martes, 5 de noviembre de 2013

Sheldon Cooper, la taxonomía de Linneo, el árbol de la vida y el señor Spock

1) Introducción


Sheldon Cooper, conocido doctor en Física trata de averiguar qué lugar ocupa el señor Spock en el árbol de la vida. Para ello comienza a investigar sobre la evolución de las especies y su clasificación para ver qué lugar, por encima de la humanidad, claro, ocupan él y el señor Spock. A continuación os mostramos la lectura del doctor Cooper...

Si la teoría de la evolución es correcta, todas las especies derivan de especies previas, luego los biólogos deberían ser capaces de construir un árbol de la vida de los organismos. Es decir, si la vida surgió en la Tierra una única vez, el diagrama del árbol de la vida describiría las relaciones genealógicas entre las especies con una única especie ancestral en la base.

Los biólogos ya han documentado diversos casos en los que la evolución natural ha provocado que las poblaciones de una especie diverjan y formen nuevas especies. Este proceso se denomina especiación. Pero, ¿han logrado los científicos crear el árbol de la vida? Sheldon tiene muy claro, al llegar a este punto de la lectura, que él ocupa un lugar muy superior al del homo sapiens. Pero, ¿cómo debería clasificarse exactamente? Continúa la lectura.

Antes de continuar vamos a definir lo que es la taxonomía y a quién le debemos su aplicación a la Biología. En ciencias, la taxonomía se emplea para nombrar y clasificar organismos. Fue introducida por Carlos Linneo, a quien también se le conoce por ser uno de los percusores de la Ecología. Linneo nació en la región rural de Råshult, al sur de Suecia. Realizó una gran parte de sus estudios superiores en la Universidad de Uppsala y, hacia 1730, empezó a dar conferencias de botánica. Vivió en el extranjero entre 1735-1738, donde estudió y publicó una primera edición de su Systema Naturae en los Países Bajos. De regreso a Suecia se convirtió en profesor de Botánica en Uppsala. Durante la década de 1740, realizó varias expediciones a través de Suecia para recolectar y clasificar plantas y animales. Durante las décadas de 1750 y 1760, continuó recogiendo y clasificando animales, plantas y minerales, publicando varios volúmenes. La gran diversidad de organismos que estaba descubriendo lo impulsó a tratar de clasificarlos. En el momento de su muerte, era reconocido como uno de los científicos más importantes en toda Europa. Aunque para Sheldon su trabajo fue una pérdida de tiempo.


Linneo
El pilar del sistema de clasificación de Linneo es la nomenclatura binomial, compuesta por dos palabras: género y especie.

Un género se compone de un grupo de especies estrechamente relacionadas. Por ejemplo, los humanos pertenecemos al género Homo.

Una especie está compuesta por individuos que se reproducen entre sí o que comparten características distintas a las de otras especies. Los humanos pertenecemos a la especie sapiens.

¿A qué género y a qué especie pertenece el señor Spock?





2) Niveles taxonómicos de Linneo

Para organizar y clasificar la inmensa diversidad de especies descubiertas en el siglo XVIII, Linneo creó una lista de grupos taxonómicos, que del agrupamiento más específico al menos, son: especie, género, familia, orden, clase, filo y reino.


Especie: Es la categoría más baja. Es usada para referirse a un grupo de individuos que cuentan con las mismas características permitiendo la descendencia fértil entre ellos. Ejemplo: un ser humano (Homo sapiens) se relaciona con otro humano de sexo opuesto y se reproducen, teniendo descendencia entre ellos.

Género: Es la categoría taxonómica que emparienta a las especies relacionadas entre sí por medio de la evolución. De la familia Hominidae, por ejemplo, surge el género Homo, que comprende al humano y sus antecesores.

Familia: también es una división de la categoría precedente. Una familia es la agrupación de seres vivos con características comunes dentro de un orden. Ejemplo: Del Orden Primates proviene la familia Hominidae, que comprende a los primates bípedos.

