dijous, 4 d’octubre de 2012

Procès de descripció d'una nova espècie

En Carles Fontgivell en una dificil situació cercant fauna. Ifri Taouya, Marroc
Introducció: 

En molts articles biospeleològics es parla de descobriments de noves espècies per a la ciència. Això vol dir que s'ha trobat un espècimen que per les seves característiques morfològiques s'ha de posicionar com a una espècie diferent a les seves més properes. Explicarem tots els passos que s'han de fer fins arribar a la determinació de que es tracta d'una nova espècie i al fins publicar els resultats. El proces pot semblar molt normal i relativament senzill, però intentarem analitzar-ho amb més profunditat. L'exemple que es descriu en aquest article, es basarà en la troballa d'un nou coleòpter cavernícola.

Hi ha llocs més adients... per a la recerca. Cova del Toll, Moià 
Per arribar a la conclusió de que s'ha trobat una nova espècie, s'ha de seguir un llarg camí que comença generalment amb la captura dels exemplars, passa pel seu estudi morfològic, i avui dia en moltes ocasions també amb l'anàlisi de l'ADN i una explicació de les característiques de la cavitat, seguint amb l'edició d'un treball descriptiu i comparatiu i acabant amb la publicació en una revista especialitzada.

El primer pas, la captura:

Pot ser que en el moment de la captura veiem, o ens ho sembli, que es tracta d'exemplars que tenen una forma quelcom diferent a la típica de l'espècie que viu a la zona. Pot ser més gran, més petita, etc. Això ja és un primer indicatiu, tot i que ens hem portat molts disgustos per fer massa suposicions.

Des del moment de la captura, és importantíssim la conservació i etiquetat del material, serà la manera d'assegurar que es mantingui en bones condicions pel seu posterior estudi. Els coleòpters que habitualment recollim dins les cavitats, es conserven en alcohol etílic rebaixat a 70º, però si al moment de la captura es considera que pot ser un material important, se'n conserven un parell d'exemplars en alcohol etílic de 96º per, si escau, poder fer un posterior anàlisi de l'ADN.

Floren Fadrique capturant fauna amb l'ajud de l'aspirador
Primera visió sota la lupa binocular d'uns coleòpters cavernícoles del gènere Aphaenops d'Escuaín, Osca

Primera visió sota la lupa binocular:

Una vegada a casa o al museu, el material s'examina sota el binocular per treure'n una primera conclusió. Si escau, es compara amb el material de col·leccions particulars, o del museu, per poder establir provisionalment si es tracta d'una espècie coneguda o no. Si es creu que es tracta d'una espècie amb possibilitats de ser nova, es busca un especialista per fer l'estudi definitiu.

Al fons, Carles Hernando, un dels nostres col·laboradors habituals en els estudis. En primer pla Francesc Alfambra. 

Altres dos estudiosos habituals: En primer pla, Oleguer Escolà. Al fons, Jordi  Comas.  
 Foto: Laboratori d'Artròpodes del Museu de Ciències Naturals de Barcelona

Elecció de l'especialista per l'estudi:

En el nostre cas, disposem de molts professionals i aficionats altament especialitzats en les diferents famílies de coleòpters subterranis-cavernícoles, molts d'ells catalans, així com altres de l'estat i també d'estrangers:  Jordi Comas; Joaquim Mateu; Oleguer Escolà; Carles Hernando; Javier Fresneda;  Pere Oromi; Vicente Ortuño, etc. Entre els d'altres països: Arnaud Faille, del Muséum des Sciences Naturelles de París; Peter E. Stüben, del Curculio Institute de Munich, etc.

Cadascun d'ells està especialitzat en un o varis grups, i segons el seu interès i la seva disponibilitat poden acceptar l'encàrrec de l'estudi. També és habitual el treball conjunt entre varis d'ells, en especial si es tracta de treballs de revisions de grups, o els que exigeixen activitats de camp i visites a cavitats, o anàlisi dels ADN, etc. Per exemple, si s'ha d'estudiar un coleòpter estafilínid, un dels més adequats seria en Carles Hernando; Si fos un coleòpter curculiònid, ho proposaríem a Peter Stüben, etc.

Si el material ha estat dipositat al museu, com és el cas de treballs subvencionats per ell, l'especialista ha de demanar oficialment el material per al seu estudi, comprometen-se a la seva devolució una vegada acabada la feina (si hi ha varis exemplars, l'autor de la descripció se'n sol quedar algun exemplar). Si el material prové d'un treball del tot particular, no és necessari aquest tràmit, tot i que part del material estudiat s'entrega al museu per completar les seves col·leccions.

