Tendencias actuais en zoología

Quizá nunca ouvirías falar de Kevin De Queiroz, e a verdade é que até a década de 2010 non se estendeu no mundo zoológico o seu concepto armonizador de especie, aínda que a obra máis famosa deste zoólogo americano, Species concepts and species - Delimitación de especies - foi publicada en 2007. Por que é integrador? Porque a súa definición aúna a maioría das anteriores: evolutiva, morfológica e biolóxica, entre outras. Parece una idea moi sinxela, e así é: o compoñente común que subxace baixo os conceptos de especies anteriores é a “liña de metapopulación que evoluciona por separado”, e De Queiroz propón que esta sexa a única característica da especie.

Con todo, a súa suxestión máis destacable, sen ningunha dúbida, é a de considerar as outras propiedades da especie como secundarias. De feito, cando se produce a diverxencia de dúas liñas, debido á evolución, ambas adquiren propiedades como a monofilia, os diferentes recunchos ecolóxicos e as características morfológicas, o illamento reprodutivo, etc. (ver figura 1). Os zoólogos estamos de acordo no número de especies que hai antes e despois de adquirir estas propiedades, é dicir, só una especie antes de que se produza a diverxencia das liñas e despois dúas especies. No centro, con todo, a medida que as liñas se afastan (pero antes de separalas), prodúcense grandes diverxencias dependendo do concepto de especie a que se refira. Paira De Queiroz, se utilizamos estas características como criterio de evidencia, podemos estimar a división de liñas, é dicir, delimitar as especies. Este último ten moito que ver co que se menciona no apartado seguinte, a taxonomía integradora.

Taxonomía integradora: un novo impulso paira a zoología

En definitiva, a ciencia da localización, descrición, designación, identificación e clasificación de especies e demais taxones é a taxonomía. Se observamos detidamente a historia da taxonomía (250 anos), obsérvase que a morfología comparada (véxase a figura 2 a modo de exemplo) é una cimentación ben colocada. E na actualidade, a morfología sigue sendo a raíz da taxonomía, proba diso son as descricións das especies, que están repletas de morfología comparada.

Figura : “Marigorringo, zuri gorringo, eguzki edo euratzen?” son algúns dos cataláns da familia Coccinellidae. Vendo as cores dos elitros (ás) e o tamaño do corpo, cantas especies dirías que hai? Non é fácil inventarse, pero hai tres especies: 1. Os números 2 e 6 son a Coccinella septempunctata (Linnaeus, 1758); 3º, Os números 4 e 5 pertencen á especie Harmonia axyridis (Pallas, 1773) e o número 7 a Halyzia sedecimguttata (Linnaeus, 1758). Ed. Ainara Atxurra

Neste punto merece a pena mencionar o termo obstáculo taxonómico. Parece ser que a principios da década dos 90 suscitouse a dúbida dos taxonómicos sobre a posibilidade de que a maioría das especies vexetais e animais que compoñen a Terra quedasen sen describir. Noutras palabras, púxoselles a responsabilidade, xa que pensaron que moitas especies podían extinguirse antes de ser descubertas. Con todo, os científicos estiman que existen no mundo entre 10 e 30 millóns de especies (das que o 80% descríbense), sendo escasos os taxónimos.

Una das respostas paira evitar o obstáculo taxonómico foron os códigos de barras do ADN (ver figura 3), técnica molecular proposta en 2003 polo canadense Paul Hebert. O uso de fragmentos génicos de ouro (códigos de barras do ADN), como o xene mitocondrial COI nos animais, o rRNA ribosómico nos microorganismos e o xene cloroplástico rbcL nas plantas, supuñan una revolución na taxonomía que permitiu identificar de forma estándar e eficaz a maioría dos tipos de organismos.

Non había volta atrás: a secuencia do xene COI que queremos identificar equiparouse ás porcións génicas COI de especies coñecidas en bases de datos públicas como GenBank ou Bold, e si hai una coincidencia mínima do 99%, identificamos a especie! Así, no caso das mariquitas mencionadas na figura 2, sería posible identificar as tres especies utilizando unicamente os códigos de barras (si buscamos os códigos KR482527, KR487306 e KM452301 de GenBank podemos atopar as especies correspondentes).

Figura : A técnica molecular dos códigos de barras do ADN consta de catro compoñentes: exemplares, análises de laboratorio, bases de datos e análises de datos.

As fortalezas e debilidades da taxonomía molecular trouxeron seguidores e detractores respectivamente. En consecuencia, a taxonomía converteuse en campo de batalla nos últimos anos, como é o caso da taxonomía tradicional, en oposición á taxonomía molecular (morfología comparada versus ADN) e viceversa. Con todo, a taxonomía actual non é nin a taxonomía molecular nin a tradicional, senón a integradora.

