Biodiversidad de Especies del Suelo y Genómica (Tipos de Taxónomos: Lumpers and Splitters)

Ya os he comentado en diversos post precedentes, como la biodiversidad que albergan los suelos aún es muy poco conocida. Generalmente, en los hábitats mejor y más intensamente muestreados se detectan más especies que en los que no lo han sido. Del mismo modo, existen dos tipos de taxónomos: (i) los que  escarban y abundan en las singularidades con vistas a proponer nuevas especies y (ii) aquellos que intentan reagrupar las primeras en menos taxa, por cuanto consideran que tales diferencias no son lo suficientemente conspiras como para dividirlas en taxones distintos. A los primeros se les denominan  splitters y a los segundos lumpers (ver nuestro post: El dilemma Naturalia/artificialia and the splitters and lumpers). Abajo os dejo un enlace para que abundéis en Wikipedia sobre este tema. Ciertamente cabe la posibilidad de que en el medio edáfico, como en otros muchos, organismos dispares sean agrupados como una especie cuando en realidad no lo sabemos. Ya hemos hablado de mi primer mentor en materia de investigación, es decir del fitopatólogo y taxónomo del suelo Antonio Bello Pérez. Su actitud era la de un Lumper.

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Reproducción de los colémbolos. Fuente: Frans Janssens, Department of Biology, University of Antwerp, Antwerp, B-2020, Belgium

 Un día para mi sorpresa descubrí que uno de sus artículos más citados de Antonio se encontraba publicado en una revista española no indexada (Anales de Edafología y Agrobiología) pero que había calado a nivel internacional. En aquel escrito un género muy especioso lo había sido reducido a menos de la mitad de las especies, convirtiéndose en un éxito entre sus colegas taxónomos. Ahora está de moda hablar de especies crípticas, con vistas a denominar a aquellas que no fueron catalogadas con anterioridad como tales debido a sus semejanzas morfológicas con otras. Sin embargo se trata de un tema casi tan antiguo como la propia taxonomía biológica. El auge de este tópico obedece al de los análisis genéticos en la práctica taxonómica que, recordemos, tan solo suelen hacer uso del DNA mitocondrial. Se trata de un procedimiento muy debatido y discutido. En la noticia que os ofrecemos hoy, un equipo de investigadores utiliza el mismo argumento que otros muchos  anteriores, con vistas a denunciar que la caracterización morfológica de las especies subestima su número, mientras que las técnicas genómicas lo esclarecen. Según ellos en un hábitat aun poco explorado los procedimientos moleculares detectan muchas más especies que los análisis morfológicos. Y francamente no lo dudo, lo cual no quiere decir que los defensores de lo que denomino código de barras genético (en un sentido muy amplio del vocablo) cuyos procedimientos ellos utilizan, sean la panacea con vistas a cuantificar el verdadero número de especies que alberga el planeta. En un congreso mundial de nematología, asistí a varias conferencias (y presentación de posters) en las cuales se analizaban muestras utilizando los clásicos procedimientos morfológicos y los superferolíticos genéticos, siendo los resultados desconcertantes y muy dispares (también para los propios autores). Sin embargo, antes de seguir debo hacer notar a los lectores no versados en el tema que un tema es proponer nuevas especies (por el procedimiento que sea) y otro bien distinto que tales novedades sean finalmente aceptadas por sus colegas, pasando en su mayoría a engrosar la lista de miles de pretendidas especies nuevas que a la postre serán alojadas en el baúl de los recuerdos. Os ruego que no olvidéis este hecho, que suele soslayarse con grosera estupidez. Empero el tema no acaba aquí, ni mucho menos (…)

Uno de los principales problemas para catalogar especies estriba en que no existe ningún concepto de especies apto para dar cuenta de la diversidad de la vida, habiéndose propuesto más de 20. En consecuencia, nunca llegarán a estar de acuerdo los que defienden unos frente a otros. Todo apunta a que el concepto de especies es un constructo social como otros muchos, aspecto en el que abundé en este documento: El dilemma Naturalia/artificialia and the splitters and lumpers controversy. Los colémbolos son un taxón muy abundante en los suelos, pero que como otros muchos padece este problema clasificatorio. Los colémbolos se reproducen sexualmente, por lo que si se apela al concepto biológico de especie, como es el caso que tratamos hoy, su descendencia debe ser fértil, con vistas a que hablemos de la misma especie. De no ser el caso, se trataría de dos distintas. Pues bien, tanto en los análisis que hacen uso del genómica como los que siguen analizando exclusivamente su morfología, raramente se comprueba si la hibridación de dos especies “presuntamente distintas” resulta ser fértil y viceversa. Y así exclamación de que hemos encontrado especies crípticas queda en entredicho, por definición (una mera conjetura). No hace falta bajar al mundo microscópico con vistas a quedarnos atrapados en este dilema, por ya que el mismo debate acaece en plantas y todo tipo de vertebrados. Existen por ejemplo diversas especies consideradas dispares de mamíferos que a la postre hibridan atesorando una progenie fértil. En consecuencia, se trata de una misma especie, a pesar de lo cual, muy a menudo tardamos en reconocer este hecho. Así, por ejemplo, los Neandertales y los denominados Humanos modernos (Sapiens), según recientes estudios moleculares se cruzaron, llevando los humanos actuales, genes de ambos antepasados, aunque predominen los de los segundos. Mutatis mutandis, hablamos debiéramos hablar de la misma especie, y con la pura ortodoxia entre las manos tal distinción debiera ser erradicada, hecho que se soslaya en la literatura. ¿Por qué?.

