Clasificación Biológica

Clasificación, en biología, identificación, denominación y agrupamiento de organismos en un sistema establecido basado en las similitudes anatómicas, tanto internas como externas, y fisiológicas, así como en la composición genética y en las relaciones evolutivas. La diversidad de seres vivos es enorme y se estima que entre 10 y 13 millones de especies viven en nuestro planeta. Por ello, para poder estudiar los distintos seres vivos y sus características, resulta más fácil agruparlos en categorías basadas en características compartidas.

La clasificación biológica permite organizar la diversidad de seres vivos existentes sobre la Tierra. Se trata de un proceso dinámico que refleja la propia naturaleza de los organismos, los cuales han estado sujetos a cambios y modificaciones a lo largo de muchas generaciones a través de la evolución. Desde que la vida apareció sobre la Tierra, hace unos 3.800 millones de años, nuevos grupos de organismos se fueron desarrollaron. Muchos de esos organismos se extinguieron, mientras que otros evolucionaron y dieron lugar a la fauna y flora que actualmente pueblan nuestro planeta.

Las numerosas formas de vida que existen deben ser nombradas y organizadas de manera ordenada, de modo que los biólogos de todo el mundo puedan estar seguros de que conocen el organismo exacto que es objeto de estudio. La definición de los grupos de organismos debe basarse en la selección de características importantes, o rasgos compartidos, responsables de que los miembros de cada grupo sean semejantes entre sí, y diferentes de los otros grupos. Para clasificar los distintos organismos, los científicos estudian un amplio rango de características, incluidas aquellas que son visibles a simple vista, aquellas que pueden detectarse con ayuda de un microscopio o incluso aquellas que se pueden determinar únicamente mediante pruebas químicas. Los científicos comparan la forma externa y el tamaño de los organismos, la anatomía y las funciones internas de órganos y sistemas como el sistema digestivo o el reproductor, así como las reacciones químicas que tienen lugar en los organismos para crecer, crear y almacenar energía y reproducirse. Los primeros estados de desarrollo de un organismo, estudiados por la embriología, así como el comportamiento de los mismos, estudiado por la etología (véase Conducta animal), también resultan útiles para agrupar y clasificar a los organismos. Incluso el papel que un organismo desempeña en el hábitat puede ayudar a situarlo en un grupo concreto. Los científicos utilizan también los registros fósiles para conocer cómo los organismos han ido cambiando y evolucionando a través de la historia de la Tierra, lo que también resulta de ayuda para su clasificación.

Más recientemente, los científicos han utilizado técnicas de biología molecular para comparar los genes de organismos distintos. Los científicos estudian el ácido desoxirribonucleico, de manera que los organismos que comparten una estructura de ADN similar están más estrechamente relacionados. La mayoría de los estudios genéticos han apoyado la clasificación de organismos que se había realizado de forma más tradicional; sin embargo, en algunos casos, la evidencia de los estudios genéticos ha puesto de manifiesto que ciertos organismos debían reclasificarse.

Por tanto, todas las ramas de la biología contribuyen al reconocimiento y a la interpretación de las similitudes y las diferencias existentes entre los organismos, pero las especialidades que están implicadas directamente en los estudios de clasificación son la taxonomía y la sistemática. Aunque las dos disciplinas se superponen, la taxonomía está más centrada en la nomenclatura (denominación) y el establecimiento de los sistemas jerarquizados, y la sistemática en las relaciones evolutivas.

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CLASIFICACIÓN JERÁRQUICA

Los métodos actuales de clasificación tratan de reunir los grupos en taxones o categorías, de modo que estos reflejen los procesos evolutivos que subyacen bajo las similitudes y diferencias que existen entre los organismos. Dichas categorías forman un tipo de pirámide, o jerarquía, donde los distintos niveles representan los diferentes grados de relación evolutiva.

Los biólogos clasifican a los organismos individuales en el nivel básico de especie, que es la única categoría de esta índole que puede ser considerada en la naturaleza. Las categorías superiores son reuniones de grupos de especies. Una especie está compuesta por organismos que comparten muchas características importantes. Además, en los organismos con reproducción sexual, las especies están formadas por poblaciones entremezcladas, que de forma ideal no pueden tener descendientes fértiles con miembros de ninguna otra especie.

