Especiación

Definición de especiación

La especiación es un proceso dentro de la evolución que conduce a la formación de especies nuevas y distintas que se aíslan reproductivamente unas de otras.

La anagénesis, o ‘evolución filética’, ocurre cuando la evolución actúa para crear nuevas especies, que son distintas de sus ancestros, a lo largo de un solo linaje, a través de cambios graduales en los rasgos físicos o genéticos. En este caso, no hay división en el árbol filogenético. Por el contrario, la ‘especiación’ o cladogénesis surge de un evento de división, donde una especie parental se divide en dos especies distintas, a menudo como resultado del aislamiento geográfico u otra fuerza impulsora que involucra la separación de poblaciones.

El aislamiento reproductivo que es parte integral del proceso de especiación ocurre debido a las barreras reproductivas, que se forman como consecuencia de diferencias genéticas, de comportamiento o físicas que surgen entre las nuevas especies. Estos son mecanismos pre-cigóticos (antes del apareamiento), por ejemplo, diferencias en los rituales de cortejo, genitales no compatibles o gametos, que no pueden fertilizar entre especies. Alternativamente, son post-cigóticos (post-apareamiento), por ejemplo, la mortalidad del cigoto o la producción de descendencia estéril. El aislamiento reproductivo conduce a reforzar la distinción entre especies a través de la selección natural y la selección sexual.

Tipos de especiación

Especiación alopátrica

La especiación alopátrica ocurre cuando los miembros de una población se aíslan geográficamente unos de otros, en la medida en que el intercambio genético, a través del apareamiento, se previene o interfiere. Esto puede ser el resultado de cambios geográficos, como la formación de una montaña por un volcán, la formación de una isla, la separación del hábitat por los glaciares y los ríos, o la fragmentación del hábitat causada por la actividad humana. Alternativamente, los miembros de la especie pueden emigrar, lo que resulta en la separación de la población por dispersión; esto se conoce comúnmente como vicarianza.

Las poblaciones separadas luego experimentan divergencia en los rasgos genotípicos o fenotípicos como resultado de diferentes presiones selectivas que actúan sobre las poblaciones. Esto lleva a la selección natural a provocar una deriva genética a medida que surgen mutaciones dentro de las poblaciones. Con el tiempo, las poblaciones separadas pueden desarrollar características morfológicamente distintas debido a la adaptación a su nuevo entorno. Las características pueden volverse tan distintivamente diferentes que se produce un aislamiento reproductivo, lo que evita la endogamia de las poblaciones y, por lo tanto, forma nuevas especies. Si las poblaciones se vuelven lo suficientemente diferentes como para ser clasificadas como nuevas especies, pero no lo suficientemente distintas como para que ocurra el aislamiento reproductivo, las especies pueden volver a entrar en contacto y aparearse, produciendohíbridos.

El alcance del efecto que las barreras geográficas pueden tener en una población depende a menudo de la capacidad de dispersión del organismo; por ejemplo, la nueva formación de un río en un paisaje crearía una barrera infranqueable para pequeños mamíferos terrestres, insectos y reptiles. Sin embargo, las aves y los mamíferos más grandes probablemente se dispersarían por el río con facilidad.

Un elegante ejemplo de especiación alopátrica, que inspiró por primera vez a Charles Darwin a desarrollar la teoría de la evolución y la selección natural, son las poblaciones divergentes de pinzones que habitan en las Islas Galápagos, conocidas como ‘pinzones de Darwin’. Darwin notó que cada una de las Islas Galápagos albergaba una población de pinzones, que aunque eran relativamente similares en morfología (en comparación con otras especies de aves), exhibían ligeras diferencias en características como el tamaño del cuerpo, el color y la longitud o forma del pico. Señaló que había diferentes fuentes de alimento disponibles para las aves en cada una de las diferentes islas y llegó a la conclusión de que las diferencias en la forma del pico eran una adaptación hacia la adquisición de la fuente de alimento en particular.

