Hola y bienvenidos
Mi nombre es Betül Kaçar
Hoy hablaremos de filogenética
y de cómo ser lógico con los árboles filogenéticos
Antes de empezar, ¿qué es un árbol filogenético?
Considerando estos organismos tan diferentes
una flor, bacterias, un elefante, una jirafa, una naranja, un ser humano
Tan diferentes como son...
¿qué tienen estas especies en común?
Todas contienen ADN
y comparten un código genético que programa diferentes tipos
y organizaciones moleculares que constituyen sus cuerpos.
Los biólogos han encontrado una forma de utilizar esta información
para comprender la relación entre especies
Tan difererentes como son todos estos organismos
y tan variados como todos sus genes pueden ser
todos los organismos de la Tierra
comparten un pequeño grupo de genes que codifican moléculas
que tienen las mismas funciones básicas en cada una de sus células.
Estos genes son críticos para la replicación celular,
Lo que significa que las células no pueden persistir sin estas moléculas.
Así, es importante que estas secuencias mantengan la funcionalidad.
Como resultado, estos genes tienden a tener
secuencias similares, aunque no idénticas entre los distintos organismos.
Los científicos pueden comparar cómo de parecidas o de diferentes
son estas secuencias similares para crear un árbol ancestral
que demuestra sí los organismos están más o menos relacionados con cualquier otro.
A esto se le llama 'árbol filogenético'.
Los árboles filogenéticos son hipótesis, no son hechos definitivos.
El patrón de ramificación en un árbol filogenético
enseña cómo los organimos han evolucionado de una pequeña lista de antepasados comunes.
Si los organismos están situados cerca de otros en un árbol
es muy probable que esos organismos estén relacionados de forma más cercana que a otro
o que han heredado esos genes de un mismos antepasado común.
En un sentido amplio,
un árbol filogenético que mide la relación
entre muchos grupos distintos de organismos
puede pensarse como un árbol de la vida, un mapa que indica
cómo cada organismo individual podría estar relacionado con otro
volviendo atrás billones de años a los primeros antecedentes de la Tierra.
Pero, justo porque el origen de este árbol va atrás billones de años,
no significa que tengamos toda la información que necesitamos
para resolver problemas difíciles relacionados con el origen y evolución de la vida.
Los organismos que dejan fósiles reconocibles
son, muchos de ellos, de un grupo al que denominamos 'eucariotas'.
Y, mientas que millones de estos organismos se han catalogado genéticamente,
más del 99% de todas las especies que han vivido en nuestro planeta
se estima que se han extinguido,
lo que significa que nuestra capacidad para extrapolar atrás en el pasado es bastante limitada.
Las limitaciones del muestreo en nuestros registros genéticos y fósiles disponibles
limitan, severamente, nuestras habilidad para hacer sacar conclusiones
sobre las relaciones pasadas de los organismos,
los genes...y los genomas de otros.
Sin embargo, los altos grados de similitud de secuencias
entre genes similares encontradas en todos los organimos
nos da ideas de cómo podemos reconstruir las secuencias
que serían encontradas en nuestros antepasados.
Llevémoslo a otro nivel, un ejemplo simple de árbol filogenético.
El patrón de ramificación específico indica el grado en el cual
los genes actuales se pueden parecer a los que encontraríamos
en los antepasados comunes que comparten historia evolutiva.
Estos genes, que podemos podemos estudiar en los organismos existentes.
están localizados cerca de los finales de las ramas y se denominan 'hojas' o 'puntas'.
Estos, están conectados con ramas a los nodos internos
que representan estados posibles de antepasados comunes.
El nodo más antiguos puede denominarse la 'raíz' del árbol
Podemos ir hacia atrás secuencialmente
a través de los distintos nodos para investigar
qué secuencias o atributos se han heredado de los antepasados
o para estimar el tiempo que tardan en aparecer
una nueva secuencia evolucionada de atributos.
Partiendo de esto, podemos empezar a desarrollar e investigar preguntas más específicas
sobre las relaciones entre grupos específicos de organismos
o estimar como características ancestrales se han podido modificar
para llegar a las caracterísitcas actuales de ciertos organismos hoy.
Examinando incluso los árboles más simples,
hay muchas combinaciones posibles de cambios en la secuencia entre las ramas
lo cual podría organizar la distribución observada de las secuencias de los organismos existentes.
Pero, de forma general,
en ausencia de pruebas convincentes de lo contrario,
la forma más simple de perder o ganar características
como las requeridas para fusionar un número de genes, pérdidas, ganancias,
serán, probablemente las más acertadas.
Los pasos que usamos en este proceso son directos.
Primero, las secuencias de los mismos genes, de organismos diferentes son recogidos.
Después, estos genes se alinean,
por lo que las porciones funcionales clave de cada gen
se empareja en la misma columna con otra.
Y, teniendo en cuenta, que podemos hacer este proceso tamibén para los genomas.
Con programas más avanzados,
puedes hacer esto con múltiples genes a la vez
para obtener una imágen más completa de cómo los organimos podrían estar relacionados.
Por último, los árboles se construyen usando estos genes
Hay muchas formas de árbol diferentes
o topologías que son posibles utilizando el mismo set de datos.
Por lo tanto, podemos hacer varios análisis para ver
qué topoliogías requieren las menores asunciones
o cuál es la que más se asemeja al registro fósil.
Únicamente después de un análisis riguroso de muchos árboles distintos posibles
cuando la filogenia puede ser interpretada prudentemente
y aplicada a preguntas sobre la evolución.
Aunque solo hayamos hecho una visión general
de cómo construir árboles filogenéticos, hay muchas aplicaciones diferentes
más allá de comparar la relación de un organismo con otro.
Estas aplicaciones están en muchos niveles de la biología
desde poblaciones enteras a proteínas individuales
y cómo pueden cambiar a lo largo del tiempo.
Quizás, la contribución más fundamental a los estudios de los orígenes
fue el descubrimiento de que todos los organismos de la Tierra
pueden agruparse en uno de los tres grupos mayoritarios:
bacterias, arqueas y eucariotas.
Antes de este magnífico descubrimiento por Carl Woese y George Fox en 1977,
los organismos se clasificaban en cateogrías, la mayoría de las veces basadas en la morfología.
Y, muchas veces no había una forma definitiva
de distinguir arqueas de bacterias
ya que ambas son, predominantemente, pequeñas e unicelulares.
Esta visión fundamental ha ayudado a organizar el foco
en los atributos y el momento justo del último atepasado común universal
o LUCA
y ha abierto nuevas preguntas sobre el alcance de cual
aparición de LUCA puede, de hecho, ser elminada de los orígenes de la vida.
Basándonos en los atributos de todos los descendientes,
parece claro que LUCA ya era un organismo muy sofisticado
y quedan muchas preguntas abiertas como que debía haber
una extensa historia de apariciones pre-LUCA e innovación evolutiva.
Esta ha sido una visión general sobre filogenética
Para más detalles, estos artículos servirán como un punto de inicio
y para ampliar la lectura sobre muchos de los temas que cubriremos
Gracias por vuestro tiempo.