27.3: Filogenia Animal

Habilidades para Desarrollar

• Interpretar el árbol filogenético metazoico
• Describir los tipos de datos que los científicos utilizan para construir y revisar la filogenia animal
• Enumere algunas de las relaciones dentro del árbol filogenético moderno que se han descubierto como resultado de los datos moleculares modernos

Los biólogos se esfuerzan por comprender la historia evolutiva y las relaciones de los miembros del reino animal, y de toda la vida, para el caso. El estudio de la filogenia tiene como objetivo determinar las relaciones evolutivas entre los filos. Actualmente, la mayoría de los biólogos dividen el reino animal en 35 a 40 filos. Los científicos desarrollan árboles filogenéticos, que sirven como hipótesis sobre qué especies han evolucionado a partir de qué antepasados

Recordemos que hasta hace poco, solo se utilizaron las características morfológicas y el registro fósil para determinar las relaciones filogenéticas entre los animales. La comprensión científica de las distinciones y jerarquías entre las características anatómicas aportó gran parte de este conocimiento. Usado solo, sin embargo, esta información puede ser engañosa. Las características morfológicas pueden evolucionar múltiples veces, e independientemente, a través de la historia evolutiva. Las características análogas pueden parecer similares entre los animales, pero su evolución subyacente puede ser muy diferente. Con el avance de las tecnologías moleculares, la filogenética moderna está ahora informada por análisis genéticos y moleculares, además de datos morfológicos y fósiles tradicionales. Con una creciente comprensión de la genética, el árbol evolutivo animal ha cambiado sustancialmente y continúa cambiando a medida que se realizan nuevos análisis de ADN y ARN en especies animales adicionales.

Construyendo un árbol filogenético animal

La comprensión actual de las relaciones evolutivas entre los filos animales, o Metazoa, comienza con la distinción entre animales “verdaderos” con tejidos verdaderos diferenciados, llamados Eumetazoa, y filos animales que no tienen tejidos verdaderos diferenciados (como las esponjas), llamados Parazoa. Tanto Parazoa como Eumetazoa evolucionaron a partir de un organismo ancestral común que se asemeja a los protistas modernos llamados choanoflagelados. Estas células protistas se parecen mucho a las células de coanocitos esponjosos hoy en día (Figura\(\PageIndex{1}\)).

Figura\(\PageIndex{1}\): Las células del coanoflagelado protista se asemejan a las células de coanocitos esponjosos. El latido de los flagelos de choanocitos extrae agua a través de la esponja para que se puedan extraer los nutrientes y eliminar los desechos.

Los Eumetazoa se subdividen en animales radialmente simétricos y animales bilateralmente simétricos, y así se clasifican en clados Bilateria o Radiata, respectivamente. Como se mencionó anteriormente, los cnidarios y ctenóforos son filos animales con verdadera simetría radial. Todos los demás Eumetazoa son miembros del clado Bilateria. Los animales bilateralmente simétricos se dividen en deuterostomas (incluyendo cordados y equinodermos) y dos clados distintos de protostomas (incluyendo ecdisozoos y lofotrocozoos) (Figura\(\PageIndex{2}\)). Ecdisozoa incluye nematodos y artrópodos; se llaman así por una característica comúnmente encontrada entre el grupo: la muda exoesquelética (denominada ecdisis). Lophotrochozoa recibe el nombre de dos características estructurales, cada una común a ciertos filos dentro del clado. Algunos filos lofotrocozoos se caracterizan por una etapa larvaria llamada larvas de trocóforos, y otros filos se caracterizan por la presencia de una estructura de alimentación llamada lofóforo.

Figura\(\PageIndex{2}\): Animales que mudan sus exoesqueletos, como estas (a) cucarachas silbantes de Madagascar, se encuentran en el clado Ecdysozoa. b) Los forónidos se encuentran en el clado Lophotrochozoa. Los tentáculos forman parte de una estructura de alimentación llamada lophophore. (crédito a: modificación de obra de Whitney Cranshaw, Colorado State University, Bugwood.org; crédito b: modificación de obra por NOAA)

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Explora un árbol interactivo de la vida aquí. Haga zoom y haga clic para conocer más sobre los organismos y sus relaciones evolutivas.

