Categorías
Divulgació científica Textos

Classificar la vida

La classificació dels éssers vius és causa i també conseqüència de la forma en que s’entén la vida a la Terra. L’article fa un recorregut molt breu pels sistemes de classificació dels organismes més notables i destaca els significats dels canvis.

Don Fernando el grande” no fon cap rei medieval, sinó el mestre que vaig tindre durant el curs que vaig passar a l’Escola de Govern, al carrer de Marco, crec que als set anys. Dirigia un aula de prop de setanta alumnes, (en masculí), dividits en una part majoritària “normal” i un “pelotón de los torpes”. Cada dia preguntava la lliçó i ens reordenava segons els encerts. D’acord amb l’estil de l’època, tenia una vara per a castigar a qui no sabia la lliçó. No obstant això, pensava i continue pensant que era un bon mestre. Fon ell qui ens va assegurar que tots els objectes del món natural es podien classificar en tres Regnes: Animal, Vegetal i Mineral.

Dos

Com que els minerals no viuen, podem dir que a d’aquella època, (principi dels anys 60) i a d’aquelles escoles, tots els éssers vius pertanyien al Regne Animal o al Regne Vegetal. O això deia la Enciclopedia Álvarez que aleshores empràvem.[1]

No n’eren notícies fresques. La classificació venia de temps molt antics. La divisió dels sers vius en animals i plantes venia ja del gran Aristòtil, (no menys gran que el meu mestre), i es fonamentava en el sentit comú i el coneixement antic. Els tres Regnes de la Naturalesa resultaven evidents i eixa va ser la classificació indiscutida durant mil·lennis, la que va sancionar el també molt gran suec Carl von Linné, el classificador per antonomàsia,  passada la mitat del segle XVIII.

Però la història canvia d’un temps a un altre. Aprofundir en l’estudi és una forma segura de trobar sorpreses. Alhora que el savi suec feia la classificació, hi havia molts indicis que mostraven una vida més interessant i complexa. El microscopi, que venia utilitzant-se des d’abans del segle XVII, posava en dubte aquella taxonomia[2] que prometia esdevindre eterna. Hi havia un món microscòpic ple de vida, amb organismes minúsculs però sens dubte capaços de reproduir-se, de créixer i nodrir-se, de fugir, de caçar, de cercar la llum, la humitat o la foscor. N’eren sers vius amb totes les característiques, organismes complets, indiscutibles, que no quadraven ni al calaix dels animals ni al calaix de les plantes. La situació, ben coneguda de feia més d’un segle, demanava una solució, però Linné va decidir seguir el criteri tradicional.

Tres

Un segle més tard, en 1866, l’impetuós alemany Ernst Haeckel, el mateix qui va donar el nom de Biologia a la ciència que estudia la vida, màxima figura europea de les Ciències Naturals i més darwinista que Darwin en plantejaments i en vehemència, va proposar formalment un nou Regne per als organismes microscòpics: el Regne Protist. Les dades aportades pels microscopis dugueren finalment a una classificació de Tres Regnes.

La teoria de l’Evolució donà a la taxonomia una nova dimensió, el temps, i un nou significat: la construcció de l’arbre genealògic dels éssers vius. La teoria evolutiva tenia també una altra conseqüència, el trencament del somni linneà d’una classificació en grups perfectament disjunts.  El procés evolutiu feia esperar una situació més complexa, amb abundants espais d’indefinició.

L’atreviment de desafiar el coneixement mil·lenari i la creació del Regne Protist va obrir pas a l’anàlisi crític de les categories taxonòmiques. Superada la reverència a la classificació ancestral, es va fer palés que podien ser necessàries més modificacions a la classificació de la vida, en funció del coneixement de la seua diversitat. El Regne Protist de Haeckel era una agrupació intermèdia que incloïa tots els organismes que no foren amb seguretat plantes o animals: microorganismes en general, esponges i alguns fongs (Mixomicets).

Quatre

En arribar el segle XX, les novetats aportades per les investigacions contemporànies afegides a dades conegudes dels temps de Haeckel (i en alguns casos també als de Linné), obligaren a fer canvis en la classificació dels éssers vius. S’havia perdut la por a intentar que les classificacions s’ajustaren al coneixement sobre la diversitat de la vida, un coneixement que havia crescut de manera imparable al ritme de les exploracions. I ja s’havia pres consciència que la ciència del segle XX era molt superior a la dels temps antics. A més, el segle XX va dur una ràpida successió de millores tecnològiques. El microscopi no havia perdut protagonisme. L’aparició del microscopi electrònic va permetre resolucions inimaginables abans.

