Saltar al contenido principal
LibreTexts Español

21.2: Formación de nuevas especies

  • Page ID
    58311
  • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    Si bien toda la vida en la tierra comparte diversas similitudes genéticas, solo ciertos organismos combinan información genética por reproducción sexual y tienen descendencia que luego puede reproducirse con éxito. Los científicos llaman a tales organismos miembros de la misma especie biológica.

    Conceptos de especies

    Resulta que los científicos no siempre están de acuerdo en la definición de una especie. Las diferentes ideas sobre lo que constituye y lo que no constituye una especie se denominan conceptos de especies. Existen alrededor de veintiséis conceptos de especies diferentes, pero cuatro son los más aceptados. El concepto de especie biológica establece que si dos organismos son capaces de reproducirse con éxito y producir descendencia viable y fértil, entonces son la misma especie. Cuando las poblaciones de organismos dejan de reproducirse con éxito (llamado aislamiento reproductivo), entonces se consideran especies separadas. El concepto de especie biológica funciona bien para los científicos que estudian criaturas vivientes que tienen patrones de reproducción regulares, como insectos o mamíferos. El concepto de especie morfológica establece que si dos organismos son lo suficientemente similares morfológicamente, entonces son la misma especie. No hay pauta sobre lo similar que cuenta como suficientemente similar, por lo que le corresponde al investigador hacer la llamada de juicio. Este concepto funciona bien para organismos que no se reproducen regularmente (como los hongos) o que ya no están vivos. El concepto de especie genética establece que si dos organismos son lo suficientemente similares genéticamente, entonces son la misma especie. Nuevamente, no hay regla sobre cuán genéticamente similares deben ser, por lo que cada disciplina determina sus propios límites. Este concepto funciona bien para organismos que son muy pequeños, tienen estrategias de reproducción inusuales y no son morfológicamente distintos (como las bacterias). El concepto de especie evolutiva establece que si los caminos evolutivos de dos organismos son lo suficientemente similares, entonces son la misma especie. Este concepto funciona bien para los organismos muertos hace mucho tiempo porque los fósiles no pueden reproducirse, a menudo carecen de impresiones de tejidos blandos y, por lo general, no tienen suficiente ADN para trabajar.

    Las especies y la capacidad de reproducción

    Una especie es un grupo de organismos individuales que se cruzan y producen descendencia fértil y viable. De acuerdo con esta definición, una especie se distingue de otra cuando, en la naturaleza, no es posible que los apareamientos entre individuos de cada especie produzcan descendencia fértil.

    Los miembros de la misma especie comparten características externas e internas, las cuales se desarrollan a partir de su ADN. Entre más estrecha relación comparten dos organismos, más ADN tienen en común, al igual que las personas y sus familias. Es probable que el ADN de las personas se parezca más al ADN de su padre o madre que al ADN de su primo o abuelo. Los organismos de la misma especie tienen el nivel más alto de alineación de ADN y, por lo tanto, comparten características y comportamientos que conducen a una reproducción exitosa.

    La apariencia de las especies puede ser engañosa al sugerir una habilidad o incapacidad para aparearse. Por ejemplo, aunque los perros domésticos (Canis lupus familiaris) muestran diferencias fenotípicas, como el tamaño, la construcción y el pelaje, la mayoría de los perros pueden cruzarse y producir cachorros viables que pueden madurar y reproducirse sexualmente (Figura\(\PageIndex{1}\)).

