La clasificación de los organismos

La mayoría de las personas tienen un conocimiento limitado del mundo natural y se relacionan principalmente con los organismos que influencian sus propias vidas. Los biólogos se enfrentan con la enorme tarea de clasificar, determinar e intercambiar información acerca de la vasta diversidad de organismos con la que los seres humanos, recién llegados en un sentido evolutivo, compartimos el planeta. Para esto, los biólogos deben disponer de un sistema de clasificación que les permita nombrar y agrupar a las especies descriptas de una manera lógica, objetiva, económica y no redundante. La construcción de un sistema como éste no es trivial si consideramos que, como mínimo, existe un número de especies sin clasificar similar al número de especies ya descriptas -alrededor de 1 millón y medio-. Por siglos, los naturalistas han intentado describir y explicar la diversidad del mundo natural. A esta tarea se la ha denominado sistemática .

Designadas con un nombre genérico y un adjetivo modificador, las especies son las unidades básicas de clasificación biológica. Aunque en latín especie simplemente significa "tipo" y, por lo tanto, en el sentido más simple, las especies son tipos diferentes de organismos, se utiliza el término especie en sentidos distintos.

El área el conocimiento encargada de establecer las reglas de una clasificación es la taxonomía. De este modo, la sistemática biológica utiliza la taxononomía para establecer una clasificación.

La clasificación debe representar en buena medida la filogenia de todos los seres vivos que han surgido en este planeta. La sistemática evolutiva intenta no sólo hacer buenas clasificaciones sino hacerlas de manera objetiva y sin arbitrariedades. La filogenia de un grupo de especies cualesquiera puede representarse en forma de árbol ramificado. Este tipo de diagrama representa una hipótesis de las relaciones de ancestralidad y descendencia de las especies que contiene.

La teoría sistemática se ha nutrido del aporte y discusión de taxónomos de diferentes escuelas: la de los feneticistas, los cladistas y los evolucionistas. En este sentido, las clasificaciones en clados , sólo interesadas en representar las relaciones de ancestralidad y descendencia, son a las que adhieren la mayor parte de los biólogos en la actualidad.

La sistemática molecular ha ido en busca de grandes cantidades de similitudes homólogas con el desarrollo de numerosas técnicas: la secuenciación de proteínas , de ácidos nucleicos y otras técnicas moleculares. El descubrimiento de moléculas y regiones de DNA que registran el cambio evolutivo a distintas tasas ha permitido transformar la sistemática clásica en una sistemática universal.

Con el desarrollo del microscopio se descubrieron una gran cantidad de microorganismos y su clasificación se hacía cada vez más necesaria. Hasta hace poco tiempo, el reino se consideraba la categoría sistemática más inclusiva. Sin embargo, la secuenciación de moléculas universales -presentes en todos los organismos- llevaron a algunos científicos a la construcción de un árbol filogenético único en el cual se diferencian tres linajes evolutivos principales. Se propuso entonces la categoría de dominio para cada uno de estos linajes, o grupos monofiléticos , y los denominó Bacteria, Archaea y Eucarya.

La clasificación en reinos y dominios se encuentra en movimiento cambiante permanente. La discusión acerca de la validez de las clasificaciones nos hace reflexionar acerca de la facilidad con la que solemos argumentar a favor de hipótesis cargadas con valoraciones humanas, como el incremento de complejidad y el progreso evolutivo. Las clasificaciones cladísticas, aunque puedan narrar historias evolutivas incompletas en términos biológicos, son hipótesis objetivas y comprobables en cualquier rango de la jerarquía biológica.

La necesidad de una clasificación

Hay aproximadamente un millón y medio de especies  descriptas y se cree que este número representa sólo el 5% de las especies con las que actualmente compartimos el planeta. Durante siglos, los naturalistas se han interesado en ordenar esta diversidad y, al hacerlo, surgió un patrón jerárquico como norma de la clasificación biológica. 

Las especies se agrupan en géneros , los géneros en familias , las familias en clases , las clases en órdenes , los órdenes en phyla , los phyla en reinos  y éstos en dominios . La posibilidad de utilizar esta clasificación inclusiva de grupos dentro de grupos es otra evidencia más a favor del proceso de evolución de las especies.

¿Qué es una especie?

