Árbol de la vida (biología) para niños
El árbol de la vida es una idea, un modelo y una herramienta de investigación que nos ayuda a entender cómo han evolucionado los seres vivos y cómo se relacionan entre sí, tanto los que existen hoy como los que ya se extinguieron. Esta idea fue mencionada por Charles Darwin en su famoso libro El origen de las especies (1859), donde escribió:
Las relaciones entre todos los seres de la misma clase a veces se han representado como un gran árbol. Creo que esta comparación es muy acertada.
Los diagramas en forma de árbol se usaron desde la Edad Media para mostrar relaciones familiares. Los diagramas de árboles filogenéticos, que muestran las relaciones evolutivas, aparecieron a mediados del siglo XIX.
El término "filogenia", que se refiere a las relaciones evolutivas de las especies a lo largo del tiempo, fue creado por Ernst Haeckel. Él fue más allá que Darwin al proponer historias completas sobre la evolución de la vida. Hoy en día, el "árbol de la vida" se refiere a grandes bases de datos que recopilan estas relaciones evolutivas, todas conectadas al último antepasado común universal de la vida en la Tierra. Un ejemplo es el proyecto Open Tree of Life, lanzado en 2015, que busca crear una base de datos de acceso público y gratuito.
Contenido
Primeros Árboles en la Clasificación Natural
Aunque los diagramas con forma de árbol se han usado por mucho tiempo para organizar el conocimiento, el primer diagrama de árbol que mostraba el orden natural fue el "Arbre botanique" (Árbol botánico) del maestro y sacerdote francés Augustin Augier. Fue publicado en 1801. Aunque Augier habló de su árbol en términos de relaciones familiares y su diseño se parecía a un árbol genealógico, no incluía ideas de evolución ni de tiempo. Para Augier, el "Árbol Botánico" mostraba el orden perfecto de la naturaleza creado por Dios.
En 1809, Jean-Baptiste Lamarck, quien conocía el "Árbol botánico" de Augier, incluyó un diagrama de ramas de especies animales en su libro Philosophie zoologique. Sin embargo, Lamarck no lo llamó "árbol" ni "genealogía", sino "tableau" (tabla). Lamarck creía que las formas de vida cambiaban, pero no pensaba que tuvieran un ancestro común. En cambio, creía que la vida se desarrollaba en líneas paralelas, avanzando de lo más simple a lo más complejo.
En 1804, el geólogo estadounidense Edward Hitchcock publicó la primera tabla de paleontología con forma de árbol en su libro Elementary Geology. En el eje vertical se mostraban los períodos geológicos. Hitchcock hizo un árbol separado para las plantas (izquierda) y otro para los animales (derecha). Estos árboles no estaban conectados en la parte inferior y cada uno comenzaba con varios orígenes. El árbol de Hitchcock era más realista que el árbol teórico de Darwin de 1859, porque Hitchcock usó nombres reales en sus árboles. Sin embargo, no eran árboles evolutivos, ya que Hitchcock creía que una deidad era la causa del cambio. Esta fue una diferencia importante con Darwin.
La primera edición de Vestigios de la historia natural de la creación de Robert Chambers, publicada de forma anónima en 1844 en Inglaterra, contenía un diagrama en forma de árbol. Este diagrama mostraba un modelo de desarrollo donde peces, reptiles y aves eran ramas que llevaban a los mamíferos. Aunque la idea de un árbol ramificado no se aplicó directamente a la historia de la vida en la Tierra en ese momento, pudo haber inspirado a otros a usarla para ese propósito.
En 1858, un año antes del libro de Darwin, el paleontólogo Heinrich Georg Bronn publicó un árbol hipotético con letras. Aunque no era creacionista, Bronn no propuso un mecanismo para el cambio.
La Teoría del Árbol de la Vida
Charles Darwin y su Visión
Charles Darwin (1809-1882) usó la idea de un "árbol de la vida" para explicar su teoría de la evolución. En El origen de las especies (1859), presentó un diagrama abstracto de un árbol teórico para especies de un grupo grande sin nombre. En la parte de abajo, las especies hipotéticas estaban marcadas con letras (A-L) y separadas de forma irregular para mostrar sus diferencias. Las líneas que subían indicaban que habían surgido de uno o más ancestros comunes. En el eje vertical, las divisiones (I-XIV) representaban mil generaciones cada una.
A partir de la especie A, las líneas se separaban, mostrando cómo se formaban nuevas variedades. Algunas de estas variedades se extinguían. Después de diez mil generaciones, los descendientes de A se habían convertido en nuevas variedades o subespecies. De manera similar, los descendientes de I se habían diversificado. El proceso se extendía por otras cuatro mil generaciones, de modo que los descendientes de A e I se convertían en catorce nuevas especies. Mientras que la especie F se mantuvo casi igual durante catorce mil generaciones, otras especies se extinguieron. Darwin explicó:
Así, las pequeñas diferencias que distinguen a las variedades de la misma especie tenderán a aumentar constantemente hasta llegar a igualar las mayores diferencias entre las especies del mismo género, o incluso de distintos géneros.
Este es un patrón de ramificación sin nombres de especies, a diferencia del árbol más lineal que Ernst Haeckel hizo años después, que incluía nombres de especies y mostraba un desarrollo más directo de especies "inferiores" a "superiores". Darwin resumió su idea con la metáfora del árbol de la vida:
Las relaciones de todos los seres de la misma clase a veces se han representado como un gran árbol. Creo que esta comparación es muy acertada. Las ramitas verdes y en crecimiento pueden representar las especies que existen hoy; y las que se produjeron en años anteriores pueden representar la larga serie de especies extintas. En cada período de crecimiento, todas las ramitas que crecían intentaron ramificarse por todos lados, y superar y eliminar a las ramitas y ramas cercanas, de la misma manera que las especies y grupos de especies han intentado dominar a otras especies en la gran lucha por la vida. Las ramas divididas en grandes ramas, y estas en ramas más pequeñas, fueron ellas mismas, cuando el árbol era pequeño, ramitas en flor; y esta conexión de las yemas anteriores y actuales por ramas ramificadas puede representar bien la clasificación de todas las especies extintas y vivas en grupos que están subordinados a otros grupos. De las muchas ramitas que florecieron cuando el árbol era un simple arbusto, solo dos o tres, que ahora han crecido hasta convertirse en grandes ramas, sobreviven y llevan todas las demás ramas; así también con las especies que vivieron en períodos geológicos pasados, muy pocas tienen ahora descendientes vivos y modificados. Desde el primer crecimiento del árbol, muchas ramas se han descompuesto y caído; y estas ramas perdidas de varios tamaños pueden representar aquellos órdenes, familias y géneros completos que ahora no tienen representantes vivos, y que solo conocemos por haber sido encontrados como fósiles. Así como aquí y allá vemos una rama delgada y desordenada que brota de una bifurcación en la parte baja de un árbol, y que por casualidad ha sido favorecida y todavía está viva en su cima, de vez en cuando vemos un animal como el Ornitorrinco o el Lepidosiren, que en cierto grado conecta por sus relaciones dos grandes ramas de la vida, y que aparentemente se ha salvado de una competencia fatal al haber habitado un lugar protegido. Así como las yemas dan lugar al crecimiento de yemas nuevas, y estas, si son fuertes, se ramifican y superan por todos lados a muchas ramas más débiles, así por generación creo que ha sido con el gran Árbol de la Vida, que llena con sus ramas muertas y rotas la corteza de la tierra, y cubre la superficie con sus ramificaciones siempre crecientes y hermosas.Darwin, 1859.
El significado del uso de la metáfora del árbol de la vida por Darwin ha sido muy debatido. Por ejemplo, Stephen Jay Gould dijo que Darwin puso este pasaje en un punto clave de su texto para concluir su argumento sobre la selección natural. Esto ilustraba tanto la conexión de los organismos por descendencia como su éxito o fracaso en la historia de la vida. David Penny ha señalado que Darwin no usó el árbol de la vida para describir la relación entre grupos de organismos, sino para sugerir que, al igual que las ramas de un árbol vivo, los linajes de especies competían y se reemplazaban entre sí. Petter Hellström ha argumentado que Darwin nombró su árbol conscientemente como el árbol bíblico de la vida, conectando así su teoría con la tradición religiosa.
