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Especiación

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El naturalista inglés Charles Darwin (1809-1882), en su libro publicado en 1859 titulado El Origen de las Especies, expuso sus explicaciones para la evolución, que tuvo efectos enormes sobre cómo nuestra propia especie se entiende a sí misma y el mundo construido a su alrededor.

En su obra, Darwin propuso ideas innovadoras para la época que le valieron fuertes críticas. Una de esas innovaciones fue la de sugerir que la evolución es un proceso de divergencia, es decir, dos especies similares eran descendientes de una sola especie que existían en el pasado. A partir de un ancestro común, se han ido distanciando, dando lugar a las diferencias que percibimos entre ellas.

Charles Darwin sugirió que los cambios se producen en los individuos que, a través de la reproducción, se mantienen y crecen en la población o eliminados. Pero Darwin no pudo explicar cómo se producen estos cambios y, aunque el libro inducía a hablar del origen de las especies, él no explico de hecho cómo se originan.

¿Qué es una especie?

Actualmente hay ocho conocidos conceptos de especie. En realidad conceptualizar las especies es una tarea difícil para los biólogos, ya que muchos de los conceptos tienen limitaciones. Sin embargo, existen aquellos más usados, como por ejemplo el concepto morfológico. En la práctica, esta noción es usada ampliamente para la identificación de las especies donde se tienen presentes las características morfológicas o estructurales que diferencian a las especies.

Otro de las nociones utilizadas habitualmente es la concepción biológica de especie. Se trata de la definición operacional más común y es la que vamos a intentar definir.

Las especies son grupos de poblaciones naturales que se cruzan entre sí, o potencialmente se cruzando, estando aislados reproductivamente de otros grupos (Mayer, 1977).

El criterio básico de esta definición se refiere al cruce entre individuos de la misma población y el aislamiento reproductivo de la misma. Sin embargo, hay que destacar que aunque el término es el más usado tiene limitaciones:

  • No se puede aplicar a organismos fósiles, debido a que no se reproducen.
  • No se puede aplicar a los organismos que tienen reproducción asexual, pues no producen descendencia por cruzamientos.
  • No se puede aplicar a las poblaciones que están geográficamente aisladas.

En la actualidad, los criterios bioquímicos y de comportamiento están siendo utilizados para identificar las especies con mayor precisión.

¿Cómo se originan las especies?

Una población (número de individuos de la misma especie) comparte, entre sus miembros, un conjunto génico o un fondo genético común que, lógicamente es separado de conjuntos génicos de otras especies.

Sin embargo, este conjunto de genes no se encuentra estacionario, parado, sin sufrir cambios. La base genética de la población sufre cambios o variaciones que permiten la variabilidad genética. Estos cambios pueden deberse a mutaciones, la recombinación genética, la deriva genética, la selección natural y la migración.

Es justamente la variabilidad genética la que determina diferencias entre los individuos de una población, es decir, incluso algunos presentando semejanzas morfológicas, genéticamente ellos no son idénticos, no son clones.

Por tanto podemos decir que la variabilidad genética es el paso inicial para asegurar que el proceso de especiación.

¿Cuál sería el proceso de especiación?

La especiación implica un conjunto de procesos que dan lugar a nuevas especies, por lo que es parte del proceso evolutivo.

Es importante destacar que los científicos clasifican la especiación en dos procesos:

  • Anágena: comprende el proceso por el cual aparece una característica o se modifica en una población a lo largo del tiempo, siendo responsable por las novedades evolutivas. Se trata de una evolución constante que genera una nueva especie. Resulta de mutación, permutación o selección natural.
  • Cladogénesis: incluye el proceso de la ruptura de cohesión en una única población. En consecuencia, genera dos o más poblaciones que ya no pueden intercambiar genes. Puede ocurrir debido a la aparición de barreras geográficas.

El segundo paso que puede contribuir al proceso de especiación es el aislamiento geográfico. Sin embargo, esta etapa puede no suceder.

Los tipos más frecuentes de la especiación por aislamiento geográfico son los siguientes:

Especiación alopátrica

Es el resultado de especiación cuando una población está dividida por una barrera geográfica, impidiendo el flujo de genes. Estas barreras geográficas pueden ser de muchos tipos diferentes. Entre islas, el océano resulta en una barrera para especies terrestre o, incluso, en tierra, el surgimiento de una elevación montañosa o depresión acentuada del suelo, puede constituir un obstáculo para la polinización entre individuos que antes eran próximos y relativos a la misma población.

Entendamos cómo se produce esta forma de especiación.

  • 1. En primer lugar, se tiene una población de la misma especie que comparte un fondo genético.
  • 2. La aparición de un barreras naturales o artificiales (ríos, montañas, caminos, variaciones de temperatura…) Impide el intercambio de genes entre los individuos que fueron separados de la población.
  • 3. Debido a los cambios, la adaptación y distintas condiciones ambientales, el fondo genético de cada grupo, separado, de individuos va alterándose.
  • 4. Las bases genéticas respectivas son diferentes, dando lugar a una incapacidad para cruzar entre los individuos separados (aislamiento reproductivo), incluso si la barrera geográfica ha desaparecido.
  • 5. Así, a partir de la misma población pueden surgir dos especies distintas.

