¿Cuántas generaciones se necesitan para que ocurra la especiación?

No sabemos un mínimo absoluto, pero podemos discutir algunas probabilidades.

(Asumo reproducción sexual).

Obviamente, depende de
– las tasas de mutación
– las tasas de reproducción
– cuán aleatoria es la reproducción dentro de las poblaciones
– cuáles son las presiones de supervivencia en las diversas poblaciones.
Por ejemplo, más rápido cuando la luz solar, los químicos, etc. causan mutaciones aleatorias. Más rápido cuando el ecosistema natural cambia rápidamente en las dos poblaciones separadas. Más rápido cuando las mutaciones no reducen la selección sexual (atractivo). Más rápido con sociedades igualitarias: todos tienen la misma probabilidad de aparearse. Más rápido con sociedades con movilidad y mezcla. Más rápido cuando las poblaciones se aparean jóvenes (pero las crías aún sobreviven y son fértiles e igualmente atractivas).

Requiere una serie de mutaciones moderadas y de supervivencia , no solo una. (Si una mutación convertía a un individuo en una nueva especie, por definición no podría reproducirse con nadie, y su linaje moriría con él / ella). La serie de mutaciones sobrevivientes debe afectar la compatibilidad reproductiva de manera que
– los cromosomas trabajan colectivamente y los genes trabajan colectivamente en cada etapa del cambio
– pero se vuelven incompatibles al final.
La serie de cambios requiere la difusión en toda la población para convertirse en la forma dominante en ese grupo. La difusión más rápida hace que la especiación sea más rápida.

Para los humanos, los mejores datos que tenemos son la división entre los neandertales y los humanos modernos . Los humanos europeos se cruzaron con neandertales, y promedian algo así como el 2.5% de ADN de neandertal que todavía se conserva. Recientemente se ha argumentado que este ADN hace que:
– Los humanos modernos y los neandertales tenían relaciones sexuales con bastante frecuencia, por eso tenemos su ADN y está muy extendido en los europeos, y no se omitió ni se borró al azar de la existencia.
– los humanos modernos y los neandertales a menudo eran incompatibles; dependiendo de la recombinación particular en los individuos involucrados, el sexo rara vez produjo descendencia viable que luego podría cruzarse con el resto de la población humana; Es por eso que solo tenemos una pequeña cantidad de ADN de Neanderthal.

Esto argumenta que los humanos modernos y los neandertales se estaban acercando al límite de especiación, en cualquier momento antes de que se reanudara el contacto entre los neandertales (antiguos emigrantes africanos) y los humanos modernos (posteriores emigrantes africanos) y habrían sido especies completamente incompatibles, donde el sexo frecuente no produjo cría viable, fértil, compatible.

Eso pondría el tiempo de separación de la especiación humana en unos 100 – 500,000 años. Calculando 20–25 años por generación, eso da 4000 – 25,000 generaciones .

Algo como eso. Pero, sepa, hay un alto grado de estimación, adivinanzas y circunstancias particulares involucradas en este punto de datos, ¡y NUNCA puede extrapolar desde un punto de datos!

Quizás los humanos que se muden a Marte permanentemente se conviertan en nuestro próximo punto de datos, siempre y cuando no vayamos de un lado a otro …

No hay una respuesta establecida. Hay muchos factores involucrados, tales como 1) tamaño de la población, 2) el tamaño de las presiones de selección del nuevo entorno, 3) cambios en los genes que causan incompatibilidad genética, 4) de qué especies estamos hablando, etc.

En animales, Drosophila, hay un artículo publicado que dice que 52 generaciones fueron suficientes para la especiación: 2. D Dodd. Aislamiento reproductivo como consecuencia de la divergencia adaptativa en Drosophila pseudoobscura. Evolution 43 (6): 1308-1311, 1989. Aislamiento reproductivo como consecuencia de la divergencia adaptativa en Drosophila pseudoobscura

Otro estudio en Drosophila tomó 2500 generaciones: 1. G Kilias, SN Alahiotis y M Pelecanos. Una investigación genética multifactorial de la teoría de la especiación utilizando Drosophila melanogaster. Evolution 34: 730-737, 1980.

