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1.9: Temas y conceptos de la biología - La diversidad de la vida

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    Objetivos de aprendizaje
    • Reconocer los tres dominios principales utilizados para la clasificación

    El hecho de que la biología tenga un alcance tan amplio como una ciencia tiene que ver con la tremenda diversidad de la vida en la Tierra. El origen de esta diversidad es la evolución, proceso de cambio gradual durante el cual surgen nuevas especies de especies mayores. Los biólogos evolutivos estudian la evolución de los seres vivos en todo, desde el mundo microscópico hasta los ecosistemas.

    La evolución de diversas formas de vida en la Tierra se puede resumir en un árbol filogenético utilizando filogenia. Un árbol filogenético es un diagrama que muestra las relaciones evolutivas entre especies biológicas basadas en similitudes y diferencias en los rasgos genéticos o físicos o ambos. Un árbol filogenético está compuesto por nodos y ramas. Los nodos internos representan ancestros y son puntos en evolución cuando, con base en evidencia científica, se cree que un antepasado divergió para formar dos nuevas especies. La longitud de cada rama es proporcional al tiempo transcurrido desde la división.

    imagen
    Figura\(\PageIndex{1}\): Árbol filogenético de la vida: Este árbol filogenético fue construido por el microbiólogo Carl Woese utilizando datos obtenidos a partir de la secuenciación de genes de ARN ribosómico. El árbol muestra la separación de organismos vivos en tres dominios: Bacterias, Archaea y Eukarya. Las bacterias y Archaea son procariotas, organismos unicelulares que carecen de orgánulos intracelulares.

    Carl Woese y el árbol filogenético

    En el pasado, los biólogos agrupaban organismos vivos en cinco reinos: animales, plantas, hongos, protistas y bacterias. El esquema organizacional se basó principalmente en características físicas, a diferencia de la fisiología, bioquímica o biología molecular, todas las cuales son utilizadas por la sistemática moderna. El trabajo pionero del microbiólogo estadounidense Carl Woese a principios de la década de 1970 ha demostrado, sin embargo, que la vida en la Tierra ha evolucionado a lo largo de tres linajes, ahora llamados dominios: bacterias, Archaea y Eukarya. Las dos primeras son células procariotas con microbios que carecen de núcleos y orgánulos encerrados en la membrana. El tercer dominio contiene los eucariotas e incluye microorganismos unicelulares junto con los cuatro reinos originales (excluyendo bacterias). Woese definió Archaea como un nuevo dominio, y esto resultó en un nuevo árbol taxonómico. Muchos organismos pertenecientes al dominio Archaea viven en condiciones extremas y se llaman extremófilos. Para construir su árbol, Woese utilizó relaciones genéticas en lugar de similitudes basadas en la morfología (forma).

    El árbol de Woese se construyó a partir de la secuenciación comparativa de los genes que están universalmente distribuidos, presentes en todos los organismos y conservados (lo que significa que estos genes han permanecido esencialmente sin cambios a lo largo de la evolución). El enfoque de Woese fue revolucionario porque las comparaciones de características físicas son insuficientes para diferenciar entre los procariotas que parecen bastante similares a pesar de su tremenda diversidad bioquímica y variabilidad genética. La comparación de secuencias homólogas de ADN y ARN proporcionó a Woese un dispositivo sensible que reveló la amplia variabilidad de los procariotas, y que justificó la separación de los procariotas en dos dominios: bacterias y arqueas. El ADN, el material genético universal, contiene las instrucciones para la estructura y función de todos los organismos vivos y puede dividirse en genes cuya expresión varía entre organismos. El ARN, que se transcribe a partir del ADN, también varía entre organismos en función de la expresión de genes específicos. Así, examinar las diferencias a este nivel molecular proporciona una representación más precisa de la diversidad que existe.

    Puntos Clave

    • Los tres dominios principales de la vida incluyen: Bacterias de Dominio, Dominio Eukarya y Archaea de Dominio.
    • Las bacterias de dominio y las arqueas de dominio incluyen células procariotas que carecen de núcleos y orgánulos encerrados en la membrana.
    • El dominio Eukarya incluye eucariotas y organismos más complejos que contienen núcleos y orgánulos unidos a la membrana.
    • Carl Woese definió Archaea como un nuevo dominio y construyó el árbol filógeno de la vida que muestra la separación de todos los organismos vivos.
    • El árbol filogenético de la vida fue construido por Carl Woese utilizando datos de secuenciación de genes de ARN ribosómico. Por lo tanto, la clasificación genética superó la catalogación morfológica, que era la forma tradicional de organizar a los seres vivos.

    Términos Clave

    • filogenia: la historia evolutiva de un organismo
    • extremófilo: un organismo que vive en condiciones extremas de temperatura, salinidad, etc; comercialmente importante como fuente de enzimas que operan en condiciones similares
    • ADN: un biopolímero de ácidos desoxirribonucleicos (un tipo de ácido nucleico) que tiene cuatro grupos químicos diferentes, llamados bases: adenina, guanina, citosina y timina

    Contribuciones y Atribuciones

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