Les investigacions sobre els microbis va fer impossible ignorar per més temps l’existència de dos grups amb característiques ben diferents. En hi havia de menuts, senzills, on no s’advertia cap estructura interna; i en hi havia d’altres, prou més grans, que tenien un nucli i algunes estructures més les quals començaren a anomenar-se genèricament orgànuls. L’any 1937 Edouard Chatton feu un suggeriment que acaba per acceptar-se: les cèl·lules sense nucli deurien anomenar-se procariotes i les que estaven constituïdes per cèl·lules amb nucli i orgànuls, eucariotes.

Herbert Copeland va presentar en 1938 una classificació que afegia un Regne nou per als microorganismes més menuts, els bacteris: el Regne Monera. Va canviar el nom Protist per Protoctist[3], en part per qüestions etimològiques i de prioritat derivades d’una denominació anterior i en part per a incloure-hi els organismes que tenien cèl·lules amb nucli però no foren clarament plantes ni animals: les algues roges i brunes, els fongs i els protozous. Per a Copeland hi havia Quatre Regnes: Monera, Protoctist, Planta i Animal. La classificació mostrava una asimetria, el Regne Monera està constituït per organismes procariotes i els altres tres, per organismes eucariotes.

L’any 1957, Robert Whittaker va publicar una classificació també de Quatre Regnes, però diferent de l’anterior. Segons Whittaker, els quatre Regnes eren: Protist, Fong, Planta i Animal. Els fongs eixien del Regne Vegetal, al qual pertanyien tradicionalment, i formaven un Regne nou perquè no fan la fotosíntesi i tenen una bioquímica i una reproducció molt distintes de les plantes. El Regne Protist de Whittaker també era diferent del de Copeland, car va tornar a incloure-hi els bacteris fotosintètics i no fotosintètics, en suprimir el Regne Monera.

Tanmateix, la majoria d’especialistes no estaven molt pendents de les modificacions de “l’arbre de la vida”. La sistemàtica no és la part de la biologia que més crida l’atenció i pot semblar avorrida a molta gent, encara que és una part necessària del coneixement biològiques i recolza la investigació de la resta de la Biologia. Per això no sorprén tant que a l’escola, passat l’any 1960, encara s’estudiara la classificació tradicional, però aleshores les novetats no arribaven ràpidament. Cent anys més tard de Linné, jo encara vaig estudiar l’antiga classificació.

D’altra banda, la influència de la vella manera d’entendre el món viu continua present al vocabulari; el llenguatge col·loquial està ple de referències a la classificació linneana: es parla de flora bacteriana perquè els bacteris solien classificar-se dins del Regne Planta i protozou significa etimològicament animal primer o primitiu, car Linneu va classificar els protozous dins del Regne Animal.

Cinc Regnes

El mateix Whittaker l’any 1969 va revisar la seua classificació anterior i acabà per proposar cinc Regnes. Aportava com a primera novetat la recuperació del Regne Monera, reconeixent que la diferència entre les cèl·lules procariotes i les eucariotes era fonamental. La segona gran novetat fon el canvi de  nom i de significat del Regne Protist, que passava a anomenar Regne Protoctist. Més actualitzada i completa que les anteriors, i revisada en profunditat l’any 1982 per Lynn Margulis i Karlene Schwartz, la classificació de Cinc Regnes va tindre un gran èxit. És la classificació que s’estudia actualment en Secundària.

L’esforç d’entendre l’enorme biodiversitat demana anar classificant i ordenant en grups els organismes que es van coneixent. Per a fer els grups cal disposar de criteris, característiques importants que poden marcar diferències entre uns organismes i altres. En la classificació de Cinc Regnes de Whittaker revisada per Margulis-Schwartz:

Els Moneres són organismes procariotes unicel·lulars molt senzills, que no mostren compartiments al seu interior. En hi ha que fan la fotosíntesi i en hi ha que no.
Els Protoctists són organismes eucariotes unicel·lulars o pluricel·lulars d’estructura senzilla (inclouen algunes algues grans) constituïts per cèl·lules amb nucli i orgànuls. A diferència del grup de Whittaker, els Protoctists de Margulis-Schwartz inclouen també les algues verdes, justificada en raó de la teoria endosimbiòtica.
Els Fongs són organismes eucariotes d’estructura senzilla constituïts per cèl·lules amb nucli i orgànuls, que produïxen quitina i no fan la fotosíntesi.
Les Plantes són organismes eucariotes amb estructura senzilla o complexa, constituïts per cèl·lules amb nucli i orgànuls, que fan la fotosíntesi.
Els Animals són organismes eucariotes d’estructura complexa que no fan la fotosíntesi i poden, en general, desplaçar-se de forma autònoma.
Com totes les classificacions, la de Cinc Regnes tenia alguns problemes. Un dels més importants era que els bacteris del Regne Monera està constituïts per cèl·lules del tipus procariota mentre els sers vius dels quatre Regnes restants estan constituïts per cèl·lules més complexes, d’un tipus que ara anomenem Eucariota. Hom podia creure que la classificació en cinc Regnes no mantenia un criteri sinó que jugava amb dos. Al cap, si el criteri fora el tipus de cèl·lula, només hi hauria dos grups: organismes amb cèl·lules procariotes i organismes amb cèl·lules eucariotes.

