Datando el último ancestro común

Atención al juguetito que me he encontrado enlazado en el bloj de Paleofreak. Se llama “Time Tree” y nos permite calcular el tiempo estimado que hace que vivió el ancestro común de dos taxones a la vez que nos proporciona un(os) artículo(s) donde se basa la respuesta. Antes de explicar por qué esto es divertido, os llamo la atención sobre la posibilidad de descargar en PDF (9.5 MB) un bonito póster con una versión colorida y a alta definición del árbol filogenético universal de Hillis (del que hablamos el día de la Biodiversidad). Alguno de vosotros se quejaba de que, efectivamente, era un poquito cutre.

timetree_poster_final

Esta versión es muy pintona y colorista, pero tiene el problema, nada pequeño a mi entender, de que sesga muchísimo la diversidad de la biosfera hacia los animales, y concretamente hacia los vertebrados. Por supuesto, los mamíferos están al final del todo y tal, los hongos y los nemátodos casi ni aparecen, etc. Dado que el propósito de la idea original era destacar que la posición humana es, objetivamente, una más dentro del árbol, este dibujito falla en lo fundamental aunque quede tan mono.

Pero vayamos al grano. Os decía que “Time Tree” sirve para calcular cuándo vivieron los ancestros comunes de dos taxones. Como bien sabemos, todos los organismos de la biosfera compartimos un origen común. Dos especies tomadas al azar estuvieron, en algún momento del pasado geológico, “contenidas” potencialmente en una misma especie. Gráficamente esto se representa (de forma abstracta) como el nodo, el punto de unión, entre las ramas de un árbol filogenético o un cladograma.

beastEn la actualidad el tiempo de divergencia (una estimación de en qué momento se produjo la bifurcación de un árbol) se calcula a menudo mediante el análisis de secuencias de ADN (es decir, de la misma manera en que se obtiene el árbol en sí). Usando, por ejemplo, el programa BEAST (Bayesian Evolutionary Analysis Sampling Trees), o su vuelta de tuerca, BEAUti (Bayesian Evolutionary Analysis Utility) se puede calibrar un árbol filogenético y datar cierto nodo del mismo en un determinado intervalo. Nótese que los biólogos evolutivos son unos cashondos a la hora de poner nombre a sus programitas. Para poder hacer esto se necesitan fósiles datados o asociar ciertos eventos filogenéticos de nuestro árbol a algún evento con fecha conocida. El resultado suele expresarse con barras horizontales en los nodos que expresan el intervalo en el que se estima la bifurcación con la suficiente validez estadística. Aquí un ejemplo con unas ranas paleotropicales asociado a la separación de Madagascar de la placa india y al choque de ésta con Asia…

Boss_Fig1_fin_rev

…donde las barras horizontales representan la datación con la consecuente incertidumbre.

Bien, pues pongamos en práctica el juguetito. Dado que, según mis cálculos, la mayoría de los lectores sois humanos, calculemos cuándo vivió el último ancestro común de los primates antropomorfos y los copépodos:

homo-cyclops1

En este caso obtenemos una tabla tal que así:

homo-cyclops2Donde se ubica nuestro ancestro común entre los 760 y los 1200 millones de años en el pasado, según el genoma que mire (nuclear, mitocondrial, ambos…). Evidentemente, cuanto más lejano en el tiempo, mayor es la incertidumbre, y en este caso no es moco de pavo. La divergencia entre el ser humano y los copépodos, que viene a ser la de los vertebrados y los artrópodos, en realidad ocurrió en el pasado remoto de la filogenia animal, cuando se originaron el linaje de los protóstomos y el de los deuteróstomos (punto verde).

homo-cyclopsY de eso hace ya mucho. Probablemente se trataría de un gusanejo marino con simetría bilateral y poco más. Aún no habían aparecido los caracteres que hacen de los artrópodos unos seres inmensamente superiores, cúspide de la evolución.

