Tendències actuals en zoologia

Potser mai hauràs sentit parlar de Kevin De Queiroz, i la veritat és que fins a la dècada de 2010 no s'ha estès en el món zoològic el seu concepte harmonitzador d'espècie, encara que l'obra més famosa d'aquest zoòleg americà, Species concepts and species - Delimitació d'espècies - va ser publicada en 2007. Per què és integrador? Perquè la seva definició conjumina la majoria de les anteriors: evolutiva, morfològica i biològica, entre altres. Sembla una idea molt senzilla, i així és: el component comú que subjeu sota els conceptes d'espècies anteriors és la “línia de metapopulación que evoluciona per separat”, i De Queiroz proposa que aquesta sigui l'única característica de l'espècie.

No obstant això, el seu suggeriment més destacable, sens dubte, és la de considerar les altres propietats de l'espècie com a secundàries. De fet, quan es produeix la divergència de dues línies, a causa de l'evolució, ambdues adquireixen propietats com la monofilia, els diferents racons ecològics i les característiques morfològiques, l'aïllament reproductiu, etc. (veure figura 1). Els zoòlegs estem d'acord en el nombre d'espècies que hi ha abans i després d'adquirir aquestes propietats, és a dir, només una espècie abans que es produeixi la divergència de les línies i després dues espècies. En el centre, no obstant això, a mesura que les línies s'allunyen (però abans de separar-les), es produeixen grans divergències depenent del concepte d'espècie a què es refereixi. Per a de Queiroz, si utilitzem aquestes característiques com a criteri d'evidència, podem estimar la divisió de línies, és a dir, delimitar les espècies. Aquest últim té molt a veure amb el que s'esmenta en l'apartat següent, la taxonomia integradora.

Taxonomia integradora: un nou impuls per a la zoologia

En definitiva, la ciència de la localització, descripció, designació, identificació i classificació d'espècies i altres tàxons és la taxonomia. Si observem detingudament la història de la taxonomia (250 anys), s'observa que la morfologia comparada (vegeu la figura 2 a tall d'exemple) és una fonamentació ben col·locada. I en l'actualitat, la morfologia continua sent l'arrel de la taxonomia, prova d'això són les descripcions de les espècies, que estan repletes de morfologia comparada.

Figura : “Marigorringo, zuri gorringo, eguzki edo euratzen?” són alguns dels catalans de la família Coccinellidae. Veient els colors dels elitros (ales) i la grandària del cos, quantes espècies diries que hi ha? No és fàcil inventar-se, però hi ha tres espècies: 1. Els números 2 i 6 són la Coccinella septempunctata (Linnaeus, 1758); 3r, Els números 4 i 5 pertanyen a l'espècie Harmonia axyridis (Pallas, 1773) i el número 7 a Halyzia sedecimguttata (Linnaeus, 1758). Ed. Ainara Atxurra

En aquest punt val la pena esmentar el terme obstacle taxonòmic. Sembla ser que a principis de la dècada dels 90 es va suscitar el dubte dels taxonòmics sobre la possibilitat que la majoria de les espècies vegetals i animals que componen la Terra quedessin sense descriure. En altres paraules, se'ls va posar la responsabilitat, ja que van pensar que moltes espècies podien extingir-se abans de ser descobertes. No obstant això, els científics estimen que existeixen en el món entre 10 i 30 milions d'espècies (de les quals el 80% es descriuen), sent escassos els taxónimos.

Una de les respostes per a evitar l'obstacle taxonòmic van ser els codis de barres de l'ADN (veure figura 3), tècnica molecular proposta en 2003 pel canadenc Paul Hebert. L'ús de fragments gènics d'or (codis de barres de l'ADN), com el gen mitocondrial COI en els animals, el rRNA ribosòmic en els microorganismes i el gen cloroplástico rbcL en les plantes, suposaven una revolució en la taxonomia que va permetre identificar de manera estàndard i eficaç la majoria dels tipus d'organismes.