Figura : Lugar de traballo do actual zoólogo experto en invertebrados. Paira a observación das características morfológicas das especies utilizarase o microscopio, mentres que as análises de ADN requirirán de software especializado. Ed. Ainara Atxurra

A taxonomía integradora baséase na delimitación e descrición das especies (ver figura 4), talles como morfología, xenética, ecoloxía, filogeografía, comportamento, etc. Cada área ten os seus propios métodos pero deben complementarse entre si. O procedemento é o seguinte: cando nunha característica taxonómica (por exemplo, morfológica) temos dous grupos de individuos con diferenzas, a nosa hipótese será que son dúas especies, paira logo valorar as especies deberán ter diferenzas noutra característica taxonómica (por exemplo, xenética), e ademais será necesario que esas diferenzas se correspondan coa anterior distribución de grupos. Por tanto, a taxonomía integradora é una metodoloxía perfecta paira resolver casos con resultados contraditorios, por exemplo, en especies crípticas, a morfología fallará e haberá que utilizar outros criterios.

As novas tecnoloxías cada vez máis estendidas en zoología

Os avances tecnolóxicos afectan a toda a sociedade e a zoología non é una excepción. Entre elas, a máis destacable, e á vez a máis complexa, é a secuenciación da seguinte xeración que permite secuenciar masivamente o ADN, é dicir, xera millóns de secuencias nun único proceso de secuenciación.

Figura : O koala (Phascolardun cinereus (Goldfuss, 1817)) é un animal australiano. É un animal excepcional, pero en perigo de extinción debido a enfermidades (clamidiosis e retrovirus) e á urbanización humana. Secuenciando todo o xenoma do koala poderase realizar unha análise exhaustiva da vulnerabilidade ante enfermidades. Ed. Ainara Atxurra

Co fin de dar un exemplo de uso, os investigadores están descodificando todo o xenoma de varios animais mediante esta nova técnica (ver figura 5). Pénsese que os investigadores tardaron anos en descodificar todo o xenoma humano a través do primeiro método de secuenciación (Sanger) (uns 30.000 xenes).

Existen tamén melloras tecnolóxicas paira o estudo da morfología. O máis coñecido, sen dúbida, é a tomografía por computador, que, basicamente, converte as imaxes de raios X en códigos dixitais de computador. Os zoólogos utilizámolo principalmente paira estudar os órganos internos, xa que en lugar da disección é una técnica non invasiva.

Doutra banda, é evidente que os sistemas de información xeográfica son de gran utilidade nos plans de conservación e xestión de especies, xa que permiten analizar conxuntamente a cartografía temática e a localización xeográfica das especies. Por exemplo, en especies en perigo de extinción, podemos coñecer as características dos hábitats máis apropiados mediante sistemas de información xeográfica.

Outro reto da zoología é que todos teñamos acceso á información taxonómica actualizada desde calquera parte do mundo. Paira iso é imprescindible dixitalizar e difundir a información a través de Internet. Abordaremos catro iniciativas a nivel mundial. Atención: no apartado anterior mencionáronse dúas entidades que recollen e difunden datos de ADN, Bold e GenBank.

Supoñamos que queremos saber de que familia pertencen as páxinas catalás da figura 2. Onde poderiamos ir? A base de datos informatizada Catalogue of Life (Catálogo da vida) constitúe una oportunidade inmellorable, xa que nela estase formando una lista exhaustiva de seres vivos, con preto de 3.000 taxónimos. É máis, o catálogo compaxina e implementa os datos doutras 158 bases e, como consecuencia da combinación de ambas as forzas, actualmente dispón de 1,14 millóns de especies animais dispoñibles. Pero aínda non hai todas as especies: por exemplo, nos moluscos falta o 40% das especies coñecidas.

Se se desexa información xeral sobre a harmonía axydiris mariquita, utilizarase a Encyclopedia of Life (Enciclopedia da Vida), que na actualidade conta con 1,3 millóns de follas de especies. Nestas páxinas podemos atopar datos sobre morfología, ADN e ecoloxía, literatura, mapas de distribución, vídeos, fotos e sons, etc.

Hai novas especies de Coccinella? Consultaremos no rexistro oficial denominado ZooBank (Banco de animais), dependente do comité zoológico internacional. En ZooBank aparecen tanto os nomes científicos das novas especies como as publicacións científicas coas súas descricións.

Por último, se buscamos información sobre a distribución da especie Coccinella septempunctata, neste caso concreto, The Global Biodiversity Information Facility (Servizo de Información Mundial da Biodiversidade) pode ser a mellor opción, con 514 millóns de citas en animais.

Una vez lido este artigo, podemos concluír que é una época perfecta paira ser un zoólogo. Nos últimos quince anos producíronse novos fenómenos que teñen una gran incidencia na zoología, é dicir, conceptos e metodoloxías novas, xunto con constantes avances científicos e tecnolóxicos, achegáronnos ao coñecemento dos animais e expuxéronnos novos retos. Pero non fixemos máis que empezar a estudar os animais…

Bibliografía

DE QUEIROZ, K. (1998): “The xeral 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, xera, 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.; DA 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.