Tendencias actuales en zoología

2017/07/05 Ainara Atxurra Ahumada - Zoologia eta Animalia Zelulen Biologia saileko ikertzaileaEHU Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Zoologia

Quizá nunca habrás oído hablar de Kevin De Queiroz, y la verdad es que hasta la década de 2010 no se ha extendido en el mundo zoológico su concepto armonizador de especie, aunque la obra más famosa de este zoólogo americano, Species concepts and species - Delimitación de especies - fue publicada en 2007. ¿Por qué es integrador? Porque su definición aúna la mayoría de las anteriores: evolutiva, morfológica y biológica, entre otras. Parece una idea muy sencilla, y así es: el componente común que subyace bajo los conceptos de especies anteriores es la “línea de metapopulación que evoluciona por separado”, y De Queiroz propone que ésta sea la única característica de la especie.

Sin embargo, su sugerencia más destacable, sin duda alguna, es la de considerar las otras propiedades de la especie como secundarias. De hecho, cuando se produce la divergencia de dos líneas, debido a la evolución, ambas adquieren propiedades como la monofilia, los diferentes rincones ecológicos y las características morfológicas, el aislamiento reproductivo, etc. (ver figura 1). Los zoólogos estamos de acuerdo en el número de especies que hay antes y después de adquirir estas propiedades, es decir, sólo una especie antes de que se produzca la divergencia de las líneas y después dos especies. En el centro, sin embargo, a medida que las líneas se alejan (pero antes de separarlas), se producen grandes divergencias dependiendo del concepto de especie a que se refiera. Para De Queiroz, si utilizamos estas características como criterio de evidencia, podemos estimar la división de líneas, es decir, delimitar las especies. Este último tiene mucho que ver con lo que se menciona en el apartado siguiente, la taxonomía integradora.

Taxonomía integradora: un nuevo impulso para la zoología

En definitiva, la ciencia de la localización, descripción, designación, identificación y clasificación de especies y demás taxones es la taxonomía. Si observamos detenidamente la historia de la taxonomía (250 años), se observa que la morfología comparada (véase la figura 2 a modo de ejemplo) es una cimentación bien colocada. Y en la actualidad, la morfología sigue siendo la raíz de la taxonomía, prueba de ello son las descripciones de las especies, que están repletas de morfología comparada.

Figura : “Marigorringo, zuri gorringo, eguzki edo euratzen?” son algunos de los catalanes de la familia Coccinellidae. Viendo los colores de los elitros (alas) y el tamaño del cuerpo, ¿cuántas especies dirías que hay? No es fácil inventarse, pero hay tres especies: 1. Los números 2 y 6 son la Coccinella septempunctata (Linnaeus, 1758); 3º, Los números 4 y 5 pertenecen a la especie Harmonia axyridis (Pallas, 1773) y el número 7 a Halyzia sedecimguttata (Linnaeus, 1758). Ed. Ainara Atxurra

En este punto merece la pena mencionar el término obstáculo taxonómico. Parece ser que a principios de la década de los 90 se suscitó la duda de los taxonómicos sobre la posibilidad de que la mayoría de las especies vegetales y animales que componen la Tierra quedaran sin describir. En otras palabras, se les puso la responsabilidad, ya que pensaron que muchas especies podían extinguirse antes de ser descubiertas. Sin embargo, los científicos estiman que existen en el mundo entre 10 y 30 millones de especies (de las que el 80% se describen), siendo escasos los taxónimos.

Una de las respuestas para evitar el obstáculo taxonómico fueron los códigos de barras del ADN (ver figura 3), técnica molecular propuesta en 2003 por el canadiense Paul Hebert. El uso de fragmentos génicos de oro (códigos de barras del ADN), como el gen mitocondrial COI en los animales, el rRNA ribosómico en los microorganismos y el gen cloroplástico rbcL en las plantas, suponían una revolución en la taxonomía que permitió identificar de forma estándar y eficaz la mayoría de los tipos de organismos.

No había vuelta atrás: la secuencia del gen COI que queremos identificar se equiparó a las porciones génicas COI de especies conocidas en bases de datos públicas como GenBank o Bold, y si hay una coincidencia mínima del 99%, ¡hemos identificado la especie! Así, en el caso de las mariquitas mencionadas en la figura 2, sería posible identificar las tres especies utilizando únicamente los códigos de barras (si buscamos los códigos KR482527, KR487306 y KM452301 de GenBank podemos encontrar las especies correspondientes).

Figura : La técnica molecular de los códigos de barras del ADN consta de cuatro componentes: ejemplares, análisis de laboratorio, bases de datos y análisis de datos.

Las fortalezas y debilidades de la taxonomía molecular han traído seguidores y detractores respectivamente. En consecuencia, la taxonomía se ha convertido en campo de batalla en los últimos años, como es el caso de la taxonomía tradicional, en oposición a la taxonomía molecular (morfología comparada versus ADN) y viceversa. Sin embargo, la taxonomía actual no es ni la taxonomía molecular ni la tradicional, sino la integradora.

Figura : Lugar de trabajo del actual zoólogo experto en invertebrados. Para la observación de las características morfológicas de las especies se utilizará el microscopio, mientras que los análisis de ADN requerirán de software especializado. Ed. Ainara Atxurra

La taxonomía integradora se basa en la delimitación y descripción de las especies (ver figura 4), tales como morfología, genética, ecología, filogeografía, comportamiento, etc. Cada área tiene sus propios métodos pero deben complementarse entre sí. El procedimiento es el siguiente: cuando en una característica taxonómica (por ejemplo, morfológica) tenemos dos grupos de individuos con diferencias, nuestra hipótesis será que son dos especies, para luego valorar las especies deberán tener diferencias en otra característica taxonómica (por ejemplo, genética), y además será necesario que esas diferencias se correspondan con la anterior distribución de grupos. Por lo tanto, la taxonomía integradora es una metodología perfecta para resolver casos con resultados contradictorios, por ejemplo, en especies crípticas, la morfología fallará y habrá que utilizar otros criterios.