 Por otro lado hoy sabemos que unas especies albergan una gran variabilidad genética aunque al cruzarse con otras den lugar a híbridos fértiles, mientras que en otros casos ocurre lo contrario (minúsculas diferencias genéticas generan barreras reproductivas). Como corolario ningún análisis genético por sí solo, puede discernir “especies biológicas”. Con vistas a testar tal hecho habría que analizar el resultado de su cruzamiento. Así pies cual es el criterio que se utiliza en estos casos con vistas a discernir entre especies distintas, aunque sea arbitrario?. ¿Se ha consensuado alguno? Que yo sepa,¡ no!.

 Por todo ello, las conclusiones del trabajo que mostramos hoy, como es el caso de otros muchos artículos, no dejan de ser nuevas pisadas en un lodazal. Andamos en arenas movedizas De nuevo esta es la extraña irracionalidad de la racionalidad científica, que hemos denunciado hasta la saciedad en post precedentes. Eso sí así se publican muchos más papers siendo un splitter que un lumper.

 Debido a que, según la nota de prensa los autores del estudio comentan que: “”Hasta ahora se pensaba que había unas pocas especies con distribuciones geográficas muy amplias, a veces con presencia en más de un continente, a pesar de que los colémbolos no pueden volar. Ahora vemos que en realidad hay muchas más especies, con distribuciones muy localizadas“, abajo os muestro un ejemplo de un muestreo de esta taxón en un ambiente seguramente más estudiado con anterioridad, muestra una gran cantidad de especies endémicas y otras con una distribución biogeográfica muy concreta. Es decir no abala para nada esta aseveración de los autores.  Empero diversos expertos defienden que las características idiosincrásicas del medio edáfico favorecen la supervivencia de especies mucho más antiguas que las que aparecen sobre el mismo.

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Ecología de los Colémbolos (Hexapoda, Collembola) en Los Monegros (Zaragoza, España) Javier I. Arbea 1 y Javier Blasco-Zumeta Espectro de repartición biogeográfica de las especies de colémbolos de la región de Monegros estudiada.

Resumiendo, aun no podemos defender con rotundidad un concepto claro de especie, mientras que el denominado biológico rarísimamente es testado con rigor (la mantada comprobación que los vástagos de un determinado cruce son fértiles o infértiles). En consecuencia, cualquier inventario de la biodiversidad de un determinado taxa no deja de ser aproximación abierta a seguras correcciones posteriores, como en el fondo lo es cualquier constructo taxonómico. publish or perish.

Juan José Ibáñez

Wikipedia: Lumpers and splitters

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Lumping and splitting are opposing tendencies in any discipline which has to place individual examples into rigorously defined categories. The lumper/splitter problem occurs when there is the need to create classifications and assign examples to them, for example schools of literature, biological taxa and so on. A “lumper” is an individual who takes a gestalt view of a definition, and assigns examples broadly, assuming that differences are not as important as signature similarities. A “splitter” is an individual who takes precise definitions, and creates new categories to classify samples that differ in key ways.

Origin of the terms

The earliest use of these terms was apparently by Charles Darwin, in a letter to J. D. Hooker in 1857. “(Those who make many species are the ‘splitters,’ and those who make few are the ‘lumpers.’)” They were introduced more widely by George G. Simpson in his 1945 work “The Principles of Classification and a Classification of Mammals.” As he put it, “splitters make very small units – their critics say that if they can tell two animals apart, they place them in different genera … and if they cannot tell them apart, they place them in different species. … Lumpers make large units – their critics say that if a carnivore is neither a dog nor a bear, they call it a cat.” [1]

Another early use can be found in the title of a 1969 paper by the medical geneticist, Victor McKusick: “On lumpers and splitters, or the nosology of genetic disease.”[2]

Reference to lumpers and splitters also appeared in a debate in 1975 between J. H. Hexter and Christopher Hill, in the Times Literary Supplement. It followed from Hexter’s detailed review of Hill’s book Change and Continuity in Seventeenth Century England, in which Hill developed Max Weber‘s argument that the rise of capitalism was facilitated by Calvinist Puritanism. Hexter objected to Hill’s ‘mining’ of sources to find evidence that supported his theories. Hexter argued that Hill plucked quotations from sources in a way that distorted their meaning. Hexter explained this as a mental habit that he called ‘lumping’. According to him, ‘Lumpers’ rejected differences and chose to emphasize similarities. Any evidence that did not fit their arguments was ignored as aberrant. ‘Splitters’, in contrast, emphasised differences, and resisted simple schemes. ‘Lumpers’ consistently tried to create coherent patterns. ‘Splitters’ preferred incoherent complexity.[3] In a similar vein, historian of ideas Isaiah Berlin categorized thinkers as ‘Hedgehogs’ (lumpers) and ‘Foxes’ (splitters) in his essay on Leo Tolstoy, ‘The Hedgehog and the Fox‘.