Las especies de plantas pueden hibridarse y, por lo tanto, la especiación puede ocurrir en aproximadamente 10 generaciones: la especiación en acción. Science 72: 700-701, 1996.

Si el entorno es demasiado “radicalmente diferente”, es más probable que la población aislada simplemente se extinga: las variaciones requeridas simplemente no aparecen a tiempo.

No hay datos sobre si especies más grandes, es decir, caballos, podrían especiarse en el mismo número de generaciones que Drosophila.

Si la definición de una especie es organismos que pueden cruzarse para producir descendencia fértil, con la duplicación, fusión o división de los cromosomas, esto puede suceder en una generación. Se sabe que las plantas, que tienen la ventaja de reproducirse asexualmente, hacen esto y las cuentas de las poblaciones de ratones en las islas de Madeira han revelado variantes con un número reducido de cromosomas (pero sin genes).

Por otro lado, hay otras consideraciones. Otra definición de especie es un organismo que tiene un nicho único en su hábitat. Esto se basa en la premisa de que debido a las presiones de selección natural, no hay dos organismos que puedan continuar ocupando el mismo nicho en un hábitat. Esta definición es la base subyacente para determinar diferentes especies en función de las características morfológicas.

Se podría pensar que la especialización de nicho toma más tiempo, aunque en algunos casos los cambios cromosómicos y el hecho obvio de un conjunto genético muy restringido podrían ser suficientes.

En los ejemplos en los que opera una presión de selección divergente (por ejemplo, contra individuos de tamaño medio), generalmente será una desventaja si los individuos de cada extremo del espectro se cruzan (por ejemplo, grande con pequeño), ya que es probable que tal cría produzca descendencia (tamaño mediano) quienes están más sujetos a la presión de selección. En cuyo caso, se favorecerá cualquier cambio que desaliente ese cruce. Esperaría que este proceso tome varias generaciones.

La especiación poliploide en las plantas puede ocurrir en una sola generación.

En las plantas con flores, una mutación de duplicación del genoma completo como resultado de que los cromosomas pares no se separen durante la división celular.

A diferencia de ciertos animales (incluidos los humanos) donde una duplicación completa del genoma generalmente no es embriológicamente viable, muchas de estas plantas pueden crecer perfectamente bien con un genoma duplicado. Pero el número doble de cromosomas significa que los gametos que producen estas plantas no pueden combinarse con los gametos de las plantas de un solo cromosoma para producir descendencia viable.

Dado que la tasa de mutaciones de duplicación del genoma completo en las plantas con flores es en realidad relativamente alta, no es imposible que existan múltiples individuos con genomas duplicados en la población al mismo tiempo.

Todas las plantas individuales con cromosomas duplicados pueden cruzarse entre sí, pero no con ninguna de las plantas de la población con cromosomas no duplicados, por lo que juntas forman una nueva población que se ajusta al concepto de especie biológica de una nueva especie.

Si la planta en cuestión puede autofertilizarse, como muchas especies de plantas pueden, incluso puede encontrar una población completamente nueva por sí misma.

Inicialmente, la nueva especie tiene una variabilidad genética muy baja y, por lo tanto, es muy vulnerable a la rápida extinción, y esto sucede la mayor parte del tiempo. Pero dado que las mutaciones de duplicación del genoma completo continúan ocurriendo con bastante frecuencia en las especies parentales, cada vez que sucede, un nuevo individuo con nueva variedad genética puede ingresar a la nueva población de especies, y a veces la nueva población supera las probabilidades y sobrevive durante un período prolongado de hora.

Esto se ha observado directamente en la naturaleza. La nueva especie es fenotípicamente idéntica a la antigua, pero con el tiempo ahora puede divergir de ella, ya que el flujo de genes entre las dos poblaciones se corta.

