Un caniche toy y un gran danés no se parecen en nada: uno cabe en una mochila y el otro te mira a los ojos. Sin embargo, son la misma especie. En cambio, un caballo y un burro (o asno), que se ven en cualquier finca de Azuero o de Chiriquí, se parecen bastante, pero son especies distintas. ¿Qué criterio decide cuándo dos poblaciones son una sola especie o ya son dos? Y, sobre todo, ¿cómo se pasa de una a dos? Esa es la pregunta de esta página.
El concepto de especie
El caballo y el burro sí pueden cruzarse: su cría es la mula. Pero la mula es estéril, no puede tener descendencia. Ahí está la clave.
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Explica qué es una especie según el criterio biológico (cruce con descendencia fértil) y pon un ejemplo de dos animales emparentados que pertenecen a especies distintas.
Explica qué es una especie según el criterio biológico (cruce con descendencia fértil) y pon un ejemplo de dos animales emparentados que pertenecen a especies distintas.
Un caballo y un asno pueden cruzarse y producir una mula, pero pertenecen a especies distintas. Explica, aplicando el criterio biológico de especie, por qué la mula no…
Un caballo y un asno pueden cruzarse y producir una mula, pero pertenecen a especies distintas. Explica, aplicando el criterio biológico de especie, por qué la mula no «une» a las dos especies.
La especiación es el proceso por el cual una población da origen a una o más especies nuevas. Según el neodarwinismo, hay dos grandes vías: la divergencia adaptativa (gradual: alopátrica, simpátrica y parapátrica) y la especiación instantánea (peripátrica y poliploidía). No hace falta verlas todas en detalle: alcanza con entender en qué se diferencian.
Las etapas de la especiación alopátrica son:
Una población única ocupa un territorio.
Una barrera geográfica la divide en dos y se interrumpe el flujo de genes.
En cada lado aparecen mutaciones distintas y la selección natural actúa en ambientes algo diferentes.
Tras muchas generaciones, las poblaciones han divergido tanto que, si se reencuentran, ya no producen descendencia fértil: son dos especies.
Para saber si dos grupos separados ya son especies distintas, se comprueba si, al juntarlos, se cruzan y tienen descendencia fértil.
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Reto del tema. Cita tres ejemplos de barreras geográficas que pueden dividir una población de seres vivos (por ejemplo, una cordillera, un río que cambia de curso o un…
Reto del tema. Cita tres ejemplos de barreras geográficas que pueden dividir una población de seres vivos (por ejemplo, una cordillera, un río que cambia de curso o un brazo de mar) y explica qué impide exactamente cada barrera a los individuos de ambos lados.
Se valorará que nombres tres barreras geográficas distintas y que expliques que impiden que los individuos de ambos lados se encuentren y se crucen entre sí.
La especiación necesita que las poblaciones cambien. El principal motor de ese cambio es la selección natural, que actúa en tres pasos:
Variabilidad: los individuos de una población son distintos entre sí y parte de esas diferencias es hereditaria (viene de mutaciones y de la reproducción sexual).
Supervivencia y reproducción diferencial: en cada ambiente, unos rasgos dan más probabilidad de sobrevivir y dejar descendientes.
Herencia: los descendientes heredan esos rasgos, así que en la siguiente generación el rasgo ventajoso es más frecuente.
Veámoslo con números. En una población de 100 escarabajos hay 50 claros y 50 oscuros. Las aves ven mejor a los claros sobre la corteza oscura. Supón que sobrevive el 40 % de los claros y el 80 % de los oscuros, y que los sobrevivientes se reproducen hasta volver a 100 individuos con el mismo color que sus padres.
Generación
Claros
Oscuros
% de claros
0
50
50
50 %
1
33
67
33 %
2
20
80
20 %
Cada generación los claros pierden terreno: el color oscuro se vuelve más frecuente. Nadie "decidió" cambiar de color: el ambiente solo filtró lo que ya existía.
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En una población de escarabajos hay individuos con caparazones más claros y más oscuros, y los depredadores ven mejor los claros sobre la corteza oscura de los árboles.…
En una población de escarabajos hay individuos con caparazones más claros y más oscuros, y los depredadores ven mejor los claros sobre la corteza oscura de los árboles. Explica paso a paso cómo actuará la selección natural sobre la frecuencia de cada color en las siguientes generaciones.