    La foto a muestra un caniche con pelaje corto rizado. La foto b muestra un cocker spaniel con pelaje largo y ondulado que tiene partes de color marrón claro y marcas de color crema en la cara, patas delanteras, vientre, patas traseras y cola. El caniche tiene patas más largas que el cocker spaniel. El cockapoo en la foto c tiene el pelo rizado, como el caniche, y patas cortas, como el cocker spaniel.
    Figura\(\PageIndex{1}\): El (a) caniche y (b) cocker spaniel pueden reproducirse para producir una raza conocida como (c) el cockapoo. (crédito a: modificación de obra de Sally Eller, Tom Reese; crédito b: modificación de obra de Jeremy McWilliams; crédito c: modificación de obra de Kathleen Conklin. Esta imagen de OpenStax está licenciada bajo CC BY 4.0)

    En otros casos, los individuos pueden parecer similares aunque no sean miembros de la misma especie. Por ejemplo, aunque las águilas calvas (Haliaeetus leucocephalus) y las águilas africanas (Haliaeetus vocifer) son aves y águilas, cada una pertenece a un grupo de especies separado (Figura\(\PageIndex{2}\)). Si los humanos intervinieran artificialmente y fertilizaran el óvulo de un águila calva con el esperma de un águila pescadora africana y un polluelo eclosionara, esa descendencia, llamada híbrida (un cruce entre dos especies), probablemente sería infértil, incapaz de reproducirse con éxito después de que alcanzara madurez. Diferentes especies pueden tener diferentes genes que son activos en el desarrollo; por lo tanto, puede que no sea posible desarrollar una descendencia viable con dos conjuntos diferentes de direcciones. Así, a pesar de que la hibridación puede tener lugar, las dos especies aún permanecen separadas.

    La foto a muestra una imagen del águila pescadora africana en vuelo, y la foto b muestra al águila calva encaramada en un poste.
    Figura\(\PageIndex{2}\): El (a) águila pescadora africana es similar en apariencia a la (b) águila calva, pero las dos aves son miembros de diferentes especies. (crédito a: modificación de obra de Nigel Wedge; crédito b: modificación de obra del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos. Esta imagen de OpenStax está licenciada bajo CC BY 4.0)

    Las poblaciones de especies comparten un acervo genético: una colección de todas las variantes de genes en la especie. Nuevamente, la base de cualquier cambio en un grupo o población de organismos debe ser genética ya que esta es la única manera de compartir y transmitir rasgos. Cuando ocurren variaciones dentro de una especie, solo pueden pasarse a la siguiente generación a lo largo de dos vías principales: la reproducción asexual o la reproducción sexual. El cambio se transmitirá asexualmente simplemente si la célula reproductora posee el rasgo cambiado. Para que el rasgo cambiado sea transmitido por la reproducción sexual, un gameto, como un espermatozoide o un óvulo, debe poseer el rasgo cambiado. En otras palabras, los organismos que se reproducen sexualmente pueden experimentar varios cambios genéticos en sus células corporales, pero si estos cambios no ocurren en un espermatozoide u óvulo, el rasgo cambiado nunca llegará a la siguiente generación. Solo los rasgos heredables pueden evolucionar. Por lo tanto, la reproducción juega un papel primordial para que el cambio genético arraigue en una población o especie. En definitiva, los organismos deben poder reproducirse entre sí para pasar nuevos rasgos a la descendencia.

    Especiación

    La definición biológica de especie, que funciona para organismos que se reproducen sexualmente, es un grupo de individuos que se cruzan real o potencialmente. Hay excepciones a esta regla. Muchas especies son lo suficientemente similares como para que la descendencia híbrida sea posible y a menudo pueda ocurrir en la naturaleza, pero para la mayoría de las especies, esta regla generalmente se mantiene. De hecho, la presencia en la naturaleza de híbridos entre especies similares sugiere que pueden haber descendido de una sola especie de mestizaje, y es posible que el proceso de especiación aún no se haya completado.

    Dada la extraordinaria diversidad de vida en el planeta, debe haber mecanismos de especiación: la formación de dos especies a partir de una especie original. Darwin imaginó este proceso como un evento de ramificación y diagramó el proceso en la única ilustración que se encuentra en Sobre el origen de las especies (Figura\(\PageIndex{3}\) a). Compare esta ilustración con el diagrama de evolución del elefante (Figura\(\PageIndex{3}\) b), que muestra que a medida que una especie cambia con el tiempo, se ramifica para formar más de una nueva especie, repetidamente, siempre y cuando la población sobreviva o hasta que el organismo se extinto.

