¿Existe el árbol de la vida?

Árbol de la vida

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Muchos biólogos no dudarían en responder afirmativamente a esta pregunta. Sin embargo, en estas líneas voy a plantear la posibilidad de que la respuesta sea negativa. Veamos por qué.

En primer lugar, ¿qué es un árbol? Con ese término, cuando se habla del árbol de la vida, no se hace referencia a un árbol biológico, o sea, a una planta de tallo leñoso que crece hasta una altura de varios (a veces muchos) metros. Nos referimos a un árbol matemático. ¿Y eso qué es?

Hay una rama de las matemáticas que se llama teoría de grafos, que estudia conjuntos de objetos y trata de representar gráficamente las relaciones que existen entre esos objetos. Un grafo está formado por círculos o nodos, que son los objetos del conjunto, y por flechas o arcos, que son líneas que conectan los objetos entre sí cuando entre ellos existe la relación que queremos representar. Cuando esa relación tiene la propiedad recíproca (o sea, que si A está relacionado con B, entonces B está relacionado con A) todos los arcos serán bidireccionales y los representaremos por una flecha con punta en los dos extremos; si esa propiedad no se da, entonces la flecha tendrá la punta sólo por un extremo, pues que haya relación entre A y B no implica que la haya entre B y A. Veamos dos tipos especiales de grafos:

• 

  Grafo conexo
  

  Se dice que un grafo es conexo si cada nodo está unido a todos los demás mediante un arco bidireccional.
• Un árbol es un grafo que cumple las cuatro propiedades siguientes: a) La relación que representa el grafo no es bidireccional en ningún caso. b) El grafo no tiene bucles (circuitos cerrados). c) Todos los nodos excepto uno reciben un sólo arco entrante, aunque pueden tener cualquier número de arcos salientes. d) Hay un nodo distinguido (se suele llamar la raíz), desde el que parten caminos (sucesiones de arcos) que pasan por todos los demás nodos del árbol, pero al que no llega ningún arco.

Es tradicional representar la evolución como un árbol en el que los objetos son especies biológicas y la relación es la descendencia, o sea, que si una especie desciende de otra trazamos un arco desde el nodo que representa a la especie progenitora hasta la especie descendiente. En dicho árbol hay un nodo supremo o raíz, colocado en lo más alto del árbol, que suele llamarse LUCA, por las siglas de la frase inglesa Last Universal Common Ancestor, o sea, Último Antepasado Común Universal. Se supone que el nodo etiquetado LUCA representa el origen de la vida.

Pues bien, en este artículo pongo en duda que exista el árbol de la vida. Para ello aduzco las siguientes razones:

1. Existen especies que no descienden de una sola especie antepasada, sino de varias. Por ejemplo, el primer eucariota surgió de la simbiosis de una arquea anaerobia con una bacteria aerobia, que se quedó a vivir dentro de la otra célula y se convirtió en sus mitocondrias. Más tarde, algunos eucariotas realizaron una nueva simbiosis, esta vez con una cianobacteria capaz de realizar la fotosíntesis, que se convirtió en sus cloroplastos. Otras especies que descienden de más de un antepasado son los líquenes, que surgieron de la simbiosis de un alga y un hongo. Finalmente, prácticamente todas las especies, incluida la nuestra, tienen en su genoma trozos de genomas de virus y otros microorganismos, lo que significa que no han heredado sus genomas de una única especie antepasada, sino de varias.
2. Hay grupos de seres vivos, como las bacterias y las arqueas, que son capaces de intercambiar información genética a través de plásmidos: cadenas de ADN que pasan de un microorganismo a otro, que puede ser de distinta especie, y se incorporan al genoma del segundo. Por eso se suele decir que las bacterias y arqueas no forman en realidad un conjunto de especies, sino un continuo genético, un campo de la vida sin divisiones evidentes en especies distintas. Véase este artículo en mi blog. Por lo tanto, las partes del árbol de la vida correspondientes a las bacterias y las arqueas, debería representarse, no como un árbol, sino como un grafo conexo.
3. Por último, ante esta situación, creo que es oportuno plantearse la posibilidad de que LUCA (nuestro más antiguo antepasado) no haya existido jamás, sino que haya que sustituirlo también por un grafo conexo, del que a su vez habrían surgido las bacterias y las arqueas.

La figura siguiente representa cómo me parece que debería representarse el grafo que habría de reemplazar al árbol de la vida, teniendo en cuenta las tres consideraciones anteriores.

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Manuel Alfonseca