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La clasificación de la vida

“Don Fernando el grande” no fue ningún rey medieval, sino el maestro que tuve durante el curso que pasé en la escuela de la calle de Marco, creo que a los siete años. Gobernaba un aula de cerca de setenta alumnos, (en masculino), divididos en una parte mayoritaria “normal” y un “pelotón de los torpes”. Cada día preguntaba la lección y nos ubicaba en función de los aciertos. De acuerdo con el estilo de la época, tenía una vara para castigar a quien no sabía la lección. No obstante, pensaba y continúo pensando que fue un buen maestro. Fue él quien nos aseguró que todos los objetos de la Naturaleza se podían clasificar en tres Reinos: Animal, Vegetal y Mineral.

Dos

Como los minerales no viven, podemos decir que en aquella época, (principio de los años 60) y en aquellas escuelas, todos los seres vivos pertenecían al Reino Animal o al Reino Vegetal. O eso decía la Enciclopedia Álvarez que entonces empleábamos.[1]

No eran noticias frescas. La clasificación venía de tiempos muy antiguos. La división de los seres vivos en animales y plantas procedía del gran Aristóteles, (no menos grande que mi maestro), y se fundamentaba en el sentido común y en la sabiduría ancestral. Los tres Reinos de la Naturaleza resultaban evidentes y esa fue la clasificación indiscutida durante milenios, la que sancionó el también muy grande sueco Carl Linneo, el clasificador por antonomasia,  pasada la mitad del siglo XVIII.

Pero la historia cambia de un tiempo a otro. Profundizar en el estudio es una forma segura de encontrar sorpresas. Al mismo tiempo que el sabio sueco hacía la clasificación, había muchos indicios que mostraban una vida más interesante y compleja. El microscopio, que venía utilizándose desde antes del siglo XVII, ponía en duda aquella taxonomía[2] que prometía devenir eterna. Había un mundo microscópico lleno de vida, con organismos minúsculos pero sin duda capaces de reproducirse, crecer y nutrirse, huir, cazar, buscar la luz, la humedad o la oscuridad. Eran seres vivos con todas las características, organismos completos, indiscutibles, que no encajaban ni en el cajón de los animales ni en el cajón de las plantas. La situación, bien conocida desde hacía más de un siglo, pedía una solución, pero Linneo decidió seguir el criterio tradicional.

Tres

Un siglo más tarde, en 1866, el impetuoso alemán Ernst Haeckel, el mismo quien dio el nombre de Biología a la ciencia que estudia la vida, máxima figura europea de las Ciencias Naturales y más darvinista que Darwin en planteamientos y en vehemencia, propuso formalmente un nuevo Reino para los organismos microscópicos: el Reino Protista. Los datos aportadas por los microscopios llevaban por fin a una clasificación de Tres Reinos.

La teoría de la Evolución dio a la taxonomía una nueva dimensión, el tiempo; y un nuevo significado: la construcción del árbol genealógico de los seres vivos. La teoría evolutiva tenía también otra consecuencia, la fractura del sueño linneano de una clasificación en grupos perfectamente disjuntos. El proceso evolutivo hacía esperar una situación más compleja, con abundantes espacios de indefinición.

El atrevimiento de desafiar el conocimiento milenario y la creación del Reino Protista abrió paso al análisis crítico de las categorías taxonómicas. Superada la reverencia a la clasificación ancestral, se hizo patente que podían ser necesarias más modificaciones de la clasificación de la vida en función del conocimiento de su diversidad. El Reino Protista de Haeckel era una agrupación intermedia que incluía todos los organismos que no fueran con seguridad plantas o animales: microorganismos en general, esponjas y algunos hongos (Mixomicetes).

Cuatro

Al llegar el siglo XX, las novedades aportadas por las investigaciones contemporáneas añadidas a datos conocidas de los tiempos de Haeckel (y en algunos casos también de los de Linneo), obligaron a hacer cambios en la clasificación de los seres vivos. Se había perdido el miedo a intentar que las clasificaciones se ajustaran al conocimiento sobre la diversidad de la vida, un conocimiento que había crecido de manera imparable al ritmo de las exploraciones. Y ya se había tomado conciencia de que la ciencia del siglo XX era muy superior a la de la Antigüedad. Además, el siglo XX trajo una rápida sucesión de mejoras tecnológicas. El microscopio no había perdido protagonismo. La aparición del microscopio electrónico permitió resoluciones inimaginables antes.