Sin embargo, si la separación temporal de los individuos de la especie no ha sido suficiente y/o las diferencias acumuladas todavía permiten mezclas parciales de los dos fondos genéticos (por lo general sólo en la zona de contacto entre los hábitats de las dos poblaciones), se pueden formar subespecies, un hito en el curso de la especiación.

Especiación simpátrica

Es la especiación que ocurre sin barreras geográficas y se debe a factores inherentes a la población, por ejemplo, la poliploidía. Un organismo poliploide tiene un número múltiple del conjunto cromosómico original de la especie que le dio origen (4n, 5n…) y por lo general estos fenómenos son debidos a errores durante la meiosis o mitosis o cuando la citocinesis no se produce (la etapa final de la división celular en que se produce la separación de las células), resultando en una célula con un núcleo grande y un número anormal de cromosomas.

Con la duplicación de cromosomas, el híbrido pasa a tener los dos conjuntos de cromosomas, heredados de los progenitores, en pares de cromosomas homólogos con la consiguiente producción de gametos a través de la meiosis normal. Estos individuos poseen, así, un patrimonio genético propio que los aísla reproductivamente de sus predecesores.

Este fenómeno es común en las plantas, pero rara vez sucede en los animales. La poliploidía muestran las mayores tasas de incidencia en los anfibios en relación con otros vertebrados.

Especiación parapátrica

Es el resultado de la población de aislamiento especiación reproductiva que crece en la ausencia de una barrera geográfica adyacente, pero con una diferencia en las condiciones ambientales. La selección natural actúa con mucha más fuerza que el flujo de genes.

Una vez conocido los principales tipos de aislamiento geográfico, es el momento de conocer el proceso por el que sucede la formación de una nueva especie. Esta última fase es esencial para determinar la especiación completa.

El mecanismo principal que define la aparición de una nueva especie es el aislamiento reproductivo. Este aislamiento reproductivo puede ocurrir por dos mecanismos básicos: los mecanismos precopulatorios y los mecanismos poscopulatorios.

Mecanismos precopulatorios y poscopulatorios

Los mecanismos precopulatorios o precigóticos son aquellos que eivtan el cruzamiento entre individuos de diferentes especies y la consiguiente formación de un cigoto, que puedan derivarse de:

1. Aislamiento estacional /temporal o de hábitat/ecosistema: cuando los miembros no encuentran el potencial para cruzarse debido a diferencias en la ocupación de los hábitats o las épocas de reproducción. Por ejemplo, los organismos que viven en los árboles y otros sobre el terreno, algunos son activos de días y otros por la noche, etcétera.

2. Aislamiento etológico o de comportamiento: los individuos potenciales se encuentran, pero no copulan, debido a los patrones de conducta o las diferencias en la producción y recepción de los estímulos que los machos y las hembras que conducen a la reproducción. Existe principalmente en los vertebrados, particularmente en aves de corral, pero también se sabe en los insectos.

3. Aislamiento mecánico: la copulación se produce, pero no hay transferencia de gametos, que pueden ser debido a diferencias en los órganos reproductores. Es un mecanismo importante en los artrópodos, con los genitales y un exoesqueleto rígido, pero también existe en gasterópodos y anélidos hermafroditas.

Los mecanismos de poscopulación evitan la formación y desarrollo de la descendencia e impiden la formación del híbrido. Son también conocidos como mecanismos poscigóticos. Son descritos a continuación:

1. Mortalidad gamética: la transferencia de gametos se produce, pero no hay fertilización debido a factores fisiológicos que impiden, por ejemplo, la supervivencia del gameto masculino en el sistema reproductor femenino. Este proceso existe en las moscas del género Drosophila, la mosca de la fruta, y es muy común en el pescado, debido al hecho de que los gametos se unen en el agua.

2. Mortalidad cigótica: se produce la fecundación, pero el cigoto muere. Esta muerte puede ser causada por inviabilidad del cigoto resultante de irregularidades en su desarrollo. Este proceso es también muy común en los peces con fecundación externa, pues fácilmente los gametos se mezclan y la incompatibilidad genética impide el desarrollo del cigoto.

3. Inviabilidad del híbrido: el cigoto sobrevive pero el híbrido no es factible debido a capacidades adaptativas inferiores, por ejemplo, o menor eficacia para su reproducción.

4. La esterilidad de los híbridos: el híbrido es viable, pero estéril, parcial o totalmente. Esta esterilidad puede ser causada por la presencia de gónadas anormales o problemas derivados de la meiosis anormal.

Poblaciones reproductivamente aisladas tendrán su propia historia independiente de la evolución de otras poblaciones. Si no hay intercambio de genes entre las poblaciones de otras especies, todos los factores evolutivos que actúan sobre las poblaciones de una especie tendrán una respuesta en sí. Por lo tanto, el aislamiento reproductivo no sólo explica el origen de las especies, sino también la diversidad del mundo biológico.

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