    La imagen (a) muestra un boceto de líneas que se ramifican en forma de árbol. En la parte inferior hay 11 líneas verticales etiquetadas de la A a la L. Estas luego se ramifican a medida que se mueven hacia arriba por la página a través de catorce filas etiquetadas con números romanos. Algunas ramas forman una línea recta desde la fila inferior hasta la fila superior, otras siguen ramificándose más en cada fila, y algunas son rectas a mitad de camino a través de las filas hasta que se conectan a una rama existente o no forman conexión y en su lugar se detienen. Las cuatro filas superiores cada una consiste en una sola línea desde una punta de rama (hay 6 puntas de rama en la fila XI) hasta una de las 15 designaciones finales individuales. La ilustración B muestra la evolución de los elefantes africanos y asiáticos modernos a partir de un ancestro común, el Paleomastodon. El Paleomastodón era similar a los elefantes modernos; sin embargo, era más pequeño y tenía una nariz larga en lugar de tronco. Las ramas laterales del árbol evolutivo elefante dieron origen a mastodontes y mamuts. El mamut está más estrechamente relacionado con los elefantes modernos que con el mastodonte.
    Figura\(\PageIndex{3}\): La única ilustración de Sobre el origen de las especies de Darwin es (a) un diagrama que muestra eventos de especiación que conducen a la diversidad biológica. El diagrama muestra similitudes con las cartas filogenéticas que se dibujan hoy para ilustrar las relaciones de las especies. b) Los elefantes modernos evolucionaron del Paleomastodón, una especie que vivió en Egipto hace 35 a 50 millones de años. (crédito: esta imagen de OpenStax está licenciada bajo CC BY 4.0)

    Para que ocurra la especiación, se deben formar dos nuevas poblaciones a partir de una población original y deben evolucionar de tal manera que sea imposible que los individuos de las dos nuevas poblaciones se crucen. Los biólogos han propuesto mecanismos por los cuales esto podría ocurrir que se encuentran en dos amplias categorías. La especiación alopátrica (allo- = “otra”; -pátrica = “patria”) implica la separación geográfica de las poblaciones de una especie progenitora y su posterior evolución. La especiación simpátrica (sym- = “same”; -patric = “patria”) implica la especiación que ocurre dentro de una especie parental que permanece en una ubicación.

    Los biólogos piensan que los eventos de especiación son la división de una especie ancestral en dos especies descendientes. No hay razón para que no haya más de dos especies formadas a la vez, excepto que es menos probable y múltiples eventos pueden conceptualizarse como divisiones individuales que ocurren cerca en el tiempo.

    Especiación alopátrica

    Una población geográficamente continua tiene un acervo genético que es relativamente homogéneo. El flujo génico, el movimiento de los alelos a través del área de distribución de la especie, es relativamente libre porque los individuos pueden moverse y luego aparearse con individuos en su nueva ubicación. Así, la frecuencia de un alelo en un extremo de una distribución será similar a la frecuencia del alelo en el otro extremo. Cuando las poblaciones se vuelven geográficamente discontinuas, se evita el flujo libre de alelos. Cuando esa separación dura un periodo de tiempo, las dos poblaciones son capaces de evolucionar a lo largo de diferentes trayectorias. Así, sus frecuencias alélicas en numerosos loci genéticos gradualmente se vuelven cada vez más diferentes a medida que surgen nuevos alelos independientemente por mutación en cada población. Por lo general, las condiciones ambientales, como clima, recursos, depredadores y competidores para las dos poblaciones serán diferentes, lo que provocará que la selección natural favorezca adaptaciones divergentes en cada grupo.

