Quimiotaxonomía

Merriam-Webster define la quimiotaxonomía como el método de clasificación biológica basado en las similitudes y disimilitudes en la estructura de ciertos compuestos entre los organismos que se están clasificando. Los defensores argumentan que, como las proteínas están más estrechamente controladas por los genes y menos sujetas a la selección natural que las características anatómicas , son indicadores más fiables de las relaciones genéticas . Los compuestos más estudiados son las proteínas, los aminoácidos , los ácidos nucleicos , los péptidos , etc.

La fisiología es el estudio del funcionamiento de los órganos de un ser vivo . Dado que el funcionamiento de los órganos implica sustancias químicas del cuerpo , estos compuestos se denominan evidencias bioquímicas . El estudio del cambio morfológico ha demostrado que existen cambios en la estructura de los animales que dan lugar a la evolución . Cuando se producen cambios en la estructura de un organismo vivo , estos irán acompañados naturalmente de cambios en los procesos fisiológicos o bioquímicos .

John Griffith Vaughan y Victor Plouvier estuvieron entre los pioneros de la quimiotaxonomía.

Productos bioquímicos

El cuerpo de cualquier animal del reino animal está formado por una serie de sustancias químicas . De ellas, solo se han tenido en cuenta unos pocos productos bioquímicos para derivar evidencias de la evolución.

1. Protoplasma : Toda célula viva , desde una bacteria hasta un elefante , desde las hierbas hasta la ballena azul , tiene protoplasma. Aunque la complejidad y los constituyentes del protoplasma aumentan de un organismo vivo inferior a uno superior, el compuesto básico siempre es el protoplasma. Importancia evolutiva: A partir de esta evidencia, queda claro que todos los seres vivos tienen un punto de origen común o un ancestro común , que a su vez tenía protoplasma. Su complejidad aumentó debido a los cambios en el modo de vida y el hábitat .
2. Ácidos nucleicos: El ADN y el ARN son los dos tipos de ácidos nucleicos presentes en todos los organismos vivos. Están presentes en los cromosomas . Se ha descubierto que la estructura de estos ácidos es similar en todos los animales. El ADN siempre tiene dos cadenas que forman una doble hélice , y cada cadena está formada por nucleótidos . Cada nucleótido tiene un azúcar pentosa , un grupo fosfato y bases nitrogenadas como adenina , guanina , citosina y timina . El ARN contiene uracilo en lugar de timina. Se ha demostrado en el laboratorio que una sola hebra de ADN de una especie puede coincidir con la otra hebra de otra especie. Si los alelos de las hebras de dos especies cualesquiera son cercanos, entonces se puede concluir que estas dos especies están más estrechamente relacionadas.
3. Las enzimas digestivas son compuestos químicos que ayudan en la digestión . Las proteínas siempre son digeridas por un tipo particular de enzimas como la pepsina , la tripsina , etc., en todos los animales, desde una ameba unicelular hasta un ser humano . La complejidad en la composición de estas enzimas aumenta de los organismos inferiores a los superiores, pero son fundamentalmente las mismas. Del mismo modo, los carbohidratos siempre son digeridos por la amilasa , y las grasas por la lipasa .
4. Productos finales de la digestión: Independientemente del tipo de animal , los productos finales de las proteínas, los carbohidratos y las grasas son los aminoácidos , los azúcares simples y los ácidos grasos , respectivamente. Por lo tanto, se puede concluir cómodamente que la similitud de los productos finales se debe a la ascendencia común .
5. Las hormonas son secreciones de glándulas endocrinas sin conductos , como la tiroides , la pituitaria , las suprarrenales , etc. Su naturaleza química es la misma en todos los animales. Por ejemplo, la tiroxina se secreta desde la glándula tiroides, independientemente de cuál sea el animal. Se utiliza para controlar el metabolismo en todos los animales. Si un ser humano tiene deficiencia de tiroxina, no es obligatorio que esta hormona se complemente con otra persona. Se puede extraer de cualquier mamífero e inyectar en humanos para que se produzca un metabolismo normal. Del mismo modo, la insulina se secreta desde el páncreas . Si se extrae la glándula tiroides de un renacuajo y se reemplaza por una glándula tiroides bovina , se producirá un metabolismo normal y el renacuajo se metamorfoseará en una rana . Como existe una relación fundamental entre estos animales, es posible dicho intercambio de hormonas o glándulas .
   
