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¿Qué significa ser una especie? La genética está cambiando la respuesta

Para Charles Darwin, "especie" era un término indefinible, "uno dado arbitrariamente por conveniencia a un conjunto de individuos que se parecen mucho entre sí". Sin embargo, eso no ha impedido a los científicos en los 150 años desde entonces intentarlo. Cuando los científicos de hoy se sientan a estudiar una nueva forma de vida, aplican cualquier cantidad de más de 70 definiciones de lo que constituye una especie, y cada una ayuda a llegar a un aspecto diferente de lo que hace que los organismos sean distintos.

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En cierto modo, esta plétora de definiciones ayuda a demostrar el punto de Darwin: la idea de una especie es, en última instancia, una construcción humana. Con el avance de la tecnología del ADN, los científicos ahora pueden dibujar líneas cada vez más finas entre lo que consideran especies al observar el código genético que las define. La forma en que los científicos elijan dibujar esa línea depende de si su sujeto es un animal o una planta; las herramientas disponibles; y la propia preferencia y experiencia del científico.

Ahora, a medida que se descubren nuevas especies y se desechan las viejas, los investigadores quieren saber: ¿Cómo definimos una especie hoy? Echemos un vistazo a la evolución del concepto y cuán lejos ha llegado.

Quizás la definición más clásica es un grupo de organismos que pueden reproducirse entre sí para producir descendencia fértil, una idea establecida originalmente en 1942 por el biólogo evolutivo Ernst Mayr. Aunque elegante en su simplicidad, este concepto ha sido criticado por los biólogos, quienes argumentan que no se aplicaba a muchos organismos, como los unicelulares que se reproducen asexualmente, o aquellos que se ha demostrado que se reproducen con otros organismos distintos. para crear híbridos

Las alternativas surgieron rápidamente. Algunos biólogos defendieron una definición ecológica que asignaba especies según los nichos ambientales que llenan (este animal recicla los nutrientes del suelo, este depredador mantiene a los insectos bajo control). Otros afirmaron que una especie era un conjunto de organismos con características físicas que eran distintas de otras (la cola abultada del pavo real, los picos de los pinzones de Darwin).

El descubrimiento de la doble hélice del ADN provocó la creación de otra definición, una en la que los científicos podrían buscar diferencias genéticas mínimas y dibujar líneas aún más finas que denoten especies. Basado en un libro de 1980 de los biólogos Niles Eldredge y Joel Cracraft, bajo la definición de una especie filogenética, las especies animales ahora pueden diferir en solo un 2 por ciento de su ADN para ser consideradas por separado.

"En 1996, el mundo reconoció la mitad del número de especies de lémures que hay hoy en día", dice Craig Hilton-Taylor, quien administra la Lista Roja de especies amenazadas de la Unión Internacional para la Conservación de la Naturaleza. (Hoy en día hay más de 100 especies de lémures reconocidas). Los avances en tecnología genética le han dado a la organización una imagen mucho más detallada de las especies del mundo y su salud.

Estos avances también han renovado los debates sobre lo que significa ser una especie, ya que los ecologistas y conservacionistas descubren que muchas especies que alguna vez aparecieron como singulares son en realidad multitudes. El entomólogo del Smithsonian John Burns ha utilizado la tecnología del ADN para distinguir una serie de las llamadas "especies crípticas", organismos que parecen físicamente idénticos a los miembros de una determinada especie, pero que tienen genomas significativamente diferentes. En un estudio de 2004, pudo determinar que una especie de mariposa tropical identificada en 1775 en realidad abarcaba 10 especies separadas.

En 2010, la tecnología avanzada de ADN permitió a los científicos resolver un antiguo debate sobre los elefantes africanos. Al secuenciar el ADN más raro y complejo de los núcleos de las células de elefante, en lugar del ADN mitocondrial más comúnmente utilizado, determinaron que los elefantes africanos en realidad comprendían dos especies separadas que divergieron hace millones de años.

"Ya no puedes llamar a los elefantes africanos la misma especie que a los elefantes asiáticos y al mamut", dijo a Nature News David Reich, genetista de población y autor principal del estudio .

