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El árbol de la vida

¿Cómo se construye?

Las relaciones de descendencia que se representan en los árboles filogenéticos se establecen mediante el estudio comparado de los caracteres de los grupos de organismos que se están estudiando. Los caracteres son elementos o propiedades de los organismos que son heredables y que se pueden comparar y medir. Estos caracteres pueden ser de muy diversa índole: órganos, fisiología, características celulares, características moleculares y, sobre todo, secuencia de bases en el ADN.

Para construir un árbol filogenético se intentan encontrar caracteres relevantes que nos distingan claramente a grupos de organismos. Por ejemplo, son muy útiles los caracteres que están presentes o no, como la presencia de vértebras que agrupa a los vertebrados, o de flores que agrupa a las angiospermas. Así, no todos los caracteres tienen la misma importancia. Por ejemplo, el estudio de las vértebras no es muy relevante para clasificar subgrupos de vertebrados, pero la existencia de branquias o pulmones sí.

Uno de los caracteres más empleados hoy en día son las secuencias de ADN y ARN. Su análisis es hoy en día sencillo y relativamente barato. Inicialmente se seleccionaba un gen y se comparaba su secuencia de bases en los grupos de organismos de interés. En función de las diferencias en la secuencia los grupos de organismos se agrupaban más juntos o más separados en el árbol filogenético. Hoy en día se suelen comparar grandes cantidades de ADN de muchos genes, incluso se comparan genomas completos.

Los caracteres morfológicos son cualquier característica física que sea heredable. Ya vimos algunos ejemplos antes según su presencia o ausencia. Pero también se estudian otras que aunque aparecen en más de un grupo de organismos tienen diferentes valores cuantitativos, también llamados estados, como el tamaño de un pico, o la coloración de una estructura, patrón, etcétera. Aunque el estudio de secuencias de ADN ha llegado a ser predominante hoy en día para construir los árboles filogenéticos, los estudios morfológicos son todavía importantes. Por ejemplo, son imprescindibles en la clasificación de los fósiles.

A veces, las diferencias que permiten distinguir grupos de organismos residen en moléculas como las enzimas, que determinan rutas metabólicas diferentes, o que permiten adaptaciones a diferentes condiciones de luz donde realizar la fotosíntesis.

Por último se emplean también caracteres etológicos como comportamiento, preferencia de hábitat, cuidado parental, etcétera, que junto con los demás pueden ayudar a establecer con mayor confianza las relaciones de parentesco entre grupos de organismos.

1) Los pasos básicos y prácticos para construir un árbol filogenético serían los siguientes:

2) Elegir los grupos de organismos que se van a estudiar. Éstos serán los taxones del árbol filogenético, es decir, los que estarán en los extremos libres de las últimas ramas.

3) Seleccionar un grupo muy alejado de los que estamos interesados. Esto nos servirá para establecer qué linajes son los más antiguos.

4) Seleccionar los caracteres más importantes o relevantes que nos ayuden a establecer claramente las relaciones de parentesco entre grupos. No todos los caracteres son útiles para estas clasificaciones.

5) Recoger datos. Una vez elegido el carácter, se obtienen datos de su estado, es decir, los valores que presenta en cada grupo de organismos.

6) Establecer la topología del árbol filogenético que mejor se ajuste a los valores del carácter o caracteres estudiados. Dependiendo del número de datos, caracteres y organismos pueden salir miles de árboles filogenéticos posibles, pero mediante la aplicación de pruebas estadísticas y bioinformáticas se seleccione aquél árbol que con más probabilidad represente nuestros datos.

Para saber más:

Gregory TR. 2008. Understanding evolutionary trees. Evo Edu Outreach. 1: 121-137.

Understandig evolution. UC Museum Paleontology. Berkely. University of California. https://evolution.berkeley.edu/teach-evolution/misconceptions-about-evolution/

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