Una definición rigurosa de especie  (aunque no es la única) fue propuesta por Ernst Mayr, biólogo evolutivo de la Universidad de Harvard, en 1940. Bajo el título de especie biológica, Mayr describió a una especie como "un grupo de poblaciones  naturales cuyos individuos se cruzan entre sí de manera real o potencial y que están reproductivamente aislados de otros grupos". 

La expresión "real o potencial" tiene en cuenta el hecho de que, aunque es improbable que individuos de poblaciones geográficamente aisladas se crucen naturalmente, el traslado de un grupo de organismos a alguna isla remota no los convierte automáticamente en miembros de una especie distinta ya que éstos potencialmente pueden cruzarse. La especiación  requiere el establecimiento de una o varias barreras que aseguren el aislamiento  reproductivo. Los términos "grupos" y "poblaciones" también son importantes en esta definición. La posibilidad de que algunos individuos de especies diferentes tengan una progenie ocasional no es relevante como proceso natural si no conviven en el mismo habitat natural. 

Si no existiesen barreras de aislamiento reproductivo entre especies distintas, los organismos de una especie podrían intercambiar genes  con los miembros de otra especie y, en consecuencia, no retendrían las características morfológicas, comportamentales y genéticas que los identifican como tipos diferentes de organismos.

El término "especie" tiene tres usos distintos. Hablamos de especie cuando nos referimos a la categoría o rango taxonómico de especie. También hablamos de especie cuando nos referimos a un taxón, es decir, a una clase lógica formada por individuos que agrupamos en virtud de ciertos atributos comunes que un taxónomo ha definido con anterioridad.

Finalmente, el término especie también hace referencia a las unidades evolutivas que habitan el mundo natural y a las que E. Mayr ha definido por medio del concepto biológico. La especie como taxón y la especie biológica - o bioespecie- no deberían representar entidades distintas. Las primeras representan hipótesis  que, por medio de definiciones cada vez más ajustadas, intentan acercarse a las segundas. De este modo, una especie es una categoría, una hipótesis perfectible y también un concepto biológico. Mientras que la categoría y el taxón especie se encuentran definidos en el campo del conocimiento humano, o ámbito gnoseológico, la especie biológica se define en el mundo real, o ámbito óntico, y nos advierte que hay algo allí afuera, una entidad natural, que merece ser llamada especie.

De acuerdo con el sistema binomial de nomenclatura, ideado por el naturalista sueco Linné (Linneo) en el siglo XVIII, el nombre científico de un organismo está formado por dos partes: el nombre genérico y un epíteto específico (un adjetivo o modificador). Por convención, los nombres del género y de la especie se escriben en letra cursiva. El nombre del género siempre antecede al epíteto -Drosophila melanogaster- y solamente puede utilizarse sin él en los casos en los que nos referimos al conjunto total de especies que constituyen ese género, como cuando mencionamos a Drosophila, Paramecium o Viola.

Clasificación y jerarquía

La taxonomía  permite organizar la diversidad de cualquier conjunto de objetos, ya sean libros de una biblioteca, víveres de una estantería o las especies de un ecosistema. Cuando se aplican ciertas reglas de clasificación a los seres vivos, se genera un sistema jerárquico, es decir, un sistema de grupos dentro de grupos. La clasificación jerárquica no es una consecuencia natural de la aplicación de reglas taxonómicas a cualquier sistema de objetos. La naturaleza jerárquica de la clasificación biológica surge como una consecuencia del proceso de evolución de las especies. 

En la época de Linneo, existían tres categorías básicas: la especie , el género , y el reino . Los naturalistas reconocían 2 reinos biológicos: vegetal y animal. Posteriormentre, el mismo Linneo y otros taxónomos fueron añadiendo categorías intermedias entre género y reino. Los géneros fueron agrupados en familias , las familias en órdenes , los órdenes en clases  y las clases en phyla o divisiones . Estas categorías pueden a su vez subdividirse o agruparse en otras menos frecuentes como tribus, superfamilias o subphyla. Muchos biólogos reconocen hoy una categoría por encima del reino, el dominio . Para determinar que un individuo pertenece a una especie, se requiere una gran cantidad de información. Una clasificación jerárquica es una manera económica de manejar la información biológica. 

En el sistema jerárquico de clasificación biológica, cada grupo o taxón tiene asociado una categoría y un conjunto de atributos que determina la pertenencia de ciertos organismos a ese grupo.