No hi havia tornada enrere: la seqüència del gen COI que volem identificar es va equiparar a les porcions gèniques COI d'espècies conegudes en bases de dades públiques com GenBank o Bold, i si hi ha una coincidència mínima del 99%, hem identificat l'espècie! Així, en el cas de les marietes esmentades en la figura 2, seria possible identificar les tres espècies utilitzant únicament els codis de barres (si busquem els codis KR482527, KR487306 i KM452301 de GenBank podem trobar les espècies corresponents).

Figura : La tècnica molecular dels codis de barres de l'ADN consta de quatre components: exemplars, anàlisis de laboratori, bases de dades i anàlisis de dades.

Les fortaleses i febleses de la taxonomia molecular han portat seguidors i detractors respectivament. En conseqüència, la taxonomia s'ha convertit en camp de batalla en els últims anys, com és el cas de la taxonomia tradicional, en oposició a la taxonomia molecular (morfologia comparada versus ADN) i viceversa. No obstant això, la taxonomia actual no és ni la taxonomia molecular ni la tradicional, sinó la integradora.

Figura : Lloc de treball de l'actual zoòleg expert en invertebrats. Per a l'observació de les característiques morfològiques de les espècies s'utilitzarà el microscopi, mentre que les anàlisis d'ADN requeriran de programari especialitzat. Ed. Ainara Atxurra

La taxonomia integradora es basa en la delimitació i descripció de les espècies (veure figura 4), com ara morfologia, genètica, ecologia, filogeografía, comportament, etc. Cada àrea té els seus propis mètodes però han de complementar-se entre si. El procediment és el següent: quan en una característica taxonòmica (per exemple, morfològica) tenim dos grups d'individus amb diferències, la nostra hipòtesi serà que són dues espècies, per a després valorar les espècies hauran de tenir diferències en una altra característica taxonòmica (per exemple, genètica), i a més serà necessari que aquestes diferències es corresponguin amb l'anterior distribució de grups. Per tant, la taxonomia integradora és una metodologia perfecta per a resoldre casos amb resultats contradictoris, per exemple, en espècies críptiques, la morfologia fallarà i caldrà utilitzar altres criteris.

Les noves tecnologies cada vegada més esteses en zoologia

Els avanços tecnològics afecten a tota la societat i la zoologia no és una excepció. Entre elles, la més destacable, i alhora la més complexa, és la seqüenciació de la següent generació que permet seqüenciar massivament l'ADN, és a dir, genera milions de seqüències en un únic procés de seqüenciació.

Figura : El coala (Phascolardun cinereus (Goldfuss, 1817)) és un animal australià. És un animal excepcional, però en perill d'extinció a causa de malalties (clamidiosis i retrovirus) i a la urbanització humana. Seqüenciant tot el genoma del coala es podrà realitzar una anàlisi exhaustiva de la vulnerabilitat davant malalties. Ed. Ainara Atxurra

Amb la finalitat de donar un exemple d'ús, els investigadors estan descodificant tot el genoma de diversos animals mitjançant aquesta nova tècnica (veure figura 5). Pensi's que els investigadors van trigar anys a descodificar tot el genoma humà a través del primer mètode de seqüenciació (Sanger) (uns 30.000 gens).

Existeixen també millores tecnològiques per a l'estudi de la morfologia. El més conegut, sens dubte, és la tomografia per ordinador, que, bàsicament, converteix les imatges de raigs X en codis digitals de computador. Els zoòlegs ho utilitzem principalment per a estudiar els òrgans interns, ja que en lloc de la dissecció és una tècnica no invasiva.

D'altra banda, és evident que els sistemes d'informació geogràfica són de gran utilitat en els plans de conservació i gestió d'espècies, ja que permeten analitzar conjuntament la cartografia temàtica i la ubicació geogràfica de les espècies. Per exemple, en espècies en perill d'extinció, podem conèixer les característiques dels hàbitats més apropiats mitjançant sistemes d'informació geogràfica.

