THE
Tree
OF
Life
El
Árbol
de la
Vida
in time volviendo en
el tiempo
today hoy en día
HERE Usted está
AQUÍ
about
1 billion
years ago
Alrededor de
un billón
de años atrás
about
2.7 billion
years ago
Alrededor de
2.7 billónes
de años atrás
universal
common ancestors un grupo de
antepasados
universales en común
about
3.5 to
4.3 billion
years ago
Alrededor de
3.5 a 4.3
billónes de
años atrás
A Tree You Know
An early Tree of Life, proposed by German scientist Ernst Haeckel in 1866, contained three kingdoms: Plants, Animals, and “Protista” (his name for everything else). Over time, scientists compared the features of many organisms on these branches through both living and fossil evidence. These studies led scientists to further divide the Plant and Animal kingdoms, introducing the fungi, amoebozoa, and algae.
As you can see in the figure, the divisions in the traditional Tree of Life are still present in the new, genetically-based Tree of Life. Such similarities in classification make sense because the character traits of these of multicellular Eukaryotes, which form the basis of the traditional tree, are closely aligned with their genetics, the basis of the new tree—although there have been a few surprises, such as a close relationship revealed between whales and hippos.
Un árbol que usted conoce
Uno de los primeros “Árbol de la Vida”, propuesto por el científico alemán Ernst Haekckel en 1866, consistía en tres reinos: Plantas, Animales, y “Protistas” (el nombre que eligió para todo lo demás). Con el paso de tiempo, los científicos compararon aspectos de muchos organismos en estas ramas por medio de evidencia proveniente tanto de organismos vivientes como fósiles. Estos estudios condujeron a los científicos a dividir aún más a los reinos Plantas y Animales, introduciendo los Hongos, Amoebozoa, y las Algas.
Como pueden ver en la figura, las divisiones del Árbol de la Vida tradicional todavía están presentes en el nuevo Árbol de la Vida basado en información genética. Tales semejanzas en la clasificación tienen sentido porque los rasgos de estos Eucariontes multicelulares, que forman la base del árbol tradicional, están relacionados íntimamente con su genética, la base del nuevo árbol — aunque han habido algunas sorpresas, tales como la cercanía en términos evolutivos descubierta entre ballenas e hipopótamos.
How to Read the Tree
The horizontal band at the top of the tree, defined by the ends of branches, marks the present. The indistinct pool at the base represents the period of time after life began when organisms and species freely shared genetic information, making the concept of branches meaningless. But at some point during this period, Bacteria, Archaea, and Eukaryota emerged from the pool and began to evolve nearly independently, forming the three main vertical branches on the tree.
As you move through time from the base of the tree to the top, the branches trace evolutionary changes within a group. Nodes where branches split denote the last common ancestor between two or more genetically different species, which went on to evolve independently.
Como interpretar el árbol
La banda horizontal en la parte superior del árbol, formada por la terminación de las ramas, marca el presente. El grupo indefinido en la base representa el período de tiempo, después del surgimiento de la vida, durante el cual los organismos y las especies compartían información genética libremente, por lo que el concepto de ramas en este período es inaplicable. En determinado punto durante este período, Bacteria, Arquea, y Eukaryota emergieron de esta base genética y se empezaron a desarollar casi independientemente, formando las tres ramas principales verticales del árbol.
Yendo desde la base hacia la parte superior del árbol, las ramas delinean cambios evolutivos dentro de un grupo. Los nudos donde las ramas se dividen representan el último antepasado en común entre dos o más especies genéticamente distintas, las cuales continuaron evolucionando independientemente luego de dividirse.
Why We’re Part Bacteria
...and the origin of Eukaryota
The Tree of Life illustrates the well known fact that one species can split into two. What’s less well known is that two species can combine into one. Horizontal lines connecting Tree of Life branches mark this process of endosymbiosis. In endosymbiosis, one organism invades or is engulfed by a second organism. Its initial presence may be harmful, but over time the engulfed organism evolves to become a highly beneficial part of the cell.
Evidence suggests that the eukaryotic branch originated from such an event, when a type of bacteria, called alpha-proteobacteria, was absorbed by one or more early archaea. What became of these engulfed bacteria? Almost all eukaryotes have mitochondria, cellular components that help us manufacture energy. Mitochondria possess their own distinct DNA, and they closely resemble alpha-proteobacteria. This evidence suggests that mitochondria evolved from alpha-proteobacteria after an endosymbiosis event.
Por qué somos en parte bacteria
El Árbol de la Vida ilustra el hecho bien conocido que una especie puede dividirse en dos. Lo que no es tan bien conocido es que dos especies se pueden combinar en una. Las líneas horizontales que unen ramas del Árbol de la Vida marcan este proceso denominado endosimbiosis. Por medio de la endosimbiosis, un organismo invade o es engullido por un segundo organismo. Inicialmente, su presencia puede ser nociva, pero con el tiempo el organismo engullido evoluciona hasta convertirse en una parte útil de la célula que lo contiene.
Existe evidencia que surgiere que la rama eukaryota se originó de esta manera, cuando un tipo de bacteria llamada proteobacteria alfa fue asimilada por una arquea primitiva. ¿Qué sucedió con la bacteria engullida? Casi todos los eucariontes tienen mitocondrias, que son componentes celulares que nos ayudan a producir energía. Las mitocondrias poseen su propio ADN, y se parecen a las proteobacterias alfa. Esta evidencia surgiere que la mitocondria ha evolucionado a partir de proteobacterias después de un evento de endosimbiosis.
Friend or Foe?
