Primera aproximación a la Especiación ecológica

Introducción

Los mecanismos evolutivos son sumamente importantes para comprender el desarrollo de la naturaleza y su amplitud permite entender cada día más los distintos procesos biológicos. Además, considerando a las áreas del conocimiento como química, genética, física, etología o psicología y demás, es posible llegar a establecer escenarios para la formación de nuevas especies, así como los escenarios ya establecidos. Estos mismos son enseñados a los estudiantes tanto de bachillerato como en la universidad (en áreas afines). Por lo cual determinar los criterios para la especiación en general sea cual sea el tipo es de gran relevancia.

Siempre que hablamos de evolución biológica, de manera esboza estamos hablando de formación de nuevas especies, es decir el proceso de especiación. Pero ello, es entendiendo este proceso como una definición básica. Por esta razón cuando profundizamos el tema con los tipos de especiación, es indiscutible establecer criterios, a la par considerando las poblaciones con las cuales se estará haciendo la investigación. Por esto mismo, los docentes debemos ser sutiles al momento de conversar sobre estos aspectos con los estudiantes. De hecho, durante el proceso de enseñanza, en la mayoría de las ocasiones se emplea el uso de los estudios de casos, es decir explicar mediante una investigación previa (o hipótesis), el proceso o mecanismo biológico o evolutivo, de tal manera el estudiante puede corroborar el conocimiento que muchas veces le parece abstracto, como lo son los procesos evolutivos y más aún cuando se trabaja con estadísticas genéticas o fenotípicas.  

Ahora bien, en otras oportunidades fue explicado la especiación simpátrica (someramente) y alopátrica (ampliamente). Para esta ocasión voy a tratar la especiación ecológica. En primer lugar voy a abarcar la selección divergente puesto que es una de las ejes centrales de este proceso. 

Discusión

Selección divergente   

Una definición sigue así: la selección divergente es generada como respuesta a la presión selectiva en las poblaciones biológicas produciendo una fragmentación de poblaciones. Tienden a pasar cuando las especies de una población biológica ocupa diferentes nichos ecológicos o diferentes hábitat, por lo cual las condiciones abióticas (condiciones climáticas, el suelo y más) pueden cambiar bruscamente o levemente. También vale decir, que este tipo de selección se puede dar por otras razones, por ejemplo en polillas que presenten tonalidades distintas para camuflarse de los depredadores, aromas en las plantas, coloración de la estructura florar en las plantas angiospermas, entre otros.  

Como podemos ver en la imagen, tenemos dos flechas que van hacia arriba, con ello se indica que ciertos rasgos están fragmentando a la población original, además en este caso estos caracteres están siendo favorecidos para su expansión, es decir están apareciendo en las descendencias.   

A veces estamos en presencia de un tipo de selección en la cual no necesariamente se produce especiación, por ejemplo es bien conocido que los salmones de la especie Oncorhynchus kisutch, al momento de aparearse, los machos compiten en una lucha físico y aquellos que son más “grandes y fuertes” logran verter su esperma, mientras tenemos otro grupo de machos que son más pequeños, escondiéndose y evitando la confrontación física, liberan su esperma, de tal manera en la prole tenemos ambos tamaño para los peces machos. En este escenario estamos en presencia de la selección sexual, la cual para este caso puede explicar la gran gama de dimorfismo sexual en los animales. Para este apartado algunos biólogos evolucionistas mencionan que por esta razón, la selección natural divergente para la especiación ecológica, debe basarse en factores ecológicos, puesto que sino la explicación de la selección sexual bastaría para explicar la especiación en este caso.     