Orden: También ésta es una división de la categoría anterior; el orden es una división de la clase que también se basa en características comunes de algunos seres vivos dentro de una clase. Dentro de la Clase Mammalia, por ejemplo, se encuentra el orden Primates, que contiene a todos los seres vivos con cinco dedos, un patrón dental común y una primitiva adaptación corporal.

Clase: Los filos (o divisiones) se dividen en clases por las características más comunes que hay entre ellos, es decir, por las semejanzas mayores que existan entre los integrantes de un filo. En el Filo Mollusca, por ejemplo, hay miles de moluscos y algunos de ellos, por ausencia de concha, se agrupan en la clase Aplacophora.

Filo o división: (fuera de la zoología), la categoría que agrupa a los seres vivos por su mismo sistema de organización. Ejemplo: en el Reino Animal, las almejas, los caracoles y los pulpos tienen el mismo tipo de tejidos, reproducción, órganos y sistemas, por lo tanto se agrupan en el Filo Mollusca. Recordemos que no tienen que encajar todos los seres vivos en las mismas características. Pueden diferenciarse en color, rugosidad, forma o tanto otros detalles, pero lo más importante para agruparlos en filos son sus características fundamentales como las mencionadas en el ejemplo.

Reino: esta categoría divide a los seres vivos por su naturaleza en común. Archaea y Bacteria son tanto reinos como dominios, por ser unicelulares, procariontes y diferenciarse en otras características bioquímicas y biofísicas. El dominio de Eukaryota se lo divide a su vez en cuatro reinos: Protista (organismos unicelulares y eucariontes como las células), Fungi ("plantas" heterótrofas), Plantae (organismos autótrofos sin locomoción) y Animalia (organismos heterótrofos y locomotores).


Cada uno de los grupos señalados se denomina taxón. La base del sistema de Linneo es que los taxones inferiores están anidados con los superiores. Entonces Leonard, Rajesh y Wolowitz están anidados con la categoría superior a la que pertenece Sheldon. Y el propio Sheldon está anidado con la categoría superior a la que pertenece el señor Spock. Y Penny está anidada con la categoría a la que pertenecen Leonard, Rajesh y Wolowitz. Pero no olvidemos que Wolowitz es ingeniero, y eso para Sheldon es inaceptable. ¿Dónde estarían los geólogos en esta teoría de la evolución de Sheldon?





3) Sheldon Cooper y los cinco reinos.


Pero Sheldon no está de acuerdo con la ciencia de Linneo ya que no encuentra el lugar del señor Spock en su taxonomía. ¿Qué lugar ocupa su héroe en este árbol de la vida? Para el doctor Cooper es incomprensible que Spock  y un chimpacé puedan tener un ancestro común. Porque eso le llevaría a pensar que Howard Wolowitz y el señor Spock poseen un antepasado común. ¡Imposible!

La curiosidad de Sheldon le empuja a seguir leyendo sobre la taxonomía y la clasificación de las especies.

Linneo propuso que las especies podrían clasificarse en dos reinos: plantas y animales. Pero Sheldon no está de acuerdo. El señor Spock debería tener un reino propio. Además el doctor Cooper no tarda en ver que esta clasificación no es muy realista.

Las plantas son los organismos que no se mueven y que producen su propio alimento. Y los animales son los organismos que se mueven y consiguen su alimento comiendo a otros organismos. Sin embargo, los mohos, las setas y los hongos, no se mueven como las plantas, pero se alimentan, como los animales, de los restos de otros organismos muertos. Así que en esta clasificación no hay lugar ni para las setas ni para Spock.


A finales de 1960 se publicó una propuesta de cinco reinos para resolver las incongruencias del anterior. Estos cinco reinos son:

Reino Monera: Las bacterias son las reinas supremas de este reino, pero nuevos hallazgos de diferentes bacterias y la forma en que funcionan han llevado a varios científicos a cuestionarse cómo clasificar estos organismos. Este reino de divide en dos reinos diferentes: archaebacteria y eubacteria. La características común de todos los organismos de este reino es un simple núcleo que no tiene membrana nuclear, lo que desparrama el ADN, en vez de encapsularlo. Algunas de estas criaturas se mueven, otras son estáticas. Algunas son autótrofas, mientras que otras son heterótrofas y deben valerse de su entorno para alimentarse.

