Definición del Árbol de la Vida (en Biología)

Valeria Lemus Castillo
Ingeniera en Biotecnología

El Árbol de la vida es un esquema que intenta representar la relación evolutiva y parentesco existente entre las especies que habitan nuestro planeta. La primera persona en materializar esta idea fue el naturalista Charles Darwin, quien en sus apuntes bocetó un primer diagrama haciendo alusión a que todas las especies nos encontramos emparentadas.

La vida se crea de la vida, por lo que todo organismo desciende de un organismo predecesor. Con el paso del tiempo las especies evolucionan creando seres vivos diferentes. Darwin a este hecho lo visualizó como las ramas de un árbol, las cuales se van dividiendo para crear ramas nuevas.

Esquematización de la evolución de un grupo de especies del libro de notas "Notebook B" de C. Darwin.

En un comienzo para determinar el parentesco de los organismos se les clasificaba de acuerdo con sus características físicas, su parecido morfológico y estructural. Haeckel quien fue un naturalista alemán acuñó la palabra “filogenia” la cual hace referencia a la relación evolutiva entre un grupo de especies. Este naturalista alemán dio comienzo con la creación de árboles evolutivos a finales del siglo XIX. En su creación, la cual puedes observar en la siguiente imagen, el dividió a los organismos en tres reinos: Plantae, Protista y Animalia.

Árbol de la vida según Haeckel en su Morfología general de los organismos.

Desgraciadamente la comparación de la anatomía o fisiología es una técnica rudimentaria y limitada que no puede determinar los lazos evolutivos en organismos con morfología diferente o en organismos microscópicos. En 1960 Emile Zuckerkandl y Linus Pauling del Instituto Californiano de tecnología tuvieron la revolucionaria idea de usar la información genética como herramienta de construcción de árboles filogenéticos.

Posteriormente, en 1997 Carl Woese y George Fox descubrieron que el árbol de la vida se divide en tres grandes dominios principales:

• Eucariontes: Los cuales son organismos complejos conformados por células que poseen un núcleo y estructuras subcelulares. Dentro de este Domino se encuentran organismos protozoarios, hongos, plantas y animales.

• Bacterias: Organismos formados por una sola célula (unicelulares), la cual no posee núcleo.

• Archaea: Organismos unicelulares similares a las bacterias, pero que se diferencian de ellas por su material genético y rutas metabólicas

“A new view of the tree of life” Laura A. Hug. et al. (2016). Nature microbiology.

El impacto del ADN en la sistemática

Como podrás observar este árbol nos demuestra que todos los organismos estamos estrechamente relacionados, desde los organismos más complejos a los más sencillos. Estas relaciones solo se han logrado descubrir gracias al uso de la biología molecular y su impacto en la sistemática, la cual es la ciencia que estudia la diversidad desencadenada por la evolución y provee las herramientas para la reconstrucción de los patrones biológicos. Pero ¿Cómo se logra esto?

Todo inicia con la obtención del ADN de los organismos, el cual, mediante técnicas bioquímicas es procesado para su estudio. Ya que los segmentos del ADN a estudiar son pequeños, se requiere de digerirlos a través de una técnica conocida como PCR (Reacción en cadena de la polimerasa) para crear miles de pequeñas copias y así poder colocarlos dentro de un secuenciador cíclico. Este secuenciador está en cargado de leer las bases nucleotídicas acomodándolas en matrices que nos ayudaran a alinear las secuencias de las especies por analizar. Una vez alineadas podremos observar las secuencias que se encuentran alineadas o las diferentes y detectar si existen trozos de secuencias faltantes o añadidos. Entre mayor similitud exista en las secuencias mayor parentesco evolutivo existirá y por el contrario entre menor similitud menor será el parentesco. Para que puedas visualizarlo en la siguiente imagen se aprecia la alineación de una matriz de datos de secuencias de un grupo de bambúes americanos. Con color negro se representa la base nitrogenada Guanina, con azul la Citocina, en rojo la Adenina y en verde la Tiamina. Como podrás observar la mayoría de las secuencias son muy parecidas, sin embargo, en ellas existen pequeñas mutaciones que las hacen ser especies diferentes.

LUCA nuestro ancestro universal

La vida surge de la vida, por lo que cada organismo posee un ancestro. El saber esto plantea muchas dudas, la principal y la más intrigante es ¿cuál es el organismo que dio origen a todas las especies? ¿Quién es nuestro ancestro principal? Como observarás el árbol de la vida no posee un tronco que una a los tres dominios principales, sin embargo, se encuentran unidos, ya que se cree que existió un teórico organismo predecesor conocido como LUCA, que remite a “last universal common ancestor” o “el último ancestro común universal”

Es teórico porque lamentablemente los científicos aún no encuentran evidencia que demuestre la existencia de este organismo, sin embargo, basándose en la divergencia de los dominios de Woese y Fox se teorizó la existencia de un organismo primitivo, organismo al que le denominaron progenote. De acuerdo con Arturo Becerra & Luis Delaye (2015), se le denominó de esta manera por la posibilidad de que no se haya completado la evolución de la relación entre genotipo y fenotipo. Posteriormente se le denominó como cenancestro por Fitch y Upper (1987) que transmite la significación del “antecesor común más reciente de todos los organismos que hoy están vivos”.

Arturo Becerra & Luis Delaye (2015) hacen hincapié de que ambos conceptos son diferentes ya que el progenote implica un estado primitivo, mientras que el concepto de cenancestro no necesariamente; por lo que LUCA pudo haber sido simplemente un progenote o una célula tan compleja como las actuales. Con el paso del tiempo LUCA pudo haber ido evolucionando hasta diversificarse en la variedad de organismos existentes hoy en día. Por lo que esperemos que en los próximos años se haga el descubrimiento que reafirme o contradiga las teorías hasta ahora postuladas.

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Referencias bibliográficas

• W. Ford Doolitle. (2000). Uprooting the Tree of Life. Scientific American pp. 90-95.

• Laura A. Hug. et al. (2016). A new view of the tree of life . Nature microbiology, 16048, pp.1-6.

• Martha Duhne Backhauss. (2016). Nuevo árbol de la vida. ¿Cómoves? p. 5.

• Victoria Sosa. (2009). El árbol de la vida . ciencia, pp.44-53.

• Maureen A. O'Malley, William Martin & John Dupré. (2010). The tree of life: introduction to an evolutionary debate. Springer. Biol Philos, Vol. 25, pp441-453.

• Arturo Becerra & Luis Delaye. (2015). El ancestro universal, una reconstrucción inacabada . MÉTODE Studies Journal , Núm. 87, pp. 49-53.

Autora

Escrito por Valeria Lemus Castillo para la Edición #114 de Definición MX , en 07/2022. Valeria es Ingeniera en Biotecnología. Egresada de la Universidad Politécnica de Tlaxcala y estudiante de la maestría en Biotecnología Aplicada por el Centro de Investigación de Biotecnología Aplicada CIBA del Instituto Politécnico Nacional.