9.5: Macroevolución

Una carrera evolutiva “armamentística”

La serpiente liguero en Figura se\(\PageIndex{1}\) alimenta de una variedad de animales pequeños, incluyendo pequeños anfibios llamados tritones de piel áspera. Los tritones producen una poderosa toxina que se concentra en su piel. Las serpientes liguero han desarrollado resistencia a esta toxina a través de una serie de mutaciones genéticas afortunadas, lo que les permite aprovecharse de manera segura de los tritones. La relación depredador-presa entre estos animales ha creado una carrera evolutiva “armamentística”. Ha resultado en niveles extremadamente altos de toxina en los tritones y una resistencia cada vez mayor a la toxina en las serpientes. Este es un ejemplo de la coevolución de dos especies. La coevolución es un tipo de macroevolución.

Figura\(\PageIndex{1}\): Serpiente Costera con patrón rojo, blanco y negro.

¿Qué es la Macroevolución?

La macroevolución es una evolución que ocurre en o por encima del nivel de la especie. Es el resultado de la microevolución que tiene lugar a lo largo de muchas generaciones. La macroevolución puede implicar cambios evolutivos en dos especies que interactúan, como en la coevolución, o puede implicar la aparición de una o más especies nuevas.

Origen de las especies

Uno de los temas principales en la macroevolución es cómo surgen nuevas especies. El proceso por el cual evoluciona una nueva especie se llama especiación. ¿Cómo ocurre la especiación? ¿Cómo evoluciona una especie en dos o más especies nuevas? Para entender cómo se forma una nueva especie, es importante revisar qué es una especie. Una especie es un grupo de organismos que pueden reproducirse y producir descendencia fértil juntos en la naturaleza. Para que surja una nueva especie, algunos miembros de una especie deben aislarse reproductivamente del resto de especies. Esto significa que ya no pueden cruzarse con otros miembros de la especie. ¿Cómo sucede esto? Por lo general, primero se aíslan geográficamente.

Especiación alopátrica

Supongamos que algunos miembros de una especie quedan geográficamente separados del resto de especies. Si permanecen separados el tiempo suficiente, pueden evolucionar diferencias genéticas. Si las diferencias les impiden cruzarse con miembros de la especie original, se han convertido en una nueva especie. La especiación que ocurre de esta manera se llama especiación alopátrica. Un ejemplo de especiación alopátrica involucra a las ardillas Kaibab que viven en el borde del Gran Cañón, como se muestra en la figura\(\PageIndex{2}\).

Notas sobre estos dos grupos de ardillas:

• Las ardillas Kaibab se encuentran solo en el borde norte del Gran Cañón, en la meseta Kaibab. Las ardillas de Abert ocupan un área más grande en el borde sur del Gran Cañón.
• Las ardillas Kaibab se aislaron geográficamente de las ardillas de Abert, que se encuentran en el borde sur del cañón.
• En aislamiento, la ardilla Kaibab “evolucionó características distintas, como una cola blanca completa.
• Las ardillas de Abert son la especie original de la que divergieron las ardillas Kaibab. Las ardillas Kaibab se clasifican actualmente como una subespecie de ardillas de Abert.
• Las ardillas Kaibab pueden llegar a ser lo suficientemente diferentes como para ser clasificadas como una especie separada.

Figura\(\PageIndex{2}\): Especiación alopátrica en la ardilla Kaibab. La ardilla Kaibab está en proceso de convertirse en una nueva especie.

Especiación simpátrica

Con menos frecuencia, surge una nueva especie sin separación geográfica. Esto se llama especiación simpátrica.

1. Las moscas del espino ponen huevos en los árboles de espino. Los huevos eclosionan en larvas que se alimentan de frutos de espino. Tanto las moscas como los árboles son nativos de Estados Unidos.
2. Los manzanos fueron introducidos en Estados Unidos por colonos europeos en el siglo XVII. Ahora, los manzanos suelen crecer cerca de los árboles de espino. Algunas moscas del espino comenzaron a poner huevos en los manzanos cercanos. Cuando los huevos eclosionaron, las larvas se alimentaban de manzanas.
3. Con el tiempo, las dos poblaciones de moscas —las que se alimentan de frutos de espino y las que se alimentan de manzanas— evolucionaron el aislamiento reproductivo porque se reproducen en diferentes momentos. Su época de reproducción coincide con la época en que maduran las manzanas o los frutos del espino.
4. Debido a que rara vez se cruzan, las dos poblaciones de moscas están evolucionando otras diferencias genéticas. Parecen estar en proceso de convertirse en especies separadas. Como muestra este ejemplo, los comportamientos, así como los rasgos físicos, pueden evolucionar y conducir a la especiación.

Figura\(\PageIndex{3}\): Especiación simpátrica en Moscas Espino (panel extremo izquierdo). Las moscas del espino divergen de una especie a dos debido a dos hábitats diferentes, el árbol Hawthorne (panel medio) y el manzano (panel derecho).

