto de portada: Tree of life mural, Kerry Darlington

Classificació i filogènia per a principiants

En aquest bloc sovint s’utilitzen termes relacionats amb la classificació dels éssers vius i la seva filogènia. Com que són termes que no són coneguts per a tots, aquest article pretén aclarir diversos conceptes per als principiants en aquest camp.

INTRODUCCIÓ

Abans d’introduir-nos de ple en el tema, convé deixar clars dos conceptes, que molt sovint es confonen: la sistemàtica i la taxonomia.

La sistemàtica és la ciència de la classificació i de la reconstrucció de la filogènia, és a dir, s’encarrega de reconstruir l’origen i la diversificació d’un tàxon (unitat que volem classificar, com ara una espècie, una família o un ordre).

D’altra banda, la taxonomia és l’estudi dels principis de la classificació científica, l’ordenació i denominació sistemàtica dels organismes.

En altres paraules, mentre que la sistemàtica s’encarrega de crear sistemes de classificació, els quals es representen en forma d’arbre ramificat, la taxonomia posa les regles i els procediments per identificar, posar nom i classificar cada espècie en les diferents categories taxonòmiques basant-se en la sistemàtica.

SOBRE LES ESPÈCIES I MÉS ENLLÀ

No podem començar a parlar sobre com es classifiquen les espècies sense saber què és una espècie i altres nivells de classificació dels éssers vius.

QUÈ ÉS UNA ESPÈCIE?

Al llarg de la història s’ha intentat explicar el que és una espècie, de manera que trobem diferents definicions segons l’enfocament que prenguem.

• Concepte morfològic o tipològic d’espècie: una espècie és un conjunt d’organismes que presenten característiques fixes i essencials que representen un patró o arquetip. Aquest concepte està actualment totalment descartat, tot i que la majoria de guies es basen en explicacions morfològiques per identificar les espècies.

Tot i que les guies per identificar les espècies es basen en la seva morfologia, el concepte morfològic d’espècie no és acceptat (Foto: Revista Viva).

• Concepte biològic d’espècie: una espècie és un grup de poblacions naturals interfecundes i reproductivament aïllades, la qual ocupa un nínxol específic a la natura. Per tant, una espècie té una ascendència comuna i comparteixen caràcters de variació gradual. Aquesta definició té diversos problemes: només és aplicable a les espècies amb reproducció sexual i no es pot aplicar per a les espècies extingides.
• Concepte evolutiu d’espècie: una espècie és un únic llinatge de poblacions ancestre-descendent que manté la seva identitat enfront d’altres llinatges i que té les seves pròpies tendències evolutives i el seu destí històric. Aquest enfocament i el biològic són, de fet, complementaris ja que hi ha una duplicitat de fenòmens.
• Concepte filogenètic d’espècie: segons aquesta perspectiva, una espècie és un grup irreductible d’organismes, diagnòsticament distingible d’altres grups semblants i dins el qual hi ha un patró parental d’ascendència i descendència. Aquest criteri cobreix tant la reproducció sexual com l’asexual.

Segons la definició filogenètica, A, B i C són espècies diferents. Tots els organisms dins de C són també una única espècie amb diferents formes (Foto: Sesbe).

MÉS ENLLÀ DE LES ESPÈCIES

Per si no fos suficient l’embolic plantejat per definir el que és una espècie, aquestes es classifiquen segons un sistema jeràrquic basat en més categories taxonòmiques. Aquelles que estan per sobre de l’espècie es diuen supraespecífiques, mentre que les que queden per sota són les infraespecífiques.

Així doncs, des de la categoria més alta a la més baixa, els éssers vius es poden classificar en: Domini> Regne> Fílum o Divisió> Classe> Ordre> Família> Gènere> Espècie> Subespècie> Varietat> Forma. I que consti que aquí ho hem simplificat bastant!