Las nuevas tecnologías cada vez más extendidas en zoología

Los avances tecnológicos afectan a toda la sociedad y la zoología no es una excepción. Entre ellas, la más destacable, y a la vez la más compleja, es la secuenciación de la siguiente generación que permite secuenciar masivamente el ADN, es decir, genera millones de secuencias en un único proceso de secuenciación.

Figura : El koala (Phascolardun cinereus (Goldfuss, 1817)) es un animal australiano. Es un animal excepcional, pero en peligro de extinción debido a enfermedades (clamidiosis y retrovirus) y a la urbanización humana. Secuenciando todo el genoma del koala se podrá realizar un análisis exhaustivo de la vulnerabilidad ante enfermedades. Ed. Ainara Atxurra

Con el fin de dar un ejemplo de uso, los investigadores están descodificando todo el genoma de varios animales mediante esta novedosa técnica (ver figura 5). Piénsese que los investigadores tardaron años en descodificar todo el genoma humano a través del primer método de secuenciación (Sanger) (unos 30.000 genes).

Existen también mejoras tecnológicas para el estudio de la morfología. Lo más conocido, sin duda, es la tomografía por ordenador, que, básicamente, convierte las imágenes de rayos X en códigos digitales de computador. Los zoólogos lo utilizamos principalmente para estudiar los órganos internos, ya que en lugar de la disección es una técnica no invasiva.

Por otro lado, es evidente que los sistemas de información geográfica son de gran utilidad en los planes de conservación y gestión de especies, ya que permiten analizar conjuntamente la cartografía temática y la ubicación geográfica de las especies. Por ejemplo, en especies en peligro de extinción, podemos conocer las características de los hábitats más apropiados mediante sistemas de información geográfica.

Otro reto de la zoología es que todos tengamos acceso a la información taxonómica actualizada desde cualquier parte del mundo. Para ello es imprescindible digitalizar y difundir la información a través de Internet. Abordaremos cuatro iniciativas a nivel mundial. Atención: en el apartado anterior se han mencionado dos entidades que recogen y difunden datos de ADN, Bold y GenBank.

Supongamos que queremos saber de qué familia pertenecen las páginas catalanas de la figura 2. ¿Dónde podríamos ir? La base de datos informatizada Catalogue of Life (Catálogo de la vida) constituye una oportunidad inmejorable, ya que en ella se está formando una lista exhaustiva de seres vivos, con cerca de 3.000 taxónimos. Es más, el catálogo compagina e implementa los datos de otras 158 bases y, como consecuencia de la combinación de ambas fuerzas, actualmente dispone de 1,14 millones de especies animales disponibles. Pero todavía no hay todas las especies: por ejemplo, en los moluscos falta el 40% de las especies conocidas.

Si se desea información general sobre la armonía axydiris mariquita, se utilizará la Encyclopedia of Life (Enciclopedia de la Vida), que en la actualidad cuenta con 1,3 millones de hojas de especies. En estas páginas podemos encontrar datos sobre morfología, ADN y ecología, literatura, mapas de distribución, vídeos, fotos y sonidos, etc.

¿Hay nuevas especies de Coccinella? Consultaremos en el registro oficial denominado ZooBank (Banco de animales), dependiente del comité zoológico internacional. En ZooBank aparecen tanto los nombres científicos de las nuevas especies como las publicaciones científicas con sus descripciones.

Por último, si buscamos información sobre la distribución de la especie Coccinella septempunctata, en este caso concreto, The Global Biodiversity Information Facility (Servicio de Información Mundial de la Biodiversidad) puede ser la mejor opción, con 514 millones de citas en animales.

Una vez leído este artículo, podemos concluir que es una época perfecta para ser un zoólogo. En los últimos quince años se han producido nuevos fenómenos que tienen una gran incidencia en la zoología, es decir, conceptos y metodologías novedosas, junto con constantes avances científicos y tecnológicos, nos han acercado al conocimiento de los animales y nos han planteado nuevos retos. Pero no hemos hecho más que empezar a estudiar los animales…

Bibliografía

DE QUEIROZ, K. (1998): “The general lineage concept of species, species criteria, and the process of speciation: A conceptual unification and terminological recommendations”. En Endless Forms: Species and Speciation, D. J. Howard and S. H. Berlocher (eds. ). Oxford University Press, Oxford, England.

DE QUEIROZ, K. (2007): “Species concepts and species dominitation”. Systematic Biology, 56, 879-886.

LINNAEUS, C. (1758): Systema natural per regna tria natural, secundum classses, ordines, genera, species, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis. Editio decima. Holmiba, Laurentii Salvii.

HEBERT, P.D. ; CYWINSKA, A.; BALL, S.L. ; DEWAARD, J.R. (2003): Biological identifications through DNA barcodes. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 270, 313-321.

MAYR, E. (1942): Systematics and the origin of species. Nueva York, Columbia University Press.

PADIAL, J.M. ; MIRALLES, A.; DE LA RIVA, I.; VENCES, M. (2010): “The integrative future of taxonomy”. Frontiers in Zoology, 7: 1-16.

PANTE, E.; SCHOELINCH, C.; PUILLANDRE, N. (2015): “From integrative taxonomy to species description: one step beyond”. Systematic Biology, 64, 152-160.

SIMPSON G.G. (1951): “The species concept”. Evolution, 5, 285-298.