Carl von Linneo

Aunque era médico, Carl von Linneo sentía un vivo interés por la botánica, e ideó un método de clasificación de las plantas conocido como nomenclatura binomial. Este sistema simplificó de forma radical la identificación y clasificación de animales y plantas, que a partir de entonces empezaron a organizarse en grupos significativos basados en la semejanza de sus características. Aunque sus primeras obras están dedicadas a la nomenclatura y clasificación de las plantas, Linneo también describió y clasificó varias especies animales. Sus descripciones son tan precisas, que muchas se han mantenido sin cambios hasta nuestros días.

Las especies que no se cruzan con otras pero que están claramente relacionadas con ellas por compartir características importantes, se agrupan en un género. Para construir la clasificación jerárquica, los géneros se agrupan en familias, las familias en órdenes, los órdenes en clases, las clases en filos, y los filos en reinos. Los grupos de organismos incluidos en estas siete categorías principales, en cualquier nivel de jerarquía, reciben el término de taxones, y cada taxón recibe una definición que abarca las características más importantes compartidas por todos los miembros de un taxón.

Para permitir una subdivisión mayor, se pueden añadir los prefijos sub- y super- a cualquier categoría. Además, en clasificaciones complejas, pueden utilizarse categorías intermedias especiales como rama (entre reino y filo), cohorte (entre clase y orden) y tribu (entre familia y género).

En cualquier nivel, un taxón indica una base evolutiva común. Todos sus miembros se han desarrollado a partir de un antecesor común. Entonces se dice que el taxón es monofilético. En los casos en los que en un taxón determinado confluyen dos o más miembros que tienen características en común pero que derivan de líneas ancestrales diferentes, se dice que el taxón es polifilético. Generalmente se intenta dividir y redefinir el taxón de modo que se obtenga una línea monofilética.

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HISTORIA DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN

Clasificación de los organismos

La clasificación de los seres vivos es motivo de controversia desde hace mucho tiempo. Arriba: El sistema aristotélico solo reconocía plantas y animales, que se diferenciaban por el movimiento, el mecanismo de alimentación y la forma de crecimiento. Este sistema agrupa procariotas, algas y hongos con las plantas, y protozoos móviles capaces de alimentarse con los animales. Centro: El perfeccionamiento de las técnicas y los materiales de laboratorio puso de manifiesto las diferencias entre células procariotas y eucariotas y determinó una nueva clasificación que las reflejaba. Abajo: En época más reciente se han admitido cinco reinos que tienen en cuenta la organización celular y la forma de nutrición.

La taxonomía es una de las ciencias más antiguas y sin embargo aún es un campo dinámico, repleto de nuevos descubrimientos y métodos. Como en otros ámbitos de la ciencia, los grandes pensadores han dado forma al desarrollo de las clasificaciones. Uno de los primeros sistemas de clasificación fue establecido por el filósofo griego Aristóteles, que vivió en el año 300 a.C. Aristóteles pensaba que la complejidad de la vida podía incluirse en un orden natural basado en dicotomías o polos opuestos. Así, por ejemplo, Aristóteles dividió los animales en aquellos que tenían sangre y aquellos que carecían de ella, una forma de clasificación que se aproxima a la división en vertebrados e invertebrados, utilizada en los actuales sistemas de clasificación.

Aristóteles escribió extensamente sobre plantas y animales, pero sus escritos sobre plantas se perdieron. Afortunadamente, Teofrasto, uno de sus alumnos, aplicó la taxonomía de Aristóteles en sus trabajos sobre plantas. Teofrasto subdividió las plantas, basándose en su forma, en categorías muy amplias: árboles, arbustos y hierbas. El médico griego Dioscórides desarrolló una forma de clasificación más pragmática que separaba, por ejemplo, las hierbas medicinales de aquellas que se utilizaban para elaborar perfumes.

