Especiación simpátrica

Especiación alopátrica frente a simpátrica: ¿Cuál es la diferencia?

La especiación alopátrica y la especiación simpátrica son dos procesos importantes que conducen a la formación de nuevas especies.

La especiación simpátrica excluye específicamente el aislamiento geográfico

La especiaciónalopátrica es un tipo de especiación en el que la formación de nuevas especies se debe al aislamiento geográfico de dos o más poblaciones de la misma especie mediante una barrera física o una migración.

Cuando las poblaciones de una especie están aisladas geográficamente, el flujo genético entre los grupos está restringido y las frecuencias alélicas entre los grupos se vuelven más diferentes con el tiempo. Supongamos que los grupos están separados durante un periodo suficientemente largo. En ese caso, las diferencias entre sus alelos se hacen mayores debido a las diferencias de su entorno (clima, depredación, fuentes de alimento y otros factores). Con el tiempo, pueden formarse nuevas especies. Este proceso se ilustra en la figura 1.

Este diagrama muestra cómo una barrera física podría dividir una población y dar lugar a la especiación alopátrica.

Figura 1. Este diagrama muestra cómo una barrera física puede dividir una población y provocar la especiación alopátrica. Fuente: Andrew Z. Colvin, CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons.

En cambio, la especiación simpátrica se produce incluso cuando las poblaciones no están separadas físicamente. Es más rara que la especiación alopátrica y requiere la formación de una barrera reproductiva mientras los miembros de la población siguen en contacto entre sí. Este proceso se ilustra en la figura 2.

Este diagrama muestra cómo se produce la especiación simpátrica en una población incluso sin aislamiento geográfico.

Figura 2. Este diagrama muestra cómo se produce la especiación simpátrica en una población incluso sin aislamiento geográfico. Fuente: Andrew Z. Colvin, CC BY-SA 4.0, vía Wikimedia Commons.

A diferencia de la especiación alopátrica, la especiación simpátrica es controvertida porque debe haber pruebas suficientes que demuestren que las especies descendientes se originaron a partir de una especie ancestral común, que el grupo formó un aislamiento reproductivo y que la especiación no fue causada por el aislamiento geográfico.

Además, la especiación alopátrica se da con más frecuencia en los animales que en las plantas, mientras que la especiación simpátrica se da con más frecuencia en las plantas que en los animales. Las plantas pueden formar poliploidía y reproducirse asexualmente, mientras que no muchos animales pueden tolerar los cambios anatómicos que acompañan a estos procesos. Para reproducirse, un animal tetraploide necesita buscar al azar otro animal de la misma especie pero del sexo opuesto que también haya pasado por la poliploidía.

¿Cuáles son las causas y algunos ejemplos de la especiación simpátrica?

La especiación simpátrica requiere la formación de una barrera reproductora que restrinja el flujo de genes. ¿Cómo se forma una barrera reproductiva cuando los miembros de la población viven en la misma zona geográfica?

La formación de barreras reproductivas puede deberse a la poliploidía, la selección sexual y la diferenciación del hábitat. Discutiremos estas causas y citaremos un ejemplo de cada una.

Poliploidía

Lapoliploidía se produce cuando uno o más individuos nacen con un número anormal de cromosomas debido a un error durante la división celular. La figura 3 muestra cómo individuos normales con dos copias de cada cromosoma (diploides) pueden sufrir una meiosis fallida y producir descendencia con cuatro copias de cada cromosoma (tetraploides).

La poliploidía puede considerarse un mecanismo de aislamiento reproductivo porque un individuo poliploide no puede aparearse con un individuo normal. Los individuos poliploides sólo pueden cruzarse con miembros de la población con el mismo número anormal de cromosomas.

La poliploidía rara vez se da en los animales, pero es bastante común en las plantas. Se calcula que el 80% de las especies vegetales existentes descienden de ancestros formados mediante especiación poliploide.

Este diagrama muestra cómo los diploides pueden producir un tetraploide como resultado de una meiosis fallida.

Figura 3. Este diagrama muestra cómo los diploides pueden producir un tetraploide debido a una meiosis fallida.

Fuente: Ilmari Karonen, Dominio público, vía Wikimedia Commons.

