Filogenia para niños
La filogenia es como el árbol genealógico de los seres vivos. Nos ayuda a entender cómo las diferentes especies están relacionadas entre sí, mostrando su parentesco a lo largo del tiempo. Aunque a veces se usa en el estudio de los idiomas, su uso principal es en la biología.
La filogenética es una parte de la biología evolutiva. Su objetivo es descubrir las conexiones históricas entre distintos grupos de organismos. Para ello, se usan "árboles" o "cladogramas", que son diagramas que muestran cómo las especies comparten características de un antepasado común. Incluso se usa para estudiar cómo cambian las células de un tumor con el tiempo.
Para construir el árbol genealógico de un grupo de seres vivos, los científicos usan información. Esta información puede ser sobre la forma de los organismos (datos morfológicos) o sobre su ADN, ARN y proteínas (datos moleculares). Luego, usan programas de computadora para encontrar los árboles más sencillos. Esto se basa en la idea de que la evolución suele seguir el camino más simple. Los árboles más cortos son los que se consideran mejores.
Interpretar estos árboles nos permite entender la historia de un grupo. Se parte de la idea de que todos vienen de un antepasado común. Las clasificaciones que se obtienen son más "naturales", es decir, reflejan mejor las relaciones reales entre los seres vivos.
A lo largo de la historia, ha habido diferentes formas de clasificar a los seres vivos. Algunas eran muy simples y solo servían para un propósito práctico. Otras se basaban en ideas que hoy ya no se usan. Actualmente, hay dos formas principales de clasificar: el feneticismo y el cladismo. Aunque ambos buscan organizar la diversidad de especies, usan métodos diferentes. La sistemática filogenética, que se basa en el cladismo, es la más aceptada hoy. Esto se debe a que considera las homologías (características compartidas por un antepasado común), lo cual es coherente con la evolución.
La necesidad de conocer la historia evolutiva de los seres vivos se hizo más fuerte con la publicación del libro El origen de las especies de Charles Darwin en 1859. Aunque ya desde la época de Aristóteles se pensaba en la diversidad de la vida, Darwin dio un gran impulso. Científicos como Willi Hennig y Walter Zimmermann hicieron contribuciones muy importantes para entender estas relaciones.
¿Cómo se Reconstruye un Árbol Filogenético?
Para entender las relaciones entre los seres vivos, los científicos buscan qué tan parecidos son. Observan su forma, su anatomía, cómo se desarrollan antes de nacer (embriología), dónde viven (biogeografía) y, sobre todo, sus moléculas de ADN, ARN y proteínas. Estas similitudes nos dan pistas sobre su parentesco genético y su historia evolutiva.
La evolución es un proceso muy lento. Nadie la ha visto ocurrir en tiempo real. Lo que tenemos son ideas o hipótesis sobre cómo las especies se diversificaron. Estas ideas nos guían para analizar a los organismos y determinar su filogenia.
Imagina una población original de plantas. Para ver qué tan parecidas son, observamos sus caracteres, como el color de los pétalos, si el tallo es leñoso o no, si tienen pelitos en las hojas, etc. Todas las plantas de esta población original comparten los mismos estados del carácter. Por ejemplo, todas tienen pétalos blancos y tallos herbáceos.
Luego, por alguna razón, esta población se divide en dos grupos que ya no se mezclan. Con el tiempo, en cada grupo aparecen cambios (mutaciones). Algunas de estas mutaciones son exitosas y se vuelven comunes en esa población. Como las mutaciones ocurren al azar, es poco probable que la misma mutación ocurra en ambos grupos. Así, cada grupo acumula cambios diferentes. Por ejemplo, un grupo desarrolla tallos leñosos y el otro, pétalos rojos.
Nosotros, en nuestra vida, solo vemos el resultado final de estos cambios. A partir de ahí, creamos una hipótesis de cómo ocurrió. Esta hipótesis se representa en un árbol filogenético. Es un diagrama que muestra las relaciones de parentesco entre los antepasados y sus descendientes.
En este diagrama, la especie 1 comparte casi todo con su antepasado, excepto el tallo, que es leñoso. La especie 2 comparte casi todo, excepto el color de los pétalos, que es rojo. Ambas especies comparten muchas cosas entre sí, salvo el tallo y el color de los pétalos. Aquí, se han formado dos linajes, que son las líneas de descendencia desde el antepasado hasta las especies actuales.
Al principio, los científicos usaban características muy visibles, como la forma, para comparar grupos. Con más conocimiento, empezaron a usar características menos obvias, como las de la anatomía, la embriología, la química y, finalmente, las del análisis molecular (ADN, ARN).
Las características que un grupo de organismos hereda de su antepasado se llaman plesiomórficas (ancestrales). Las que son nuevas y exclusivas de ese grupo se llaman sinapomórficas o derivadas. Solo la presencia de sinapomorfías nos indica que se ha formado un nuevo linaje.
Es importante saber que en árboles más grandes, una misma característica puede ser sinapomórfica o plesiomórfica, dependiendo de qué parte del árbol se esté mirando. Por ejemplo, un tallo leñoso puede ser una característica nueva para un grupo grande, pero ancestral para un subgrupo dentro de él.
La forma de un árbol filogenético (su topología) solo depende de cómo se conectan sus puntos, no de cómo se dibuja. Es decir, si lo dibujas de pie o acostado, o si cambias el orden de las ramas en un nodo, el árbol sigue siendo el mismo en cuanto a las relaciones que muestra. En los árboles simples, el largo de las ramas no indica cuánto ha cambiado un linaje ni cuándo ocurrió la separación.
Tipos de Filogenia: Mirando las Pistas de Diferentes Maneras
- Filogenia molecular: Esta técnica estudia las relaciones entre los seres vivos analizando sus secuencias de ADN, ARN y proteínas. Es la herramienta principal que usan los biólogos evolutivos para entender el parentesco entre organismos, especialmente entre microorganismos. Las similitudes en las secuencias de nucleótidos y aminoácidos se interpretan como características compartidas. Sin embargo, a veces, las similitudes pueden ser engañosas si algunos linajes evolucionan muy rápido.
- Filogenia morfológica: Esta técnica investiga las relaciones basándose en las características físicas de los seres vivos. Se usa la anatomía comparada, la embriología y los fósiles. Aunque las similitudes en la forma pueden indicar parentesco, a veces organismos no relacionados pueden desarrollar características similares de forma independiente. Hoy en día, se buscan características morfológicas muy específicas que sí indican parentesco. Los paleontólogos la usan mucho para relacionar fósiles con grupos actuales. También es útil para algunos zoólogos y botánicos. Antes se usaba para microorganismos, pero ya no, porque estos no tienen muchas características morfológicas visibles.
- Filogenia molecular-estructural: Esta es una técnica más nueva. Investiga las relaciones buscando un tipo específico de biomolécula que los organismos tengan en común, sin fijarse en su secuencia. Por ejemplo, las bacterias tienen una pared celular de peptidoglicanos, lo que las caracteriza. Otro ejemplo es cómo se han clasificado algunos grupos de virus por la presencia de una proteína única o similar en su estructura.
Véase también
En inglés: Phylogeny Facts for Kids
- Árbol filogenético
- Análisis filogenético
- Sistemática filogenética
- Taxonomía
- Clado
- Cladística
- Holofilético
- Análisis moleculares de ADN
- Filogenética computacional
