Sistemática, ciencia y sociedad

Francisco G. Lorea-Hernández

“La diversidad de la vida es uno de los aspectos más espectaculares de este mundo”, escribió Ernst Mayr (1); yo diría que ésa es su característica más impresionante. Miles de formas, tamaños y colores (Figura 1). En números redondos se conocen en total alrededor de 1 800 000 especies (2); esta cifra incluye, por mencionar algunos grupos conocidos, aproximadamente 62 500 hongos, 10 000 helechos, 240 000 plantas con flores, 35,000 arañas, 341 000 escarabajos, 136 000 mariposas, 21 700 peces y 4 200 mamíferos (2; 3).

Todas ellas relacionadas evolutivamente en algún grado de acuerdo a su ascendencia histórico-biológica. ¿Y cómo sabemos de la existencia y singularidad de todas esas entidades orgánicas que conforman la parte viva de este planeta? Esto es el resultado del trabajo que, bajo diferentes percepciones filosóficas, ha sido desarrollado por numerosas personas, buscando una forma general de catalogar las diversas manifestaciones del mundo vivo. En la actualidad es una actividad académica que llevan a cabo, sobre todo, los biólogos que se dedican a la sistemática. La sistemática es la rama de la biología cuyo objeto de estudio es la diversidad orgánica; la biodiversidad en su sentido más simple. La palabra deriva del latín systema, que significa conjunto ordenado de elementos interrelacionados, o un medio, método o procedimiento para realizar algo; en este caso, las dos acepciones se conjuntan en el propósito de quienes estudian el entorno natural del hombre e intentan representarlo de una manera organizada. Aquí se usa la palabra sistemática en un sentido que abarca al trabajo taxonómico.

Originalmente fue labor que ejercieron filósofos y naturalistas, y no fue sino hasta mediados del siglo XVIII que comenzó a conformarse en un área del conocimiento con reglas y estructura propias. En ese entonces, entre 1735 y 1753, fueron publicadas tres obras de Carl von Linneo (Figura 2) que sentaron las bases de la sistemática moderna: Systema Naturae, Fundamenta Botanica y Species Plantarum (4). En ellas Linneo introdujo, entre otras cosas, el uso de grupos organizados jerárquicamente, las indicaciones de las características que debían ser utilizadas para distinguir los grupos y, sobre todo, la aplicación de la nomenclatura binomial de manera consistente a todas las especies. El último de estos puntos significa que todas las especies son reconocidas por la conjunción de dos palabras: el nombre del género y el nombre (epíteto) específico. Este nuevo elemento, regulado por normas iniciadas también por Linneo, fue crucial para darle estabilidad a la clasificación de los organismos. Un segundo evento determinante en la constitución teórica vigente de la sistemática fue la aparición de la obra de Charles Darwin On the origin of species by means of natural selection en 1859 (Figura 2). Las ideas centrales de su libro, derivadas de un buen número de observaciones, de que las especies descienden unas de otras por modificación a partir de ancestros comunes, y que la causa principal de estos cambios es la selección natural, dieron gran fuerza a la idea, hasta entonces más bien débil, de la evolución de la vida. Con ello, el principio organizador del conocimiento biológico cambió y en la sistemática no fue distinto; las clasificaciones debían representar la evolución de los organismos. El punto principal de esta etapa fue discernir cuáles (y cómo) eran los ancestros de los diferentes grupos de organismos, para de ahí elaborar, mediante la valoración personal del sistemático, las posibles líneas de descendencia evolutiva. Finalmente, en 1966, la argumentación teórica desarrollada por Willi Hennig (Figura 2) en su libro Phylogenetic systematics, estableció las bases de un gran salto cualitativo al señalar que las clasificaciones deben sustentarse en la correcta reconstrucción de la filogenia (historia evolutiva) de los organismos, reconociendo en ellas exclusivamente taxones monofiléticos, es decir, conformados por todos los descendientes de un ancestro común, incluyéndolo a éste, y definidos así mediante una metodología más rigurosa que sólo la apreciación experimentada del taxónomo, permitiendo con ello la repetición de los análisis. El avance en el campo informático ha permitido que en relativamente poco tiempo se diseñen diferentes herramientas analíticas que han materializado esta perspectiva teórica, robusteciendo cada vez más las clasificaciones.

