Resumen (25 de Noviembre de 2005): El análisis más exhaustivo llevado a cabo sobre las relaciones genéticas entre los principales grupos de serpientes, lagartos y otros reptiles escamados, ha dado como resultado una reorganización radical del árbol familar de estos animales, necesitando nuevos nombres para varias de las también nuevas ramas del árbol. La investigación, presentada en el actual número de la revista C. R. Biologies, fue llevada a cabo por dos biólogos que trabajan en la Universidad del Estado de Pennsylvania: S. Blair Hedges, profesor de biología, y Nicolas Vidal, asociado postdoctoral en el mismo grupo de investigación de Hedges en aquel momento, actualmente encargado en el Museo Nacional de París.





Basado en un lanzamiento de la Universidad del Estado de Penn

Crédito: Copyright Eladio Fernandez 2005. " width="200"> Las apariencias pueden ser engañosas. Esta imagen pertenece a una Iguana de la India Occidental, del género Cyclura. Un nuevo estudio de los genes dibuja nuevamente el árbol familiar de los lagartos y coloca a las iguanas de aspecto primitivo y sus parientes en la cima en vez de la base del árbol. Crédito: Copyright Eladio Fernandez 2005.

El análisis más exhaustivo llevado a cabo sobre las relaciones genéticas entre los principales grupos de serpientes, lagartos y otros reptiles escamados, ha dado como resultado una reorganización radical del árbol familar de estos animales, necesitando nuevos nombres para varias de las también nuevas ramas del árbol. La investigación, presentada en el actual número de la revista C. R. Biologies, fue llevada a cabo por dos biólogos que se desempeñan en la Universidad del Estado de Pennsylvania: S. Blair Hedges, profesor de biología, y Nicolas Vidal, asociado postdoctoral en el mismo grupo de investigación de Hedges en aquel momento, actualmente encargado en el Museo Nacional de París.

Vidal y Hedges recolectaron y analizaron el conjunto más amplio de datos genéticos jamás reunidos sobre los reptiles escamados conocidos como squamata. El árbol familiar resultante ha revelado una cantidad de sorprendentes relaciones. Por ejemplo, “La abrumadora evidencia genético- molecular demuestra que los lagartos iguanas de aspecto primitivo son parientes cercanos de dos de los más avanzados linajes, las serpientes por un lado y los lagartos monitor y sus semejantes por el otro”, dice Vidal.

”Le dimos a este grupo un nuevo nombre, ‘Toxicofera’, por otro descubrimiento, presentado en una monografía relacionada, del hecho de que algunas especies de lagartos que se consideraban inocuas en realidad producen un veneno tóxico, como lo hacen algunas serpientes –incluyendo algunos lagartos monitor de la misma familia que el gigante Dragón de Cómodo y algunas grandes especies de iguanas”. Vidal, Hedges y otros investigadores publicaron este y otros descubrimientos acerca de la evolución temprana del sistema venenoso en lagartos y serpientes en una monografía encabezada por Bryan G. Fry, de la Universidad de Melbourne en Australia, publicada en la edición actual de la revista Nature. “Es verdaderamente asombroso que tantos lagartos supuestamente inocuos en realidad sean venenosos”, comenta Vidal, “pero el hecho de compartir estas características cobra sentido ahora que nuestros estudios genéticos han demostrado cuan estrechamente relacionados están”.

La diversificación de semejante grupo de animales, que incluye 8,000 especies vivientes, en varios nichos ecológicos, es el mayor patrón de evolución biológica en la Tierra. “Solíamos pensar que el veneno se había desarrollado hacía relativamente poco tiempo, pero este estudio muestra que en realidad se desarrolló muy tempranamente en la historia de estas especies, hace aproximadamente 200 millones de años, cuando los dinosaurios recién nacían”, explica Hedges. “Nos gustaría comprender qué factores tuvieron mayores efectos en la evolución biológica en aquel tiempo de la historia de la Tierra y por qué estas especies sobrevivieron pero los dinosaurios no”. Esta investigación también podría ayudar a los científicos a encontrar fósiles de más especies porque revela nueva información acerca de la edad de las formaciones geológicas en las que los fósiles pueden encontrarse. En un contexto más amplio, este trabajo es parte de la investigación astrobiológica, que busca comprender los mecanismos generales de la evolución que podrían aplicarse a otros mundos.

Crédito: Karim Daoues " width="220"> Varanus kordensis, lagarto monitor. Crédito: Karim Daoues

Para incrementar la confiabilidad estadística de sus resultados, Vidal y Hedges incluyeron el doble de la cantidad de información genética que se había utilizado en estudios previos de estas especies. Los datos del equipo incluyen nueve genes de codificación de proteínas nucleares de 19 especies representando todos los principales linajes –generalmente familias- de serpientes vivientes, lagartos, y un tercer grupo relacionado de reptiles escamosos, las anfisbenas. El equipo analizó estos datos utilizando varios métodos estadísticos para determinar cómo se relaciona cada especie con las otras. “Aunque estos genes tienen la misma función en cada especie, hay unas pequeñas diferencias entre las especies –mutaciones- que se han desarrollado a lo largo del tiempo”, explica Vidal. Las comparaciones de estas diferencias evolutivas dieron como resultado un árbol familiar de squamatas (escamados) que, según Hedges, es casi completamente diferente de la versión que ha aparecido en los libros de texto durante los últimos cien años. El árbol familiar en uso actualmente se basa principalmente en la comparación de determinadas estructuras físicas, conocidas como caracteres morfológicos –como por ejemplo la forma de un hueso.