Para unificar la denominación de los organismos y poder comunicar de forma más precisa el creciente número de especies que eran descubiertas, los estudiosos de la edad media (entre el siglo V y el siglo XV d.C.) tradujeron los nombres comunes de los organismos al latín –que era entonces la lengua de los eruditos. Con frecuencia esos nombres eran largos y engorrosos, e incluían numerosos términos descriptivos. Entre mediados del siglo XVI y mediados del siglo XVII, un grupo de naturalistas simplificó ese complejo método convirtiéndolo en un sistema binomial, un sistema de nombramiento en el que se utilizaban solo dos palabras.

En el siglo XVI el botánico italiano Andrea Cesalpino fue el primer científico que clasificó las plantas de acuerdo, principalmente, a sus características estructurales, como sus frutos o semillas. Cesalpino desarrolló un método de ponderación del carácter en el que definió ciertas características clave que eran importantes para identificar los grupos de plantas. Ese método fue adaptado por el botánico suizo Caspar Bauhin, quién catalogó un amplio listado de plantas. Además, Bauhin fue el primero en organizar las plantas en un sistema rudimentario que recuerda a la moderna clasificación en géneros y especies.

La clasificación de los animales también progresó durante el siglo XVI. El naturalista francés Pierre Belon realizó un amplio estudio y clasificación de las aves. Belon fue el primero en utilizar la adaptación al hábitat para dividir las aves en acuáticas, zancudas, de presa, paseriformes y terrestres, categorías que todavía se utilizan hoy en día de manera informal. En el siglo XVII, el naturalista inglés John Ray fue el primero en aplicar el método de ponderación del carácter para las características estructurales en animales. Ray utilizó características claves, como la forma y el tamaño del pico, para clasificar las aves.

A mediados del siglo XVII, el naturalista sueco Carl von Linneo desarrolló normas formales que proporcionaron consistencia al sistema que se utilizaba habitualmente, el sistema binomial de nomenclatura en el que se empleaban dos nombres en latín. La primera palabra es el nombre del género y la segunda es habitualmente un adjetivo que describe el organismo, su localización geográfica o la persona que lo descubrió. Utilizando este sistema el perro doméstico recibe el nombre de Canis familiaris. Canis es el nombre del género para el grupo de animales que comprende los perros, los lobos, los coyotes y los chacales. El término familiaris tiene carácter descriptivo para diferenciar el perro doméstico de sus parientes salvajes.

Antes de Linneo, los biólogos habían establecido categorías de clasificación al azar, como la categoría de género para agrupar varias especies. Linneo fue el primero en formalizar el uso de taxones mayores en su libro Systema Naturae (1735), estableciendo la taxonomía jerarquizada estándar que todavía se utiliza hoy día. Además, Linneo creó reglas para clasificar las especies que fueron utilizadas por los científicos durante más de doscientos años.

Antes del siglo XIX, Linneo y otros taxonomistas clasificaron los organismos de una manera arbitraria, aunque lógica, que facilitó la comunicación de la información científica. Pero con la publicación, en 1859, del libro El origen de las especies por medio de la selección natural, escrito por el naturalista británico Charles Darwin, el propósito de la clasificación adquirió un nuevo significado. Darwin sostenía que los sistemas de clasificación deberían reflejar la historia de la vida, esto es, las especies debían relacionarse basándose en los antecesores que compartían. Darwin definió las especies como grupos que habían divergido de un antepasado común lejano en la historia. Sin embargo, llevar a cabo una historia evolucionista compatible con los sistemas de clasificación ya establecidos no era una tarea fácil. Los críticos argumentaron que la clasificación debía ser coherente con la filogenia, pero no basarse exclusivamente en la historia evolutiva. Ellos propugnaban el empleo de otros factores, como la conducta o la anatomía, junto con la filogenética, para mejorar la clasificación de los organismos. Esta controversia sobre la mejor manera de abordar la clasificación se mantiene hoy en día.

