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¿Qué es una especie?

10 diciembre, 2013

animalsandbacteria microbioma evolucion humanoEl concepto de especie ha sido desde siempre un tema central de la biología sujeto a un perenne debate científico que nunca ha sido satisfactoriamente resuelto del todo. El actual conocimiento sobre evolución y el desarrollo de técnicas genómicas cada vez más avanzados permite replantear nuevamente este en principio tan sencillo pero cada día más complejo campo de la biología.

El ser humano desde el principio de los tiempos ha tenido una noción básica del concepto de especie, es decir del conjunto de individuos semejantes que pueden reproducirse engendrando una descendencia fértil. Entonces es obvio que podemos determinar fácilmente que leones y gacelas son dos especies diferentes, aún cuando esta definición presenta algunos problemas o limitaciones. Así dejando aparte las especies extintas (de las que tendríamos que suponer su teórica fertilidad) y limitándonos únicamente a las actualmente vivas, nos encontramos entonces que aquellos organismos que no se reproduce sexualmente quedaría fuera de esta definición, entre otros todo el gigantesco y extremadamente diversos mundo de los microorganismos, aún cuando es también evidente cuando se estudia en detalle que está conformado por millones de especies diferentes: los virus de la viruela y el VIH son marcadamente diferentes desde el punto de vista tanto biológico como patológico, comparar la diminuta bacteria Mycoplasma genitalium con la gigantesca Thiomargarita namibiensis que es unas 2.000 veces más grande es como contrastar las diferencias que existen entre un gato y un elefante, etc. Por todo ello en la actualidad se tienden a utilizar criterios genéticos, basados en el grado de semejanza o diferencias en el ADN (o ARN para el caso de los retrovirus) para definir las especies y su grado de parentesco.

Así en principio, partiendo por ejemplo de una muestra de sangre o de un trozo de tejido de cualquier organismo, es ahora relativamente accesible el poder secuenciar el genoma completo de la especie en cuestión y compararlo con otras previamente estudiadas y establecer inequívocamente el grado de parentesco o de diferencias entre ellas. Entonces este protocolo ampliamente utilizado tiene evidentes ventajas. Así imaginemos que recibimos muestras de varios insectos desconocidos diferentes recolectados en lugares distintos de un remoto paraje tal y como aparece en la siguiente figura

casta termita reina soldado obrera 1

En principio y a falta de otros datos podríamos suponer por las marcadas diferencias fisiológicas observables a simple vista entre los individuos que éstos bien pudieran pertenecer a especies diferentes. Tras el respectivo análisis genómico descubrimos que todos los individuos pertenecen a una misma especie de termitas

casta termita reina soldado obrera 2

Y lo mismo sería aplicable por ejemplo a los casos de las enmarañadas metamorfosis que sufren diversos animales como insectos o anfibios.

Este tipo de análisis genómicos permiten comprender complejas asociaciones simbióticas entre diferentes organismos como los muy llamativos gusanos fotosínteticos, que no son la simple suma directa de una babosa de mar que posea entre sus tejidos cloroplastos provenientes de un alga, sino que por el contrario parte de los genes necesarios para realizar la fotosíntesis no se encuentran ya en el genoma que era originario del alga, puesto que mediante transferencia horizontal han pasado a estar incluidos en los cromosomas provenientes del gusano, de tal manera que ahora babosa y alga forman una única especie en donde se han mezclado irreversiblemente sus dos genomas iniciales.

elysia_chlorotica babosa gusano fotosintesis

Pero tampoco hay que irse tan lejos en la escala filogenética para encontrar ejemplos de que la suposición de “una especie, un genoma” quizás sea un visión demasiado simplista de la realidad evolutiva y que hay que ampliar el concepto de especie para incluir la suma de todos los genomas que están interactuando y quedan sujetos de forma coordinada a la presión evolutiva de la selección natural.

Hace ya una década que se finalizó el Proyecto Genoma Humano, el cual permitió la secuenciación completa de los 23 cromosomas que conforma la dotación genética básica de los humanos. Ahora bien, desde hace mucho tiempo se conoce que cualquier individuo sano posee infinidad tanto en cantidad como en variedad de bacterias simbióticas, que además son necesarias para la propia supervivencia y adaptación de nuestra especie. Así este microbioma humano es fundamental para digerir los alimentos, producir vitaminas esenciales, proteger contra la colonización de otros microorganismos patogénicos, permitir el normal desarrollo de los sistemas nerviosos e inmune, etc., de tal manera que en su ausencia ningún individuo podría mantenerse sano y tampoco siquiera sobrevivir. Por supuesto, esta asociación que se produce entre cualquier animal (humanos incluidos) y su microbiota específica es un ejemplo evidente de coevolución en donde simbiontes y hospedador van imbricándose cada vez más profundamente, de tal manera que la supervivencia ya no es posible para ninguna de las partes fuera de esta mutuamente beneficiosa asociación. Tan importante es este nuevo campo que se han creado diversos consorcios científicos para la realización de distintos proyectos de caracterización del microbioma humano que permitirán conocer en profundidad la naturaleza y diversidad de los miles de microorganismos diferentes que se han adaptado a vivir en las partes más recónditas de nuestro organismo.

