Formación de especies

La evolución crea y mantiene la biodiversidad mediante cambios adaptativos en los rasgos ecológicamente relevantes. Entender cómo se adaptan y diversifican los organismos ha sido un tema de importancia fundamental en biología durante más de 150 años (Losos et al., 2013). Ahora se sabe que la evolución refleja contingencias tanto históricas como contemporáneas y que está mediada por interacciones bidireccionales entre los cambios ecológicos y evolutivos (Schoener, 2011; Losos et al., 2013). Así, para entender los cambios adaptativos y los patrones de diversificación biológica suele ser necesario integrar la información de los procesos pasados (por ejemplo, la variación geomorfológica y paleoclimática) y recientes (por ejemplo, la selección natural) (Avise, 2000; Hoffmann y Sgro, 2011; Losos et al., 2013). La unión de los estudios macro y microevolutivos permite aclarar los patrones regionales de diversificación biológica y sus mecanismos subyacentes de especiación. Aquí nos centramos en la contribución de los estudios que evalúan simultáneamente las señales históricas y ecológicas de la divergencia poblacional para explicar los patrones de biodiversidad en los ecosistemas tropicales.

Especiación simpática

Una población geográficamente continua tiene una reserva genética relativamente homogénea. El flujo genético, el movimiento de alelos a través del área de distribución de la especie, es relativamente libre porque los individuos pueden desplazarse y luego aparearse con los individuos de su nueva ubicación. Por tanto, la frecuencia de un alelo en un extremo de la distribución será similar a la frecuencia del alelo en el otro extremo. Cuando las poblaciones se vuelven geográficamente discontinuas, se impide ese flujo libre de alelos. Cuando esa separación dura un tiempo, las dos poblaciones pueden evolucionar por trayectorias diferentes. Así, sus frecuencias alélicas en numerosos loci genéticos se vuelven gradualmente más y más diferentes a medida que surgen nuevos alelos de forma independiente por mutación en cada población. Normalmente, las condiciones ambientales, como el clima, los recursos, los depredadores y los competidores de las dos poblaciones serán diferentes, lo que hará que la selección natural favorezca las adaptaciones divergentes en cada grupo.

El aislamiento de las poblaciones que da lugar a la especiación alopátrica puede producirse de diversas maneras: un río que forma una nueva rama, la erosión que forma un nuevo valle, un grupo de organismos que viaja a un nuevo lugar sin poder regresar, o semillas que flotan sobre el océano hasta llegar a una isla. La naturaleza de la separación geográfica necesaria para aislar las poblaciones depende totalmente de la biología del organismo y de su potencial de dispersión. Si dos poblaciones de insectos voladores se instalaran en valles cercanos y separados, lo más probable es que los individuos de cada población volaran de un lado a otro continuando el flujo de genes. Sin embargo, si dos poblaciones de roedores se dividieran por la formación de un nuevo lago, el flujo genético continuado sería poco probable; por tanto, la especiación sería más probable.

Especiación alopátrica

La especiación ecológica es una forma de especiación que surge del aislamiento reproductivo que se produce debido a un factor ecológico que reduce o elimina el flujo de genes entre dos poblaciones de una especie. Los factores ecológicos pueden incluir cambios en las condiciones ambientales que experimenta una especie, como los cambios de comportamiento relacionados con la depredación, la evitación de depredadores, la atracción de polinizadores y la búsqueda de alimento; así como los cambios en la elección de pareja debido a la selección sexual o a los sistemas de comunicación. El aislamiento reproductivo impulsado por la ecología y la selección natural divergente conduce a la formación de nuevas especies. Esto se ha documentado en muchos casos en la naturaleza y ha sido uno de los principales focos de investigación sobre la especiación durante las últimas décadas[1]:  179

La especiación ecológica se ha definido de varias maneras para diferenciarla de las formas no ecológicas de especiación[2] El biólogo evolutivo Dolph Schluter la define como “…la evolución del aislamiento reproductivo entre poblaciones o subconjuntos de una misma población por adaptación a diferentes entornos o nichos ecológicos”,[3] mientras que otros han añadido que la selección natural divergente es la fuerza motriz. [4][5][6] La diferencia clave entre la especiación ecológica y otros tipos de especiación es que ésta se desencadena por la selección natural divergente entre diferentes hábitats, a diferencia de otros tipos de procesos de especiación, como la deriva genética aleatoria, la fijación de mutaciones incompatibles en poblaciones que experimentan presiones selectivas similares o diversas formas de selección sexual que no implican la selección de rasgos ecológicamente relevantes. La especiación ecológica puede producirse en alopatría, simpatría o parapatría. El único requisito es que la especiación se produzca como resultado de la adaptación a diferentes condiciones ecológicas o microecológicas[6].

Especiación

El crecimiento de las plantas y su distribución geográfica (dónde pueden crecer) se ven muy afectados por el medio ambiente. Si algún factor ambiental es inferior al ideal, limita el crecimiento y/o la distribución de una planta. Por ejemplo, sólo las plantas adaptadas a cantidades limitadas de agua pueden vivir en los desiertos.

Directa o indirectamente, la mayoría de los problemas de las plantas están causados por el estrés ambiental. En algunos casos, las malas condiciones ambientales (por ejemplo, la escasez de agua) dañan la planta directamente. En otros casos, el estrés ambiental debilita a la planta y la hace más susceptible al ataque de enfermedades o insectos.

Los factores ambientales que afectan al crecimiento de las plantas son la luz, la temperatura, el agua, la humedad y la nutrición. Es importante entender cómo afectan estos factores al crecimiento y desarrollo de las plantas. Con un conocimiento básico de estos factores, podrá manipular las plantas para satisfacer sus necesidades, ya sea para aumentar la producción de hojas, flores o frutos. Al reconocer el papel de estos factores, también podrá diagnosticar mejor los problemas de las plantas causados por el estrés ambiental.