    El aislamiento de poblaciones que conducen a la especiación alopátrica puede ocurrir de diversas maneras: un río formando una nueva rama, la erosión formando un nuevo valle, un grupo de organismos que viajan a una nueva ubicación sin la capacidad de regresar, o semillas flotando sobre el océano a una isla. La naturaleza de la separación geográfica necesaria para aislar poblaciones depende enteramente de la biología del organismo y de su potencial de dispersión. Si dos poblaciones de insectos voladores se instalaran en valles cercanos separados, lo más probable es que los individuos de cada población volaran de un lado a otro continuando el flujo génico. Sin embargo, si dos poblaciones de roedores se dividieran por la formación de un nuevo lago, sería poco probable que continuara el flujo génico; por lo tanto, la especiación sería más probable.

    Los biólogos agrupan los procesos alopátricos en dos categorías: dispersión y vicariancia. La dispersión es cuando algunos miembros de una especie se trasladan a una nueva área geográfica, y la vicariancia es cuando surge una situación natural para dividir físicamente los organismos.

    Los científicos han documentado numerosos casos de especiación alopátrica ocurriendo. Por ejemplo, a lo largo de la costa oeste de Estados Unidos, existen dos subespecies separadas de búhos manchados. El búho moteado del norte presenta diferencias genéticas y fenotípicas con respecto a su pariente cercano: el búho manchado mexicano, que vive en el sur (Figura\(\PageIndex{4}\)).

    El búho moteado del norte vive en el noroeste del Pacífico, y el búho manchado mexicano vive en México y la parte suroeste de los Estados Unidos. Los dos búhos son similares en apariencia pero con coloración ligeramente diferente.
    Figura\(\PageIndex{4}\): El búho moteado del norte y el búho manchado mexicano habitan ubicaciones geográficamente separadas con diferentes climas y ecosistemas. El búho es un ejemplo de especiación alopátrica. (crédito “búho moteado del norte”: modificación de obra de John y Karen Hollingsworth; crédito “búho manchado mexicano”: modificación de obra de Bill Radke. “búhos manchados” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    Adicionalmente, los científicos han encontrado que cuanto mayor sea la distancia entre dos grupos que alguna vez fueron la misma especie, más probable es que se produzca la especiación. Esto parece lógico porque a medida que aumenta la distancia, los diversos factores ambientales probablemente tendrían menos en común que las ubicaciones cercanas. Considera los dos búhos: en el norte, el clima es más fresco que en el sur; los tipos de organismos en cada ecosistema difieren, al igual que sus comportamientos y hábitos; además, los hábitos de caza y las elecciones de presas de los búhos sureños varían de los búhos del norte. Estas varianzas pueden conducir a diferencias evolucionadas en los búhos, y es probable que se produzca especiación.

    Radiación Adaptativa

    En algunos casos, una población de una especie se dispersa por un área, y cada una encuentra un nicho distinto o hábitat aislado. Con el tiempo, las variadas demandas de sus nuevos estilos de vida conducen a múltiples eventos de especiación originados en una sola especie. A esto se le llama radiación adaptativa porque muchas adaptaciones evolucionan desde un solo punto de origen; así, provocando que la especie irradie a varias nuevas. Los archipiélagos insulares como las islas hawaianas proporcionan un contexto ideal para eventos de radiación adaptativa porque el agua rodea cada isla, lo que conduce al aislamiento geográfico de muchos organismos. La enredadera hawaiana ilustra un ejemplo de radiación adaptativa. De una sola especie, llamada la especie fundadora, numerosas especies han evolucionado, entre ellas las seis mostradas en la Figura\(\PageIndex{5}\).