Los avances modernos en la comprensión filogenética provienen de los análisis moleculares

Los grupos filogenéticos están siendo continuamente debatidos y refinados por los biólogos evolutivos. Cada año, surgen nuevas evidencias que alteran aún más las relaciones descritas por un diagrama de árbol filogenético.

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Mire el siguiente video para conocer cómo los biólogos utilizan los datos genéticos para determinar las relaciones entre organismos.

Los análisis de ácidos nucleicos y proteínas han informado en gran medida al árbol animal filogenético moderno. Estos datos provienen de una variedad de fuentes moleculares, como ADN mitocondrial, ADN nuclear, ARN ribosómico (ARNr) y ciertas proteínas celulares. Muchas relaciones evolutivas en el árbol moderno solo se han determinado recientemente debido a la evidencia molecular. Por ejemplo, un grupo previamente clasificado de animales llamados loforatos, que incluía braquiópodos y briozoos, se pensó desde hace mucho tiempo que eran deuterostomas primitivos. Los análisis moleculares extensos utilizando datos de ARNr encontraron que estos animales eran protostomas, más estrechamente relacionados con anélidos y moluscos. Este descubrimiento permitió la distinción del clado protostomo, los lofotrocozoos. Los datos moleculares también han arrojado luz sobre algunas diferencias dentro del grupo de lofotrocozoos, y algunos científicos creen que los filos Platyhelminthes y Rotífera dentro de este grupo deberían pertenecer a su propio grupo de protostomas llamados Platyzoa.

Investigaciones moleculares similares a los descubrimientos que llevaron a la distinción del clado lofotrocozoario también han revelado un dramático reordenamiento de las relaciones entre moluscos, anélidos, artrópodos y nematodos, y se formó un nuevo clado ecdisozoario. Debido a las similitudes morfológicas en sus tipos de cuerpos segmentados, antaño se pensó que los anélidos y artrópodos estaban estrechamente relacionados. Sin embargo, la evidencia molecular ha revelado que los artrópodos están en realidad más estrechamente relacionados con los nematodos, que ahora comprenden el clado ecdisozoario, y los anélidos están más estrechamente relacionados con los moluscos, braquiópodos y otros filos en el clado lofotrocozoario. Estos dos clados ahora conforman los protostomos.

Otro cambio en las agrupaciones filogenéticas anteriores debido a los análisis moleculares incluye la aparición de un filo completamente nuevo de gusano llamado Acoelomorpha. Estos gusanos planos acoel se pensó durante mucho tiempo que pertenecían al filo Platyhelminthes debido a su morfología similar de “gusano plano”. Sin embargo, los análisis moleculares revelaron que esta es una relación falsa y originalmente sugirieron que los acoeles representaban especies vivas de algunos de los primeros bilaterianos divergentes. Investigaciones más recientes sobre los acoelomorfos han puesto en tela de juicio esta hipótesis y sugieren una relación más estrecha con los deuterostomas. La colocación de este nuevo filo sigue en disputa, pero los científicos coinciden en que con suficientes datos moleculares, se determinará su verdadera filogenia.

Resumen

Los científicos están interesados en la historia evolutiva de los animales y las relaciones evolutivas entre ellos. Existen tres fuentes principales de datos que los científicos utilizan para crear diagramas filogenéticos de árboles evolutivos que ilustran tales relaciones: información morfológica (que incluye morfologías del desarrollo), datos de registros fósiles y, más recientemente, datos moleculares. Los detalles del árbol filogenético moderno cambian frecuentemente a medida que se recogen nuevos datos, y los datos moleculares han contribuido recientemente a muchas modificaciones sustanciales en la comprensión de las relaciones entre los filos animales.

Glosario

Ecdisozoa

clado de protostomos que presentan muda exoesquelética (ecdisis)

Eumetazoa

grupo de animales con verdaderos tejidos diferenciados

Lophotrochozoa

clado de protostomos que presentan una etapa de larvas de trocóforos o una estructura de alimentación de lofóforo

Metazoa

grupo que contiene todos los animales

Parazoa

grupo de animales sin verdaderos tejidos diferenciados