Aparte de trabajar en la elaboración del inventario de todas las especies que hay en el mundo, los sistemáticos colaboran en la construcción de un sistema de clasificación universal para las mismas, así como en la preparación de los medios documentales que facilitan la identificación de las especies y otros grupos definidos en la clasificación y, de manera destacada, en el desarrollo de diversas teorías sobre relaciones y procesos evolutivos de los organismos. Así, los resultados prácticos de la sistemática son varios e importantes: los compendios sobre la fauna y la flora a diferentes escalas geográficas y geopolíticas, que incluyen las descripciones y las herramientas técnicas para la identificación de los diferentes grupos de organismos (taxones); las monografías taxonómicas, que cubren los mismos aspectos del punto anterior, pero para un grupo de organismos (taxón) particular; el descubrimiento, nominación y catalogación de nuevas especies; la reconstrucción de la historia evolutiva de los organismos (Figura 3); la reconstrucción de los cambios evolutivos en forma y función de distintas estructuras en los organismos; el registro de la variación morfológica entre las poblaciones de una misma especie; el desarrollo de diversas hipótesis sobre la historia y causas de la distribución de los organismos y, sobre todo, un sistema de clasificación cada vez más sólido, así como el establecimiento de colecciones museográficas que, al tiempo que son el fundamento material de los estudios antes mencionados, sirven de punto de partida para responder nuevas preguntas. La sistemática ha contribuido al crecimiento de la anatomía, la fisiología, la ecología, la paleontología o la genética de poblaciones, y aun áreas como la biogeografía y la biología evolutiva, han derivado directamente de ella.

Sin duda los productos mejor conocidos de la sistemática son las clasificaciones. Éstas constituyen propuestas en las que se agrupan los organismos de acuerdo a sus relaciones evolutivas (putativas o confirmadas), en un arreglo jerárquico que considera varias categorías (taxones) sucesivamente inclusivas que representan líneas de descendencia, justo como un árbol genealógico, donde las ramas terminales son las especies. En la figura 4 se muestran varias de las categorías utilizadas en la clasificación de un pequeño pitayo nativo. Las categorías en sí no tienen significado biológico, son, por así decirlo, los cajones con la forma y el tamaño adecuados para contener a las cajas más pequeñas que guardan a los elementos (grupos de organismos) que comparten la misma historia genealógica. Actualmente, el sustento teórico principal de las clasificaciones es que cada taxón debe ser monofilético. Esta cualidad permite que la capacidad predictiva acerca de las propiedades de características aun no estudiadas en elementos de un mismo grupo sea alta. Aunque por mucho tiempo la morfología fue la fuente principal de datos para establecer el parentesco entre los organismos, en su desarrollo la sistemática fue integrando información de diversas campos del conocimiento, como la anatomía, la fisiología, la química, la paleontología, la geografía y, actualmente, utiliza de manera preponderante las variaciones en la estructura molecular de los ácidos nucleicos, sobre todo del ADN. Al final, el cúmulo de datos considerados en la caracterización de un grupo particular dentro de la clasificación queda asociado a un nombre taxonómico que es reconocido por todo mundo, sin importar el área del conocimiento o la región geográfica. Con ello, las clasificaciones por medio de los nombres taxonómicos constituyen una especie de lenguaje cifrado con el cual se puede recuperar toda la información existente sobre cualquier grupo de organismos.

Como ya se mencionó antes, los resultados de los estudios en sistemática, cubren diversos campos de interés científico. Pero cabe destacar uno que es básico y central para investigaciones de diversa índole: la identificación correcta de las especies. No es trivial, en un análisis fitoquímico, estar seguros que un compuesto activo fue obtenido de la especie A y no de la especie B, o si el insecto depredador de una planta es el escarabajo X y no el escarabajo Y, o si la especie de ave N está presente o no en cierta región geográfica, e incluso, si las muestras para un análisis filogenético provienen de las especies requeridas. La certidumbre de una “simple” lista de especies de cualquier grupo de organismos es fundamental para la valoración de otros asuntos; primero, para comprender cabalmente la magnitud e importancia del patrimonio biológico que se posee y, en segundo lugar, a fin de tomar las medidas necesarias para su conservación y uso responsable.