Miquel Prieto -esquerra- i Jordi Agulló dins del Laboratori d'Artròpodes del museu

Estudi definitiu:

En cas de dubtes serà necessari primer de tot extreure la genitalia masculina i/o femenina per assegurar les conclusions. Hi ha espècies que per fora són quasi idèntics, sigui en mascles com en femelles (hi sol haver més diferències entre mascles)  i en aquest cas s'ha d'extreure la genitalia per veure quines diferències hi poden haver.

Preparació del material:

Aquesta operació pot fer-se abans del lliurament del material a l'especialista, o bé fer-ho ell directament. directament (extraccions de genitalies i preparació del material en sec)
Extretes les genitalies: el material capturat s'ha de preparar per al seu posterior estudi. Primerament es trauran els òrgans adients. Les genitalies es conserven dins de resina sintètica (DMHF).  Els exemplars es preparen en sec encolats sobre petites cartolines blanques, és una feina que exigeix bona ma i un pols molt controlat, ja que s'han de col·locar les potes i antenes en una posició igual a quan eren vius. A vegades una antena pot mesurar dues o tres dècimes de mil·límetre i s'ha d'adressar i deixar en una posició molt concreta a base de manipular-la amb una agulla o el pel d'un pinzell molt fi.

Comparació taxonòmica:

Es tracta de veure si hi ha diferències d'aspecte entre els exemplars trobats i els ja coneguts i ben determinats de les col·leccions del museu o de les particulars dels especialistes. Pot donar-se el cas que es necessiti material de comparació que està en determinat museu o col·lecció. Llavors l'especialista o el museu el demana oficialment, també amb el compromís de la seva devolució en acabar l'estudi.

Dues espècies diferents però amb aspecte semblant: Trechus sendrai -esquerra-. Trechus djebalica -dreta-.
La genitalia ens dirà més coses

Comparació de genitalies:

És un treball molt delicat, ja que segons la posició resultant dins la preparació microscòpica, pot donar imatges diferents i portar a interpretacions errònies. Més complicacions hi ha en la genitalia femenina per la delicadesa dels òrgans, que poden no arribar a una dècima de mm.

Genitalies masculines de les dues espècies, en visió lateral: T. sendrai -a dalt- i T. djebalica -a baix.
Aqui sí que ja hi veiem més diferències que ens permetes la diferenciació
Peçes dels organs genitals femenins de diferents espècies de coleòpters cavernícoles del gènere Apteranillus del Marroc

Una de les caixes de la colecció de coleòpters cavernícoles del museu. Aquest material serveix de comparació durant l'estudi morfològic

Anàlisi de l'ADN:

Hi ha ocasions que les poques diferenciacions entre espècies ho fan dificultós de separ. Ara es pot treballar amb les comparacions dels ADN, un aspecte que està prenent una gran importància en els actuals treballs. Si un estudi morfològic està a les mans d'un especialista, no ho és així un estudi genètic.

Per poder fer l'extracció; amplificació; processat, etc, es fa necessari un equip altament especialitzat que només està a la ma d'uns pocs organismes oficials. Així doncs, en aquest cas serà obligada la col·laboració en el treball descriptiu, d'un especialista en genètica que pugui estar disponible per treballar-hi conjuntament En el nostre cas, generalment és el Dr Ignacio Ribera de l'Institut de Biologia Evolutiva (CSIC) de Barcelona, el que sempre ens ha donat suport i ha col·laborat en aquesta recerca.

Per analitzar, en teoria es necessita un sol exemplar, tot i que per seguretat, se'n guarden dos per si hi ha alguna "maniobra fallida". En el cas que només es conegui un exemplar que es suposi pot ser una nova espècie, l'extracció de l'ADN s'ha de practicar en primer lloc i abans de la seva preparació sobre cartolina. 
Part de l'equip d'extracció i anàlisi de l'ADN. Laboratori de l'Institut de Biologia Evolutiva de Barcelona (CSIC)


Un "arbre" resultant de l'estudi dels ADN del article  Ancient origin of a Western Mediterranean radiation of subterranean beetles. Ignacio Ribera; Javier Fresneda i 5 co-autors més. BMC Evolutionary Biology 2010, 10:29

Nom de la nova espècie:

El nom és potestat de l'autor/s de la descripció. Dins dels molts casos, en citarem els més habituals:

-Es pot dedicar a la persona que ha fet la primera captura o a un dels components del grup que la va trobar, com Bellesia espanyoli, un coleòpter Cholevidae d'Osca. El gènere Bellesia es va dedicar al Dr. Xavier Bellés i l'espècie al Dr. Francesc Español

-Es pot dedicar al nom d'un club o grup espeleològic. P. ex. Apteranillus minosianus, un estafilínid del Marroc Central que es va dedicar al grup Minos de París. Es pot donar el nom de la regió, província país, etc, com p. ex. Paranillochlamys catalonicus, un : Leiodidae: Cholevinae: Leptodirini de Tarragona

-Es pot donar un nom derivat d'alguna característica molt destacada del nou insecte. Per exemple, el coleòpter Speonomus ellipticus, dels voltants de Serradell, derivat del seu contorn marcadament el·líptic.

Fotografies i/o dibuixos:

Són imprescindibles les representacions amb la màxima fidelitat. Avui dia hi ha una relativa facilitat per poder fotografiar un exemplar preparat sobre cartolina. Programes com COMBINE Z5 o HELICON FOCUS. Més delicat és la foto de les genitalies per la seva mida quasi microscòpica. Ara ja, en poques ocasions s'editen dibuixos. Una altre historia són les fotos amb microscopi electrònic. Són perfectes per mostrar porus, puntuacions, conductes sensorials i detalls que només poden veure's amb grans ampliacions. El problema és que aquests equips no estan accessibles a tothom. També s´han de preparar mapes de situació de la localitat típica i distribució de la nova espècie i/o espècies que es prenen de comparació.

Una de les modalitats és dibuixar l'espècie que es descriu. Trechus cifrianae de cavitats d'Astùries

Torneuma troglodytis de la cova Kek Aziza del Marroc.    Foto: Curculio Institute
Fotografia  amb el programa COMBINE, del Troglocharinus ferreri -sense preparar-.   Foto: Agustí Meseguer

Fotografia amb microscopi electronic. Cap d'un coleòpter cavernícola del gènere Anophtalmus. Foto: font d'Internet

Preparació del treball definitiu:

Només queda organitzar totes les dades i escrits; fer el resum, ordenar i trobar un medi d'edició. Des de l'inici de l'estudi fins l'aparició "en premsa" pot passar entre un i dos anys, tret d'algunes excepcions. Hi ha casos en que l'estudi es pot perllongar varis anys degut a que es necessita més material d'una una determinada espècie que només es troba en una cavitat i que per raons de sequera o altres causes, no hi ha manera de trobar-la per més visites que es facin.

Publicació en una revista especialitzada:

Hi ha revistes que encara s'imprimeixen sobre paper (que després es poden consultar "on line", tot i que cada vegada tenen més tendència les de format només digital. Aquí tenim quatre exemples de les moltes que publiquen descripcions de noves espècies cavernícoles, ja que un llistat complert seria massa llarg:

-Animal Biodiversity and Conservation. És la revista que publica el Museu de Ciències Naturals de Barcelona i s'edita semestralment en paper  (Des de 1958 fins al 2000 es publicava amb el nom de Miscel·lània Zoològica) i pot ser consultada lliurament per Internet
-Heteropterus Revista de Entomología de la Asociación Guipuzkoana de Entomología de Hernani, Guipuzkoa, que s'edita semestralment en paper i pot ser consultada lliurament per internet
-Annales de la Société Entomologique de France, editada per  la Société Entomologique de France, París, que s'edita cada tres mesos en paper i pot ser consultada lliurament per Internet
-Zootaxa. Una revista digital editada des de Nova Zelanda. Les seves edicions són cada pocs dies. Es poden descarregar lliurement els resums, i en alguns casos tot el treball, depenent de les condicions inicials entre l'autor i l'editor. De totes maneres es pot comprar un treball per descarregar-lo 

Diversos números de la revista Animal Biodiversity and Conservation editada pel museu de Barcelona


Portada d'un exemplar de la revista Heteropterus revista de Entomología
El procés exposat és només un exemple teòric, tot i que és molt proper a la pràctica. En varis apartats ho podríem complicar més, però del que es tracta és de fer comprendre els passos fonamentals d'aquest estudi científic.

Cap comentari:

Publica un comentari a l'entrada

Us animem a fer observacions per explicar, il·lustrar, o criticar el contingut d'aquest article. Moltes gràcies per la vostre col·laboració.