En base al párrafo anterior, la selección es de tipo ecológica cuando en las comunidades biológicas, poblaciones biológicas o especies, están interactuando con el entorno donde se desarrollan, por ejemplo para obtener algún recurso, para la polinización, camuflaje por los depredadores, y demás. Ejemplos, tales como los gorriones de vientre negro, tienen dos picos de diferentes tamaño por la presión selectiva de la alimentación, así mismo se ha evidenciado con los pinzones de Darwin, demostrando como las condiciones climáticas afectan a las plantas de las cuales se alimentan estos y terminan generando a la par una competencia por el alimento, dando una variedad de picos en diferentes especies. Por ello se desarrolla la selección divergente, mediante la interacción en la comunidad biológica (conjunto de poblaciones biológicas) con su entorno y entre las diferentes especies.  

Especiación ecológica

Este tipo de especiación es tomado por algunos autores como una especiación por selección natural mientras que otros la llaman especiación adaptativa. Para nuestro interés será llamada especiación ecológica. Una definición dice que es un proceso por el cual el aislamiento en el flujo de genes evoluciona entre las poblaciones biológicas como producto de una selección divergente. Además, el desarrollo de este tipo de especiación es posible que se de en simpatría o alopatría. Para el primer caso, es más fácil determinar puesto que organismos pueden vivir en zonas próximas y presentar una barrera precigocito de tipo etológico, por ejemplo las danzas de las aves para cortejar y lograr copular con la hembra, la liberación de feromonas por parte de algunos arácnidos, el cabeceo y movimiento de cola de algunos reptiles, entre otros. Se complica un poco, cuando es el caso de alopatría, puesto que si está presente un aislamiento geográfico no necesariamente debemos de hablar de especiación ecológica puesto que es probable que se den algunos posibles escenarios, en donde uno de ellos, la especiación sea explicada por la barrera geográfica.    

Vale decir, que el aspecto principal de la selección divergente para el caso alopátrica, está en el hábitat en los cuales se desarrollan los fragmentos de la población biológica, en donde cada ambiente debe ser diferente para cada subpoblación aislada, además que las condiciones del entorno influyan sobre los rasgos ecológicos hasta el punto que las especies presenten adaptaciones diferentes, a tal punto que se produzcan una divergencia (evolución divergente) y los fragmentos poblaciones sea distintos genéticamente, en comportamiento, o cualquier otro barrera reproductiva, de tal manera que cuando entren en contacto no puedan cruzarse entre sí, formando una especie totalmente nueva.   

Siguiendo esta idea, en la siguiente imagen podemos notar dos círculos unos con relleno y otros con puntos y sin relleno, representan poblaciones biológicas que todavía no están separadas pero están en su proceso de especiación y son denominadas especies incipientes. En este caso las especies están interactuando con su entorno y otras interacciones ecológicas. A la par, podemos apreciar que tenemos unas curvas de líneas y otras curvas con puntos; representan como las especies a través del tiempo comienzan a desarrollar cambios genéticamente, fenotípicamente, y demás, a tal punto que empiezan a evolucionar por caminos distintos.   

Consideración

Como bien se ha dicho, el modelo de especiación ecológica presenta su sedimento en la evolución divergente con base ecológica, este tipo de especiación se diferencia de otros donde el rol fundamental de la evolución es por otros procesos tales como el efecto fundador, cuello de botella, deriva génica (conceptos que explicaré detalladamente en un futuro post), también los modelos de selección sexual en los cuales no incluya la divergencia por el entorno sino por el sexo, por ejemplo preferencia fenotípica. Casos explicados por desplazamientos de caracteres, podrían ser explicados por es tipo de especiación aunque se debe ser muy sutil y establecer el criterio con el ambiente. Además, las frecuencias genotipicas y fenotipicas juegan un factor importante durante el desarrollo de las especies en el hábitat. Aún nos falta abarcar las causas para analizar este tipo de especiación, en otro post las compartiré. 

1. Howard D. Rundle y Patrik Nosil. (2005). Ecological speciation 
2. Pincheira-Donoso. (2013). Selección y evolución adaptativa fundamentos teóricos y empíricos desde la perspectiva de los lagartos