Las categorías y los taxa  de cualquier rango, no solamente el de especie, son sólo construcciones mentales, sin embargo, esto no habilita a los taxónomos a formular cualquier tipo de clasificación.

Los taxónomos han discutido durante mucho tiempo las virtudes y falencias de distintos métodos de clasificación. Finalmente, una idea se ha generalizado: si se pretende llegar a una clasificación objetiva, ésta debería ser única y, si es única, nada mejor que represente la historia evolutiva de los organismos que viven y han vivido en este planeta; una historia que, sin duda, será irrepetible.

La naturaleza jerárquica de la clasificación biológica consiste en la formación de grupos dentro de grupos.

Los grupos, también llamados inclusivos, pueden representarse en un diagrama de Venn. Este diagrama muestra la clasificación reciente del género Homo. Note que el taxón de rango familiar Hominidae, que hasta hace poco incluía solamente al género Homo, actualmente se propone como un grupo monofilético que contiene a las especies de los géneros Pongo (orangutanes), Gorilla (gorilas), Pan (chimpances) y Homo (humanos). La subfamilia Homininae contiene, a la vez, a estos tres últimos taxa.

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La clasificación de los reinos y los dominios

Luego de la publicación del Sistema Natural de Linneo en 1758, y durante muchos años, se reconocían sólo dos ramas en la sistemática : la zoología y la botánica . El evolucionista alemán Ernst Haeckel propuso, a finales del siglo pasado, la construcción de un tercer reino , el de los Protistas, constituido por microorganismos. Haeckel reconoció que algunos de estos microorganismos carecían de núcleo  celular y los denominó Monera. Posteriormente, las bacterias fueron reconocidas, en 1956, por Herbert Copeland como reino Monera, independiente de los Protistas. Los hongos, fueron los últimos organismos que merecieron la creación de un reino y su fundador, R. Whittaker propuso, en 1959, una clasificación general de los seres vivos que contenía cinco reinos: Monera (bacterias), Protista (protozoos), Fungi (hongos), Animalia (animales) y Plantae (plantas). Posteriormente, en 1978, Whittaker y Margulis, propusieron una modificación, conservando el número de reinos e incluyendo dentro del antiguo grupo Protistas a las algas. Este nuevo reino fue denominado Protoctista; sin embargo, gran parte de la literatura científica aún utiliza la denominación Protista. Así, esta nueva clasificación de cinco reinos consiste en Procariota (bacterias), Protoctista o Protista (algas, protozoos, mohos del limo, y otros organismos acuáticos y parásitos menos conocidos), Fungi (líquenes y hongos), Animalia (animales vertebrados e invertebrados) y Plantae (musgos, helechos, coníferas y plantas con flor).

Hasta 1977, el reino se consideraba la categoría sistemática más inclusiva. Sin embargo, la secuenciación de moléculas universales que cambian a tasas extremadamente bajas (como en el caso del rRNA ) llevaron a Carl Woese y sus colaboradores a la construcción de un árbol filogenético único en el cual se diferencian tres linajes evolutivos principales.

En la clasificación de la figura anterior, claramente se distinguen tres grupos monofiléticos distintos que corresponden a los dominios Bacteria, Archaea y Eucarya.Woese propuso entonces la categoría de dominio § para cada uno de estos linajes, o grupos monofiléticos, y los denominó Bacteria, Archaea y Eucarya. El cambio propuesto por Woese resalta las diferencias, hasta ahora ocultas, entre organismos procariotas. De este modo, Monera es un grupo parafilético § que debería descartarse de la clasificación biológica. En el sistema de Woese, Archaea y Bacteria son dominios distintos de organismos procariotas y el primero contiene al menos dos reinos nuevos: Crenarchaeota y Euryarchaeota. El dominio Eucarya agrupa, según esta clasificación, a los restantes reinos de organismos eucariotas.

La clasificación de Woese, como cualquier clasificación cladística, se basa en el orden de ramificación de los linajes durante el curso evolutivo. Sin embargo, no todos los taxónomos acuerdan con este principio clasificatorio y las disidencias se acentúan cuando se trata de los taxa más inclusivos de la clasificación biológica. La propuesta alternativa de Margulis, centrada en los recurrentes procesos de simbiosis, como la de Cavallier-Smith en la que propone la categoría de imperio en lugar de dominio, representan las principales propuestas evolucionistas alternativas a la cladística de Woese.