Evolución de los pinzones

Especiación simpátrica

La especiación simpátrica es el proceso evolutivo mediante el cual las especies se forman a partir de una sola especie ancestral mientras habitan en la misma área geográfica. En contraste con la especiación alopátrica, los rangos de distribución de las especies que evolucionan a través de la simpatría pueden ser idénticos o solo pueden superponerse. En lugar de que la distancia geográfica provoque una reducción del flujo de genes entre poblaciones, la simpatía se produce cuando los miembros de una población hacen uso de un nuevo nicho. Esto podría ocurrir, por ejemplo, si un insecto herbívoro comienza a alimentarse de una planta nueva o novedosa.fuente con la que no se asoció ancestralmente, o si se introduce una nueva especie de planta en el rango geográfico de la especie. Como los insectos generalmente se reproducen o ponen huevos dentro del tipo de fruta en la que nacieron, con el tiempo, los individuos se especializarían en alimentarse y aparearse en determinadas frutas. En consecuencia, se reducirá el flujo de genes entre poblaciones que se especializan en diferentes frutas, lo que conducirá al aislamiento reproductivo de las poblaciones. Es posible que las poblaciones también desarrollen diferencias morfológicas a medida que se adaptan para explotar más eficazmente el nuevo nicho. Aunque a veces ocurre la especiación simpátrica, es poco común, especialmente en organismos multicelulares grandes.

Especiación parapatrica

La especiación parapátrica es un caso extremadamente raro de especiación que ocurre cuando una población se distribuye continuamente dentro de un área geográfica sin barreras específicas para el flujo de genes. No obstante, la población no se aparea al azar dentro de la población, sino que los individuos se aparean más comúnmente con sus vecinos geográficos más cercanos, lo que resulta en un flujo de genes desigual. El apareamiento no aleatorio puede aumentar la tasa de dimorfismo dentro de las poblaciones, en las que se muestran formas morfológicas variadas de la misma especie. El resultado de la especiación parapátrica es una o más subpoblaciones distintas (conocidas como ‘especies hermanas’), que tienen superposiciones pequeñas y continuas en su rango biogeográfico y son genotípicamente dimórficas.

Especiación peripatrica

La especiación peripatrica es una forma de especiación alopátrica que ocurre cuando las poblaciones que se han aislado tienen muy pocos individuos. A través de este proceso, la población atraviesa un cuello de botella genético. Dentro de la pequeña subpoblación, los organismos que pueden sobrevivir en el nuevo entorno pueden portar genes que eran raros dentro de la población principal, pero que causan una ligera variación en el comportamiento o la morfología. A través de apareamientos repetidos, la frecuencia de estos genes, una vez raros, aumenta dentro de la pequeña población. Esto se conoce como el ” efecto fundador “. Con el tiempo, la característica que fue determinada por el gen se fija dentro de la población, lo que lleva a una especie aislada que es evolutivamente distinta de la población principal.

Modos de especiación
Modos de especiación

Especiación artificial

La especiación artificial es la forma de especiación que se puede lograr mediante la entrada de la influencia humana. Separando poblaciones y evitando así la reproducción, o reproduciendo intencionalmente individuos con rasgos morfológicos o genotípicos deseados, los seres humanos pueden crear especies nuevas y distintas. Esto también se conoce como ” selección artificial “; la mayoría de los animales y plantas domesticados modernos se han sometido a una selección artificial.

Aunque la evolución de nuestros cultivos y ganado modernos ha llevado miles de años, es posible visualizar el proceso de selección artificial en especies que tienen ciclos de vida cortos. La selección artificial se ha demostrado con mayor eficacia en especies de mosca de la fruta ( Drosophila melanogaster ). Los experimentos en los que se colocan moscas en entornos que contienen diferentes recursos o hábitats muestran los cambios que ocurren cuando las moscas se adaptan a cada entorno. Después de varias generaciones, las moscas se retiran de la zona experimental y se les permite cohabitar, aunque las poblaciones no pueden aparearse debido al proceso de aislamiento reproductivo que ocurrió mientras estaban en aislamiento.

Experimento de especiación de Drosophila
Experimento de especiación de Drosophila
  • Morfología: rama de la biología que se relaciona con la estructura, la forma y las características físicas de un organismo.
  • Genotipo: el conjunto de genes dentro del ADN que es responsable de rasgos particulares.
  • Población: comunidad de animales o plantas en la que se produce el mestizaje.
  • Especies: el grupo más grande de organismos en el que los individuos pueden reproducirse y producir descendencia fértil.