viernes, 11 de enero de 2013

Una especie, un mosaico de caracteres


En los trabajos que se realizan sobre la diversificación de un grupo zoológico resulta casi  imposible que coincida la opinión de los diferentes autores que lo han estudiado. Es normal, se debe en buena medida a que cada uno valora de diferente forma los caracteres del grupo, bien puede valorar a todos por igual o bien considerar alguno mas importante que otro y éste no siempre es el mismo. En definitiva, cada uno mira al grupo desde un punto de vista diferente y por lo tanto, lo ve diferente.

Para entenderlo se puede hacer un ejercicio muy sencillo. Se toman varias fotografías de un árbol cualquiera, desde diferentes lugares y enfocando bien a la totalidad o bien a alguna parte concreta. Cada fotografía es equivalente a la explicación sobre la diversificación del grupo realizada por un autor. Si hay varias fotografías -explicaciones- resulta casi imposible que se reconozca el mismo árbol en todas y cada una de ellas. Ese ejemplo se puede apreciar en la serie de figuras que corresponden al mismo árbol enfocado desde ángulos distintos.
Hay mayor coincidencia entre los autores cuando uno, al leer una explicación sobre como se ha diversificado un grupo, la acepta como correcta y así lo hace saber. A partir de ese momento ya son dos los autores que defienden la misma explicación y así se va incrementando el número de autores que coinciden y una explicación pasa a ser aceptada "por la mayoría de los autores". En este caso, aparte del primero que la formuló los que siguieron estuvieron simplemente de acuerdo, no tenían datos ni experiencia propia en el grupo, por eso no surgen discrepancias. Puede ocurrir que si el primer autor se equivocó en algún punto concreto, el error se mantenga durante mucho tiempo. Se debe a que el que lo trabaja por segunda vez, al informarse de lo ya publicado lo acepta por bueno, si no es un experto en ese punto. A partir de este momento ya es cierto que “la mayoría de los autores dicen que…” y, sin embargo, están equivocados. Se puede decir que los avances de la ciencia se han debido en muchos casos a una nueva idea que ha surgido “en contra de la mayoría”, por ejemplo la idea de la evolución o la posición de la Tierra en el Universo.
La falta de unanimidad en las interpretaciones filogenéticas tiene al menos dos motivos, que la justifican: a) la dificultad para interpretar qué es un carácter y b) que una especie es un mosaico de caracteres tanto primitivos como evolucionados.

¿Qué es un carácter?

Cuando empezaron a desarrollarse los ordenadores, con su gran rapidez de cálculo, se empezó a desarrollar también la idea de que dos especies serían tanto mas próximas filogenéticamente cuantos mas caracteres tuvieran en común. Los autores que apoyan esta idea preparan listas con el mayor número de caracteres y se han diseñado programas informáticos para buscar relaciones de proximidad entre especies. Cuando se inició esta tendencia, por los años 70 del siglo XX, se preferían siempre los caracteres no anatómicos, porque "con ellos no se llegaba a ninguna parte", bastaba ver que todos los grupos principales tenían varias explicaciones sobre su origen porque los anatomistas no se ponían de acuerdo en la interpretación. Se consideraba que los caracteres moleculares eran mas objetivos y tenían mejor información, sin embargo trabajos como el de Løvtrup sobre el origen de los Cordados dejaron claro que eso no era posible en muchos casos. En busca de la  mayor objetividad se intentó valorar por igual a todos los caracteres por lo que era importante considerar el mayor número posible. Igualar la valoración no resulta muy eficaz y enseguida se añadió en los programas informáticos la posibilidad de incrementar el "peso" de algunos caracteres (a criterio del autor), con lo que dejaban de valorarse todos por igual. Y se continua trabajando en esa dirección.
Sin embargo, antes de discutir cuanto vale un carácter es importante decidir qué es un carácter. La respuesta a la segunda pregunta puede ayudarnos a comprender la primera.
Parece fácil decidir qué es un carácter, pero pongamos un ejemplo. Si se prepara una lista de los que poseen los peces óseos, uno puede ser la presencia de aletas. Pero si además nos fijamos en su forma, longitud de la base, altura, número de radios y posición en el cuerpo, tendremos cinco mas... si solo poseen una aleta. Pero hay Osteictios que pueden tener 10 aletas: tres dorsales, una caudal, dos anales, dos pectorales y dos pelvianas, si cada una puede tener 5 valoraciones, el carácter "aletas" puede tener entre 1 y 50 puntos según la valoración que se haga. En definitiva, ¿qué se debe valorar en las aletas para que tenga un peso semejante a los demás caracteres?, ¿la presencia de aletas? o ¿la forma, posición... de cada una de ellas?
La dificultad señalada es real, no inventada, pero resulta difícil buscar un ejemplo objetivo para manifestarla. En la mayoría de los casos no son comparables los trabajos de distintos autores porque no han utilizado el mismo criterio o se han fijado en aspectos diferentes. Sin embargo, en el libro "Interrelationships of Fishes", de Stiassny et al. (1996), todos los autores utilizan el mismo sistema de trabajo y la misma herramienta informática, por lo que cabe pensar que también utilizarán criterios parecidos. Nos hemos fijado en los tres primeros artículos que se dedican a los Condroictios y cuyos autores deben conocerse porque se citan en los agradecimientos. Así pues tenemos la posibilidad de que utilicen criterios también semejantes. En cada artículo hemos apuntado el número total de caracteres que consideran y los que están relacionados con las aletas y con los dientes (En un anexo, al final se señalan los caracteres que hemos seleccionado de cada artículo)

