La especiación es la razón de la increíble diversidad de vida que podemos observar hoy en día en la Tierra, pues consiste en la evolución de nuevas especies, a partir de especies ya existentes.
En biología, el término especie se refiere un grupo de organismos con características morfológicas, fisiológicas y de comportamiento similares, que pueden cruzarse para producir descendencia fértil y que están reproductivamente aislados de otras especies.
A medida que las distintas poblaciones divergen, pueden quedar aisladas unas de otras y terminan diferenciándose genéticamente. Con el tiempo, estas poblaciones (o subconjuntos) pueden perder la capacidad de cruzarse, esto se conoce como especiación. Las nuevas especies que se generan, a partir de la especiación, son genéticamente diferentes y están separadas por aislamiento reproductivo de las especies de las que derivan.
Especiación: la evolución de nuevas especies a partir de especies existentes, donde las nuevas especies son genéticamente diferentes y están separadas reproductivamente de las especies de las que derivan.
¿Cómo funciona el proceso de especiación?
La especiación se produce, principalmente, cuando dos poblaciones sufren un aislamiento reproductivo seguido de cambios genéticos debidos a la selección natural.
El aislamiento reproductivo es la incapacidad de ciertos individuos de cruzarse con otros de la misma población, debido a cambios drásticos en sus alelos.
Supongamos que una población de ratones vive y se reproduce libremente en una gran zona de praderas. Un gran proyecto de urbanismo divide esta pradera en dos, separando la población en dos nuevas poblaciones que no pueden mezclarse fácilmente. Así, las dos poblaciones experimentan aislamiento reproductivo.
Supongamos que estas dos zonas tienen condiciones ambientales ligeramente diferentes, lo que da lugar a distintas presiones de selección natural. Con el tiempo, ambas poblaciones responden a las presiones de selección natural de sus respectivos hábitats y los alelos que facilitan la adaptación a su entorno local se vuelven más frecuentes que los alelos menos beneficiosos.
Finalmente, las dos poblaciones se vuelven tan distintas genéticamente que, aunque se les permitiera volver a mezclarse, ya no podrían cruzarse con éxito. Por esta razón, se consideran especies diferentes.
Poblaciones pequeñas y deriva genética
Las poblaciones más pequeñas tienden a experimentar la deriva genética. Esto ocurre porque tienen menos variabilidad genética, de acuerdo con una menor variedad de alelos que las poblaciones grandes. Como consecuencia de esta deriva genética, las nuevas mutaciones pueden fijarse aleatoriamente en la población mucho más rápido que en las poblaciones grandes, lo que acelera el proceso de especiación.
La deriva genética se produce cuando el azar decide qué individuos de una población sobreviven, se reproducen y transmiten sus alelos.
Alelos: versiones diferentes de un mismo gen.
Es menos probable que la deriva genética afecte a las poblaciones más grandes, ya que cualquier variación aleatoria en la frecuencia alélica se extenderá por toda la población.
¿Cuáles son los tipos de especiación?
Para dividirse en dos o más especies, las poblaciones deben primero pasar por un proceso de aislamiento reproductivo. Como consecuencua de ese proceso, se pueden dar tres tipos diferentes de especiación:
- Especiación alopátrica: aislamiento en las poblaciones tras haberse separado por barreras geográficas.
- Especiación simpátrica: cuando la población permanece en una misma zona, pero se separa por otros medios; por ejemplo, a través de mecanismos de aislamiento (profundizaremos en algunos de estos mecanismos más adelante).
- Especiación parapátrica: cuando una especie se extiende por una zona geográfica amplia.
Especiación alopátrica
En la especiación alopátrica los individuos de las poblaciones se separan por barreras geográficas y viven en lugares diferentes.
Allo- se deriva del griego antiguo allos, que significa otro, mientras que -patric se deriva de patris o patria.
Las barreras geográficas se producen de varias maneras. Puede aparecer una barrera física que impida que dos poblaciones se mezclen entre sí. Las barreras pueden incluir masas de agua, como océanos y arroyos, o formaciones geográficas, como cordilleras. Algunas barreras, como las montañas y los océanos, pueden formarse a lo largo de varios milenios. Otras barreras, como las presas artificiales y las carreteras, se forman con relativa rapidez.
Lo que cuenta como barrera también depende del tamaño y la movilidad de las especies. Por ejemplo, un gran río puede ser imposible de cruzar para los pequeños mamíferos e insectos terrestres, pero no es un obstáculo para los peces y reptiles. Asimismo, las plantas no pueden trasladarse a un nuevo lugar, mientras que algunas aves sí pueden migrar, inlcuso, a miles de kilómetros.
Si las condiciones ambientales a ambos lados de la barrera física son diferentes, la selección natural influirá en las dos poblaciones de forma distinta a lo largo de varias generaciones.
Las cordilleras crean entornos diferentes a ambos lados. Así, además de actuar como barrera para los organismos, las cordilleras también actúan como barrera para el flujo de aire: el lado de sotavento de la montaña está protegido del viento, creando un clima seco y cálido; por el contrario, el lado de barlovento de la montaña será frío y húmedo.