Las investigaciones sobre los microbios hicieron imposible ignorar por más tiempo la existencia de dos grupos con características muy diferentes. Los había pequeños, sencillos, en los que no se advertía ningún estructura interna; y había otros, bastante más grandes, que tenían un núcleo y algunas estructuras más que comenzaron a ser llamadas genéricamente orgánulos. El año 1937 Edouard Chatton hizo una sugerencia que acabó por aceptarse: las células sin núcleo deberían llamarse procariotas y las que tenían núcleo y orgánulos, eucariotas.

Herbert Copeland presentó en 1938 una clasificación que añadía un Reino nuevo para los microorganismos más pequeños, las bacterias: el Reino Monera. Cambió el nombre Protista por Protoctista[3], en parte por cuestiones etimológicas y de prioridad derivadas de una denominación anterior y en parte para incluir organismos que tenían células con núcleo pero no eran claramente plantas ni animales: las algas rojas y marrones, los hongos y los protozoos. Para Copeland había Cuatro Reinos: Monera, Protoctista, Planta y Animal. La clasificación mostraba una asimetría, el Reino Monera está constituido por organismos procariotas y los otros tres, por organismos eucariotas.

En el año 1957, Robert Whittaker publicó una clasificación también de Cuatro Reinos, pero diferente de la anterior. Según Whittaker, los cuatro Reinos eran: Protista, Hongo, Planta y Animal. Los hongos salían del Reino Vegetal, en el que se incluían tradicionalmente, y formaban un Reino nuevo porque no hacían la fotosíntesis y tenían una bioquímica y una reproducción muy distintas de las plantas. El Reino Protista de Whittaker también era diferente del de Copeland, ya que volvía a incluir las bacterias fotosintéticas y no fotosintéticas, al suprimir el Reino Monera.

Sin embargo, la mayoría de especialistas no estaban muy pendientes de las modificaciones “del árbol de la vida”. La sistemática no es la parte de la biología que más llama la atención y puede parecer aburrida a mucha gente, aunque es una parte necesaria del conocimiento de la biodiversidad y sustenta la investigación del resto de la Biología. Por eso no sorprende tanto que en la escuela, pasado el año 1960, aún se estudiara la clasificación tradicional, las novedades no llegaban rápidamente por entonces. Cien años después de Linneo, yo todavía estudié la antigua clasificación.

Por otro lado, la influencia de la vieja manera de entender el mundo vivo continúa presente en el vocabulario; el lenguaje coloquial está lleno de referencias a la clasificación linneana: se habla de flora bacteriana porque los bacterias solían clasificarse dentro del Reino Planta y protozoo significa etimológicamente animal primero o primitivo, pues Linneo clasificó los protozoos dentro del Reino Animal.

Cinco Reinos

En 1969, el mismo Whittaker revisó su clasificación anterior y propuso una nueva con cinco Reinos. Aportaba como primera novedad la recuperación del Reino Monera, reconociendo que la diferencia entre las células procariotas y las eucariotas era fundamental. La segunda gran novedad fue el cambio de  nombre y de significado del Reino Protista, que pasaba a llamarse Reino Protoctista. Más actualizada y completa que las anteriores, y revisada en profundidad el año 1982 por Lynn Margulis y Karlene Schwartz, la clasificación de Cinco Reinos tuvo un gran éxito. Es la clasificación que se estudia actualmente en Secundaria.

El esfuerzo de entender el enorme biodiversidad pide ir clasificando y ordenando en grupos los organismos que se van conociendo. Para hacer los grupos hay que disponer de criterios, de características importantes que puedan marcar diferencias entre unos organismos y otros. En la clasificación de Cinco Reinos de Whittaker revisada por Margulis-Schwartz:

Los móneras son organismos procariotas unicelulares muy sencillos, que no muestran compartimientos a su interior. En hay que hacen la fotosíntesis y en hay que no.
Los Protoctistas son organismos eucariotas unicelulares o pluricelulares de estructura sencilla (incluyen algunas algas grandes) constituidos por células con núcleo y orgánulos. A diferencia del grupo de Whittaker, los Protoctistas de Margulis-Schwartz incluyen también las algas verdes, justificada en razón de la teoría endosimbiótica.[4]
Los Hongos son organismos eucariotas de estructura sencilla constituidos por células con núcleo y orgánulos, que producen quitina y no hacen la fotosíntesis.
Las Plantas son organismos eucariotas con estructura sencilla o compleja, constituidos por células con núcleo y orgánulos, que hacen la fotosíntesis.
Los Animales son organismos eucariotas de estructura compleja que no hacen la fotosíntesis y pueden, generalmente, desplazarse de forma autónoma.
Como todas las clasificaciones, la de Cinco Reinos tenía algunos problemas. Uno de los más importantes era que los bacterias del Reino Monera está constituidos por células del tipo procariota mientras los seres vivos de los cuatro Reinos restantes están constituidos por células más complejas, del tipo eucariota. Se podría creer que la clasificación en cinco Reinos no mantenía un criterio sino que jugaba con dos. Al fin y al cabo si el criterio fuera el tipo de célula, solo habría dos grupos: organismos con células procariotas y organismos con células eucariotas.

Un segundo problema es el grupo Protoctista[5], una conjunto de organismos tan diversos que resulta imposible encontrar características comunes. Una ameba y un alga parda parecen organismos tan distantes que sorprende encontrarlos juntos en el mismo Reino.

Un tercer problema es inherente a cualquier clasificación: las excepciones. La vida parece complacerse al poner dificultades a los taxonomistas. Es muy fácil indicar a qué Reino pertenece una algarrobo, un níscalo, un paramecio, un caballo y un lactobacilo del yogur, pero los líquenes son asociaciones de algas y hongos, y las euglenas se mueven pero también hacen la fotosíntesis. Si una clasificación tiene más grupos también hay más puntos intermedios, más espacios de indefinición. La enorme diversidad de la vida no se preocupa demasiado por los intentos humanos de clasificarla y entenderla.

Algunas de las razones mencionadas movieron al botánico Cavalier-Smith a hacer una propuesta de seis Reinos. El nuevo Reino aparecía por división del grupo Protoctista en un grupo Protozoa para los protozoos y un grupo Chromista para la mayor parte de las algas. Una minoría de organismos iría a parar a los otros Reinos. La clasificación de Seis Reinos no tuvo demasiado éxito. Tentativas semejantes tuvieran parecida acogida. Se acercaba un cambio radical.

Cambio de perspectiva

También en los años 80, cuando parecía estabilizada la clasificación de los Cinco Reinos[6], una revolución cambió completamente la forma de entender la vida en la Tierra. Las investigaciones, de nuevo relacionadas con la mejora tecnológica de los microscopios, llevaron inevitablemente a una conclusión que se puede expresar de forma muy breve: la vida es bacteriana. La tecnología del final del siglo XX también trajo novedosas técnicas bioquímicas y de laboratorio, entre las que destacaron los métodos de secuenciación y análisis de proteínas y ADN, que cada vez aportaban información más abundante, interesante y precisa. Los resultados de las investigaciones mostraron que casi toda la vida del planeta es bacteriana y que los organismos eucariotas son solo una rama menor del tronco Monera. Carl Woese presentó una clasificación inesperada, muy diferente de todas cuantas se habían hecho antes.

Los mejores datos contaban que el tronco principal de la vida está constituido por dos grandes grupos de Monera: Eubacteria (los bacterias conocidos desde el siglo XVII) y Arquea. De la asociación de algunos bacterias provenía un tercer grupo: Eucaria, el grupo de organismos formados por células complejas que incluye los otros cuatro Reinos: Protistas, Animales, Plantas y Hongos. Eubacteria, Arqueobacteria y Eucaria eran categorías superiores a los Reinos y recibieran el nombre de Dominios[7].

La nueva clasificación rompe el árbol. El árbol clásico se dividía en ramas que nunca volvían a juntarse, pero Eucaria se había formado por «fusión» de varias ramas. La teoría endosimbiótica de Margulis indicaba que las mitocondrias de las células eucariotas son bacterias que viven dentro nuestras células pero tienen su ADN típicamente bacteriano y se reproducen autónomamente; lo mismo puede decirse de los cloroplasto de las plantas, y se considera que hay más orgánulos descendientes de móneras de vida libre que pasaron a formar parte de una célula mayor y más compleja. Era posible la coalescencia de las ramas. Eucaria, por tanto, no es una rama más, no es el simple resultado de una ramificación sino, bien al contrario, de una fusión, un fenómeno no exclusivo del dominio. A partir de aquí resulta imposible hacer una clasificación limpia, perfectamente ramificada, de los seres vivos.