Tabla I
En la tabla I se dedica una columna a cada uno de esos artículos (1, 2 y 3) y en las filas se van añadiendo: número de caracteres que considera cada uno (fila 2); los relacionados con las aletas y sus cinturas (fila 3) y el % que representan en el conjunto (fila 4); relacionados con los dientes (fila 5) y el % que representan (fila 6). 


Se aprecia que el número de caracteres considerados varía entre 65 y 105 por eso es importante no fijarse tanto en el número relacionado con las aletas o los dientes  sino mas bien en su porcentaje. Éste varia entre 9 y 17% para la aletas, es decir prácticamente el doble en un autor respecto a otro. En el caso de los dientes varía entre 2,9 y 0, lo que es muy significativo cuando otros autores consideran que la alimentación es la base de la diversificación y aquí no se le tiene mucha consideración.
 Con estos datos parece claro que el concepto “un carácter” es bastante variable, cada lector puede hacer las valoraciones que desee.

Una especie, un mosaico de caracteres

Valorar por igual a todos los caracteres nos puede llevar a situaciones sin sentido. Por ejemplo al valorar por igual la alimentación micrófaga, ¿se está diciendo que se alimentan del mismo modo una sardina, un caballito de mar y una ballena? En caso afirmativo sería equivalente a considerar iguales en este carácter a un coche de 1910 y a otro recién salido de la fábrica porque ambos tienen idéntico el carácter "cuatro ruedas". Y en caso negativo no sirve para nada la proposición
Las relaciones entre grupos zoológicos están mediatizadas por el modo de considerar la historia de la diversificación. A modo de ejemplo, en la tabla II se consideran cinco caracteres de los Petromizóntidos y Myxinoideos actuales y en cada grupo se han presentado dos primitivos (p), dos mas evolucionados (e) y otro semejante en ambos, por tanto hay argumentos para considerar a cualquiera de los dos grupos como mas primitivo, como mas evolucionado o como muy próximos entre si. Es cierto que hay mas caracteres a considerar pero seguiríamos estando en una situación semejante. Sin embargo la historia de la diversificación solo sucedió de una forma concreta y descubrirla es lo que hace apasionante el trabajo del zoólogo, que se convierte así en historiador de una parte de la Vida. Por esto, a la hora de establecer las relaciones filogenéticas es importante aclarar como se interpreta la historia en su conjunto y ver de que coincida cuando se consideran puntos de vista diferentes, si es posible tomados por autores también diferentes.

Carácter
Myxinoideos
Petromizontidos
Forma
anguiliforme
anguiliforme
Regulación osmótica renal
escasa o nula (p)
buena (e)
Orificio nasal
comunica con la faringe (e)
ciego (p)
Cápsula ótica
1 canal semicircular (p)
2 canales semicirculares (e)
Raíces de nervios raquídeos
unidas (e)
separadas (p)

 Tabla II


Cuando se dice que una especie presenta un mosaico de caracteres se está diciendo que algunos de ellos son muy modernos mientras que otros son mas primitivos. Así por ejemplo, un delfín tiene una forma del cuerpo y unos dientes homodontos que, en principio representan una situación primitiva en la línea de los Vertebrados, junto a unos pulmones que, sin embargo representan el modo más moderno de respiración dentro del grupo. Ahí tenemos una mezcla de caracteres primitivos y modernos que se repite en cualquier especie animal.

Consideraciones finales

Por todo lo dicho se deduce que a la hora de estudiar la diversificación de un grupo es importante seleccionar con cuidado los caracteres a considerar y valorar su significado histórico dentro del grupo estudiado. Considerar de modo indiscriminado cierto número de caracteres, valorar a todos por igual y considerar que cuanto mayor es el número de coincidencias mayor es el grado de parentesco o proximidad entre especies, puede ser un método equivocado para estudiar la diversificación. En este sentido se pueden se puede llegar a las mismas conclusiones erróneas tanto si se seleccionan con intencionalidad como si se hace con ignorancia. 