Existen dos formas de poliploidía:

1. Autopoliploidía: un individuo tiene más de dos juegos de cromosomas que proceden todos de una sola especie.
2. Alopoliploidía: se produce un poliploide fértil a partir de la reproducción asexual (por ejemplo, autopolinización) de una descendencia híbrida estéril de dos especies diferentes.

Ejemplos de poliploidía observados en distintas especies de plantas

La planta piggyback(Tolmiea menzisii) y el esturión blanco(Acipenser transmontanum) son autopoliploides naturales. En la agricultura moderna, la autopoliploidía -específicamente la autotriploidía (un autoploide con tres copias de cromosomas)- se utiliza para producir sandías y plátanos sin semillas y salmones y truchas estériles.

Por otro lado, la especie de trigo Triticum aestivum es un ejemplo de alopoliploide. Tiene seis juegos de cromosomas, dos de ellos derivados de tres especies parentales diferentes. El primer caso de poliploidía -un híbrido espontáneo de una especie de trigo domesticado y una especie de hierba silvestre que ocurrió hace más de 8.000 años- condujo finalmente a la aparición de la especie de trigo moderna.

La selección sexual

La selecciónsexual es un tipo de selección natural en la que una especie tiene preferencias de apareamiento que conducen a cambios en los rasgos de la población a lo largo del tiempo. Las preferencias de apareamiento pueden actuar como una barrera reproductiva que impide el flujo de genes entre los miembros de una población con rasgos específicos.

Ejemplo de selección sexual observada en peces cíclidos

La selección sexual que conduce a la especiación simpátrica se observó en los peces cíclidos. Los cíclidos africanos de los Grandes Lagos de África son uno de los peces más diversos de la Tierra. Sólo el lago Victoria albergaba unas 600 especies de cíclidos. Las pruebas genéticas demuestran que estas especies surgieron en los últimos 100.000 años a partir de una pequeña población ancestral procedente de ríos y otros lagos. Es poco probable que la especiación alopátrica causara la diversidad de los peces cíclidos africanos, porque éstos tienden a reunirse en grandes bandadas.

Las pruebas apuntan a una barrera reproductiva diferente: una preferencia de apareamiento. Las hembras de los cíclidos tienen preferencia por compañeros con rasgos fenotípicos extremos. Por ejemplo, Pundamilia pundamilia y P. nyererei son especies estrechamente emparentadas cuyos machos sólo se diferencian en la coloración: Los machos de P. pundamilia tienen las aletas dorsales azules, mientras que los de P . n yererei las tienen rojas (Figs. 4-5). Como las hembras de los peces cíclidos prefieren una coloración determinada, los acervos genéticos que dan lugar a estos rasgos particulares se mantienen separados, lo que conduce a la divergencia genética y, finalmente, a la especiación simpátrica.

Figuras 4-5. Pundamiliapundamilia (izquierda) y P. nyererei (derecha) son muy similares en tamaño y forma, pero difieren en la coloración. Fuente (ambas imágenes): Oliver Selz, CC BY-SA 3.0, vía Wikimedia Commons.

Diferenciación del hábitat

Además de la poliploidía y la selección sexual, hay pruebas de que la diferenciación de hábitats puede causar especiación simpátrica. La diferenciación de hábitats se produce cuando un segmento de la población utiliza un hábitat que no utiliza la población principal.

Ejemplo de diferenciación de hábitat observado en la mosca de la manzana

La mosca del manzano(Rhagoletis pomonella) es un insecto parásito que pone sus huevos en el fruto de las manzanas(Malus domestica). La mosca solía poner sus huevos sólo en el fruto del espino(Crataegus), pero con la introducción de manzanos en la misma zona geográfica, una parte de la población empezó a poner sus huevos en el fruto del manzano.

Cuando los miembros de la población cambiaron a una especie hospedadora distinta del resto de la población, las generaciones siguientes también eligieron un hospedador diferente: las moscas que crecían en frutos de espino ponían huevos sólo en espinos. En cambio, las moscas que crecían en manzanos ponían huevos sólo en manzanos. Aunque los dos tipos de moscas de los gusanos aún no han divergido completamente en dos especies diferentes, se cree que se trata de un proceso en curso de especiación simpátrica.