El desarrollo y uso de los microscopios, a finales del siglo XVI, reveló la existencia de una enorme diversidad de organismos unicelulares. Esos organismos originaron nuevos problemas de clasificación para la comunidad científica, que aún se basaba en un sistema de clasificación en dos reinos. Al principio, los organismos unicelulares que realizaban la fotosíntesis fueron clasificados en el reino Plantas y los organismos que ingerían alimentos se catalogaron en el reino Animal. En el siglo XIX, los científicos habían identificado una amplia variedad de organismos microscópicos con anatomías celulares diversas, estructuras internas especializadas llamadas orgánulos y patrones de reproducción que no encajaban con facilidad en el sistema de clasificación de plantas y animales. Esa gran diversidad animó al biólogo alemán Ernst Haeckel a proponer la creación de un tercer reino, Protoctista, para agrupar esas formas unicelulares.

Haeckel ubicó las bacterias dentro del reino Protoctista en un grupo separado que él llamó Móneras, reconociendo que esos organismos diferían de todas las otras células porque carecían de núcleo. Conforme los biólogos aprendían más sobre las bacterias, se dieron cuenta de otras diferencias entre esos organismos y todas las demás formas de vida. Además de la ausencia de núcleo, las bacterias diferían de otros tipos de células en que carecían de orgánulos energéticos, como las mitocondrias, las estructuras celulares implicadas en el metabolismo. En la década de 1930, esas diferencias condujeron al biólogo marino francés Edouard Chattón a realizar una distinción fundamental entre procariotas, organismos como las bacterias que carecían de núcleo, y eucariotas, organismos más complejos que tienen núcleo. En 1938 el biólogo estadounidense Herbert Copeland argumentó que la distinción entre procariotas y eucariotas era tan importante que los procariotas merecían disponer de un cuarto reino propio llamado reino Móneras (también denominado reino Procariotas).

En la década de 1950, el biólogo estadounidense Robert H. Whittaker propuso añadir un quinto reino, el reino Hongos, basado en el método exclusivo de los hongos de obtener alimento. Los hongos se habían clasificado previamente dentro de las plantas, pero Whittaker expuso que los hongos no elaboran su propio alimento, como hacen las plantas, y que tampoco lo ingieren, como hacen los animales. Los hongos secretan enzimas digestivas alrededor de los alimentos, fragmentándolos antes de que sean absorbidos por sus células.

En la década de 1970, los avances en biología molecular proporcionaron nuevos hallazgos respecto a la relación entre los organismos y pusieron de relieve imperfecciones en los sistemas de clasificación vigentes. Las nuevas técnicas de biología molecular, como la reacción en cadena de la polimerasa, que permite analizar y comparar el ácido desoxirribonucleico (ADN), permitieron al microbiólogo estadounidense Carl Woese determinar que un grupo de organismos clasificados hasta entonces como bacterias pertenecían en realidad a un taxón independiente. Se observó que el grupo Archaea, que comprende las arquebacterias, tenía características fisiológicas y estructuras moleculares únicas. Archaea está representado por un grupo relativamente pequeño de organismos unicelulares que viven principalmente en medios anaerobios extremadamente calurosos, salados o ácidos. Woese propuso inicialmente un sistema de clasificación en seis reinos, en el que separó los organismos procariotas en dos reinos Arquebacteria y Eubacteria o bacterias verdaderas, con la inclusión de los organismos eucariotas en los reinos Plantas, Animales, Hongos y Protoctista. Posteriormente, recomendó el uso de una nueva categoría llamada dominio. En su nuevo sistema, todas las formas de vida están agrupadas en tres dominios: Bacteria, Archaea y Eukarya.

Otros científicos proponen un sistema de ocho reinos. Además de los reinos Plantas, Animales y Hongos, este sistema también incluye otros dos reinos procariotas, Archaea y Eubacteria, y divide el reino Protoctista en tres reinos separados.

Con independencia del método de clasificación que se utilice para clasificar un organismo, su lugar en la jerarquía de la vida no es inamovible. Los científicos continúan descubriendo nuevas evidencias en los fósiles, y los estudios de biología molecular y de otros campos de la ciencia pueden variar la posición de un microorganismo en la jerarquía de la clasificación.