    La ilustración muestra una rueda con la especie fundadora en el centro. Los radios de la rueda son seis especies modernas de enredaderas que evolucionaron a partir de la especie fundadora. Cinco de estas aves comen insectos y/o néctar y tienen picos largos y gruesos: el Apapane, Liwi, Amakihi, Akiapola'au y Maui Parrotbill. El Pinzón Nihoa tiene un pico corto y gordo y come insectos, semillas y huevos de aves.
    Figura\(\PageIndex{5}\): Las aves trepadoras ilustran la radiación adaptativa. De una especie original de ave evolucionaron otras múltiples, cada una con sus propias características distintivas. (crédito: “honeycreepers” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    Observe las diferencias en los picos de la especie. La evolución en respuesta a la selección natural basada en fuentes específicas de alimentos en cada nuevo hábitat condujo a la evolución de un pico diferente adaptado a la fuente específica de alimento. El ave que come semillas tiene un pico más grueso y fuerte que es adecuado para romper nueces duras. Las aves que comen néctares tienen picos largos para sumergirse en las flores para llegar al néctar. Los pájaros devoradores de insectos tienen picos como espadas, apropiados para apuñalar y empalar insectos. Los pinzones de Darwin son otro ejemplo de radiación adaptativa en un archipiélago.

    Especiación simpátrica

    ¿Puede ocurrir divergencia si no existen barreras físicas para separar a los individuos que continúan viviendo y reproduciéndose en el mismo hábitat? La respuesta es sí. El proceso de especiación dentro del mismo espacio se llama especiación simpátrica; el prefijo “sym” significa lo mismo, por lo que “simpátrico” significa “misma patria” en contraste con “alopátrico” que significa “otra patria”. Se han propuesto y estudiado diversos mecanismos para la especiación simpátrica.

    Una forma de especiación simpátrica puede comenzar con un grave error cromosómico durante la división celular. En un evento de división celular normal, los cromosomas se replican, se emparejan y luego se separan para que cada nueva célula tenga el mismo número de cromosomas. Sin embargo, a veces los pares se separan y el producto celular final tiene demasiados o muy pocos cromosomas individuales en una condición llamada aneuploidía (Figura\(\PageIndex{6}\)).

    La aneuploidía resulta cuando los cromosomas no se separan correctamente durante la meiosis. Como resultado, un gameto tiene demasiados cromosomas (n +1), y el otro tiene uno muy pocos (n — 1). Cuando el gameto n + 1 se fusiona con un gameto normal, el cigoto resultante tiene 2n + 1 cromosomas. Cuando el gameto n — 1 se fusiona con un gameto normal, el cigoto resultante tiene 2n -1 cromosomas.
    Figura\(\PageIndex{6}\): Resultados de la aneuploidía cuando los gametos tienen demasiados o muy pocos cromosomas por no disyunción durante la meiosis. En el ejemplo aquí mostrado, la descendencia resultante tendrá 2n+1 o 2n-1 cromosomas. (crédito: “Aneuploidy” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    La poliploidía es una afección en la que una célula u organismo tiene un conjunto adicional, o conjuntos, de cromosomas. Los científicos han identificado dos tipos principales de poliploidía que pueden conducir al aislamiento reproductivo de un individuo en estado de poliploidía. El aislamiento reproductivo es la incapacidad de cruzamiento. En algunos casos, un individuo poliploide tendrá dos o más conjuntos completos de cromosomas de su propia especie en una condición llamada autopoliploidía (Figura\(\PageIndex{7}\)). El prefijo “auto-” significa “yo”, por lo que el término significa múltiples cromosomas de la propia especie. La poliploidía es el resultado de un error en la meiosis en el que todos los cromosomas se mueven hacia una sola célula en lugar de separarse.

    La autopoliploidía da como resultado descendencia con dos conjuntos de cromosomas. En el ejemplo mostrado, un progenitor diploide (2n) produce descendencia poliploide (4n).
    Figura\(\PageIndex{7}\): Resultados de autopoliploidía cuando la mitosis no es seguida de citocinesis. (crédito: “Autopoliploidía” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    Por ejemplo, si una especie de planta con 2 n = 6 produce gametos autopoliploides que también son diploides (2 n = 6, cuando deberían ser n = 3), los gametos ahora tienen el doble de cromosomas de los que deberían tener. Estos nuevos gametos serán incompatibles con los gametos normales producidos por esta especie vegetal. Sin embargo, podrían autopolinizarse o reproducirse con otras plantas autopoliploides con gametos que tuvieran el mismo número de diploides. De esta manera, la especiación simpátrica puede ocurrir rápidamente al formar crías con 4 n llamadas tetraploides. Estos individuos serían inmediatamente capaces de reproducirse sólo con los de este nuevo tipo y no los de las especies ancestrales.