Un segon problema és el grup Protoctist[4], el qual arreplega organismes tan diversos que resulta impossible trobar característiques comunes. Una ameba i un alga bruna semblen organismes tan distants que sorprén trobar-les juntes al mateix Regne.

Un tercer problema és inherent a qualsevol classificació: les excepcions. La vida sembla complaure’s en posar dificultats als taxonomistes. És molt fàcil indicar a quin Regne pertany una garrofera, un rovelló, un parameci, un cavall i un lactobacil del iogurt, però els líquens són associacions d’algues i fongs, i les euglenes es mouen i fan la fotosíntesi. Si una classificació té més grups també hi ha més punts intermedis, més espais d’indefinició. L’enorme diversitat de la vida no es preocupa massa pels intents humans de classificar-la i entendre-la.

Algunes de les raons esmentades va moure al botànic Cavalier-Smith a fer una proposta de sis Regnes. El nou Regne apareixia per divisió del grup Protoctist en un grup Protozoa per als protozous, un grup Chromista per a la major part de les algues i una minoria d’organismes que anirien a parar als altres Regnes. La classificació de Sis Regnes no va tindre massa èxit. Temptatives semblants tingueren pareguda acollida. S’acostava un canvi radical.

Canvi de perspectiva

Però també als anys 80, quan semblava estabilitzar-se la classificació dels Cinc Regnes[5], una revolució va canviar completament la forma d’entendre la vida en la Terra. Les investigacions, altra volta relacionades amb la millora tecnològica dels microscopis van portar a una conclusió inevitable que es pot expressar de forma molt breu: la vida és bacteriana. La tecnologia del final del segle XX també va dur noves tècniques bioquímiques i de laboratori, on cal destacar els mètodes de seqüenciació i l’anàlisi de proteïnes i ADN, que aportaven informació cada volta més abundant,  interessant i precisa. Els resultats de les investigacions mostraren que quasi tota la vida del planeta és bacteriana i que els organismes eucariotes són només una branca minúscula del tronc Monera. Carl Woese va presentar una classificació inesperada, molt diferent de totes les que s’havien fet abans.

Les millors dades contaven que el tronc principal de la vida esta constituïda per dos grans grups de Monera: Eubacteria (els bacteris coneguts des del segle XVII) i Arquea. De l’associació d’alguns bacteris provenia un tercer grup: Eucaria, el grup d’organismes formats per cèl·lules complexes que inclou els altres quatre Regnes: Protistes, Animals, Plantes i Fongs. Eubactèria, Arqueobactèria i Eucaria eren categories superiors als Regnes i van rebre el nom de Dominis[6].

La nova classificació trenca l’arbre. L’arbre clàssic es dividia en branques que mai tornaven a ajuntar-se, però Eucaria s’havia format per «fusió» de diverses branques. La teoria endosimbiòtica de Margulis indicava que els mitocondris de les cèl·lules eucariotes són bacteris que viuen dins les nostres cèl·lules però tenen el seu ADN típicament bacterià i es reproduïxen autònomament; igual es pot dir dels cloroplasts de les plantes i es considera que hi ha més orgànuls descendents de moneres de vida lliure que van passar a formar part d’una cèl·lula major i més complexa. Era possible la concrescència de les branques. Eucaria, per tant, no és una branca més, no és el resultat d’una ramificació sinó, ben al contrari, d’una fusió, un fenomen no exclusiu del domini. A partir d’ací resulta impossible fer una classificació neta, perfectament ramificada, dels ser vius.

Mentrestant havia aparegut la idea de LUCA, acrònim de l’anglés Last Universal Common Ancestor. Com diu el seu nom, LUCA seria el primer organisme viu que hi hagué sobre la Terra, l’antecessor de tota la vida del planeta. Deuria ser senzill, més senzill que un bacteri, car els bacteris provindrien d’ell. En algun temps molt llunyà, vers fa 4000 milions d’anys, durant un temps breu, l’única vida de la Terra fou LUCA.

Però les investigacions no aturaven. Una de les idees fonamentals de les classificacions descrites és que la transmissió de la informació genètica era vertical, és a dir, d’una generació a la següent; però l’anàlisi de la història evolutiva de les cèl·lules eucariòtiques acreditava una transmissió horitzontal de material genètic, de bacteri a bacteri per exemple. Les implicacions de la possibilitat d’una transmissió horitzontal generalitzada són enormes perquè, hipotèticament,  qualsevol organisme de qualsevol espècie podria haver intercanviat informació genètica amb qualsevol altre. Això, que no és gens fàcil entre organismes grans i complexos com les plantes i els animals, podria produir-se fàcilment entre els organismes moneres que van ser l’única forma de vida durant 5/6 parts de la història de la vida a la Terra. 3300 milions d’anys de vida unicel·lular procariota és molt de temps per a intercanviar gens i modificar genomes. Les últimes investigacions sobre el tema confirmen que hi ha molta més transmissió genètica horitzontal que s’imaginava.