Especies crípticas

En biología, un complejo críptico de especies es un grupo de especies que satisfacen la definición biológica de especie —esto es, que están aislados reproductivamente de otras especies— pero no son distinguibles morfológicamente. Las especies individuales dentro del complejo pueden sólo ser separadas usando datos no morfológicos, tales como los análisis de secuencia de ADN, bioacústica, o a través de los estudios de historia de la vida. Pueden, pero no necesitan serlo, parapátricos, frecuentemente simpátricas, y a veces alopátridas.

 La clasificación morfológica de especies subestima los niveles reales de riqueza biológica

Se suele definir una especie biológica como un grupo de organismos capaces de reproducirse entre sí y de producir descendencia fértil. Las especies son linajes evolutivos independientes y, con frecuencia, poseen rasgos físicos y comportamientos diferentes, que tradicionalmente se han empleado para clasificar los organismos en uno u otro grupo.

FUENTE | CSIC 03/10/2013

Ahora, un estudio elaborado por un equipo internacional de investigadores con participación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) sugiere que en algunos grupos dicho supuesto subestima los niveles reales de riqueza de especies y la biodiversidad mundial.

El estudio ha analizado el ADN de 99 individuos pertenecientes a cinco especies de colémbolos definidas según su morfología en Panamá. Los colémbolos son un tipo de invertebrados con cierto parecido a los insectos, incapaz de volar y frecuentemente asociado a los ambientes de suelo. “Nuestro trabajo genético revela que individuos que hasta ahora se habían clasificado dentro de una misma especie por ser indistinguibles físicamente, en realidad pertenecen a distintos linajes evolutivos. En concreto, en las 5 especies analizadas hemos identificado 58 linajes evolutivos“, explica el investigador del CSIC Brent Emerson, del Instituto de Productos Naturales y Agrobiología.

Los resultados, en combinación con estudios previos, sugieren que podrían existir al menos 10 veces más especies de colémbolos de lo que se creía. “Hasta ahora se pensaba que había unas pocas especies con distribuciones geográficas muy amplias, a veces con presencia en más de un continente, a pesar de que los colémbolos no pueden volar. Ahora vemos que en realidad hay muchas más especies, con distribuciones muy localizadas“, añade el investigador.

Además, las secuencias de ADN han permitido estimar que esta diferenciación biológica no es reciente, sino que se remonta millones de años, y estuvo probablemente ocasionada por los cambios climáticos del pasado y los acontecimientos geológicos.

Francesco Cicconardi, Pietro P. Fanciulli, Brent Emerson. Collembola, the biological species concept and the underestimation of global species richness. Molecular Ecology. DOI: 10.1111/mec.12472

Abstract del Trabajo Original

Despite its ancient origin, global distribution and abundance in nearly all habitats, the class Collembola is comprised of only 8000 described species and is estimated to number no more than 50 000. Many morphologically defined species have broad geographical ranges that span continents, and recent molecular work has revealed high genetic diversity within species. However, the evolutionary significance of this genetic diversity is unknown. In this study, we sample five morphological species of the globally distributed genus Lepidocyrtus from 14 Panamanian sampling sites to characterize genetic diversity and test morphospecies against the biological species concept. Mitochondrial and nuclear DNA sequence data were analysed and a total of 58 molecular lineages revealed. Deep lineage diversification was recovered, with 30 molecular lineages estimated to have established more than 10 million years ago, and the origin almost all contemporary lineages preceding the onset of the Pleistocene (~2 Mya). Thirty-four lineages were sampled in sympatry revealing unambiguous cosegregation of mitochondrial and nuclear DNA sequence variation, consistent with biological species. Species richness within the class Collembola and the geographical structure of this diversity are substantially misrepresented components of terrestrial animal biodiversity. We speculate that global species richness of Collembola could be at least an order of magnitude greater than a previous estimate of 50.000 species.

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Comentarios

Juanjo entre los orquidiotas, así se autodenominan los amigos aficionados a las orquídeas en México, se sabe que le genero Epidendron es el basurero de esta familia. Perdón es un género provisional a falta de ubicación mas precisa. A medidos del siglo pasado cuando estudié botánica con sus ayudantes y el inolvidable MAESTRO Xolocotzi, supe de una familia que cumplía una función similar, desgraciadamente entre Cronos y Alzheimer, me ha borrado el archivo mental. Este comentario quizá no aclare situaciones pero es mi realidad que con gusto comparto

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