Cladística para niños

La cladística (del griego klados, que significa «rama») es una parte de la biología que se encarga de descubrir cómo están relacionados los seres vivos a lo largo de la historia de la vida. Para hacerlo, se basa en las características nuevas y únicas que comparten los grupos de organismos. Es como construir un gran árbol genealógico para todos los seres vivos.

La cladística es un método muy preciso que usa las "características nuevas compartidas" (llamadas sinapomorfias) de los organismos que se estudian. Este análisis es la base de la mayoría de las formas modernas de clasificar a los seres vivos, buscando agruparlos según sus relaciones evolutivas. Un científico llamado Willi Hennig (1913-1976) es considerado el fundador de la cladística.

Esta forma de clasificar es muy útil en muchos campos de la biología. Por ejemplo, ayuda a entender cómo se distribuyen las plantas, cómo interactúan los animales con sus parásitos, o cómo se polinizan las flores. También es importante para saber cómo surgieron ciertas características en los seres vivos. Gracias a la cladística, podemos buscar nuevos genes, productos biológicos o especies que podrían ser útiles en la agricultura. La información que nos da la cladística también es clave para tomar decisiones sobre cómo proteger la naturaleza y las especies.

¿Qué es la Cladística?

La cladística es una herramienta poderosa para entender el parentesco entre los seres vivos. Imagina que quieres saber cómo están emparentados tus primos, tíos y abuelos. La cladística hace algo similar, pero con todas las especies del planeta. Busca las características que aparecieron en un ancestro común y que luego pasaron a sus descendientes.

Cladogramas: Árboles de Vida

Este cladograma muestra la relación entre varios grupos de insectos. En algunos cladogramas, la longitud de las líneas horizontales indica el tiempo transcurrido desde el último ancestro común.

El resultado principal de un análisis cladístico son unos diagramas con forma de árbol llamados "cladogramas". Estos diagramas nos muestran las posibles relaciones entre los organismos. Un cladograma puede construirse usando mucha información, como el ADN, el ARN, las proteínas (conocidos como "datos moleculares"), datos bioquímicos o características físicas (como la forma del cuerpo).

Esta representación hace énfasis en que los cladogramas son árboles.

En un cladograma, todos los organismos que estamos estudiando se colocan en las puntas de las ramas, como si fueran las hojas de un árbol. Cada punto donde una rama se divide en dos se llama "nodo". Las dos ramas que salen de un nodo representan grupos de organismos que son "hermanos" o "grupos hermanos", porque comparten un ancestro común más reciente. Cada grupo de ramas que incluye a un ancestro común y a todos sus descendientes se llama "clado".

Cada clado se define por una serie de características especiales que solo tienen sus miembros y que no estaban presentes en sus ancestros más lejanos. Estas características se llaman sinapomorfias. Por ejemplo, las alas delanteras duras de los escarabajos son una sinapomorfía de los escarabajos. Otro ejemplo es la forma en que se desenrollan las hojas nuevas de los helechos, que es una sinapomorfía de los helechos.

Términos Importantes en Cladística

Caracteres biológicos según su posición evolutiva.

Para entender mejor los cladogramas, usamos algunos términos específicos:

• Apomorfía y Plesiomorfía: Una plesiomorfía es una característica antigua, que ya estaba presente en los ancestros lejanos de un grupo. Una apomorfía es una característica nueva que apareció en un momento de la evolución y que es única de un grupo o de sus descendientes. Usamos estos términos en lugar de "primitivo" o "avanzado" para no juzgar si una característica es mejor o peor.
• Sinapomorfía y Simplesiomorfía: Una sinapomorfía es una apomorfía que es compartida por un grupo de organismos que descienden de un mismo ancestro y que incluye a todos sus descendientes. Una simplesiomorfía es una plesiomorfía compartida por un grupo que no incluye a todos los descendientes de un ancestro común.
• Basal: Un grupo es "basal" respecto a otro si tiene más características antiguas que el otro grupo. A menudo, los grupos basales tienen menos especies que los grupos más nuevos.
• Anidado: Un clado o especie está "anidado" dentro de otro clado si se encuentra completamente dentro de él, como una muñeca rusa dentro de otra.

¿Cómo se Realiza un Análisis Cladístico?

Para hacer un análisis cladístico, los científicos organizan la información en "características" y "estados de carácter". Por ejemplo, si la característica es "color de las plumas", los estados de carácter podrían ser "plumas azules" o "plumas rojas".

Antes, los científicos decidían a mano qué características eran antiguas (plesiomorfías) y cuáles eran nuevas (sinapomorfías). Para esto, comparaban el grupo de estudio con otros organismos relacionados pero que no formaban parte del grupo principal (llamados "grupos externos"). Solo las sinapomorfías son útiles para agrupar a los organismos en clados.

Hoy en día, se usa mucho el software de computadora para crear cladogramas de forma más objetiva. Cuando hay varias posibilidades de cladogramas, se suele elegir la más sencilla, siguiendo el "principio de parsimonia". Esto significa que la explicación más simple, con menos cambios evolutivos, suele ser la mejor hipótesis. Otro método, útil para el estudio del ADN, es el de "máxima verosimilitud", que elige el cladograma más probable según un modelo de cambios genéticos.

