Quimiotaxonomía

Merriam-Webster define la quimiotaxonomía como el método de clasificación biológica basado en las similitudes y diferencias en la estructura de ciertos compuestos entre los organismos que se clasifican. Sus defensores argumentan que, dado que 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 en un ser vivo . Dado que el funcionamiento de los órganos implica sustancias químicas del cuerpo , estos compuestos se denominan indicadores bioquímicos . 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 van acompañados naturalmente de cambios en los procesos fisiológicos o bioquímicos .

John Griffith Vaughan y Victor Plouvier fueron algunos de los pioneros de la quimiotaxonomía.

El cuerpo de cualquier animal del reino animal está compuesto por una serie de sustancias químicas . De estas, solo unos pocos productos bioquímicos se han tenido en cuenta para obtener evidencia de la evolución.

1. Protoplasma : Toda célula viviente , desde una bacteria hasta un elefante , desde la hierba hasta la ballena azul , posee protoplasma. Si bien la complejidad y los componentes del protoplasma aumentan de los organismos primitivos a los primitivos, el protoplasma es siempre su componente básico. Importancia evolutiva: A partir de esta evidencia, queda claro que todos los seres vivos tienen un origen común o un ancestro común , que a su vez poseía protoplasma. Su complejidad aumentó debido a 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. Se encuentran 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 compuesta 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 cadena de ADN de una especie puede coincidir con la otra cadena de otra especie. Si los alelos de las cadenas de dos especies cualesquiera son similares, 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 se digieren mediante un tipo específico de enzimas, como la pepsina , la tripsina , etc., en todos los animales, desde la ameba unicelular hasta el 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 se digieren mediante la amilasa y las grasas mediante 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, respectivamente , aminoácidos , azúcares simples y ácidos grasos . Por lo tanto, se puede concluir con certeza que la similitud de los productos finales se debe a un ancestro común .
5. Las hormonas son secreciones de glándulas sin conductos llamadas glándulas endocrinas, como la tiroides , la hipófisis , las suprarrenales , etc. Su naturaleza química es la misma en todos los animales. Por ejemplo, la tiroxina es secretada por la glándula tiroides, independientemente de la especie animal. Se utiliza para controlar el metabolismo en todos los animales. Si un ser humano tiene deficiencia de tiroxina, no es necesario que esta hormona se suplemente con la de otro ser humano. Se puede extraer de cualquier mamífero e inyectar en humanos para que el metabolismo se normalice. De igual manera, la insulina es secretada por el páncreas . Si se extrae la glándula tiroides de un renacuajo y se reemplaza por una glándula tiroides bovina , el metabolismo se normalizará y el renacuajo se transformará en rana . Dado que existe una relación fundamental entre estos animales, este intercambio de hormonas o glándulas es posible.
6. Productos de excreción nitrogenados: Los organismos vivos excretan principalmente tres tipos de desechos nitrogenados; el amoníaco es característico de las formas de vida acuáticas, la urea se forma en los habitantes de la tierra y el agua, y el ácido úrico es excretado por 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 traslada a tierra, excreta urea en lugar de amoníaco. De esta manera se establece un ancestro acuático en los animales terrestres . Un polluelo hasta su quinto día de desarrollo excreta amoníaco ; del quinto al noveno día, urea ; y posteriormente, ácido úrico . Basándose en estos hallazgos, Baldwin buscó una recapitulación bioquímica en el desarrollo de los vertebrados con referencia a los productos de excreción nitrogenados .
7. Los fosfágenos son reservorios de energía en los animales. Se encuentran en los músculos y proporcionan energía para la síntesis de ATP . Generalmente, existen dos tipos de fosfágenos en los animales: fosfoarginina (PA) en invertebrados y fosfocreatina (PC) en vertebrados. Entre los equinodermos y procordados , algunos poseen PA y otros PC. Solo unos pocos presentan ambos. Bioquímicamente, estos dos grupos están relacionados. Esta es la prueba fundamental de que los primeros cordados debieron derivar únicamente de ancestros similares a los equinodermos .
8. Fluidos corporales de los animales: Al analizar los fluidos corporales de animales acuáticos y terrestres, se observa que su composición iónica se asemeja a la del agua de mar . Existe amplia evidencia de que los primeros miembros de la mayoría de los filos habitaron el mar durante el Paleozoico . Es evidente que la primera forma de vida surgió exclusivamente en el mar y posteriormente evolucionó hacia la tierra. Otro dato interesante 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 mayores cantidades de estos minerales debido a la estructura del ADN, característica que se mantiene hasta hoy. 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 representaba una ventaja.
9. Opsinas : En los vertebrados, la visión está controlada por dos tipos de opsinas muy distintos: la porfiropsina y la rodopsina . Estas se encuentran en los bastones de la retina . Los peces de agua dulce poseen porfiropsina; los marinos y los vertebrados terrestres, rodopsina. En los anfibios , el renacuajo que vive en agua dulce tiene porfiropsina, mientras que 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 rodopsina. En los peces anádromos , que migran del mar al agua dulce, la rodopsina es reemplazada por porfiropsina. Estos ejemplos muestran el origen de los vertebrados en agua dulce. Posteriormente, se diversificaron en dos linajes: uno que condujo a la vida marina y otro a la vida terrestre.
10. Evidencia serológica : En los últimos años, los experimentos realizados sobre la composición de la sangre ofrecen una sólida evidencia de la evolución. Se ha descubierto que la sangre solo se transmite entre animales estrechamente emparentados. El grado de parentesco entre estos animales se determina mediante la evidencia serológica . Existen diversos métodos para ello; el método empleado por George Nuttall se denomina método de precipitación . En este método, se debe preparar un antisuero de los animales involucrados. Para el estudio en humanos, se recolecta sangre humana y se deja coagular . Luego, el suero se separa de los eritrocitos . Posteriormente, se inyecta a un conejo una pequeña cantidad de suero a intervalos regulares, que se deja incubar durante algunos días. Esto genera anticuerpos en el organismo del conejo. A continuación, se extrae la sangre del conejo y se deja coagular. El suero separado de los glóbulos rojos se denomina antisuero humano.

Cuando dicho suero se trata con sangre de monos o simios , se forma un precipitado blanco claro . Cuando el suero se trata con 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 emparentados con los monos y los simios. Como resultado, se ha determinado que los lagartos están estrechamente emparentados 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 emparentado con los arácnidos que con los crustáceos .

El campo de la bioquímica ha experimentado un gran desarrollo desde la época de Darwin , y este estudio serológico constituye una de las evidencias más recientes de la evolución. Diversos productos bioquímicos, como ácidos nucleicos, enzimas, hormonas y fosfágenos, demuestran claramente la relación entre todas las formas de vida. La composición de los fluidos corporales ha revelado que la vida primigenia se originó en los océanos. La presencia de productos de desecho nitrogenados evidencia el origen acuático de los vertebrados, y la naturaleza de los pigmentos visuales apunta al origen de agua dulce de los vertebrados terrestres. Las pruebas serológicas indican las relaciones dentro de estos filos animales.

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

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