    La otra forma de poliploidía ocurre cuando individuos de dos especies diferentes se reproducen para formar una descendencia viable llamada alopoliploide. El prefijo “allo-” significa “otro” (recuerdo de alopátrico): por lo tanto, un alopoliploide ocurre cuando se combinan gametos de dos especies diferentes. La figura\(\PageIndex{8}\) ilustra una forma posible de formar un alopoliploide. Observe cómo se necesitan dos generaciones, o dos actos reproductivos, antes de que los resultados del híbrido fértil viable.

    La aloploidía resulta de apareamientos viables entre dos especies con diferentes números de cromosomas. En el ejemplo mostrado, la especie uno tiene tres pares de cromosomas, y la especie dos tiene dos pares de cromosomas. Cuando un gameto normal de la especie uno (con tres cromosomas) se fusiona con un gameto de poliploidía de la especie dos (con dos pares de cromosomas), resulta un cigoto con siete cromosomas. Una descendencia de este apareamiento produce un gameto poliploide, con siete cromosomas. Si este gameto poliploide se fusiona con un gameto normal de la especie uno, con tres cromosomas, la descendencia resultante tendrá diez cromosomas viables.
    Figura\(\PageIndex{8}\): Resultados de aloploidía cuando dos especies se aparean para producir descendencia viable. En el ejemplo mostrado, un gameto normal de una especie se fusiona con un gameto poliploide de otra. Dos apareamientos son necesarios para producir descendencia viable. (crédito: “Alloploidía” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    Las formas cultivadas de plantas de trigo, algodón y tabaco son todas alopoliploides. Aunque la poliploidía ocurre ocasionalmente en animales, se produce con mayor frecuencia en plantas. (Es poco probable que los animales con cualquiera de los tipos de aberraciones cromosómicas descritos aquí sobrevivan y produzcan descendencia normal). Los científicos han descubierto que más de la mitad de todas las especies de plantas estudiadas se relacionan con una especie que evolucionó a través de la poliploidía. Con una tasa tan alta de poliploidía en las plantas, algunos científicos plantean la hipótesis de que este mecanismo se lleva a cabo más como una adaptación que como un error.

    Aislamiento Reproductivo

    Dado el tiempo suficiente, la divergencia genética y fenotípica entre poblaciones afectará a los caracteres que influyen en la reproducción: si se unieran individuos de las dos poblaciones, el apareamiento sería menos probable, pero si se produjera el apareamiento, la descendencia sería inviable o infértil. Muchos tipos de caracteres divergentes pueden afectar el aislamiento reproductivo, la capacidad de cruzarse, de las dos poblaciones.

    El aislamiento reproductivo puede tener lugar de diversas maneras. Los científicos los organizan en dos grupos: barreras precigóticas y barreras postcigóticas. Recordemos que un cigoto es un óvulo fertilizado: la primera célula del desarrollo de un organismo que se reproduce sexualmente. Por lo tanto, una barrera precigótica es un mecanismo que bloquea la reproducción; esto incluye barreras que impiden la fertilización cuando los organismos intentan reproducir. Una barrera postcigótica ocurre después de la formación del cigoto; esto incluye organismos que no sobreviven a la etapa embrionaria y aquellos que nacen estériles.

    Algunos tipos de barreras precigóticas impiden la reproducción por completo. Muchos organismos solo se reproducen en ciertas épocas del año, a menudo solo anualmente. Las diferencias en los horarios de reproducción, llamadas aislamiento temporal, pueden actuar como una forma de aislamiento reproductivo. Por ejemplo, dos especies de ranas habitan la misma zona, pero una se reproduce de enero a marzo, mientras que la otra se reproduce de marzo a mayo (Figura\(\PageIndex{9}\)).