Coevolución

La evolución generalmente ocurre en respuesta a los cambios en el entorno. El cambio ambiental a menudo involucra a otras especies de organismos. De hecho, muchas especies evolucionan junto con otras especies con las que interactúan. A esto se le llama coevolución. A medida que una especie cambia, la otra especie también debe cambiar para adaptarse. La coevolución de tritones de piel áspera y serpientes liguero se describe anteriormente. Muchos otros casos de coevolución ocurren en las plantas con flores y las especies que las polinizan. La planta con flores y el colibrí en Figura\(\PageIndex{4}\) son un ejemplo. Han evolucionado estructuras coincidentes. Las flores tubulares de la planta se corresponden con el pico largo y estrecho del colibrí.

Figura\(\PageIndex{4}\): Resultados de la coevolución en una flor y su polinizador. La parte de boca muy larga de este colibrí ha coevolucionado con la flor tubular que poliniza. Sólo esta especie de ave puede alcanzar el néctar profundo en la flor estrecha.

Momento de la Macroevolución

¿La evolución es lenta y constante? ¿O ocurre en los ajustes y arranques? Puede depender de qué más esté pasando, como los cambios en el clima o las condiciones geológicas.

• Cuando las condiciones climáticas y geológicas son estables, la evolución puede ocurrir de manera constante y gradual. Así ocurrió la evolución del pensamiento Darwin. Este modelo del momento de la evolución se llama gradualismo.
• Cuando las condiciones climáticas o geológicas están cambiando, la evolución puede ocurrir más rápidamente. Largos periodos de poco cambio pueden ser interrumpidos por ráfagas de cambio relativamente rápido. Este modelo del momento de la evolución se denomina equilibrio puntuado. Generalmente está mejor sustentado por el registro fósil que el gradualismo.

Revisar

1. Definir especiación.
2. Describir cómo ocurre la especiación alopátrica.
3. ¿Qué es el gradualismo? ¿Cuándo es más probable que aplique?
4. Describir el momento del cambio evolutivo según el modelo de equilibrio puntuado.
5. ¿Por qué es menos probable que ocurra la especiación simpátrica que la especiación alopátrica?
6. ¿Por qué la macroevolución ocurriría más rápidamente cuando hay cambios importantes en el medio ambiente, como cambiar el clima o las condiciones geológicas, que cuando el ambiente es estable?
7. ¿Qué es el aislamiento reproductivo? ¿Por qué es necesario que se produzca la especiación?
8. Las ardillas Kaibab son un ejemplo de qué tipo de especiación?
9. Imagínese que hay un lago grande que se seca en ciertas regiones, creando varios lagos más pequeños y separados. El lago original tenía una especie particular de peces y algunos peces quedaron atrapados en cada uno de los lagos más pequeños a medida que el lago grande se secaba.
   1. ¿Hay una mayor probabilidad de especiación en los peces en los lagos más pequeños y separados o en el lago grande original? Explica tu respuesta.
   2. Si nuevas especies de peces evolucionan a partir de las especies originales en los lagos pequeños y separados, ¿sería esta especiación simpátrica o alopátrica? Explica tu respuesta.
   3. Si la especiación ocurrió en los pequeños lagos como se describe en la parte b, y luego se produjeron inundaciones y los pequeños lagos se unieron para convertirse nuevamente en un lago grande, ¿cree que es probable que los peces se conviertan en una especie nuevamente? ¿Por qué o por qué no?
10. Verdadero o Falso. La especiación por dos poblaciones que se reproducen en diferentes momentos en una misma zona es un ejemplo de especiación simpátrica.
11. Verdadero o Falso. La coevolución siempre ocurre entre individuos de la misma especie.
12. Explique cuáles son los períodos “puntuados” y “equilibrio” en “equilibrio puntuado”.

Explora más

https://bio.libretexts.org/link?16771#Explore_More

Hay una vertiginosa diversidad de especies en nuestro planeta. A partir de la evidencia genética, sabemos que todas esas especies evolucionaron a partir de un solo ancestro antiguo. Pero, ¿cómo se divide una especie en muchas? A través del proceso evolutivo de especiación. Este video ilustra el proceso de especiación en aves para ayudarte a entender las bases de la biodiversidad de la tierra:

Atribuciones

1. Serpiente de liga costera de Steve Jurvetson, con licencia CC BY 2.0 vía Wikimedia Commons
2. Especiación alopátrica por CK-12 liberada al dominio público
3. Especiación simpátrica compuesta por Mandeep Grewal, licenciado CC BY-SA 2.0
   1. Gusano de manzana por Joseph Berger CC BY 3.0 a través de imágenes forestales
   2. Bayas de espino por Andrew Smith, con licencia CC BY-SA 2.0 vía Wikimedia Commons
   3. Manzanas en un árbol por CSIRO, CC BY 3.0 via Wikimedia Commons
4. Colibrí carib de garganta morada de Charlesjsharp CC BY 3.0 vía Kiddle
5. Texto adaptado de Biología Humana por CK-12 licenciado CC BY-NC 3.0