Posem un exemple: imagina al gos. El gos, com el llop, formen part d’una mateixa espècie: Canis lupus, però el gos és la subespècie Canis lupus familiaris. La designació d’una espècie es fa mitjançant el seu gènere (Canis) seguit del epítet específic (lupus). Les categories supraespecífiques del gos són: Domini Eucariota, Regne animal, Fílum Cordats, Subfílum Vertebrats, Classe Mamífers, Ordre Carnívors i Família Cànids.

Els gossos i els llops estan inclosos dins la mateixa espècie, però estan en subespècies diferents (Foto: Marc Arenas Camps).

COM ES RECONSTRUEIX L’ARBRE DE LA VIDA?

Per reconstruir l’arbre de la vida, és a dir, les relacions que hi ha entre les espècies vives i extingides (filogènia) s’utilitzen els caràcters, és a dir, els trets dels organismes utilitzats per estudiar la variació dins una espècie i entre elles.

Així, per reconstruir la filogènia s’usen caràcters compartits entre diferents taxons. Aquí hem de diferenciar dos tipus de semblança: quan la semblança de caràcters resulta de l’ascendència comuna s’anomena homologia, mentre que quan no és resultat de tenir antecedents comuns es diu homoplàsia.

Segurament amb un exemple quedarà més clara la diferència entre homologia i homoplàsia. Que les ales d’una òliba i una guatlla s’assemblin és perquè tenen el mateix origen (homologia), però que les ales dels insectes, les aus i els ratpenats serveixin per volar no és perquè tinguin el mateix origen (homoplàsia).

Les ales d’insectes, aus i rat-penats  són una homoplàsia (Foto: Natureduca).

 Hi ha tres tipus d’homoplàsies:

• Paral·lelisme: la condició ancestral d’un caràcter variable (plesiomòrfic) està present en l’avantpassat comú, però l’estadi actual o derivat (apomòrfic) ha evolucionat independentment. Seria un exemple de paral·lelisme el desenvolupament d’un cor format per 4 cavitats en aus i mamífers.
• Convergència: en aquest cas, el caràcter homoplàstic no estaria present en l’avantpassat comú. Les estructures originades per convergència es diu que són anàlogues. Un exemple serien les ales d’insectes i aus.
• Pèrdua secundària o reversió: consisteix en la reversió d’un caràcter determinat a un que sembla ancestral. Així, sembla que sigui ancestral però en realitat és derivat.

Paral·lelisme, convergència i reversió biològica (Foto: Marc Arenas Camps).

S’utilitzen diferents tipus de caràcters per ordenar als éssers vius: morfològics, estructurals, embriològics, palenotològics, etològics, ecològics, bioquímics i moleculars.

Les espècies que comparteixen estats derivats d’un caràcter formen un clade i al caràcter se’l coneix com a sinapomorfia. Així, les sinapomorfies són els caràcters que es van originar en un ancestre comú d’un clade i que es conserva tant en l’ancestre com en tots els seus descendents. Així doncs, les glàndules mamàries són una sinapomorfía de tots els mamífers.

Les glàndules mamàries són una sinapomorfia dels mamífers (Foto: Tiempo de éxito).

Un cop s’han seleccionat els caràcters, les diferents escoles de classificació biològica els utilitzen de diferents maneres per obtenir les relacions entre els éssers vius el més fiables possibles.

REFERÈNCIES

• Apunts de Fonaments de Biologia Avançada, de la Llicenciatura en Biologia de la Universitat de Barcelona.
• Hickman, Roberts, Larson, l’Anson & Eisenhour (2006). Principios integrales de zoología. Ed. McGraw Hill (13 ed).
• Izco (2004). Botánica. Ed. McGraw Hill (2 ed).
• Shnek & Massarini (2008). Biología. Ed. Médica Panamericana (7 ed).
• Vargas (2009). Glosario de Cladística: Introducción a la sistemática filogenética.
• Foto de portada: Tree of life mural, Kerry Darlington