“La versión actual del árbol familiar de los reptiles en los libros de texto sitúa a las iguanas, que son un grupo enorme de 1,440 especies de lagartos de aspecto primitivo, en la base del árbol –pero las iguanas ahora están cerca de la cima de nuestro nuevo árbol en el nuevo grupo Toxicofera, que nosotros le llamamos el clado venenoso”, explica Vidal. Además del nuevo carácter del veneno, Vidal y Hedges descubrieron otros rasgos físicos cuya importancia para proporcionar indicios visibles de las estrechas relaciones genéticas entre las especies había sido pasada por alto. Por ejemplo, entre los lagartos y las serpientes que ponen huevos, todas las especies por encima de un determinado punto en el nuevo árbol tienen un solo diente de huevo y todas aquellas por debajo de ese punto tienen dos dientes de huevo (*). “En la antigua disposición, utilizar el número de dientes de huevo como una característica evaluativa no tenía sentido, pero en la nueva disposición sí. ”, dice Vidal. “Si este nuevo árbol resulta correcto, todos los caracteres morfológicos que tradicionalmente habían sido usados para identificar similitudes entre las especies necesitarán ser reevaluados para comprender cómo evolucionaron estos rasgos”.

Crédito: Karim Daoues " width="150"> Arbol familiar de los lagartos y las serpientes redibujado: Un Nuevo estudio genético descubre rasgos distintivos inesperado, tales como los dientes de huevo (arriba, en la punta de la nariz), útil en la clasificación de las especies. Crédito: Karim Daoues

De acuerdo con Vidal y Hedges, la razón por la que los árboles antiguo y nuevo son tan diferentes es porque se basan en modos diferentes de evaluar las relaciones entre las especies. El antiguo árbol se basa principalmente en la morfología –comparación de ciertas características de la estructura física de los animales- que puede cambiar considerablemente cuando una especie se adapta a las condiciones cambiantes. Para la investigación genealógica esto puede ser un problema si dos especies no relacionadas cambian del mismo modo, lo que daría como resultado una falsa evidencia de relaciones. El nuevo árbol se basa exclusivamente en la comparación de la estructura molecular de los genes de los animales. “Si bien los cambios moleculares en los genes pueden ocurrir rápida y lentamente, y pueden cambiar en respuesta a las condiciones en que vive el animal, esos cambios adaptativos están limitados a una pequeña parte del gen. La mayor parte del gen porta una firma genealógica que revela la historia evolutiva de la especie”, explica Hedges. Muchos de los grupos del árbol familiar existente, morfológico, fueron bautizados de acuerdo a sus características físicas que ya no se aplican a los grupos en el nuevo árbol. Por ejemplo, como resultado de la reorganización, un enorme grupo de lagartos –las iguanas, que tienen lenguas suaves y un número de más de 1400 especies- fue movido desde cerca de la base del anterior árbol hacia una agrupación cerca de la cima del nuevo árbol entre los escamosos, que tienen lenguas ásperas. Como resultado, explica Vidal, “Nos encontramos con que necesitamos reemplazar varios de los antiguos nombres, como el que se refiere a la textura de la lengua, porque ya no tienen ningún significado válido en el nuevo árbol”.

Entre los nuevos nombres, se encuentran el de Bifurcata, que en latín significa “partido en dos”, para las especies con una lengua bífida; Toxicofera, que significa “animales tóxicos”, para especies que poseen veneno; Unidentata, que significa “un diente”, para especies con un sólo diente de huevo; Episquamata, que quiere decir “escamados superiores”, para las iguanas y otras especies de este grupo cerca de la cima del nuevo árbol; Laterata, o “semejante a ladrillos”, para un grupo de lagartos y reptiles sin patas cuyas escamas tienen una forma semejante a baldosas cuadradas en vez de la forma semicircular que es común a las serpientes y a otras especies de lagartos.

”Dado que el árbol actual ha sido ampliamente aceptado durante casi un siglo, yo creo que va a haber una demora de quizás unos pocos años antes de que la comunidad científica en general se acostumbre al nuevo árbol”, concluye Vidal. “Si otros grupos de investigación que trabajan en esta área encuentran el mismo patrón con genes adicionales, entonces creo que la comunidad científica podrá aceptar estos resultados más rápidamente”.

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(*) Nota del T. Diente de huevo: cilindro óseo situado sobre el hocico, que le permitía al animal romper la cáscara del huevo al hacer eclosión. Es similar al que tienen las aves, cocodrilos y tortugas actuales.