Los diversos tópicos con los que la sistemática se enlaza a las diferentes áreas de la ciencia mencionados más arriba, no son únicamente de interés académico, tienen también, en mayor o menor grado, un impacto social. Para empezar, podemos preguntar ¿no es una necesidad social conocer los recursos biológicos del país?, ¿cuántos hay, cómo son, dónde están? ¿Cómo podemos apreciar, usar y conservar lo que no conocemos? No obstante, la importancia de la sistemática va más allá de la evidente participación que tiene en la resolución de estos rubros. Es preciso reiterar que el trabajo taxonómico, por el carácter predictivo que conlleva, ayuda en el rastreo (exploración/indagación) de nuevos fármacos y diversos materiales o el uso de especies diferentes de las que originalmente fueron obtenidas tales sustancias. Temas más específicos incluyen, por ejemplo, en el área de la salud (8), la identificación de agentes patógenos así como, en su caso, de los vectores de esos organismos nocivos. Así como estudios para evaluar patogenicidad potencial de grupos relacionados a los ya identificados como dañinos. En el caso de la agricultura y la silvicultura (9), la sistemática provee información básica para la identificación de plagas y su posible control, pero también datos para conocer interacciones simbióticas específicas, como las micorrizas, que ayudan al establecimiento y mejoran el desarrollo de las plantas. De igual manera, el conocer cuán diverso es y qué distribución tiene el grupo de especies relacionadas con alguna planta cultivada, puede, mediante hibridación planeada, facilitar el mejoramiento de la calidad del producto o proveer resistencia a infecciones.

La biodiversidad es un vasto campo de estudio, y en México existen numerosos aspectos que desconocemos de la parte que nos toca. El conocimiento generado por la sistemática puede mejorar la percepción del mundo vivo que nos rodea y contribuir a su preservación (10). El trabajo debe continuar, el esfuerzo vale la pena.

Referencias

• 1. Mayr, E. 1976. Evolution and the diversity of life. Selected essays. The Belknap Press of Harvard University Press, Cambridge.

•  2. Minelli, A. 1993. Biological systematics. The state of the art. Chapman & Hall, New York.

• 3. Wilson, E. O. 1988. The current state of biological diversity. En E. O. Wilson (ed.). Biodiversity. National Academy Press, Washington. pp. 3-18.

• 4. Morton, A. G. 1981. History of botanical science. Academic Press, London.

• 5. Salem, A.-H., D. A. Ray, J. Xing, P. A. Callinan, J. S. Myers, D. J. Hedges et al. 2003. Alu elements and hominid phylogenetics. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100: 12787-12791.

• 6. Chase, M. & J. L. Reveal. 2009. A phylogenetic classification of the land plants to accompany APG III. Botanical Journal of the Linnean Society 161: 122-127.

• 7. Ruggiero, M. A., P. G. Dennis, T. M. Orrell, N. Bailly, T. Bourgoin, R. C. Brusca et al. 2015. A higher level classification of all living organisms. PLoS ONE 10 (4): 1-60.

• 8. Oliver, J. H. Jr. 1996. Importance of systematics to public health: ticks, microbes, and disease. Ann. Missouri Bot. Gard. 83: 37-46.

• 9. Rossman, A. Y. & R. M. Douglas. 1996. Systematics solves problems in agriculture and forestry. Ann. Missouri Bot. Gard. 83: 17-28.

• 10. Eldredge, N. (ed.) 1992. Systematics, ecology, and the biodiversity crisis. Columbia University Press, New York.

Pie de figuras

Fig 1. Una mínima muestra de las formas de vida con las que compartimos este planeta. Fotos: F. Lorea

Fig 2. De izquierda a derecha, imagen de Carl von Linneo y carátula de su obra Systema Naturae, 1ª edición, 1735; imagen de Charles Darwin y carátula de su libro On the origin of species…, 1ª edición, 1859; imagen de Willi Hennig y portada de su libro Phylogenetic systematics, portada de la reimpresión de la edición en inglés, 1999. Imágenes tomadas de internet.

Fig 3. Imagen de una reconstrucción de las relaciones evolutivas entre el hombre (Homo sapiens) y el resto de los primates homínidos. Tomado de Salem et al. (5).

Fig 4. Categorías taxonómicas de la clasificación de Epiphyllum pumilum Britton & Rose; diseño F. Lorea, con base en Chase & Reveal (6) y Ruggiero et al. (7).