Reino Protista: Este reino está hecho de organismos unicelulares que tienen un núcleo bien definido con una membrana nuclear. Los protista normalmente son encontrados en el agua y algunos son estáticos mientras que otros se mueven. Este reino está formado por organismos que también son tanto autótrofos como heterótrofos, incluyendo organismos como la ameba, la euglena, el paramecio y otras algas unicelulares.

Reino Fungi: Los organismos de esta categoría tienden a mantenerse enraizados en un solo lugar toda su vida y absorben nutrientes para sobrevivir. Tienen núcleo, son multicelulares y heterótrofos. Este reino incorpora organismos como hongos, bejines, moho, levadura y los hongos como los poliporales.

Reino Vegetal: El reino vegetal representa las especies que usan la fotosíntesis para convertir luz solar en energía como alimento. Todas las plantas contienen clorofila, un pigmento verde, para que esto funcione. Las plantas son multicelulares, y tienen raíces en un solo lugar. Hay dos grupos de vegetales: aquellos que producen flores y frutas y las que no. Las plantas incluyen ficus, arbustos, pastos, flores, árboles frutales, coníferas, vegetales y musgo.

Reino Animal: Los organismos más complejos del planeta Tierra son encontrados en este reino. Los animales tienen sistemas nerviosos centrales, deben consumir alimentos para sobrevivir y se mueven libremente. Los animales son multicelulares y tienen sistemas nerviosos centrales bien desarrollados. Este reino está dividido en dos categorías: invertebrados y vertebrados, que se categorizan además en anfibios, reptiles, mamíferos, peces y aves.



Llegados a este punto Sheldon está muy decepcionado con los avances biológicos. A pesar de que la clasificación de los cinco reinos es un avance, sigue sin encontrar el lugar que ocupa el señor Spock. ¿Tendrá que abandonar sus estudio de Física Teórica para enseñar taxonomía a los biólogos? ¿Qué diría Amy Farrah Fowler de sus intenciones?

Antes de entrar en un debate con la científica con la que tiene firmado un "Contrato de Pareja", Sheldon le da otra oportunidad a la Biología y continúa avanzando en la lectura.



4) La filogenia del señor Spock

Tras la propuesta de los cinco reinos, Carl Woese se propuso conocer las relaciones entre los organismos analizando sus componentes químicos. La filogenia estudia las relaciones genealógicas reales. Para conocer la cercanía o distancia entre los diferentes organismos, Woese estudió una molécula presente en todos ellos: el rRNA, un componente esencial que todas las células emplean para crecer y reproducirse.

El rRNA está compuesto de una secuencia de cuatro componentes químicos más pequeños llamados ribonucleótidos que se denotan con las letras A, U, C, Y G, y que se unen linealmente entre sí. La secuencia de ribonucleótidos del rRNA es un rasgo no idéntico en las diferentes especies aunque en todas realiza la misma función. Utilizando esta caracteríticas Woese pensó que si la teoría de la evolución es correcta, las secuencias de rRNA deberían ser muy parecidas entre los organismos estrechamente relacionados. Un diagrama que muestre la historia evolutiva de esta forma se denomina árbol filogenético y muestra las relaciones entre las especies como lo hace un árbol genealógico familiar.

A Sheldon le gusta esta idea. ¡Por fin ha encontrado una investigación con sentido en su lectura! ¿Encontrará por fin el lugar del señor Spock en el árbol filogenético?




El árbol de la vida es un trabajo en constante actualización. Hoy en día no sólo se utilizan los datos que aporta el rRNA para realizar la clasificación, sino que se tienen en cuenta muchos más genes. El árbol de la vida posee tres grandes dominios: 

Archaea: Los Archaea son células Procariotas. Al contrario de Bacteria y Eukarya, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono ramificadas unidas al glicerol por uniones de éter y tienen una pared celular que no contiene peptidoglicano. Mientras que no son sensibles a algunos antibióticos que afectan a las Bacterias, son sensibles a algunos antibióticos que afectan a los Eukarya. Los Archae tienen rRNA y regiones del rRNA claramente diferentes de Bacterias y Eukarya. Viven a menudo en ambientes extremos e incluyen a los metanógenos, halófilos extremos, y termoacidófilos. Evidentemente, el señor Spock no puede estar aquí.