Si queremos resultados más afinados, podemos probar con taxones algo más emparentados. Por ejemplo, sabemos que los cetáceos evolucionaron a partir de mamíferos terrestres que entrarían en la definición de “artiodáctilos” (ungulados de pezuña de dos dedos). ¿Cuándo se estima que vivió el ancestro común de ambos taxones? Pongamos por ejemplo el rorcual azul y la vaca:

cetac-artiod

En este caso, como era de esperar, las estimaciones son mucho más concretas y se sitúan alrededor de los 59 millones de años, a comienzos del Cenozoico.

cetac-artiod1

Según parece, los artiodáctilos rumiantes son el grupo hermano de los hipopótamos y de los cetáceos (pues mira, esto yo no lo sabía).

cetac-artiod2Y para terminar, pongamos a prueba el juguetito a su máxima potencia: ¿cuándo vivió el ancestro común de todos los seres vivos actuales? Para ello metemos en el Time Tree dos linajes de los dominios más separados que hay: el de los eucariotas y el de las bacterias; por ejemplo la mosca de la fruta y el Lactobacillus de Susanna Griso (periodista y madre):

droso-lacto

Como era de esperar, las estimaciones son muy vagas y van desde los 3000 a los 1800 millones de años (aunque el valor consenso suele situarse en los 2500 millones de años).  Estaríamos hablando del Último Ancestro Común Universal, o como lo llaman en inglés, LUCA, la madre que nos parió.

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6 thoughts on “Datando el último ancestro común

  1. Biónica 16 junio 2009 / 11:27

    Es interesante para comparar por curiosidad :). En micro se hace algo parecido, con los dendrogramas y coeficientes de similaridad entre especies de levaduras o bacterias. Pero eso sí, hay una discusión de las buenas respecto a dónde se coloca el corte. Lo que me hace pensar que al final son resultados muy susceptibles de manipulación. En fin, la ciencia…

  2. Copépodo 16 junio 2009 / 11:36

    Biónica, mujer, en la discusión está el intríngulis. Esto es un juguetito, por eso he querido dar unas pinceladas de cómo se hace esto en plan serio. Sean levaduras o neandertales necesitas estimar el ritmo del reloj molecular (cosa bastante controvertida de por sí) y, a ser posible, alguna calibración con datos externos (fósiles datados, por ejemplo). Como el método es estadístico, no obtienes un resultado, sino un intervalo en el que la confianza de que se haya producido la especiación es de “x”.

    No digo que no haya gente que manipule sus resultados, pero incluso con la mejor de las voluntades, este sistema es lo mejor que tenemos hasta la fecha… y va tirando.

  3. Copépodo 16 junio 2009 / 11:37

    Aclaro, por si había equívocos, que realmente el juguetito no calcula nada. simplemente esta gente de Tree Time se ha dedicado a recopilar diversos estudios con estimaciones de la divergencia de distintos clados, de forma que cuando metes dos taxones, tira de bibliografía y te indica qué resultados le salieron a los científicos de turno.

    En otras palabras, el resultado de la estimación de un tiempo de divergencia por inferencia bayesiana será tan bueno como lo sean nuestros datos. Si conseguimos describir a la perfección la tasa de mutación de los marcadores estudiados y tenemos datos muy fiables para la calibración, clavaremos el resultado. Precisamente por eso es por lo que hay tanta actividad ahora describiendo modelos de relojes evolutivos.

  4. Maquhatulieltl 16 junio 2009 / 11:54

    Una cosa que me ha llamado la atención de la página esta: Si metes Lactobacillus y lo comparas con Homo te sale como dices, 2500 ma. Si en vez de Lactobacillus pones Aquifex, como es obvio, sale lo mismo.
    Pero si luego comparas Aquifex y Lactobacillus entre sí…¡Te salen casi 3800 ma! Supongo que será por la diferencia de resultados entre los estudios, pero vaya, que son mil millones de años.
    Y también decir que sólo sirve para grupos actuales, con fósiles no funciona.

  5. ricardo 16 junio 2009 / 14:49

    Me ha encantado la entrada. AHora bien, me incomoda que nuestro ancestro común se llame Lucas …

  6. Copépodo 16 junio 2009 / 21:29

    Maqu: pues chico, ni idea. Tendría que salir lo mismo, claro.

    Ricardo: en español le podemos llamar UACU, que suena a Waku-waku, aquel programa pseudoecologista.

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