In the Tree of Life, solid horizontal lines represent primary endosymbiosis—the process in which an organism that invades or is engulfed by another cell then evolves into a beneficial component of that cell. For example, at some unknown time cyanobacteria were absorbed by plant cells. Their initial presence may have been harmful, but over time the cyanobacteria evolved into chloroplasts—highly beneficial components that possess their own distinct DNA and play crucial roles in photosynthesis.
The dashed line represents a secondary endosymbiosis—when the product of primary endosymbiosis itself – such as a plant or algae cell – invades or is engulfed by another organism.
Was endosymbiosis a friendly merger or a hostile takeover? Did it play a role in the assembly of the first living cell? No one knows for sure.
¿Amigo o enemigo?
En el Árbol de la Vida, las líneas sólidas horizontales representan endosimbiosis primaria — el proceso por el cual un organismo que invade o es engullido por otra célula evoluciona hasta volverse una parte útil de la misma. Por ejemplo, a determinado tiempo desconocido, las cianobacterias fueron asimiladas por células vegetales. Al principio su presencia puede haber sido dañina, pero con el tiempo las cianobacterias evolucionaron para convertirse en cloroplastos — que son componentes celulares muy útiles que poseen su propio ADN y juegan un rol fundamental en la fotosíntesis.
La línea punteada representa una endosimbiosis secundaria — cuando el producto de una endosimbiosis primaria en sí mismo — tal como una célula de planta o de alga — invade o es engullida por otro organismo.
¿Fue la endosimbiosis una unión amigable o una toma del mando hostil? ¿Tuvo un rol en la formación de la primer célula viva? Nadie lo sabe con seguridad.
How Did Life Emerge?
The prevailing origin-of-life theory since the 1950s was that life emerged through the chance production of a primitive gene out of naturally occurring small molecules. An alternative theory, gaining growing support on the basis of research across a broad range of biological and geological sciences, posits that life emerged as a natural—perhaps inevitable—consequence of chemical reactions leading to metabolism. Metabolism is the network of chemical reactions in cells that provides the energy and the material building blocks needed to sustain life.
¿Cómo surgió la vida?
La teoría mas aceptada del origen de la vida desde los años cincuenta es que la vida surgió mediante la producción casual de un gen primitivo a partir de moléculas pequeñas naturales. Una teoría alternativa, que ha ganado apoyo gracias a investigaciones provenientes de las ciencias biológicas y geológicas, afirma que la vida surgió como consecuencia natural — quizás inevitable — de reacciones químicas que condujeron al metabolismo. El metabolismo es la red de reacciones químicas dentro de las células que genera la energía y los componentes necesarios para sostener la vida.
Who Were They?
Scientists once thought that every living thing, because of their common features, must have descended from a single organism—the Last Universal Common Ancestor, or LUCA. Early molecular techniques such as ribosomal RNA analysis lent support to this idea. But new techniques that make it possible to rapidly compare large numbers of genes have produced a more complicated picture. Different genes can suggest dozens or even hundreds of slightly different trees of descent, with the differences especially common in the earliest branches.
LUCA therefore cannot have been a single organism or even a single species. Instead, it must have been a diffuse pool of organisms and species that freely shared genetic information. This makes the concept of distinct branches during this early period—which lasted approximately one billion years—meaningless. And this is why the base of the New Tree of Life when life emerged is the indistinct image you see.
¿Quiénes eran?
Hubo un tiempo en que los científicos pensaban que todos los seres vivos, dado que comparten varios aspectos en común, tuvieron que haber provenido de un sólo organismo — el Último Antepasado Común Universal o, en inglés, LUCA. Las primeras técnicas moleculares como análisis de ARN de los ribosomas apoyaban esta idea. Pero técnicas más avanzadas que permiten la comparación de grandes cantidades de genes han producido otra visión más complicada. Distintos genes pueden sugerir docenas o cientos de árboles de descendencia, cada uno ligeramente distinto, las diferencias ocurren más que nada en las primeras ramas.
Por lo tanto, LUCA no puede haber sido un sólo organismo ni siquiera una sola especie. Al contrario, debe haber sido un grupo difuso de organismos y especies que compartían información genética libremente. Por esta razón el concepto de ramas fijas durante este período inicial — que duró aproximadamente un billón de años — no tiene sentido. Y es por esta razón que la base del Nuevo Árbol de la Vida durante el período en que surgió la vida es la imagen indistinta que se observa.
Let’s Share!
During the first billion years or so of life, it appears that organisms existed as a diffuse pool and that species freely shared genetic information through the process of Horizontal Gene Transfer (HGT). As organisms evolved, many developed more sophisticated cell walls and lost this ability to share genes. Still, HGT is thought to have been a key process in the origin and early evolution of life; the role of HGT in more recent times is still being debated. The tree branches are blurred to denote genetic variations caused by HGT. Higher up, as HGT lessens in importance, the branches become narrower.
¡Compartamos!
Durante los primeros billones de años de existencia de la vida, más o menos, pareciera que los organismos existían como un grupo difuso y que las especies compartían información genética libremente a través de un proceso llamado Transferencia de Genes Horizontal (TGH). A medida que los organismos evolucionaron, muchos adquirieron paredes celulares más sofisticadas y perdieron esta habilidad de compartir genes. Aún así, la TGH se considera como un proceso clave en el origen y la evolución inicial de la vida; el papel de la TGH en períodos recientes todavía es objeto de debate. Las ramas del árbol son borrosas para indicar variaciones genéticas causadas por la TGH. En la parte superior, a medida que la TGH pierde importancia, las ramas se vuelven más estrechas.