    Foto a muestra Rana aurora, una rana beige con manchas verdes. La foto b muestra a Rana boylii, una rana marrón.
    Figura\(\PageIndex{9}\): Estas dos especies de ranas relacionadas presentan aislamiento reproductivo temporal. (a) Rana aurora se reproduce a principios de año que (b) Rana boylii. (crédito a: modificación de obra de Mark R. Jennings, USFWS; crédito b: modificación de obra de Alessandro Catenazzi. “aislamiento reproductivo de ranas” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    En algunos casos, las poblaciones de una especie se trasladan o se trasladan a un nuevo hábitat y residen en un lugar que ya no se solapa con las otras poblaciones de la misma especie. A esta situación se le llama aislamiento de hábitat. La reproducción con la especie progenitora cesa, y existe un nuevo grupo que ahora es reproductiva y genéticamente independiente. Por ejemplo, una población de grillos que se dividió después de una inundación ya no podía interactuar entre sí. Con el tiempo, las fuerzas de selección natural, mutación y deriva genética probablemente darán como resultado la divergencia de los dos grupos.

    El aislamiento conductual ocurre cuando la presencia o ausencia de un comportamiento específico impide que se produzca la reproducción. Por ejemplo, las luciérnagas macho utilizan patrones de luz específicos para atraer a las hembras. Diversas especies de luciérnagas muestran sus luces de manera diferente. Si un macho de una especie intentara atraer a la hembra de otra, no reconocería el patrón de luz y no aparearía con el macho.

    Otras barreras precigóticas funcionan cuando las diferencias en sus células del gameto (óvulos y espermatozoides) impiden que se produzca la fertilización; esto se llama barrera gamética. Del mismo modo, en algunos casos los organismos estrechamente relacionados intentan aparearse, pero sus estructuras reproductivas simplemente no encajan entre sí. Por ejemplo, los machos damselfly de diferentes especies tienen órganos reproductivos de diferentes formas. Si una especie intenta aparearse con la hembra de otra, sus partes del cuerpo simplemente no encajan entre sí. (Figura\(\PageIndex{10}\)).

    Las ilustraciones muestran cuatro tipos diferentes de órganos reproductivos de damisela. Cada órgano tiene un gancho, pero la forma y longitud del gancho varía, al igual que la forma del órgano mismo.
    Figura\(\PageIndex{10}\): La forma del órgano reproductor masculino varía entre las especies de damisela macho, y solo es compatible con la hembra de esa especie. La incompatibilidad de órganos reproductivos mantiene a la especie aislada reproductivamente. (crédito: “órgano reproductivo damselfly” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    En las plantas, ciertas estructuras destinadas a atraer a un tipo de polinizador simultáneamente impiden que un polinizador diferente acceda al polen. El túnel a través del cual un animal debe acceder al néctar puede variar ampliamente en longitud y diámetro, lo que impide que la planta sea polinizada cruzadamente con una especie diferente (Figura\(\PageIndex{11}\)).

    Ilustración A muestra una abeja recolectando polen de una flor de dedalera de color púrpura brillante. El cuerpo de la abeja cabe dentro de la flor tipo campana. La ilustración B muestra un colibrí bebiendo néctar de una flor trepadora de trompeta larga en forma de tubo.
    Figura\(\PageIndex{11}\): Algunas flores han evolucionado para atraer a ciertos polinizadores. La (a) flor de dedalera ancha está adaptada para la polinización por las abejas, mientras que la (b) flor enredadera de trompeta larga en forma de tubo está adaptada para la polinización por los colibríes. (crédito: “polinización” por OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    Cuando se realiza la fertilización y se forma un cigoto, las barreras postcigóticas pueden impedir la reproducción. Los individuos híbridos en muchos casos no pueden formarse normalmente en el útero y simplemente no sobreviven más allá de las etapas embrionarias. A esto se le llama inviabilidad híbrida porque los organismos híbridos simplemente no son viables. En otra situación postcigótica, la reproducción conduce al nacimiento y crecimiento de un híbrido que es estéril e incapaz de reproducir descendencia propia; esto se denomina esterilidad híbrida.

