La capacidad de descifrar la información almacenada en el DNA ha supuesto una revolución para el estudio del origen y la evolución de las formas de vida en la tierra. Sin embargo, esta tecnología no sólo nos ayuda a reconstruir la filogenia de las especies, sino que además nos permite llevar a cabo su clasificación en grupos taxonómicos según características comunes. Desde sus orígenes, el estudio de la diversidad biologica se ha valido del análisis de rasgos morfológicos para organizar a los seres vivos en grandes grupos. Por ejemplo, dentro del grupo de los insectos agrupamos a aquellos organismos que poseen un exoesqueleto quitinoso, un cuerpo dividido en tres partes (cabez, tórax y abdomen), tres pares de patas, ojos compuestos y un par de antenas. Posteriormente, otros rasgos más específicos (hábitat, comportamiento, etc.) han sido utilizados para definir unidades cada vez más especializadas de clasificación hasta llegar a la unidad básica de clasificación taxonómica, la especie.

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Lámina perteneciente al trabajo botánico Hortus Cliffortinaus (1738) en la que se representa la morfología de hojas en diferentes especies de plantas para su clasificación. Dicho trabajo fue escrito en colaboración entre Carl Linnaeus y Georg Dionysius Ehret.
 

El número total de especies que existen en la actualidad (excluyendo bacterias) se ha estimado en aproximadamente 8,7 millones, si bien muchas de ellas son todavía desconocidas. Dado que gran parte de ellas fueron descritas y catalogadas antes de la publicación de la Teoría de la Evolución de Charles Darwin y Alfred Russell Wallace, no es sorprendente que muchos de los naturalistas responsables de su estudio creyesen que las especies son fijas e inmutables y que no están conectadas de algún modo entre sí (este era el caso, por ejemplo, del naturalista sueco Carl Linnaeus, padre de la taxonomía moderna). Curiosamente fue Jean-Baptiste Lamarck, uno de los científicos más estigmatizados durante el pasado siglo por su interpretación errónea de la evolución de las especies (herencia de los caracteres adquiridos), el primero en proponer a principios del siglo XIX un razonamiento cuestionando el creacionismo y fijismo de las especies (además de ser el primero en utilizar el término "biología" en su sentido actual).

La definición de especie biológica constituye hoy en día un problema. Tradicionalmente se ha definido como especie a un grupo de organismos capaces de reproducirse entre sí y producir una descendencia fértil. Sin embargo, dicha definición no es del todo precisa en aquellos organismos que, como el caso de bacterias, no poseen una reproducción sexual propiamente dicha. Existen de este modo diferentes criterios para definir lo que es una especie, basados fundamentalmente en la combinación de datos morfológicos, ecológicos y genéticos. No obstante, la diversidad de criterios supone un problema a la hora de definir de forma unificada una nueva especie o adscribir un grupo de individuos a una especie preexistente, constituyendo lo que se conoce como el "problema de las especies".

El descubrimiento del DNA como portador de la información genética revolucionó el estudio taxonómico de las especies, mejorándolo pero también planteando nuevos interrogantes como el problema de las especies. Cada especie posee en su DNA un conjunto de genes característico (su genoma) que lo diferencia del resto de especies, siendo ésta una herramienta muy poderosa para la identificación molecular de las mismas. Aún más, el estudio individualizado de cada uno de los nucleótidos que constituyen el genoma permite incluso discriminar entre dos individuos cualquiera pertenecientes a una misma especie. Esta "huella" genética es actualmente utilizada en estudios de genética forense para identificar sospechosos de crímenes, cadáveres y realizar pruebas de paternidad, entre muchas otras aplicaciones.

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Estudio de la huella genética (DNA fingerprinting) en el DNA de diferentes osos panda para llevar a cabo estudios de paternidad. Estos análisis poseen mucha importancia para la conservación genética de las poblaciones. © 2011 Li et al. Chinese Sci. Bull. 56:2559-2564.
 

