Construyendo árboles, cosechando filogenias

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Los árboles y sus representaciones han acompañado a la humanidad desde sus inicios. Aparecen en los relatos bíblicos y en la cosmovisión de varias culturas alrededor del mundo. La idea del “árbol de la vida” traspasó hasta la biología, específicamente en el campo de la evolución, cuando Charles Darwin habló de un diagrama parecido a un árbol para representar las relaciones entre especies en su famoso cuaderno B de 1837. 

Pero Darwin no fue el primero en proponer un diagrama en forma de árbol para representar relaciones o jerarquías entre las especies. Previamente Porfirio, un filósofo romano ya había construido un diagrama similar a un árbol para representar la clasificación de las cosas. 

Aunque la evolución y Darwin se suelen llevar los reflectores en la biología, el uso y desarrollo del concepto del árbol que representa la filogenia, es decir, las relaciones de parentesco entre las especies, fue implementado por la sistemática.

La sistemática o taxonomía se encarga de cinco tareas principales: determinar, nombrar, clasificar, describir las especies y, por supuesto, realizar filogenias. Para algunas personas la taxonomía se encarga de las primeras cuatro tareas mientras que la sistemática se encarga únicamente de realizar filogenias. Yo, personalmente, prefiero usar ambos términos como sinónimos aunque, históricamente, sistemática tiene prioridad por ser el término que fue acuñado primero.  

La estructura de un árbol filogenético es muy similar a la de un árbol real. En la base de ambos encontramos la raíz, quien le dará el sentido al árbol, y así saber hacia dónde debe crecer (árbol real) o hacia donde debe leerse (árbol filogenético). Al igual que en los árboles reales, generalmente las ramas que están más cerca de la raíz son las más antiguas y las que están hasta arriba suelen ser las más recientes. En las ramas terminales del (árbol filogenético) generalmente encontramos las especies, que en el árbol real corresponderían a las ramas más altas. El sitio de donde emergen las ramas se denomina nodo. 

Para ambos árboles un nodo representa una ramificación, es decir, la creación de una nueva rama. En el caso del árbol filogenético, el nodo representa un ancestro, generalmente una población ancestral, ya que lo que evoluciona no son las especies, sino las poblaciones. Ese nodo o población ancestral es la que da origen a dos o más ramas. 

Fig 1. Construyendo árboles, cosechando filogenias
Árbol real y árbol filogenético. Créditos: Angel Herrera Mares.

En la ilustración, el nodo 1 está más cerca de la raíz y de él emergen dos ramas, cada una de ellas vuelve a ramificarse en los nodos 2 y 3. Todas las especies provienen de un mismo ancestro en común (nodo 1), pero las especies A y B están más relacionadas entre sí porque comparten un nodo más reciente (nodo 2) y lo mismo pasa con las especies C y D, las cuales derivan del nodo 3. 

Para hacer crecer un árbol real necesitamos proveerle un buen sustrato, mucha agua y luz solar. Para construir un árbol filogenético debemos hacerlo con base en evidencias, las cuales generalmente son características físicas (número de ramas, color de las flores, forma del fruto, etcétera), ecológicas (por ejemplo, dónde se distribuye la especie, cuándo florece, quién lo poliniza) y moleculares (como el ADN), y que varíen de una especie a otra. Al final, la evolución se alimenta de variación para que pueda trabajar. Estas características distintas se van acumulando a lo largo de las ramas, por lo que es común que algunas sean más largas que otras. 

Finalmente, al construir un árbol de este tipo no cosechamos frutos, sino filogenias. En la vida real, no todos los frutos son iguales: el sabor y el tamaño de un fruto dependen del sustrato, del lugar y la época del año en que se sembraron las semillas. En la sistemática, si agregamos nuevas características o especies al análisis, es probable que obtengamos filogenias distintas. Esto es más común de lo que te imaginas, pero es parte de las tareas de la sistemática. Entonces, ¿cuál es la filogenia “real”? La respuesta es simple: aquella que esté soportada por la mayor cantidad de evidencias, hasta que se demuestre lo contrario.

Agradecimientos

Agradezco a El Paleomike y a Izzy por las revisiones, comentarios y sugerencias a este texto.

¿Quieres saber más?

Baum, D. A., & Smith, S. (2013), “Tree thinking. An Introduction to Phylogenetic Biology“, Roberts and Company Publishers.

Morrone, J. J. (2013), “Sistemática. Fundamentos, métodos, aplicaciones“, Facultad de Ciencias, UNAM, Ciudad de México.

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