6. Productos excretores nitrogenados: Los organismos vivos excretan principalmente tres tipos de desechos nitrogenados: el amoníaco es característico de las formas de vida acuáticas, la urea la forman los habitantes de la tierra y el agua, y el ácido úrico lo excretan las formas de vida terrestres. Una rana, en su etapa de renacuajo, excreta amoníaco al igual que un pez. Cuando se convierte en una rana adulta y se muda a la tierra, excreta urea en lugar de amoníaco. De este modo, se establece una ascendencia acuática con un animal terrestre
   . Un polluelo hasta su quinto día de desarrollo excreta amoníaco ; del quinto al noveno día, urea ; y a partir de entonces, ácido úrico . Basándose en estos hallazgos, Baldwin buscó una recapitulación bioquímica en el desarrollo de los vertebrados con referencia a los productos excretores nitrogenados .
7. Los fosfágenos son depósitos de energía de los animales. Están presentes en los músculos . Aportan energía para la síntesis de ATP . En general, existen dos tipos de fosfágenos en los animales, la fosfoarginina (PA) en los invertebrados y la fosfocreatina (PC) en los vertebrados. Entre los equinodermos y procordados, algunos tienen PA y otros PC. Sólo unos pocos tienen tanto PA como PC. Bioquímicamente, estos dos grupos están relacionados. Esta es la prueba más básica de que los primeros animales cordados deberían haber derivado sólo de antepasados ​​parecidos a los equinodermos .
8. Fluidos corporales de los animales: Cuando se analizan los fluidos corporales de los animales acuáticos y terrestres , se muestra que se parecen al agua de mar en su composición iónica . Hay amplia evidencia de que los miembros primitivos de la mayoría de los filos vivieron en el mar en tiempos paleozoicos . Está claro que la primera vida apareció solo en el mar y luego evolucionó hacia la tierra. Otro punto de interés es que los fluidos corporales de la mayoría de los animales contienen menos magnesio y más potasio que el agua del océano actual . En el pasado, el océano contenía menos magnesio y más potasio. Los cuerpos de los animales acumularon más de estos minerales debido a la estructura del ADN, y esta característica sigue siendo así hoy en día. Cuando las primeras formas de vida aparecieron en el mar, adquirieron la composición del agua de mar contemporánea y la conservaron incluso después de su evolución hacia la tierra, ya que era un rasgo favorable.
9. Opsinas : En los vertebrados, la visión está controlada por dos tipos muy distintos de opsinas, la porfiropsina y la rodopsina . Están presentes en los bastones de la retina . Los peces de agua dulce tienen porfiropsina; los marinos y los vertebrados terrestres tienen rodopsina. En los anfibios , un renacuajo que vive en agua dulce tiene porfiropsina, y la rana adulta, que vive en tierra la mayor parte del tiempo, tiene rodopsina. En los peces catádromos , que migran del agua dulce al mar, la porfiropsina es reemplazada por la rodopsina. En un pez anádromo , que migra del mar al agua dulce, la rodopsina es reemplazada por la porfiropsina. Estos ejemplos muestran el origen de agua dulce de los vertebrados. Luego se desviaron en dos líneas , una que conduce a la vida marina y la otra a la vida terrestre.
10. Evidencia serológica : En los últimos años, ^{[ ¿cuándo? ]} los experimentos realizados en la composición de la sangre ofrecen una buena evidencia de la evolución. Se ha descubierto que la sangre puede transmitirse solo entre animales que están estrechamente relacionados. El grado de relación entre estos animales se determina por lo que se conoce como evidencia serológica. Hay varios métodos para hacerlo; el método empleado por George Nuttall se llama método de precipitación . En este método, se debe preparar antisuero de los animales involucrados. Para el estudio humano, se recoge sangre humana y se deja coagular . Luego, el suero se separa de los eritrocitos . Luego se inyecta a un conejo con una pequeña cantidad de suero a intervalos regulares, que se deja incubar durante unos días. Esto forma anticuerpos en el cuerpo del conejo. Luego se extrae la sangre del conejo y se coagula. El suero separado de los glóbulos rojos se llama suero antihumano.

Cuando se trata un suero de este tipo con el de sangre de monos o simios , se forma un precipitado blanco claro . Cuando el suero se trata con la sangre de cualquier otro animal como perros , gatos o vacas , no aparece ningún precipitado. Por lo tanto, se puede concluir que los humanos están más estrechamente relacionados con los monos y los simios. Como resultado, se ha determinado que los lagartos están estrechamente relacionados con las serpientes , los caballos con los burros , los perros con los gatos, etc. Esta posición sistemática de Limulus fue controvertida durante mucho tiempo, pero se ha descubierto que demuestra que el suero humano está más estrechamente relacionado con los arácnidos que con los crustáceos .

El campo de la bioquímica se ha desarrollado mucho desde la época de Darwin , y este estudio serológico es una de las pruebas más recientes de la evolución. Una serie de productos bioquímicos como los ácidos nucleicos, las enzimas, las hormonas y los fosfágenos muestran claramente la relación entre todas las formas de vida. La composición de los fluidos corporales ha demostrado que la primera vida se originó en los océanos. La presencia de productos de desecho nitrogenados revela la ascendencia acuática de los vertebrados, y la naturaleza de los pigmentos visuales señala la ascendencia de agua dulce de los vertebrados terrestres. Las pruebas serológicas indican relaciones dentro de estos filos animales.

Paleontología

Cuando sólo quedan fragmentos de fósiles o algunos biomarcadores en una roca o en un depósito de petróleo, la clase de organismos que los produjeron a menudo se puede determinar utilizando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier ^[1].

Referencias

1. Chen, Y., Zou, C., Mastalerz, M., Hu, S., Gasaway, C. y Tao, X. (2015). Aplicaciones de la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) en las ciencias geológicas: una revisión. Revista internacional de ciencias moleculares, 16(12), 30223-30250.

Enlaces externos

• http://www.merriam-webster.com/dictionary/chemotaxonomy