Un paciente diagnosticado con una infección bacteriana interrumpe a los 4 días un tratamiento antibiótico prescrito para 10 días porque ya no tiene síntomas. A las dos…
Un paciente diagnosticado con una infección bacteriana interrumpe a los 4 días un tratamiento antibiótico prescrito para 10 días porque ya no tiene síntomas. A las dos semanas, la infección reaparece con mayor agresividad y el mismo antibiótico resulta ineficaz. Su familiar afirma: «Las bacterias se han acostumbrado al medicamento para sobrevivir y ahora se han hecho inmunes». Rebate la afirmación de su familiar basándote en la teoría de la selección natural y predice razonadamente cómo habrán cambiado las frecuencias de bacterias sensibles y resistentes en la población bacteriana entre el inicio del tratamiento, el día 4 y la recaída.
Una ilustración clásica de un libro antiguo muestra la evolución del caballo como una fila india: el pequeño Hyracotherium* (de cuatro dedos, ramoneador en bosques)…
Una ilustración clásica de un libro antiguo muestra la evolución del caballo como una fila india: el pequeño Hyracotherium (de cuatro dedos, ramoneador en bosques) camina detrás de formas intermedias que van aumentando de tamaño y perdiendo dedos de manera constante hasta llegar al caballo moderno (Equus, de gran alzada, corredor de praderas con un único dedo). El pie de foto dice: «La evolución sigue una dirección fija hacia formas más grandes, complejas y perfectas». Rebate esta afirmación señalando al menos dos errores conceptuales y justifica por qué los paleontólogos representan hoy la filogenia del caballo como un arbusto ramificado adaptado a cambios climáticos y no como una escalera progresiva.
El pez subterráneo Astyanax mexicanus* carece de ojos funcionales y de pigmentación, a diferencia de los individuos de la misma especie que habitan en ríos iluminados en…
El pez subterráneo Astyanax mexicanus carece de ojos funcionales y de pigmentación, a diferencia de los individuos de la misma especie que habitan en ríos iluminados en la superficie. Un alumno propone dos hipótesis: 1) «Al vivir en la oscuridad, dejaron de usar los ojos, estos se atrofiaron y heredaron esa falta de visión sus descendientes»; 2) «Perder órganos no puede ser evolución por selección natural, porque evolucionar siempre consiste en ganar estructuras más complejas». Rebate ambas hipótesis: demuestra el error lamarckista de la primera y justifica, en términos de costo metabólico y balance energético en un medio con poco alimento, por qué la atrofia ocular y pigmentaria pudo suponer una ventaja adaptativa.
En las islas Galápagos viven más de una docena de especies de pinzones con picos muy distintos (gruesos para partir semillas, finos para cazar insectos, largos para tomar néctar). Todas descienden de una población fundadora que llegó del continente. ¿Cómo una sola especie se convierte en tantas?
Biodiversidad
El resultado de miles de millones de años de especiación (y de extinciones) es la biodiversidad.
Panamá, un istmo estrecho entre dos océanos, tiene una enorme diversidad de ambientes, y el Smithsonian en la isla Barro Colorado y MiAMBIENTE estudian y protegen esa riqueza.
Panamá lo muestra bien: el istmo emergió hace unos 3 millones de años, unió Norteamérica y Sudamérica y permitió el Gran Intercambio Biótico Americano, y separó a especies marinas del Pacífico y del Caribe, que hoy son especies hermanas distintas. Otro ejemplo es la selección sexual: en el lago Victoria, cientos de especies de cíclidos se mantienen separadas porque las hembras eligen a los machos por su coloración. Si el agua se enturbia y ya no se ve bien el color, esa barrera reproductora se debilita, los cíclidos se cruzan entre sí y la diversidad de especies disminuye.
Además, una población es el conjunto de individuos de una especie en un lugar (todos los gorriones de un parque), y una comunidad es el conjunto de todas las poblaciones de ese lugar. La especie se define por el cruce entre individuos, por eso se aplica a poblaciones y no a comunidades.
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Define biodiversidad y nombra sus tres niveles, poniendo un ejemplo de cada uno.
Define biodiversidad y nombra sus tres niveles, poniendo un ejemplo de cada uno.
Distingue entre población y comunidad con un ejemplo del mismo lugar: todos los gorriones de un parque frente a todos los seres vivos de ese parque. ¿Por qué el concepto…
Distingue entre población y comunidad con un ejemplo del mismo lugar: todos los gorriones de un parque frente a todos los seres vivos de ese parque. ¿Por qué el concepto de especie se aplica a poblaciones y no a comunidades?
Explica qué es una radiación adaptativa y descríbela con el ejemplo de los pinzones de las islas Galápagos: de una especie ancestral llegada del continente surgieron…
Explica qué es una radiación adaptativa y descríbela con el ejemplo de los pinzones de las islas Galápagos: de una especie ancestral llegada del continente surgieron varias especies con picos adaptados a distintos alimentos.