El curador de entomología del Smithsonian W. Donald Duckworth estudia una bandeja de especímenes de polillas en 1975. Los taxonomistas han recurrido tradicionalmente a las características físicas para separar especies. El curador de entomología del Smithsonian W. Donald Duckworth estudia una bandeja de especímenes de polillas en 1975. Los taxonomistas han recurrido tradicionalmente a las características físicas para separar especies. (Kjell Bloch Sandved / Archivos Smithsonian)

A raíz de estos y otros descubrimientos que cambian el paradigma, el concepto original de Mayr se está desmoronando rápidamente. Esas dos especies de elefantes africanos, por ejemplo, se cruzaron hace 500, 000 años. Otro ejemplo está más cerca de casa: los análisis recientes de los restos de ADN en los genes de los humanos modernos han encontrado que los humanos y los neandertales, generalmente considerados especies separadas que divergieron hace aproximadamente 700, 000 años, se cruzaron hace tan solo 100, 000 años.

Entonces, ¿estos elefantes y homínidos siguen siendo especies separadas?

Esto no es solo un argumento de semántica científica. Identificar la especie de un organismo es fundamental para cualquier esfuerzo por proteger a ese animal, especialmente cuando se trata de acciones gubernamentales. Una especie que figura en la lista de la Ley de Especies en Peligro de Extinción de EE. UU., Por ejemplo, obtiene protección contra cualquier acción destructiva del gobierno y de ciudadanos privados. Estas protecciones serían imposibles de aplicar sin la capacidad de determinar qué organismos son parte de esa especie en peligro de extinción.

Al mismo tiempo, los avances en las técnicas y la tecnología de secuenciación están ayudando a los científicos de hoy a reconstruir mejor exactamente qué especies están siendo impactadas por qué acciones humanas.

"Somos capaces de reconocer casi cualquier especie [ahora]", dice Mary Curtis, una científica forense de vida silvestre que lidera el equipo de genética en el Laboratorio Forense del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos. Su laboratorio es responsable de identificar los restos de animales o productos que se sospeche que han sido comercializados o cosechados ilegalmente. Desde que adoptó las técnicas de secuenciación de ADN hace más de 20 años, el laboratorio ha podido realizar identificaciones mucho más rápidamente y aumentar la cantidad de especies que puede reconocer de manera confiable por cientos.

"Muchas de las cosas que ingresamos en genética no tienen forma", dice Curtis. El laboratorio recibe losas de carne no identificada, artículos decorativos hechos a mano o incluso el contenido del estómago de otros animales. La identificación de estos elementos inusuales generalmente está fuera del alcance de los expertos taxonómicos que utilizan la forma del cuerpo, la identificación del cabello y otras características físicas. "Solo podemos hacer eso con el ADN", dice Curtis.

Aún así, Curtis, quien previamente estudió peces, no descarta la importancia de los taxonomistas tradicionales. "Muchas veces estamos trabajando juntos", dice ella. Los taxonomistas experimentados a menudo pueden identificar rápidamente casos reconocibles, dejando la secuencia de ADN más costosa para las situaciones que realmente lo necesitan.

No todos los ecologistas se venden por estos avances. Algunos expresan su preocupación por la "inflación taxonómica", ya que el número de especies identificadas o reclasificadas continúa disparándose. Les preocupa que a medida que los científicos dibujan líneas basadas en los tonos estrechos de diferencia que la tecnología del ADN les permite ver, todo el concepto de especie se está diluyendo.

"No todo lo que puedes distinguir debería ser su propia especie", como dijo el zoólogo alemán Andreas Wilting al Washington Post en 2015. Wilting había propuesto condensar los tigres en solo dos subespecies, de las nueve actuales.

Otros científicos están preocupados por los efectos que la reclasificación de especies que alguna vez fueron distintas puede tener en los esfuerzos de conservación. En 1973, el gorrión marino oscuro en peligro de extinción, un pequeño pájaro que una vez se encontró en Florida, se perdió la ayuda de conservación potencialmente útil al ser reclasificado como una subespecie del gorrión costero mucho más poblado. Menos de dos décadas después, el gorrión oscuro se extinguió.

Hilton-Taylor aún no está seguro de cuándo o cómo las comunidades ecológicas y de conservación se asentarán en la idea de una especie. Pero sí espera que la tecnología de ADN tenga un impacto significativo en interrumpir y remodelar el trabajo de esos campos. "Muchas cosas están cambiando", dice Hilton-Taylor. "Ese es el mundo en el que vivimos".

Esta incertidumbre es, en muchos sentidos, un reflejo de la definición de especie hoy también, dice Hilton-Taylor. La UICN se basa en la experiencia de varios grupos y científicos diferentes para recopilar datos para su Lista Roja, y algunos de esos grupos han adoptado conceptos más amplios o más estrechos de lo que hace una especie, con una dependencia diferente en el ADN. "Hay una gran diversidad de científicos", dice Hilton-Taylor. "Simplemente tenemos que ir con lo que tenemos".

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