CARACTERES GENERALES DE CADA UNO DE LOS CINCO REINOS

Reino  Procariota (bacterias)    Células de vida libre; algunas son multicelulares. Diferenciación celular incipiente en algunos grupos. Incluye a todas las bacterias.

 Reino Protista o Protoctista     Células eucariotas. Flagelo o undulipodio de estructura 9+2 en algún momento de su ciclo de vida. La distinción entre unicelularidad y multicelularidad es irrelevante. Es un grupo definido por exclusión, es decir, no son animales, plantas, hongos ni procariotas. Contiene aproximadamente 27 phyla incluyendo a protozoos y algas como los organismos más comunes.

 Reino   Hongos     Células eucariotas. Formación de esporas  y ausencia de undulipodio (amastigotas). Las esporas haploides  germinan generando hifas  que por un proceso de septación más o menos incompleto da lugar a la formación de células. El citoplasma  puede fluir en mayor o menor grado a través de la hifa. Al conjunto de hifas se le llama micelio y constituye la estructura visible de la mayor parte de los hongos. Las hifas adyacentes pueden compartir núcleos por conjugación  dando lugar a una célula heterocariótica cuyos núcleos se dividen por mitosis y originan una hifa dicariótica. En la reproducción sexual, ambos núcleos se fusionan y forman una célula cigótica diploide  que se dividirá por meiosis  y formará las nuevas esporas haploides.

Reino  Plantas    Organismos multicelulares eucariotas desarrollados a partir de un embrión que no produce una blástula . Las células eucariotas de la mayor parte de las plantas poseen plástidos  fotosintéticos, sin embargo, ésta no es una característica exclusiva ni general de las plantas. A diferencia de los animales -cuyas células son en su mayoría diploides- y fungi -cuyas células son haploides o dicarióticas- las plantas alternan de manera ordenada un estadio haploide o de gametofito -donde se producen gametas por mitosis - y otro diploide o de esporofito -donde se producen gametas por meiosis-. En las plantas con flores, el esporofito domina el ciclo de vida y el gametofito, en lugar de producir una nueva planta independiente, se reduce a unas pocas células dentro de la flor del esporofito. Del mismo modo, en los helechos, el esporofito es la forma que domina el ciclo de vida y el gametofito, a pesar de tener una fase de vida libre, no es visible a simple vista.

 Animales    Organismos multicelulares eucariotas desarrollados a partir de un embrión que pasa por un estadio de blástula. Aunque la multicelularidad ha surgido independientemente en todos los reinos, en los animales es característica ya que las células están unidas por complejas estructuras como los desmosomas , uniones denominadas "gap" y septadas. A diferencia de las plantas, en los animales la meiosis es gamética, es decir, a la reducción cromosómica le sigue inmediatamente la formación de gametas sin posibilidad de originar individuos haploides como el gametofito.

 DOMINIOS

Bacteria
Organismos:Termotogales, flavobacterias, cianobacterias, bacterias púrpuras, bacterias gram-positivas, bacterias verdes no-sulfurosas. Células procarióticas. Membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de diacil-glicerol. El RNA ribosomal § de la subunidad pequeña de los ribosomas (16S-rRNA) es del tipo eubacteriano, es decir, posee un bucle entre las posiciones 500-545.

 Archaea
Organismos: Pyrodictium,Thermoproteous, termococales, metanococales, metanobacterias, metanomicrobiales, halófilos extremos. Células procarióticas. Membranas lipídicas compuestas principalmente por diéteres de glicerol isoprenoides o tetraéteres de diglicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (16S-rRNA) es del tipo arqueobacteriano, es decir, tiene una estructura única entre las posiciones 180-197 ó 405-498.

Eucarya
Organismos: Animales, protozoos ciliados, protozoos flagelados, plantas, hongos, diplomonas, algas rojas, euglenoides, microsporidias. Células eucarióticas. Membranas lipídicas compuestas principalmente por diésteres de acil-glicerol. El RNA ribosomal de la subunidad pequeña de los ribosomas (18S-rRNA) es del tipo eucariota, es decir, posee una estructura única entre las posiciones 585-655.