Por todo ello, es hora ya de superar nuestro habitual etnocentrismo y empezar a pensar de una forma más abierta pero también más humilde superando el erróneo papel que muchas veces nos autodefine como cúspide solitaria y orgullosa de la evolución, ya que si seguimos aquí es únicamente por la desapercibida y todavía muchas veces desconocida labor de unos simples microbios que unieron sus destinos a los nuestros hace millones de años.

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  1. 10 diciembre, 2013 en 0:47

    Excelente artículo. He leído un post de maikelnai “¿Se puede vivir sin bacterias?” en que dice : “¿Podrías sobrevivir tu si matasemos a toda tu flora intestinal y al resto de bacterias que portas? La respuesta de nuevo es “sí” (confieso que me ha sorprendido). Pero para sobrevivir sin ellas tendrías que cambiar de dieta y alimentarte con comida mucho más rica en nutrientes.”
    Alguno está equivocado.

  2. Jose
    10 diciembre, 2013 en 5:32

    Tengo un problema con la explicación genética. ¿No tenemos acaso organismos de 1 misma especie con diferencias genéticas mayores que las presentes entre chimpancés y humanos?

    Me agradaba cierta definición basada en linajes evolutivos, al menos desde una perspectiva teórica. No se que tan útil pueda ser en la práctica

  3. Luis Boto
    10 diciembre, 2013 en 8:55

    La transferencia génica desde el alga al opistobranquio Elysia chlorotica ha sido cuestionada muy recientemente ya que no se han encontrado evidencias de genes de origen algal en el genoma de huevos fecundados del molusco (Bhattacharya et al. Molecular Biology and Evolution 30 (2013) 1843-1852)

  4. 10 diciembre, 2013 en 10:17

    Julian #1

    Como comento en entrada la ausencia de microbiota no sólo afecta a la alimentación sino que por ejemplo tanto el sistema inmune como el nervioso parece que no se pueden desarrollar adecuadamente en ausencia de estos simbiontes: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nmo.12049/abstract;jsessionid=FA1E4127F4A7ADD30A559F48AA9D8CE1.d02t04

    Jose #2

    No entiendo bien tu pregunta

    Luis Boto #3

    Tienes razón, los mismos autores que publicaron que genes del alga estaban insertados en el genoma del gusano

    http://www.pnas.org/content/105/46/17867.abstract

    ahora dicen que quizás estén en algún tipo de DNA extracromosómico que se herede en el gusano. Por tanto habrá que esperar a nuevos experimentos para dilucidar exactamente el grado de esta particular asociación simbiótica

  5. 10 diciembre, 2013 en 11:58

    Creo que a la larga no sería sostenible; quitando sarro – + caries, microbiota intestinal, microbiota cutanea, microbiota o flora vaginal… repercusión al sistema inmunológico..) a la larga no sería sostenible y por mucho que “parchees” con la alimentación creo que no sería sostenible…las necesitamos? más de lo creemos en mi opinión…

  6. 10 diciembre, 2013 en 12:07

    Jose a mi un caso que me llama la atención en la clasificación biológica es el caso del pulpo; ya que se clasifica junto a los moluscos (cefalópodos eso sí); y estoy seguro que al decir molusco no nos viene un pulpo a la cabeza… a mi me parece un ejemplo bastante significativo. Aun así el caso re las relaciones simbióticas; liquen, plancton, alga-molusco etc me parece algo más “especial” y por tanto su genética intuyo que también lo será…(no soy un hacha en el tema…. quizás alguno me pueda iluminar..)

  7. Carlos
    10 diciembre, 2013 en 12:42

    Me permito hacer un pequeño inciso para una petición.
    Parece que hoy en día con internet ha de resultar fácil encontrar fotografías de cualquier especie, pero o yo soy muy torpe (cosa que no descarto) o hay un complot mundial contra mi, que consiste en haber borrado todas las fotos de “Pileolaria militaris”.
    Aparece en todos los registros, como en este : “http://www.marinespecies.org/aphia.php?p=taxdetails&id=129639”, pero no he sido capaz de encontrar una imagen del bicho en ningún sitio…¿Alguien puede decirme donde se esconde el gusanito?……Me es muy urgente.
    Gracias por anticipado.

  8. 10 diciembre, 2013 en 13:03

    Según un reciente estudio las bacterías que viven rocas a gran profundidad pudieran haber sido los primeros seres vivos: http://www.independent.co.uk/news/science/life-on-earth-may-have-developed-below-rather-than-above-ground-reveal-scientists-8991601.html

  9. 10 diciembre, 2013 en 13:12

    Gracias por el link ateo; realmente interesante…

  10. 10 diciembre, 2013 en 13:21

    #6 1vin. No se si me lio por donde vas, pero el caso de los moluscos y los pulpos responde a una clasificacion filogenetica, es decir, por su origen evolutivo.