En la Tabla III se comparan 14 caracteres seleccionados de un tiburón peregrino, un atún, un delfín y una vaca. Y en la IV se indican el grado de coincidencia (semejanza) - divergencia (distancia) entre cada una de ellas.
Tabla III
   Si nos fijamos en los números de la tabla IV, sin hacer ninguna otra valoración, se puede llegar a tener la idea de que el delfín está relacionado filogenéticamente, es decir más próximo, con el atún y el tiburón porque comparte con ellos más caracteres (13 y 12 respectivamente) que con la vaca (solo 4) y ésta no se puede decir de cual está mas próxima puesto que comparte 3 ó 4 caracteres con cada uno de ellos.
Tabla IV
Una especie que posea un carácter que apareció hace un millón de años, no puede tener un origen anterior, aunque todos sus demás caracteres sean más antiguos. Así pues, el carácter más moderno es el que pone límite a la antigüedad del grupo. Se puede entender mas fácil con un ejemplo de cualquiera de los artilugios fabricados por el hombre. Hoy se puede fabricar un coche modelo 1910, pero con algunos materiales modernos, como la fibra de carbono o un ordenador en el panel de mandos. La fibra y el ordenador delatan su modernidad, aunque todos los demás caracteres sean réplicas perfectas de los materiales y las formas de la época.
Volviendo al ejemplo del delfín, descubierta su modernidad por los pulmones, eso nos obligaría a replantearnos la antigüedad de otros caracteres, como la homodontia. Entonces se ve que es una adquisición secundaria dentro de los Mamíferos, por tanto moderna y evolucionada, en vez de primitiva, como en el tiburón. Si nos fijamos en las aletas impares estabilizadoras se ve que su organización es diferente y la orientación de la caudal tiene una diferencia de 90 grados en cuando a su orientación y al modo de moverse. Algo parecido ocurre con el corazón de cuatro cámaras y la circulación sin mezcla de sangre venosa y arterial. Y así podríamos seguir descubriendo el momento y el sentido de cada uno de los caracteres.
En estas condiciones conocer y valorar el estadio de un carácter es diferente a conocer y valorar el estadio de la especie. En consecuencia, tienen tan poco sentido las secuencias filogenéticas basadas en un solo carácter, como las basadas en más de un carácter pero mezclados e igualados en su valoración.

Para saber mas

Løvtrup, S. 1975. A reexamination of the Arachid theory on the origin of Vertebrata. Zoologica Scripta 4:125-131
Stiassny; Parenti & Jonson (Ed.) 1996. Interrelationships of Fishes. Academic Press. Los tres trabajos son:
Shigeru Shirai. 1996 Phylogenetic interrelationships of Neoselachians (Chondrichthyes: Euselachii). Págs. 9-32.
de Carvalho, Marcelo R. 1996 Higher-Level Elasmobranch Phylogeny, Basal Squaleans and Paraphyly. Págs. 35-60.
McEachran J. D.; Dunn K. A. and Tsutomu Miyake. 1966. Interrelationships of the batoid Fishes (Chondrichthyes: Batoidea). Págs. 63-84.

Anexo

 
Articulo 1
A. 2
A. 3
57. Unión de las mitades derecha e izquierda por el cartílago coracoides: 0 articuladas; 1, incompletamente fusionada; 2, fusionadas  formando una barra transversal.
Corresponde con 37

58. Proceso escapular:0, separado de la vértebra; 1, unido a la vértebra; 2 fusionado al sinarcual; 3, articulado al sinarcual por una barra.

Parecido a los 45, 46 y 47
59. Proceso articular del coracoides: 0, único; 1, dos cóndilos diferenciados; 2, tres o mas


60. Protopterigio y mesopterigio de las aletas pectorales: 0, separados; 1, fusionados.
38 y 39 son los dos únicos sobre los basales de las aletas pectorales.

61. Meso y metapterigio de las aletas pectorales: 0, separados; 1; fusionados.


62. Meso y metapterigio de las aletas pectorales: 0, no expandidos en el extremo; 1, expandidos distalmente y curvados en direcciones opuestas, de modo que dejan un hueco entre ellos.


63. Protopterigiode las aletas pectorales: o, con radiales; 1, reducido y sin radiales.
Corresponde con 40

64. Protopterigio de las aletas pectorales: 0, dirigidos posterolateralmente; 1, Extendiéndose hacia delante y terminando por detrás de la cápsula nasal; 2,alcanzando la cápsula nasal; 3, articulados con el cartílago anteorbital; 4, bien extendidos anteriormente y soportando el hocico.
Parecido a 41.
Parecido a los 49, 50 y 51
65. Metapterigio de las aletas pectorales: 0, sencillo; 1,segmentado.
Parecido a 42

66. Radiales de la aleta pectoral: 0, aplesodic; 1, plesodic.

53
67.- Radiales próximos a la aleta pectoral: 0, separados; 1, interlocked.

52
68. Aleta pélvica: 0, aplesodic; 1, plesodic.


69. Cartílago marginal ventral: 0, no elongado; 1, bien elongado.


70. Cartílago terminal accesorio (t-3): 0, espinoso; 1, no espinoso; 2, modificado dentro del mesoripidion externo.


71. Órganos eléctricos en las pectorales: ausentes; 1, presentes




54 y 55 nuevos
En total han considerado 15 caracteres, sobre 105
En total han considerado 6 caracteres sobre 67
En total han considerado 11 caracteres, bastante diferentes de los anteriores, de un total de 65
Dientes: 96, 97 y 98
58 y 59
Ninguno

 

 

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