Entretanto había aparecido la idea de LUCA, acrónimo del inglés Last Universal Common Ancestor. Como dice su nombre, LUCA sería el primer organismo vivo que hubo sobre la Tierra, el antecesor de toda la vida del planeta. Debería ser sencillo, más sencillo que una bacteria, pues las bacterias provendrían de él. En algún tiempo muy lejano, hace unos 4000 millones de años, durante un tiempo breve, la única vida de la Tierra fue LUCA.

Pero las investigaciones no se detenían. Una de las ideas fundamentales de las clasificaciones descritas es que la transmisión de la información genética era vertical, es decir, de una generación a la siguiente; pero el análisis de la historia evolutiva de las células eucarióticas acreditaba una transmisión horizontal de material genético, de bacteria a bacteria por ejemplo. Las implicaciones de la posibilidad de una transmisión horizontal generalizada son enormes porque, hipotéticamente,  cualquier organismo de cualquier especie podría haber intercambiado información genética con cualquier otro. Eso, que no es nada fácil entre organismos grandes y complejos como las plantas y los animales, podría haberse producido con facilidad entre los organismos móneras que fueron la única forma de vida durante 5/6 partes de la historia de la vida a la Tierra. 3300 millones de años de vida unicelular procariota es mucho tiempo para intercambiar nada y modificar genomas. Las investigaciones sobre el tema confirman que hay mucha más transmisión genética horizontal de la que se imaginaba.

Las últimas clasificaciones de la vida tienen una base más compleja; se piensa que en realidad hay una maraña de interrelaciones entre los organismos y la imagen de LUCA queda muy borrosa, quizá mucho más improbable. Los intercambios genéticos reiterados harían imposible definir las características de un ser vivo ancestral, y hubiera podido haber muchos. El último dibujo, aparecido hacia el cambio del siglo XX al XXI, no ofrece nitidez sino una desordenada trama ancestral que anda muy lejos de la visión del árbol canónico de la vida y del sueño de una clasificación clara y estable.

Es momento de recordar que la vida no es un producto, sino un proceso evolutivo.

BIBLIOGRAFÍA

ÁLVAREZ, ANTONIO. Enciclopedia Tercero 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, Vuelo 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 plañimientos oro animales: 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 foro the domains Archaea, Bacteriano, and Eucarya. PNAS. Vuelo.87, pp.4576-4579, June 1990.

 

NOTAS

[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 proviene de una edición un poco posterior: Antonio Álvarez. Enciclopedia Tercer Grado. 1966. Ed. Miñón. Valladolid

[2]                                             Taxonomía o sistemática: En Biología, ciencia que trata de la clasificación de los seres vivos en categorías, según sus características.

[3]                                             Etimológicamente, Protoctista significa “primeros seres creados” y Protista, “primeros de todos”.

Haeckel, en 1866, escogió la palabra protista para su nuevo grupo de organismos que no eran plantas ni animales y que venía a coincidir con los microbios, organismos unicelulares.

El significado etimológico de Protista lleva a pensar que no es la palabra idónea, dado que se acepta que las Moneras son anteriores.

En el año 1860, John Hogg había utilizado la palabra Protoctista para referirse a los seres vivos primarios o inferiores; los Protoctistas de Hogg eran los «organismos que llegaron primero en el tiempo evolutivo» (Scamardella, mirar bibliografía) no sempre unicelulares. El uso de la palabra Protoctista es anterior y eso podría generar prioridad, como observó Copeland.

La propuesta de cinco reinos de Whittaker consideraba un reino Protista, pero Margulis cambió el nombre por Protoctista, palabra que también había empleado Copeland.  Margulis considera que el  reino  Protoctista está constituido por organismos eucariotas unicelulares o pluricelulares que no son plantas, animales ni hongos. La definición  de Margulis es una definición por exclusión y justifica la inclusión de las algas verdes en razón de su historia evolutiva endosimbiótica.

[4] Ver más adelante en el texto.

[5]                                             Muchos libros de texto emplean Protista en vez de Protoctista. En su libro La diversidad de la vida, Colin Tudge, (2001) afirma que “… El término “Protoctista” no parece servir  para ningún propósito.”

[6]                                             La versión de Margulis-Schwartz a partir de la propuesta de cinco reinos de Whittaker.

[7]                                             También se ha empleado, no siempre con el mismo significado, la palabra Imperio.

 

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