Por tanto, las poblaciones situadas en lados opuestos de la montaña estarían expuestas a presiones de selección muy diferentes y podrían perfectamente convertirse en especies distintas.
Especiación simpátrica
En la especiación simpátrica, las poblaciones permanecen en el mismo lugar pero se separan mediante diferentes mecanismos de aislamiento. Como consecuencia, una nueva especie se desarrolla espontáneamente.
Sym- deriva del griego syn que significa juntos.
Se cree que la especiación simpátrica se produce debido a que los distintos organismos ocupan nichos ambientales diferentes, lo que se conoce como barrera ecológica.
Barrera ecológica: las poblaciones están separadas porque viven en entornos diferentes que se dan dentro de la misma zona.
Nicho: el área en la que reside un organismo (incluidos los factores abióticos y bióticos) y la función del organismo.
La especiación simpátrica se produce con frecuencia en las bacterias, porque estas pueden intercambiar genes con otros individuos, en un proceso conocido como transferencia genética horizontal. La especiación simpátrica se ha observado en las especies de bacterias Bacillus y Synechococcus.
La transferencia genética horizontal de genes de las bacterias describe el intercambio de genes con otras bacterias que no son descendientes creados a través de la fisión binaria. Los tres mecanismos son la conjugación, la transformación y la transducción.
Especiación parapátrica
La especiación parapátrica se produce cuando una especie se extiende por una gran zona geográfica. Los miembros de la especie pueden aparearse entre sí; sin embargo, los individuos solo se aparearán con los de su región geográfica. Las especies se separan por las diferencias dentro del mismo entorno, lo que ocurre por un cambio extremo en el hábitat.
Ejemplos de mecanismos de aislamiento reproductivo
Existen diferentes mecanismos que conducen a un aislamiento reproductivo.
Diferentes nichos
Las poblaciones pueden habitar nichos diferentes dentro de la misma zona, lo que hace que los miembros de las distintas poblaciones rara vez interactúen.
Los insectos suelen poner sus huevos en el tipo de fruta en el que han nacido; como resultado, los individuos se especializarán en alimentarse y aparearse en determinadas frutas a lo largo del tiempo. Este fenómeno conduce a un menor flujo de genes entre los distintos frutos, lo que hace que los insectos queden aislados, desde el punto de vista reproductivo.
Barrera temporal
Las poblaciones también pueden separarse a lo largo del tiempo. Es decir, puede surgir una mutación que haga que algunos miembros de la población empiecen a reproducirse antes en el año. Al final, cuando las épocas de reproducción de los distintos grupos de individuos estén lo suficientemente separadas, no se solaparán y los grupos no podrán cruzarse.
Barrera conductual
En muchas especies, el apareamiento va precedido de un cortejo. El reconocimiento entre individuos de la misma especie es una parte crucial de este proceso, ya que estos individuos tendrán la mayor probabilidad de producir descendencia viable si se aparean con otros miembros de su especie.
Las mutaciones que provocan cambios notables en el aspecto o el comportamiento de un individuo (como cambios en el color de sus plumas o en los sonidos de la llamada de apareamiento) pueden impedir que otros los reconozcan como posibles parejas y, por tanto, no se reproduzcan con ellos.
Ejemplos de especiación
Un ejemplo clásico de la especiación son los pinzones de Darwin. Los pinzones son un tipo de pájaros muy similares que habitan en las islas Galápagos. Darwin se percató que aunque eran muy similares, tenían formas del pico diferentes, cada una adaptada a una dieta diferente. Esta especiación se puede haber dado debido a los diferentes nichos que ocupa cada nueva especie de pinzón.
Hemos leído ejemplos de animales y organismos que sufren especiación; pero, ¿qué pasa con los humanos?
Los humanos siguen evolucionando, como cualquier otro organismo de la Tierra. Sin embargo, en teoría, si diferentes poblaciones humanas se separan geográficamente, no se mezclan y sus hábitats experimentan diferentes presiones de selección, podrían acumular suficientes diferencias genéticas a lo largo de muchas generaciones. No obstante, dado nuestro nivel actual de globalización y tecnología, ¡esto es muy poco probable!
Especiación - Puntos clave
- La especiación se refiere a la evolución de nuevas especies a partir de especies existentes, en las que las nuevas especies son genéticamente diferentes y están separadas reproductivamente de la especie de la que se derivan. Esta separación se produce cuando dos poblaciones sufren un aislamiento reproductivo.
- En la especiación alopátrica las poblaciones se separan por barreras geográficas y viven en lugares diferentes.
- En la especiación simpátrica las poblaciones permanecen en el mismo lugar pero se separan mediante diversos mecanismos de aislamiento.
- En la especiación parapátrica las poblaciones viven en la misma zona geográfica pero poseen nichos diferentes.
- Hay muchos mecanismos de aislamiento que impiden la reproducción de especies diferentes. Algunos ejemplos de barreras son la temporal o la conductual.
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