La cladística ha demostrado ser muy útil para entender las relaciones evolutivas y ha sido ampliamente aceptada. La facilidad para estudiar el ADN y los programas de computadora han permitido usar cada vez más datos genéticos para construir cladogramas. Esto ayuda a distinguir mejor las características nuevas compartidas de aquellas que parecen similares pero que evolucionaron de forma independiente (llamadas "homoplasias"). Un ejemplo de homoplasia son las alas de las aves y los insectos: aunque ambas sirven para volar, evolucionaron por separado.

Lo ideal es combinar la información de las características físicas, los datos genéticos y otras características (como el comportamiento) para obtener los cladogramas más precisos.

Clasificación Cladística: Agrupando la Vida

Tres maneras de definir un clado para su uso en la taxonomía cladística.
Basado en nodos: el ancestro común más reciente de A y B y todos sus descendientes.
Basado en tallos: todos los descendientes del más viejo ancestro común de A y B que no es ancestro de Z.
Basado en apomorfias: el ancestro común más reciente de A y B que posee una cierta apomorfia (carácter derivado), y todos sus descendientes.

La taxonomía cladística exige que los grupos de clasificación (llamados taxones) sean siempre clados. Esto significa que un grupo debe incluir a un ancestro común y a todos sus descendientes. Otros científicos, aunque usan las técnicas cladísticas, permiten grupos que no son clados completos.

• Un grupo monofilético es un clado: incluye a un ancestro y a todos sus descendientes. Es un grupo evolutivo completo.
• Un grupo parafilético es similar, pero excluye a algunos de los descendientes que han cambiado mucho. Por ejemplo, la clase tradicional de los reptiles no incluye a las aves, aunque las aves evolucionaron de un ancestro reptil.
• Un grupo polifilético incluye miembros de líneas evolutivas separadas que no comparten un ancestro común reciente. Estos grupos se consideran errores en la clasificación.

Los cladistas argumentan que solo los grupos monofiléticos pueden definirse de forma objetiva, basándose en ancestros comunes o en características nuevas compartidas. Los grupos parafiléticos y polifiléticos, en cambio, se definen por características clave, y la decisión de qué características son importantes puede ser subjetiva.

Algunos cladistas incluso piensan que los rangos de clasificación tradicionales (como clase, orden, familia) son demasiado subjetivos y deberían eliminarse, usando solo la jerarquía de clados. Sin embargo, otros científicos creen que los grupos parafiléticos también son útiles porque nos dan información sobre cambios importantes en la forma de los organismos o en su forma de vida.

Actualmente, se está desarrollando un sistema de nombres formal llamado PhyloCode para la taxonomía cladística.

Clasificación Filogenética

Árbol filogenético enraizado para genes ARNr (1990).

Otra representación más actualizada del árbol filogenético (2016).

La clasificación filogenética es una forma de clasificación científica de las especies que se basa únicamente en lo cerca que están las especies en su historia evolutiva. Es como reconstruir el árbol de la vida desde su origen en la Tierra hasta hoy. Para construirla, se usa el método cladístico, que fue propuesto por Willi Hennig en 1950. Su trabajo se hizo más conocido cuando se tradujo al inglés en 1966. Desde entonces, la clasificación filogenética ha ido reemplazando poco a poco a la clasificación tradicional (o linneana), que fue creada por Carlos Linneo en 1735.

Las ideas del análisis filogenético no solo se usan en biología. También se han aplicado en el estudio de las familias de lenguas para ver cómo están relacionadas, y en la crítica textual para entender cómo se conectan los diferentes manuscritos de una obra.

Ejemplo de Clasificación de Aves

Un ejemplo claro de clasificación filogenética es el de las Aves. En la taxonomía tradicional, las aves son una "clase". Pero en la taxonomía filogenética, las aves se consideran parte del clado Theropoda, que son un grupo de dinosaurios carnívoros que caminaban sobre dos patas.

Esto significa que las aves están "anidadas" dentro de otros clados más grandes, mostrando su origen dinosauriano. Aquí te mostramos cómo se clasifican las aves en la taxonomía filogenética, desde los grupos más grandes hasta los más específicos:

Aplicaciones de la Cladística

La cladística no se basa en una teoría específica de la evolución, sino en la idea de que los seres vivos cambian y descienden de ancestros comunes. Por eso, los métodos cladísticos se pueden usar en sistemas que no son biológicos. Por ejemplo, se han usado para:

• Determinar las familias de lenguajes en el estudio de la historia de los idiomas.
• Relacionar diferentes manuscritos de una obra en la crítica textual.
• Clasificar objetos antiguos en la arqueología.

Galería de imágenes

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  Este cladograma muestra la relación entre varios grupos de insectos. En algunos cladogramas, la longitud de las líneas horizontales indica el tiempo transcurrido desde el último ancestro común.

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  Esta representación hace énfasis en que los cladogramas son árboles.

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  Caracteres biológicos según su posición evolutiva.

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  Tres maneras de definir un clado para su uso en la taxonomía cladística.
  Basado en nodos: el ancestro común más reciente de A y B y todos sus descendientes.
  Basado en tallos: todos los descendientes del más viejo ancestro común de A y B que no es ancestro de Z.
  Basado en apomorfias: el ancestro común más reciente de A y B que posee una cierta apomorfia (carácter derivado), y todos sus descendientes.

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  Árbol filogenético enraizado para genes ARNr (1990).

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  Otra representación más actualizada del árbol filogenético (2016).