Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

30.2: Formación de especies
TABLA DE
CONTENIDO

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Formation of Species
 
TRANSCRIPCIÓN

30.2: Formation of Species

30.2: Formación de especies

Speciation describes the formation of one or more new species from one or sometimes multiple original species. The resulting species are discrete from the parent species, and barriers to reproduction will typically exist. There are two primary mechanisms, speciation with and without geographic isolation—allopatric and sympatric speciation, respectively.

Allopatric Speciation

In allopatric speciation, gene flow between two populations of the same species is prevented by a geographic barrier, like a mountain range or habitat fragmentation. This is known as vicariance. For example, a drought may cause the water levels in a large lake to drop, leaving two or more smaller bodies of water in which the inhabitants are cut off from one another.

Once in isolation, the individuals in these populations may face different external pressures, such as climate, resource availability or predation. These differences in natural selection combined with genetic drift and mutation over many generations of separation eventually result in the two populations becoming discrete species. This has been observed in lakes containing African cichlid fish, which display a vast array of species, many of which likely evolved due to allopatry.

Dispersal can also produce allopatric speciation. For example, the parasitic sea anemone species Edwardsiella lineata lives on the east coast of North America. It has a closely related sister species, E. carnea, which inhabits the oceans of the Swedish and Norwegian coasts. Dispersal of E. lineata—likely carried in their larval stage as parasites in comb jellies—may have led to the establishment of a new population on the Scandinavian coast. This new and genetically isolated population then diverged over time to become a separate species now known as E. carnea.

Sympatric Speciation

Speciation can also occur without geographic barriers. For example, some crater lakes in Iceland contain multiple novel closely related fish species which almost certainly evolved in sympatry because geographic isolation is impossible due to the shape of their habitat. However, sympatric speciation is arguably harder to achieve. In sympatry, the member species still come into contact with one another and potentially interbreed and exchange genes. Chromosome recombination would likely occur frequently, at least in the beginning of the separation, and break up groups of co-adapted genes needed for the formation of new species. Although less common than allopatric speciation, there are examples of genetic divergence and speciation in sympatry. Changes are driven by factors such as habitat differentiation, sexual selection, and polyploidy, which create barriers to the exchange of genetic information.

Sympatric speciation can occur when subsets of a species evolve to exploit different habitats or resources in the same geographical area. For example, subspecies of the medium ground finch, Geospiza fortis, found on Santa Cruz Island in the Galapagos show signs of genetic divergence based on beak size. The beak morphology in this species conforms to two different size ideals—small and large—based on the size and hardness of seeds they specialized in consuming (an example of habitat differentiation). However, owing to natural selection, birds with intermediate beak sizes were selected against because they survived at lower rates.

New species may also be created through polyploidy—a mechanism that is relatively common in plants. Usually, this is caused by random errors during cell division resulting in extra sets of chromosomes. The polyploid hybrids thus produced will likely be unable to mate with the diploid parental lines, and instead, produce fertile offspring through self-pollination or by mating with other polyploid hybrids. Therefore, such polyploid speciation can generate new plant species in a single generation. Analyses suggest that 47% to 100% of flowering plant species can be traced back to a polyploidy event at some point in their evolutionary history.

La especiación describe la formación de una o más especies nuevas a partir de una o a veces de múltiples especies originales. Las especies resultantes son discretas de las especies madre, y por lo general existirán barreras a la reproducción. Hay dos mecanismos primarios, la especiación con y sin aislamiento geográfico: la especiación alopátrica y simpátrica, respectivamente.

Especiation aopago

En la especiación a escala aopátrica, el flujo genético entre dos poblaciones de la misma especie se evita mediante una barrera geográfica, como una cordillera o la fragmentación del hábitat. Esto se conoce como vicancia. Por ejemplo, una sequía puede hacer que los niveles de agua en un lago grande caigan, dejando dos o más cuerpos de agua más pequeños en los que los habitantes están separados unos de otros.

Una vez aislados, los individuos de estas poblaciones pueden enfrentar diferentes presiones externas, como el clima, la disponibilidad de recursos o la depredación. Estas diferencias en la selección natural combinadas con la deriva genética y la mutación a lo largo de muchas generaciones de separación eventualmente resultan en que las dos poblaciones se conviertan en especies discretas. Esto se ha observado en lagos que contienen peces cíclidos africanos, que muestran una amplia gama de especies, muchas de las cuales probablemente evolucionaron debido a la alopología.

La dispersión también puede producir especiación aopátrica. Por ejemplo, la especie parasitaria de anémonas marinas Edwardsiella lineata vive en la costa este de América del Norte. Tiene una especie hermana estrechamente relacionada, E. carnea, que habita en los océanos de las costas sueca y noruega. La dispersión de E. lineata—probablemente llevada en su etapa larval como parásitos en jaleas de peine— puede haber llevado al establecimiento de una nueva población en la costa escandinava. Esta nueva población y genéticamente aislada divergió con el tiempo para convertirse en una especie separada ahora conocida como E. carnea.

Especiation simpática

La especiación también puede ocurrir sin barreras geográficas. Por ejemplo, algunos lagos de cráteres en Islandia contienen múltiples especies de peces estrechamente relacionadas que casi con seguridad evolucionaron en simpatía porque el aislamiento geográfico es imposible debido a la forma de su hábitat. Sin embargo, la especiación simpátrica es posiblemente más difícil de lograr. En simpatía, las especies miembros todavía entran en contacto entre sí y potencialmente se entrecruzan e intercambian genes. La recombinación cromosómica probablemente ocurriría con frecuencia, al menos al comienzo de la separación, y rompería grupos de genes coadaptados necesarios para la formación de nuevas especies. Aunque es menos común que la especiación aopatrica, hay ejemplos de divergencia genética y especiación en la simpatía. Los cambios son impulsados por factores como la diferenciación del hábitat, la selección sexual y la poliploidía, que crean barreras para el intercambio de información genética.

La especiación simpátrica puede ocurrir cuando subconjuntos de una especie evolucionan para explotar diferentes hábitats o recursos en la misma área geográfica. Por ejemplo, las subespecies del pinzón de tierra medio, Geospiza fortis, que se encuentran en la isla de Santa Cruz en las Galápagos muestran signos de divergencia genética basada en el tamaño del pico. La morfología del pico en esta especie se ajusta a dos ideales de tamaño diferente, pequeños y grandes, basados en el tamaño y la dureza de las semillas que se especializaron en el consumo (un ejemplo de diferenciación del hábitat). Sin embargo, debido a la selección natural, las aves con tamaños intermedios de pico fueron seleccionadas contra porque sobrevivieron a tasas más bajas.

También se pueden crear nuevas especies a través de la poliploidía, un mecanismo que es relativamente común en las plantas. Por lo general, esto es causado por errores aleatorios durante la división celular que resultan en conjuntos adicionales de cromosomas. Los híbridos poliploides así producidos probablemente no podrán aparearse con las líneas parentales diploide, y en su lugar, producir descendencia fértil a través de la autopolinización o por apareamiento con otros híbridos poliploides. Por lo tanto, tal especiación poliploides puede generar nuevas especies de plantas en una sola generación. Los análisis sugieren que entre el 47% y el 100% de las especies de plantas con flores se remontan a un evento de poliploidía en algún momento de su historia evolutiva.


Lectura sugerida

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter