Conceptos de Astrobiología - El árbol de la vida

La diversidad de la vida en la Tierra está muy extendida. Desde los organismos microscópicos que surgen en condiciones similares a las del ácido de una batería hirviendo, hasta criaturas delicadas como las mariposas.

...parece que no hay límites para la imaginación de la naturaleza. Pero con esta diversidad viene la desafiante tarea de clasificar un número de organismos del planeta que es demasiado grande como para poder contarlo.

Autores: Chris Impey y Erika Offerdahl

Antes de los años 70, la gente clasificaba los habitantes de la Tierra según la taxonomía natural, que se basaba en el registro fósil y la morfología (la forma y la estructura de un organismo). El primer sistema de clasificación dividía todas las criaturas terrestres en dos categorías: plantas o animales. Después de la publicación de Charles Darwin en 1859 de El Origen de las Especies, en el que proponía el modelo, ahora aceptado, de la selección natural, los eruditos buscaron establecer una descripción más detallada y precisa de la relación de los organismos en la Tierra. En 1866, Ernst Haeckel desafió formalmente el árbol de la vida preexistente, que hasta ese momento había consistido en dos únicas ramas, plantas y animales. Fue en esta época cuando los científicos identificaron por primera vez los protistas, microorganismos unicelulares.

Estos organismos no encajaban bien en ninguna de las dos categorías de la vida. Basándose en esto, Haeckel proclamó que el árbol de la vida debería contener tres ramas, no dos.

Aunque Haeckel, y después otros científicos, continuaron añadiendo ramas al árbol de la vida y divrsificándolo, las distinciones principales entre estas ramas se basaban en rasgos físicos y características de los organismos, no en relaciones genéticas. En los años 70, el árbol de la vida había crecido hasta incluir 5 ramas principales, llamados reinos: Animalia, Plantae, Fungi, Protista y Monera. A pesar de que esta designación de los cinco reinos se hizo popular con rapidez y generalmente se enseña todavía, los microbiólogos han estado discutiendo la necesidad de una clasificación diferente, basada en un estudio molecular y citológico de las células. Durante más de 100 años, los microbiólogos han propuesto que la principal división de la vida debería realizarse entre bacterias y eucariotas, seguido por la división entre plantas y animales. Como resultado, también se acepta una clasificación en dos reinos: procariota y eucariota.

Dos descubrimientos recientes han cambiado de manera significativa la manera en la que definimos el árbol de la vida moderno. En los años 60, Linus Pauling y Emil Zuckerkandl introdujeron un nuevo método de examinar los organismos, la biología molecular y la filogenia, que estudiaban los bloques moleculares necesarios para la vida (como genes y proteínas), para determinar la relación genética real entre los organismos. Como resultado de este tipo de investigación, en 1977 Carl Woese y George Fox anunciaron el descubrimiento de las arqueobacterias, organismos unicelulares que no se parecen a las bacterias más de lo que se parecen a los eucariotas. Este descubrimiento hozo tambalearse al sistema de clasificación de los dos reinos, Procariota y Eucariota. A nivel celular, las arqueobacterias (conocidas comúnmente como arqueas) se parecen a otros procariotas en que carecen de orgánulos membranosos y poseen ADN circular en vez de lineal. Sin embargo, a nivel genético, las arqueas no se asemejan más a los procariotas que a los eucariotas. En 1990, Carls Woese y sus colegas propusieron formalmente un árbol de la vida reestructurado. En este árbol moderno, hay tres dominios que preceden a todos los reinos preexistentes: Archaea, Bacteria y Eukarya.

Igual que el árbol de la vida ha cambiado a lo largo de varios cientos de años, podemos esperar con bastante seguridad que cambie a medida que nuestra comprensión de las verdaderas relaciones genéticas entre los organismos aumente. Los científicos están secuenciando en la actualidad genomas enteros de organismos, y están determinando relaciones que no se habían previsto. Lo que comenzó como un intento de ilustrar las relaciones entre los seres vivientes de la Tierra, como representaba la teoría de Darwin de la selección natural y la evolución, ahora ha sido iluminado, y confundido, por la ciencia moderna. Aunque las técnicas de secuenciación molecular nos están permitiendo rellenar las ramas del árbol de la vida, todavía estamos a años de distancia de poder trazar esas ramas hasta la raíz ancestral de toda la vida en la Tierra.

¿Qué es lo que está complicando nuestra búsqueda del último común antecesor de la vida en la Tierra? Según nuestros conocimientos básicos acerca de la herencia, un individuo en particular posee un material genético que transmite a su descendencia. A veces, durante este proceso, un individuo desarrolla mutaciones en su material genético que pueden, llegado el caso, ser transmitidas. En cualquier caso, la idea principal es que el material genético pasa de los progenitores a la descendencia de arriba a abajo, de una manera lineal. Si este fuera el único mecanismo para la transmisión de genes, sería lógico asumir que el árbol de la vida tendría un trazado claro de ramas y brazos, y nos permitiría determinar fácilmente un antecesor común de la vida en la Tierra. Sin embargo, este no es el único mecanismo. Un proceso distinto, la transferencia lateral u horizontal de genes, ha influido de manera importante sobre el desarrollo y la evolución de la vida. Este proceso supone el intercambio de material genético entre especies, en lugar de pasar de progenitores a descendientes. Si representaramos esto en un dibujo de un árbol, podríamos imaginar dos ramas saliendo de otras dos grandes ramas distintas, que tuvieran de repente una rama creciendo entre ellas, uniéndolas. La transferencia horizontal de genes ha aumentado considerablemente la complejidad de crear un árbol universal de la vida. Pero en nuestro esfuerzo por establecer este árbol, aprenderemos más y más acerca de los orígenes y la evolución de la vida en nuestro planeta y, esperamos, ampliaremos ese conocimiento a otros planetas o lunas.

Traducido para Astroseti por: Claudia Rodríguez

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Vía: Astroseti