Bacteria: Las Bacterias son células Procariotas. Como los Eukarya, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Tienen una pared celular conteniendo peptidoglicano, son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales, y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Archaea y Eukarya. Incluyen a mycoplasmas, cyanobacteria, bacterias Gram-positivas, y bacterias Gram-negativas. Claramente, este no es el lugar del gran Spock.

Eukarya: Los Eukarya (escrito también Eucaria) son Eukariotas. Como las Bacterias, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Si tienen pared celular, no contiene ningún peptidoglicano. No son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferente de Bacterias y Archaea. Incluyen a protistas, hongos, plantas, y animales. ¿Estará el señor Spock presente en este dominio?


Pero ahora Sheldon se encuentra en un punto muerto y agotado. A avanzado en el estudio de la taxonomía pero sigue sin encontrar su lugar ni el del señor Spock. Es imposible que ambos puedan encontrarse en el mismo lugar evolutivo que el resto de los humanos. Su lugar se encuentra en el dominio Eukarya, ¿pero dónde?


Sheldon te agradecerá que le ayudes a encontrar su lugar y el del señor Spock entre tantos seres inferiores. ¿Alguna idea ingeniosa?




Bibliografía


http://es.wikipedia.org/wiki/Taxonom%C3%ADa

http://www.ehowenespanol.com/5-reinos-caracteristicas-info_143785/#pg=6

http://www.danival.org/100%20biolomar/4000notasbio/clas/clas_3_dominios.html

Fundamentos de Biología. Scott Freeman. Editorial: UNED, PEARSON




11 comentarios:

  1. Aunque no le guste a Sheldon, Spock es una versión del Homo-sapiens-sapiens en otro planeta, luego proviene de la evolución de especies antropomórficas propias de ese planeta, separadas del tronco de los primates superiores específicos de ese planeta. Sólo tiene que buscar la musaraña arborícola original propia de ese planeta y lo tendrá. De ningún modo se puede equiparar Sheldon con Spock, ya que uno es humano y el otro no, por lo que no comparten ni genética ni orígenes. Tampoco inteligencia emocional: Spock a pesar de su aparente frialdad no deja de ser empático con un grupo en el que está bien integrado y Sheldon por el contrario, es casi un Asperger con graves problemas de socialización, sin ninguna empatía por sus semejantes.

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    1. X-DDD que no se entere sheldon de que no es equiparable a Spock o te incluirá en su lista de archienemigos

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    2. Alguien no va a entrar en la casa del árbol de Sheldon, si construye una...

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  2. Estoy convencida de que para Sheldon buscar bichos en otro planeta es rebajarse X-DDD

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    1. Verónica, ¡Excelente artículo!

      Por cierto, veo que pones a la misma altura ingenieros y Doctores en Física... ¿Que opina sobre ello el Dr. Cooper?
      :-P

      Saludos!
      Fran

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    2. Al principio pensé en hacer ese esquema con más niveles e incluir también a geólogos y biólogos desde el punto de vista de Sheldon, claro. A mí me encanta la geología y me parece una ciencia "real-mente" bonita. La verdad es que creo que Sheldon incluiría a los ingenieron a la misma altura que a Penny. X-DDD. Y a los geólogos por debajo. X-DDD

      Un saludo!

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    3. La geología no es una ciencia real!
      :-P

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  3. Muy lindo artículo.
    Spock, si es de otro planeta y no esta emparentado con la vida de La Tierra, tiene que pertenecer a otro árbol. En cambio Sheldon, que es terrícola, cuanto más lejos este del Homo sapiens tendrá que descender de un antecesor común más primitivo.

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    1. ¡Muy buena respuesta! Lástima que a Sheldon no le guste, pero a Amy sí.

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