Explica por qué las islas se consideran «laboratorios naturales de evolución»: qué papel juegan el aislamiento, los ambientes nuevos con pocos competidores y las…
Explica por qué las islas se consideran «laboratorios naturales de evolución»: qué papel juegan el aislamiento, los ambientes nuevos con pocos competidores y las radiaciones adaptativas. Pon un ejemplo (Galápagos, Canarias o Madagascar).
La selección natural no es el único mecanismo evolutivo. La deriva genética es el cambio al azar de las frecuencias de los alelos de una generación a otra, sin relación con que el alelo sea ventajoso o no. Pesa mucho más en poblaciones pequeñas: igual que 10 tiradas de moneda dan resultados muy desparejos, y 10,000 tiradas se acercan al 50%.
Un caso típico es el efecto fundador: unos pocos individuos colonizan un lugar nuevo y llevan solo una muestra al azar de los alelos de la población original.
Detrás de la evolución: el ADN
Todo lo anterior descansa en la información genética. Antes de cada división celular el ADN se copia (replicación) y, para producir un rasgo, se expresa: se transcribe a ARN y se traduce a proteínas. Si en la copia ocurre un error, aparece una mutación; si esta altera una proteína, puede cambiar un rasgo, y la selección natural podrá actuar sobre él. Así, la replicación, la expresión de los genes y sus errores son el fundamento molecular de la herencia y de la variabilidad que alimenta la evolución. Más detalles en las páginas «Las mutaciones» y «La expresión génica».
Extinción, macroevolución y modelos alternativos
La microevolución es el cambio dentro de las poblaciones hasta formar especies. La macroevolución estudia los cambios por encima de la especie: extinciones masivas, radiaciones de grandes grupos y novedades como el vuelo en las aves. Un ejemplo es la radiación de los mamíferos tras la extinción de los grandes saurios. El Gran Intercambio Biótico Americano, tras el cierre del istmo de Panamá, también reorganizó la fauna de dos continentes.
Una extinción es la desaparición completa de una especie. Una extinción masiva ocurre cuando, en poco tiempo geológico, desaparece gran parte de las especies del planeta. Hace unos 66 millones de años, el impacto de un asteroide, cuyo cráter está en Yucatán (México), marcó el final de los dinosaurios no avianos y de muchas especies más. Hoy la pérdida de biodiversidad se debe sobre todo a la destrucción de hábitats, las especies invasoras, la sobreexplotación y el cambio climático. El águila harpía, el manatí y la rana dorada son ejemplos panameños de especies amenazadas, y la deforestación del Darién es una de las causas. Otra extinción masiva fue la del final del Pérmico, hace unos 252 millones de años. Entre las causas actuales también están la contaminación y el cambio climático: cada una destruye o altera ambientes, elimina individuos o desplaza a las especies nativas.
Además, los límites entre especies no siempre son nítidos. Osos polares y osos pardos, que divergieron hace unos 500,000 años, pueden hibridar y tener crías fértiles, y aun así se les considera especies distintas por sus diferencias ecológicas, anatómicas y genéticas. El criterio biológico es una herramienta útil, pero la naturaleza no siempre traza líneas perfectas.
Practica★☆☆Sin empezar
Explica qué es una extinción y cuándo se habla de extinción masiva, citando dos ejemplos de la historia de la Tierra (por ejemplo, la del final del Pérmico o la que…
Explica qué es una extinción y cuándo se habla de extinción masiva, citando dos ejemplos de la historia de la Tierra (por ejemplo, la del final del Pérmico o la que acabó con los dinosaurios al final del Cretácico).
Cita las principales causas por las que las actividades humanas aceleran hoy la pérdida de biodiversidad (destrucción de hábitats, especies invasoras, sobreexplotación,…
Cita las principales causas por las que las actividades humanas aceleran hoy la pérdida de biodiversidad (destrucción de hábitats, especies invasoras, sobreexplotación, contaminación y cambio climático) y explica brevemente cómo actúa cada una.
Vuelve al principio: un caniche toy y un gran danés son una sola especie porque pueden cruzarse y tener descendencia fértil, mientras que el caballo y el burro, cuya mula es estéril, son dos. Y las especies nuevas surgen cuando el aislamiento deja que cada población acumule cambios, hasta que ya no pueden mezclarse.
Resumen
¡A practicar! 4 ejercicios de nivel medio en este apartado