    Una parte del filum Molusca fueron perdiendo la concha, veanse las sepias que tienen concha interna y en los mismos cefalopodos los nautilus aun las conservan, y creo recordar que algun pulpo tambien. En cuanto a la morfologia no es tampoco distinta, tienen una radula, cavidad ¿pleural? No recuerdo ya mucho.

    En cuanto a la clasificacion de organismos simbiontes o sin reproduccion sexual en una especie es complicado y, en mi opinión, hasta cierto punto indiferente. El termino especie es un termino natural cuando se trata de organismos que pueden reproducirse entre ellos y tener desdendencia fertil. Evidentemente no se nada del tema, pero creo que no hay que olvidar que la clasificacion como tal no tiene mas sentido que la ordenacion por su origen evolutivo y parentesco. Entonces que llamemos a un bichejo especie, o cuanto podamos atinar en cuanto a su diferencia no es mas que un criterio que hemos definido para clasificarlo. Evidentemente todo lo que estudiemos ampliara nuestro conocimiento.

    Creo recordar que un criterio en el caso de simbiontes y algunos microorganismos era la capacidad de crecer independientemente en un medio adecuado, pero no recuerdo bien la verdad.

  11. 10 diciembre, 2013 en 13:32

    Gracias valeraguillermo; mis nociones son parecidas a lo que comentas, trataba de responder a la pregunta de jose #2, con un ejemplo para resumir, lo que tu has dicho de un modo desarrollado (que no excluye la idea que te digo, al final pertenecen a moluscos,no? Y creo que es ejemplar o significativa la diferencia entre una almeja-ostra y un pulpo-sepia; así como la hay de simio-humano tanto a nivel visual como genético aunque esta diferencia genética no la controlo en estos casos….); no se sí es que no se habrá entendido mi intención.. Salud2

  12. 10 diciembre, 2013 en 13:37

    y luego está como se denomina a las especies: género más nombre específico; Pan troglodytes y Homo sapiens, pero en justicia y distnacia genética hombre y chimpancé están demasiado próximos para ocupar dos genéros. Regla taxónómica: ambos son pertenecientes al mismo género, el más aniguo, Homo, creo, luego Homo sapiens, y Homo troglodytes

  13. 10 diciembre, 2013 en 14:18

    ¡Ah vale! La cuestion en estos casos creo que se debe mas a la diferencia morfologica que genetica, aunque cuando se examina cuidadosamente debe ser mucho menor que la sensacion visual. Pero entonces es simple el criterio, que es la historia genetica como organizacion y poder reproducirse para clasificarlo como especie salvando las diferencias geneticas, que no tienen porque ser homogeneas (que tampoco se si lo son la verdad)

  14. Pocosé
    10 diciembre, 2013 en 19:29

    En cuanto a la nomenclatura, pienso que siempre habrá un ápice de arbitrariedad, con un buen consenso ningun problema relevante

    1vin :
    Gracias por el link ateo; realmente interesante…

    ateo666666 :
    Según un reciente estudio las bacterías que viven rocas a gran profundidad pudieran haber sido los primeros seres vivos: http://www.independent.co.uk/news/science/life-on-earth-may-have-developed-below-rather-than-above-ground-reveal-scientists-8991601.html

    Interesantísimo el enlace, añade otro lugar donde pudo originarse el primer prebionte.
    Será un gran hito conseguir en laboratorio un medio donde aparezca de novo cualquier tipo de prebionte, es decir una molecula o un conjunto de ellas capaces de autorreplicarse. Determinar donde apareció este precursor de LUCA, lo veo mas difícil.
    Lo que más me apasiona de la Ciencia es el paso de la Química a la Prebiótica y de ésta a LUCA.

  15. 10 diciembre, 2013 en 19:55

    Y ya para rizar el rizo la NASA ha publicado nada más y nada menos en Science

    http://www.sciencemag.org/site/extra/curiosity/

    que en Marte han existido lagos de agua dulce compatibles con la vida

  16. 11 diciembre, 2013 en 9:24

    Excepcional entrada!!! Considero que no debemos olvidar que las clasificaciones sirven para facilitarnos la comprensión y el estudio, pero que realmente las fronteras son difusas.

  17. Pocosé
    13 diciembre, 2013 en 16:53

    El rizo rizado se requeteenriza:
    http://neofronteras.com/?p=4285

  18. 13 diciembre, 2013 en 19:04

    Acabo de leer este chiste y no he podido evitar pensar en este artículo, así que os dejo un enlace.

    http://www.smbc-comics.com/?id=3198#comic

    Es un chiste de verdad.

  19. 13 diciembre, 2013 en 19:19

    ¡La leche con el artículo Pocosé! tengo que leerlo con más calma porque ahora mismo no se si es la genial idea de un futuro premio Nobel o si es la mayor locura pegreñada por un científico.

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