    Influencia del hábitat en la especiación

    La especiación simpátrica también puede tener lugar en formas distintas a la poliploidía. Por ejemplo, considere una especie de pez que vive en un lago. A medida que crece la población, también crece la competencia por los alimentos. Bajo presión para encontrar alimento, supongamos que un grupo de estos peces tenía la flexibilidad genética para descubrir y alimentarse de otro recurso que no estaba utilizado por el otro pez. ¿Y si esta nueva fuente de alimento se encontrara a una profundidad diferente del lago? Con el tiempo, aquellos que se alimentan de la segunda fuente de alimento interactuarían más entre sí que con los otros peces; por lo tanto, también se reproducían juntos. La descendencia de estos peces probablemente se comportaría como sus padres: alimentándose y viviendo en la misma zona y manteniéndolos separados de la población original. Si este grupo de peces continuara estando separado de la primera población, eventualmente podría ocurrir especiación simpátrica a medida que se acumularan más diferencias genéticas entre ellos.

    Este escenario sí se desarrolla en la naturaleza, al igual que otros que conducen al aislamiento reproductivo. Uno de esos lugares es el lago Victoria en África, famoso por su especiación simpátrica de peces cíclidos. Los investigadores han encontrado cientos de eventos de especiación simpátrica en estos peces, que no solo han ocurrido en gran número, sino también en un corto período de tiempo. La figura\(\PageIndex{12}\) muestra este tipo de especiación entre una población de peces cíclidos en Nicaragua. En esta localidad, dos tipos de cíclidos viven en la misma ubicación geográfica pero han llegado a tener diferentes morfologías que les permiten comer diversas fuentes alimenticias.

    Las ilustraciones muestran dos especies de peces cíclidos que son similares en apariencia excepto que una tiene labios delgados y otra tiene labios gruesos.
    Figura\(\PageIndex{12}\): Peces cíclidos del lago Apoyeque, Nicaragua, muestran evidencia de especiación simpátrica. El lago Apoyeque, un lago cráter, tiene 1800 años, pero la evidencia genética indica que el lago fue poblado hace sólo 100 años por una sola población de peces cíclidos. Sin embargo, dos poblaciones con distintas morfologías y dietas existen actualmente en el lago, y los científicos creen que estas poblaciones pueden estar en una etapa temprana de especiación. (crédito: “Peces cíclidos” de OpenStax está licenciado bajo CC BY 4.0)

    Resumen

    La especiación ocurre a lo largo de dos vías principales: la separación geográfica (especiación alopátrica) y a través de mecanismos que ocurren dentro de un hábitat compartido (especiación simpátrica). Ambas vías aíslan reproductivamente a una población de alguna forma. Los mecanismos de aislamiento reproductivo actúan como barreras entre especies estrechamente relacionadas, permitiéndoles divergir y existir como especies genéticamente independientes. Las barreras precigóticas bloquean la reproducción previa a la formación de un cigoto, mientras que las barreras postcigóticas bloquean la reproducción después de la fertilización. Para que se desarrolle una nueva especie, algo debe causar una brecha en las barreras reproductivas. La especiación simpátrica puede ocurrir a través de errores en la meiosis que forman gametos con cromosomas adicionales (poliploidía). La autopoliploidía ocurre dentro de una sola especie, mientras que la alopoliploidía ocurre entre especies estrechamente relacionadas.

    Referencias

    OpenStax, Biología. OpenStax CNX. 23 de junio de 2020. https://cnx.org/contents/GFy_h8cu@10.137:noBcfThl@7/Understanding-Evolution.


    21.2: Formación de nuevas especies is shared under a CC BY license and was authored, remixed, and/or curated by LibreTexts.