Les darreres classificacions de la vida tenen una base més complexa, en realitat es pensa que hi ha un embolic d’interaccions entre organismes i fa que la imatge de LUCA quede molt esvaïda o, potser, més improbable. Els intercanvis genètics reiterats farien impossible definir les característiques d’un ser viu ancestral, i haguera pogut haver-ne molt més d’un. El darrer dibuix, aparegut cap al canvi del segle XX al XXI, no oferix cap nitidesa sinó una desordenada trama ancestral que para molt lluny de la visió de l’arbre canònic de la vida i del somni d’una classificació clara i estable.

És moment de recordar que la vida no és un producte, sinó un procés evolutiu.

©Sensio Carratalà Beguer

BIBLIOGRAFIA

ÁLVAREZ, ANTONIO. Enciclopedia Tercer Grado. 1966. Ed. Miñón. Valladolid.

HOLMES, SANDRA. Henderson Diccionario de términos biológicos. 1984. Ed. Alhambra. Madrid.

HUG, LAURA A. ET AL. A new view of the tree of life.Nature Microbiology, Vol 1, May 2016.

MARGULIS, LYNN; SCHWARTZ, KARLENE. Cinco Reinos. 1988. Editorial Labor. Barcelona.

NEVIANI, IVO. Introduzione alle Scienze della Vita. 1989. SEI. Torino.

SCAMARDELLA, JOSEPH M. Not plants or animals: a brief history of the origin of Kingdoms Protozoa, Protista and Protoctista. International Microbiology. (1999). 2:207–216.

STEPHEN JAY GOULD. La vida maravillosa. 1999. Ed. Crítica. Barcelona.

TUDGE, COLIN. La diversidad de la vida. 2001. Ed. Crítica. Barcelona.

WILSON, E. O. The diversity of life. 1992. Penguin Books. London.

WOESE, C. R.; KANDLER, O.; WHEELIS, M. L. Towards a natural system of organisms: proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. PNAS. Vol.87, pp.4576-4579, June 1990.

 

NOTES

[1]                      “Los reinos de la Naturaleza.- La Naturaleza se divide en tres reinos: animal, vegetal y mineral.

Pertenecen al reino animal los seres que viven, andan por sí solos y sienten; al reino vegetal, los que viven pero no andan ni sienten, y al reino mineral, los que carecen de vida.

La cita prové d’una edició un poc posterior: Antonio Álvarez. Enciclopedia Tercer Grado. 1966. Ed. Miñón. Valladolid

[2]                      Taxonomia o sistemàtica: En Biologia, ciència que tracta de la classificació dels éssers vius en categories, segons les seues característiques.

[3]                      Etimològicament, Protoctist significa “primers éssers creats” i Protist, “primers de tots”.

Haeckel, en 1866, va triar la paraula protist per al seu nou grup d’organismes que no eren plantes ni animals i que venia a coincidir amb el microbis, organismes unicel·lulars.

El significat etimològic de Protist fa pensar que no és la paraula idònia quan s’accepta que els Moneres són anteriors.

L’any 1860 John Hogg havia utilitzat la paraula Protoctist per a referir-se als sers vius primaris o inferiors; els protoctists de Hogg eren els “organismes que arribaren primer en el temps evolutiu” (Scamardella, mirar bibliografia) no sempre unicel·lulars. L’ús de la paraula Protoctist és anterior i això podia generar prioritat, com va observar Copeland.

La proposta de cinc regnes de Whittaker considerava un regne protist, però Margulis va canviar el nom per Protoctist, paraula que també havia emprat Copeland. Margulis considera el Regne Protoctist constituït per organismes eucariotes unicel·lulars o pluricel·lulars que no són plantes, animals ni fongs. La definició de Margulis és una definició per exclusió i justifica la inclusió de les algues verdes en raó de la seua història evolutiva endosimbiòtica.

[4]           Molts llibres de text empren Protist en compte de Protoctist. En el llibre La diversidad de la vida, Colin Tudge, (2001) afirma que “… El término “Protoctista” no parece servir  para ningún propósito.”

[5]                      La versió de Margulis-Schwartz a partir de la proposta de cinc regnes de Whittaker.

[6]                      També s’ha emprat, no sempre amb el mateix significat, la paraula Imperi.

 

Deja una respuesta

Tu dirección de correo electrónico no será publicada.