Una variación más fenotípicamente obvia de este mecanismo es la especiación poliploide híbrida. Dos especies estrechamente relacionadas que viven cerca una de la otra pueden cruzarse, pero los híbridos son estériles, como las mulas. Pero dado que las dos especies progenitoras viven juntas, una cierta cantidad de hibridación ocurre continuamente cada generación, y siempre persiste una pequeña población híbrida, que es fenotípicamente distinta de cualquiera de las especies progenitoras. Si ocurre un evento de duplicación del genoma completo entre los híbridos, entonces los nuevos híbridos con genomas duplicados ahora pueden cruzarse entre sí y pueden encontrar una nueva especie fenotípicamente distinta.

Entonces, la cantidad mínima posible de generaciones necesarias para que ocurra la especiación, si las condiciones son correctas, es una.

La especiación es el proceso de formación de nuevas especies a partir de las existentes. Es un proceso complejo que involucra que ocurran muchas generaciones, no hay un número fijo de generaciones cuando una nueva especie surge de las especies existentes.

La especiación es obviamente un proceso lento que ocurre lentamente en la naturaleza. Las variaciones ocurren, se acumulan, las variaciones útiles se seleccionan y las inútiles se descartan por naturaleza.

Junto con esto, a veces también ocurre la mutación, los mutantes pueden o no sobrevivir pero cuando sobreviven también contribuyen en la especiación. De alguna manera, estas nuevas variedades se aíslan unas de otras formando nuevas especies. Dado que su aislamiento no puede llevarse a cabo en pocos días o pocos años, la especiación tarda muchas generaciones en ocurrir.

Obviamente, hay muchas variables involucradas, y no espero una sola respuesta definitiva a ese respecto.

Pero, por ejemplo, digamos: la mitad de la población humana se muda a otro planeta; o la mitad de la población de un grupo genético determinado se aísla del otro y se ve obligada a vivir (y adaptarse) a un entorno radicalmente diferente.

¿Cuánto tiempo antes de que se vuelvan genéticamente incompatibles, en términos de procreación / reproducción?

Más específicamente: ¿Qué tan pronto? Que tan rapido ¿Cuántas generaciones podría tomar? ¿Cuál es el mínimo?

Cuando estudié biología por primera vez, me enseñaron que una especie era una población donde los individuos podían reproducirse para producir descendencia fértil. El problema es que, como hemos aprendido más sobre genética y evolución, esa definición ya no se aplica en todos los casos.

Por ejemplo, hay ‘especies de anillo’. Cada individuo puede cruzarse con aquellos en el área adyacente. Pero si sigues el anillo, vuelves al punto de partida con individuos que ya no pueden cruzarse con los que comenzaste. Según la antigua definición, se han dividido en dos o más especies, pero en ningún momento hay un punto claro en el que pueda decirse que ha ocurrido la especiación.

Si un individuo desarrolla una mutación no letal A, entonces puede transmitirla a su descendencia. Otro individuo desarrolla otra mutación no letal B y se la pasa a su descendencia. Pero supongamos que estas dos mutaciones interactúan en una combinación letal. Las personas con mutación A pueden cruzarse con la mayoría de la población. Las personas con mutación B pueden cruzarse con la mayoría de la población. Pero los individuos con mutación A no pueden cruzarse con individuos con mutación B. ¿Cómo encaja eso con el concepto tradicional de especie? Teóricamente es posible que ocurran mutaciones A y B en hermanos, por lo que si esto es especiación, puede ocurrir dentro de una generación.

El mínimo posible es una generación, incluso en mamíferos. Una mutación cromosómica puede producir un animal que no puede reproducirse con ningún individuo que no tenga la misma mutación. Hay al menos cuatro grupos de cría discretos de la rata de barco, Rattus rattus, en la India debido a mutaciones cromosómicas. Son tan numerosos que los individuos mutados pudieron encontrar a otra persona con la misma mutación con la que podrían reproducirse.

Dudo que alguien pueda responder esta pregunta, como se le preguntó, con algún grado de precisión sin conocer el tiempo de generación y la tasa de mutación del organismo en cuestión.

Es imposible decir cuánto tiempo pasará antes de que ocurra la especiación. La especiación depende de mutaciones que hacen que los genomas sean incompatibles. Una o más mutaciones pueden ser necesarias para una especiación completa. Puede llevar años, miles o millones de años. Mi blog explica más sobre tales cosas y muchos conceptos erróneos.