4.3: La diversidad de la vida

El hecho de que la biología, como ciencia, tenga un alcance tan amplio 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 (Figura\(\PageIndex{1}\)). 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 ramas (las líneas) y nodos (lugares donde divergen dos líneas). 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.

Figura\(\PageIndex{1}\): 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. (crédito: Eric Gaba; Instituto de Astrobiología de la NASA)

Si bien esta es la forma más común que se utiliza para agrupar organismos, se han propuesto otras divisiones.

• Algunos científicos creen que los organismos deben dividirse en dos grupos: Prokaryota (o Monera) y Eucariontes. En este método, Archae se incluye típicamente en Prokaryota. Esta visión se ha vuelto menos popular debido a los avances científicos, específicamente al análisis genético de diversos organismos.
• Otra división de dos grupos agrupa a Archae con Eucariotas. A esto se le suele llamar la “hipótesis de los eocitos”. Esta hipótesis se ha vuelto más popular a medida que se secuencian los genomas de organismos más arqueicos.

Figura\(\PageIndex{2}\): La relación entre Archae (en rojo) y eucariotas (verde) puede ser más cercana de lo que piensas. Crédito de la figura: Crión, Wikimedia. https://commons.wikimedia.org/wiki/F...hypothesis.png

Virus

Ninguno de los tres sistemas incluye actualmente vida no celular. A partir de 2011 se habla de que los virus nucleocitoplásmicos de ADN grande posiblemente sean una cuarta ramifica/dominio de la vida, una visión apoyada por investigadores en 2012.

Stefan Luketa propuso en 2012 un sistema de cinco dominios, agregando Prionobiota (acelular y sin ácido nucleico) y Virusobiota (acelular pero con ácido nucleico) a los tres dominios tradicionales.

Conexión evolutiva: 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 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 (Figura\(\PageIndex{1}\)). Muchos organismos pertenecientes al dominio Archaea viven en condiciones extremas y se llaman extremófilos. Para construir su árbol, Woese utilizó relaciones genéticas más que 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 (Figura\(\PageIndex{3}\)). 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.

Figura\(\PageIndex{3}\): Estas imágenes representan diferentes dominios. Las bacterias (a) de esta micrografía pertenecen a las Bacterias de Dominio, mientras que las (b) extremófilos (no visibles) que viven en este respiradero caliente pertenecen al Dominio Archaea. Tanto el (c) girasol como (d) león son parte del Dominio Eukarya. (crédito a: modificación de obra por Drew March; crédito b: modificación de obra de Steve Jurvetson; crédito c: modificación de obra de Michael Arrighi; crédito d: modificación de obra de Leszek Leszcynski)

Consulta\(\PageIndex{1}\)

Consulta\(\PageIndex{2}\)

Referencias

A menos que se indique lo contrario, las imágenes de esta página están bajo licencia CC-BY 4.0 de OpenStax.

Texto adaptado de:

OpenStax, Conceptos de Biología. OpenStax CNX. mayo 25, 2017 https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10...pts-of-Biology

Hipótesis de eocitos, Wikipedia. 25 de mayo de 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Eocyte_hypothesis

Dominio (biología), Wikipedia. 25 de mayo de 2017. https://en.wikipedia.org/wiki/Domain_(biology)