Un altre repte de la zoologia és que tots tinguem accés a la informació taxonòmica actualitzada des de qualsevol part del món. Per a això és imprescindible digitalitzar i difondre la informació a través d'Internet. Abordarem quatre iniciatives a nivell mundial. Atenció: en l'apartat anterior s'han esmentat dues entitats que recullen i difonen dades d'ADN, Bold i GenBank.

Suposem que volem saber de quina família pertanyen les pàgines catalanes de la figura 2. On podríem anar? La base de dades informatitzada Catalogui of Life (Catàleg de la vida) constitueix una oportunitat immillorable, ja que en ella s'està formant una llista exhaustiva d'éssers vius, amb prop de 3.000 taxónimos. És més, el catàleg compagina i implementa les dades d'altres 158 bases i, com a conseqüència de la combinació de totes dues forces, actualment disposa de 1,14 milions d'espècies animals disponibles. Però encara no hi ha totes les espècies: per exemple, en els mol·luscos falta el 40% de les espècies conegudes.

Si es desitja informació general sobre l'harmonia axydiris marieta, s'utilitzarà l'Encyclopedia of Life (Enciclopèdia de la Vida), que en l'actualitat compta amb 1,3 milions de fulles d'espècies. En aquestes pàgines podem trobar dades sobre morfologia, ADN i ecologia, literatura, mapes de distribució, vídeos, fotos i sons, etc.

Hi ha noves espècies de Coccinella? Consultarem en el registre oficial denominat ZooBank (Banc d'animals), dependent del comitè zoològic internacional. En ZooBank apareixen tant els noms científics de les noves espècies com les publicacions científiques amb les seves descripcions.

Finalment, si busquem informació sobre la distribució de l'espècie Coccinella septempunctata, en aquest cas concret, The Global Biodiversity Information Facility (Servei d'Informació Mundial de la Biodiversitat) pot ser la millor opció, amb 514 milions de cites en animals.

Una vegada llegit aquest article, podem concloure que és una època perfecta per a ser un zoòleg. En els últims quinze anys s'han produït nous fenòmens que tenen una gran incidència en la zoologia, és a dir, conceptes i metodologies noves, juntament amb constants avanços científics i tecnològics, ens han acostat al coneixement dels animals i ens han plantejat nous reptes. Però no hem fet més que començar a estudiar els animals…

Bibliografia

DE QUEIROZ, K. (1998): “The general lineage concept of species, species criteria, and the process of speciation: A conceptual unification and terminological recommendations”. En Endless Forms: Species and Speciation, D. J. Howard and S. H. Berlocher (eds. ). Oxford University Press, Oxford, England.

DE QUEIROZ, K. (2007): “Species concepts and species dominitation”. Systematic Biology, 56, 879-886.

LINNAEUS, C. (1758): Systema natural per regna tria natural, secundum classses, ordines, genera, species, cum characteribus, differentiis, synonymis, locis. Editio decima. Holmiba, Laurentii Salvii.

HEBERT, P.D. ; CYWINSKA, A.; BALL, S.L. ; DEWAARD, J.R. (2003): Biological identifications through DNA barcodes. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 270, 313-321.

MAYR, E. (1942): Systematics and the origin of species. Nova York, Columbia University Press.

PADIAL, J.M. ; MIRALLES, A.; DE LA RIVA, I.; VENCES, M. (2010): “The integrative future of taxonomy”. Frontiers in Zoology, 7: 1-16.

PANTE, E.; SCHOELINCH, C.; PUILLANDRE, N. (2015): “From integrative taxonomy to species description: one step beyond”. Systematic Biology, 64, 152-160.

SIMPSON G.G. (1951): “The species concept”. Evolution, 5, 285-298.