¿Qué es la filogenia en biología? Datos, aplicaciones y ejemplos

¿Qué es la filogenia?

La vida en la Tierra es increíblemente diversa y está compuesta por millones de especies. Pero, ¿de dónde vienen las especies y cómo terminó la Tierra con una variedad tan grande? Las especies surgen de otras especies. Considere una población de peces dentro de un arroyo. En algún momento, llega un gran deslizamiento de tierra y represa el arroyo creando dos estanques. Al momento del derrumbe, algunos peces de la población estaban de un lado y otros del otro. Estas poblaciones ahora no pueden cruzarse entre sí y, durante miles de años, se volverán genéticamente únicas. Incluso si se ha eliminado el deslizamiento de tierra, es probable que las dos poblaciones sean demasiado diferentes para poder reproducirse entre sí. Por lo tanto, una sola especie (la población original de los arroyos) dio lugar a otras dos especies (las dos poblaciones de estanques sexualmente aisladas). Este es solo un ejemplo de cómo la evolución (el cambio de la frecuencia alélica a lo largo del tiempo) puede resultar en la formación de nuevas especies. La filogenia es la rama de la ciencia interesada en comprender cómo las especies se relacionan entre sí utilizando la historia evolutiva como guía. Los investigadores filogenéticos determinan las relaciones entre las especies mediante la identificación de ancestros comunes. Al hacerlo, los científicos pueden observar cómo los rasgos evolucionan con el tiempo para cumplir con las condiciones de vida.

Taxonomía vs filogenia

Si bien la filogenia está interesada en cómo se relacionan las especies, no es lo mismo que la taxonomía. La taxonomía es el acto de nombrar especies. Por lo tanto, la filogenia explica cómo surgen las especies, mientras que la taxonomía aplica nombres a esas especies en función de la interpretación filogenética de la relación. La filogenia moderna se ha vuelto cada vez más importante en los campos taxonómicos. Antes del nacimiento del análisis genético, los filogenistas hicieron inferencias sobre la relación de los organismos en función de sus atributos físicos. Sin embargo, muchas especies parecen similares aunque están bastante alejadas unas de otras. Como resultado, los taxónomos agruparon a los individuos en categorías asignadas basándose en suposiciones incorrectas sobre la evolución. Hoy en día, los estudios filogenéticos utilizan la genética para comprender cómo cambian los genes con el tiempo. Esto ha permitido una imagen más clara del árbol evolutivo y ha permitido a los taxónomos revisar y renombrar grupos de especies para representar sus historias de manera más apropiada.

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Papel de un árbol filogenético

El árbol filogenético (también llamado árbol evolutivo o árbol de la vida) es el mapa de ruta de la evolución a lo largo de la vida en la Tierra. Describe cómo los ancestros se separaron para crear nuevas especies, cómo algunas ramas son increíblemente diversas y cómo algunas ramas conducen a la extinción. Los árboles filogenéticos y sus análisis siguen un conjunto de suposiciones:

Los organismos relacionados tienen un ancestro común.
Se crean nuevas especies cuando un grupo se divide en dos
Los rasgos cambian a lo largo del tiempo evolutivo

La filogenética moderna ha demostrado que estos supuestos a veces pueden violarse en la naturaleza. Por ejemplo, la introducción de híbridos o la reproducción de organismos recién derivados en una población puede hacer que la historia evolutiva de una rama específica no esté clara. Por lo tanto, los análisis filogenéticos a menudo representan árboles basados en la mayor probabilidad de ascendencia.

Importancia de la Filogenia Evidencia

La filogenética moderna utiliza evidencia filogenética moderna, a saber, el ADN. Al comparar el ADN de múltiples especies, los científicos pueden ver dónde se superpone la información genética. En pocas palabras, es probable que los organismos con un ADN similar estén más estrechamente relacionados que los organismos con un ADN menos similar. Las tasas evolutivas del ADN se pueden ajustar en modelos para comprender qué tan rápido pueden haber evolucionado los organismos. Otras formas de evidencia se vuelven importantes cuando se habla de animales extintos. Por ejemplo, no queda evidencia de ADN de los dinosaurios para hacer estas inferencias. En estos casos, la filogenética paleontológica utiliza una miríada de otras fuentes de evidencia. Pueden depender en gran medida de las inferencias morfométricas para comprender la relación. Para inferir el tiempo evolutivo, estos científicos pueden basarse en la datación por carbono o los niveles sedimentarios para comprender cuándo se depositó la evidencia y cuánto tiempo pasó probablemente entre una muestra y otra.