Ernst Haeckel y sus Árboles
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Stammbaum der Primaten (1860) de Ernst Haeckel
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El árbol de la vida de Haeckel en Generelle Morphologie der Organismen (1866)
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El árbol de la vida visto por Haeckel en La evolución del hombre (1879)
Ernst Haeckel (1834-1919) creó varios árboles de la vida. Su primer boceto (en la década de 1860) de su famoso árbol de la vida muestra a "Pithecanthropus alalus" como el ancestro del Homo sapiens. Su árbol de la vida de 1866, de su libro Generelle Morphologie der Organismen, muestra tres reinos: Plantas, Protistas y Animales. Su "Árbol Genealógico del Hombre" de 1879 se publicó en La evolución del hombre.
El Árbol de la Vida Hoy en Día
En 1990, Carl Woese, Otto Kandler y Mark Wheelis propusieron un "árbol de la vida" con tres grandes grupos de descendencia, a los que llamaron dominios. También sugirieron los nombres bacterias, arqueas y eucariotas para estos tres dominios.
El modelo de árbol sigue siendo válido para las formas de vida eucariotas. En 2010, una investigación sobre las primeras ramas del árbol eucariota sugirió un árbol con cuatro o dos supergrupos. Todavía no hay un acuerdo total; un estudio concluyó que:
"...con el ritmo actual de cambio en nuestra comprensión del árbol de la vida eucariota, debemos avanzar con precaución".
En 2015, se publicó el primer borrador del Open Tree of Life. Este proyecto combinó información de casi 500 árboles publicados anteriormente en una única base de datos en línea, que se puede consultar y descargar de forma gratuita.
En 2016, se publicó un nuevo árbol de la vida que resume la evolución de todas las formas de vida conocidas. Este árbol mostró que la mayoría de las ramas estaban compuestas principalmente por bacterias, gracias a nuevos descubrimientos genéticos. El nuevo estudio incluyó más de mil bacterias y arqueas recién encontradas.
Transferencia Horizontal de Genes
La transferencia horizontal de genes (TGH) es un proceso en el que los organismos pueden intercambiar genes con otros organismos que no están estrechamente relacionados. Esto puede afectar cómo se construye el árbol de la vida. Se cree que la TGH es una fuerza muy importante en la evolución de los procariotas (como bacterias y arqueas), junto con la pérdida de material genético. Los elementos genéticos móviles (como plásmidos, virus y transposones) actúan como vehículos y están en constante intercambio con los cromosomas. La recombinación, la pérdida de genes, la duplicación y la creación de genes son algunos de los procesos por los cuales los genes pueden transferirse dentro y entre especies de procariotas. Esto causa una variación que no se debe a la transferencia vertical (de padres a hijos).
Hay pruebas de que la transferencia horizontal de genes ocurre en procariotas, tanto unicelulares como pluricelulares. Esto significa que el modelo de árbol de la vida no explica toda la complejidad de la situación en los procariotas.
En la evolución de los eucariotas, la TGH se considera rara, pero su existencia está demostrada. Algunos ejemplos de transferencia horizontal son entre eucariotas y bacterias, o entre diferentes especies de plantas. Se estima que el 10% de los genes de los rotíferos bdelloideos provienen de hongos, plantas y otros animales.
Galería de imágenes
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Una representación (metagenómica) de 2016 del árbol de la vida utilizando secuencias de proteínas ribosómicas
Véase también
En inglés: Tree of life (biology) Facts for Kids
- Filos bacterianos
- Cladística
- Descendencia común
- Coral de la vida
- Historia del pensamiento evolutivo
- Holismo
- Transferencia horizontal de genes
- Cronología humana
- Último antepasado común universal
- Extinciones masivas
- Cronología de la naturaleza
- Árbol filogenético
- Simbiogénesis
- Tree of Life Web Project
Enlaces externos
- Revista científica: número dedicado al árbol de la vida.