El estudio del material hereditario es imprescindible para identificar características genéticas propias de una especie, permitiendo diferenciarlas de otras especies evolutivamente cercanas en aquellos casos en los que el estudio de rasgos morfológicos es insuficiente. Quizá el ejemplo más claro de la aplicación del estudio molecular en este ámbito sea el de los complejos de especies crípticas (especies que son virtualmente idénticas en su morfología). Dado que es prácticamente imposible discernir entre diferentes especies de este complejo basándonos únicamente en rasgos morfológicos, el analisis de su DNA es imprescindible para su clasificación. Este es por ejemplo el caso de las ranas leopardo, un complejo de 14 especies morfológicamente idénticas que únicamente pueden ser diferenciadas entre sí combinando estudios ecológicos, comportamentales y morfológicos con estudios moleculares de DNA barcoding. Estos análisis se valen del estudio de pequeños segmentos de DNA en el genoma para determinar si un organismo pertenece a una especie determinada (como un código de barras genético). A diferencia de las filogenias moleculares que identifican nuevas especies, el DNA barcoding nos ayuda a adscribir un organismo a una especie ya conocida.

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Ejemplar de rana leopardo perteneciente a la especie Rana sphenocephala. Esta especie pertenece a un complejo de especies crípticas que únicamente pueden ser diferenciadas entre sí mediante tests genéticos.
 

No cabe duda de que los análisis moleculares han revolucionado el estudio taxonómico de las especies, no sólo en lo que al estudio de su evolución se refiere (mediante la reconstrucción de filogenias moleculares) sino también en cuanto a la reevaluación y corrección de la organización de la biodiversidad en el árbol de la vida. El potencial de esta estrategia de estudio se ha puesto una vez más de manifiesto en un estudio recientemente publicado en la revista Current Biology (Noviembre 2012, 22:R905), permitiendo incrementar la información sobre una especie de mamífero apenas conocida. Más concretamente, este trabajo se centra en una especie de ballena picuda conocida como Mesoplodon traversii, habitante del sur del Océano Pacífico y nunca vista por el ser humano hasta la fecha. La existencia de esta especie de ballena era únicamente conocida por el hallazgo de unos pocos huesos entre Nueva Zelanda y Chile durante los últimos 140 años. Sin embargo, el reciente descubrimiento de dos ejemplares completos varados en una playa neozelandesa ha conmocionado a la comunidad científica.

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Los dos ejemplares de ballena varados fueron inicialmente confundidos con ballenas de Gray (Mesoplodon grayi). Los estudios moleculares permitieron clarificar su identidad como Mesoplodon traversii. Imagen cortesía del Gobierno de Nueva Zelanda.
 

El estudio morfológico preliminar de estas dos ballenas sugirió que se trataba de ejemplares de ballena de Gray (Mesoplodon grayi), una especie muy común por esas latitudes. No obstante, el estudio molecular de su material genético confirmó que ambas ballenas mostraban un 99% de similaridad con el DNA obtenido a partir de los huesos de la especie Mesoplodon traversii. Dichos datos, junto a un estudio morfológico más detallado, permitieron adscribir estos ejemplares a la misteriosa y nunca vista especie Mesoplodon traversii. Este estudio es muy singular, dado que es muy poco habitual que mamíferos de un tamaño tan grande hayan permanecido inéditos para el ojo humano, aunque podemos encontrar una explicación fijándonos en su habitat. Esta especie de ballenas habita en el Océano Pacifico sur, el cuál aglutina el 14% de las superficie del planeta Tierra y en el que existen numerosas fosas de gran profundidad, siendo estos los lugares preferido por estas ballenas. De hecho, esta región oceánica constituye un "punto caliente" (hotspot) de biodiversidad marina que todavía conocemos muy poco, y en la que muy probablemente existirán cientos de especies aún por describir y clasificar. En esta tarea, el papel del estudio molecular será fundamental.

José María Eirín-López
José María Eirín-López

Investigador y profesor en la Florida International University (Miami, Estados Unidos) y en la Universidad de La Coruña, director del grupo de investigación CHROMEVOL, centrado en el estudio de la estructura, función y evolución de la cromatina.

Sobre este blog

Las alteraciones en el material hereditario son, en última instancia, responsables de la abrumadora diversidad natural que nos rodea.

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