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Aplicaciones de filogenia

Los métodos filogenéticos tienen múltiples aplicaciones y no se limitan solo a los biólogos evolutivos. Por ejemplo, se utilizan métodos similares para:

Comprender cómo evolucionan las enfermedades con el tiempo y cómo evolucionan los organismos para defenderse de ellas.
Investigar la heredabilidad de una condición o defecto.
Identificar la relación entre individuos en investigaciones criminales y casos de paternidad.
Identificar tendencias en cambios climáticos o geográficos a gran escala temporal y espacial.

Ejemplos de filogenia

Hay múltiples ejemplos de filogenética aplicada al mundo natural. Por ejemplo, la filogenética ha tenido un papel importante en:

Comprender la relación entre los humanos y otros primates.
Identificar instancias de homoplasia.

Los humanos a menudo se han preguntado con quién están más estrechamente relacionados. Si bien hubo otros homínidos en el planeta en algún momento, los humanos (Homo sapiens) son los únicos ejemplos vivos. Los análisis genéticos modernos han revelado que los humanos son genéticamente más similares a los chimpancés. Esto significa que los humanos y los chimpancés probablemente compartieron el ancestro más común. Tenga en cuenta que esto no significa que los humanos evolucionaron de los chimpancés, ya que tanto los humanos como los chimpancés están vivos hoy. En cambio, significa que hubo un momento en el tiempo hace millones de años en el que un ancestro común se dividió en grupos que eventualmente conducirían a los humanos y chimpancés modernos. La homoplasia ocurre cuando dos organismos tienen rasgos similares aunque no adquirieron esos rasgos de un ancestro común. En el pasado, los investigadores suponían que los organismos que compartían rasgos estaban relacionados entre sí. Desde entonces, la genética ha revelado que los organismos pueden estar bastante alejados y al mismo tiempo desarrollar características similares. Por ejemplo, las avispas tienen coloraciones amarillas y negras brillantes que advierten a los demás que pueden picar y que no deben meterse con ellas. Algunas moscas son inofensivas, pero aún tienen una coloración amarilla y negra para engañar con el mismo significado. Si bien los primeros investigadores pueden haberse preguntado si estas especies estaban relacionadas, los filogenistas modernos pueden ver que estos son rasgos homoplásticos que resultan de una interesante coevolución entre especies.

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Datos de filogenia

La filogenia es un campo fascinante que cada día incorpora nuevas tecnologías. Además de los temas discutidos anteriormente, a continuación se enumeran otros datos interesantes sobre la filogenia:

Darwin representó la primera forma rudimentaria de un árbol filogenético en uno de sus primeros cuadernos.
La historia filogenética de una especie no siempre sigue la misma historia filogenética de un rasgo.
La filogenética está revelando cuán común fue la hibridación a lo largo de la historia evolutiva.
Los filogenistas trabajan constantemente para crear mejores técnicas genéticas y programas de modelado para explorar temas evolutivos.

Resumen de la lección

La filogenia es una rama de estudio que tiene como objetivo describir cómo evolucionan las especies con el tiempo. La evolución es el proceso por el cual la información genética cambia a lo largo de la historia y puede resultar en la formación de nuevas especies a partir de ancestros comunes. La taxonomía es el proceso mediante el cual se nombran las especies. La filogenia se aplica a menudo para comprender la diversidad de la vida en la Tierra. Mientras que los filogenistas del pasado usaban principalmente información morfométrica, los expertos filogenéticos de hoy usan información genética. Esto ha revelado una serie de incidentes de homoplasia, donde los rasgos entre especies pueden parecer similares pero no surgen de un ancestro común. La filogenética también tiene múltiples aplicaciones en la medicina y el derecho, y regularmente surgen nuevas técnicas para evaluar mejor la evidencia filogenética.

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