La respuesta simplificada es el desajuste cromosómico.
Sin embargo, esta no es la respuesta real. El desajuste cromosómico es en realidad un efecto secundario (y en sí mismo irrelevante) de la respuesta real, que es la divergencia genética que resulta en el fracaso de la segregación durante la meiosis.
En la meiosis normal, los cromosomas se emparejan con su pareja opuesta recibida del otro progenitor de los organismos. Se someten a un proceso llamado recombinación, donde intercambian algunos de sus genes entre sí, y luego se separan a medida que la célula se divide, lo que resulta en dos células, cada una con solo uno de cada par de cromosomas. Estas dos células hijas se desarrollan en gametos.
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Para ser viable, un gameto necesita tener la cantidad correcta de copias de todos los genes parentales. Esta parte es clave. Lo que importa es el * conteo de genes *. El recuento de cromosomas en sí es mayormente intrascendente.
Imaginemos que ocurre una mutación que cambia el recuento de cromosomas en un individuo. Dos cromosomas, llamémoslos “A” y “B”, se fusionan, creando un nuevo cromosoma “AB”. Por lo tanto, el individuo con esta mutación tiene un “AB”, un “A” y un “B”, en lugar de 2 As y 2 Bs.
¿Tendrá este individuo algún problema para producir descendencia al aparearse con parejas que todavía tienen 2A y 2B?
La respuesta es muy probable que no!
Mientras no se pierda una cantidad significativa de material genético cuando A y B se fusionan, todas las secuencias genéticas específicas que A y B usan para reconocerse entre sí y luego separarse nuevamente, en la meiosis, todavía están presentes en AB. Cuando este individuo hace gametos, el cromosoma A todavía no tendrá problemas para encontrar la parte “A” de AB para emparejarse, y el cromosoma B tampoco tiene problemas para encontrar la parte “B” de B para emparejarse, y A y B se separarán normalmente de AB, ya que las partes que regulan el proceso de separación tampoco cambian. La mitad de los gametos obtendrá el cromosoma AB, mientras que la otra mitad obtendrá un A y un B. Todos los gametos tienen la cantidad correcta de genes y todos son viables. Entonces este individuo tendrá fertilidad perfectamente normal.
¿Qué tal un tipo diferente de mutación del número de cromosomas? Supongamos que una mutación da como resultado que A se divida en dos, A1 y A2. ¿Entonces que?
En este caso, el individuo PUEDE haber reducido la fertilidad. La porción del cromosoma que participa en la separación adecuada durante la meiosis se llama centrómero, y la mayoría de los cromosomas tienen uno. Si A se rompe de una manera que resulta en, digamos, A1 que no obtiene secuencias de centrómero, entonces durante la meiosis, mientras que A1 no tendrá problemas para encontrar y emparejarse con la parte adecuada de A, tendrá problemas para separarse adecuadamente de A después. En cambio, probablemente se segregará al azar. Como resultado, algunos de los gametos no recibirán A1 y les faltarán genes. El cigoto producido por tal gameto probablemente no podrá completar el desarrollo. Otros gametos obtendrán 2 A1 y, por lo tanto, tendrán el doble de la dosis de todos los genes en A1. Dependiendo de la especie, la dosis incorrecta de genes también puede arruinar el desarrollo embrionario. Solo aproximadamente 1/4 de los gametos, por casualidad, obtendrán solo un A1 y un A2, o el A original, y tendrán la cantidad correcta de genes. La fertilidad del individuo padre se reduce así en 1/4 por apareamiento. Si esto realmente causa un problema funcional de fertilidad depende de la estrategia reproductiva de esa especie. (Si ocurrió en un hombre humano, por ejemplo, puede no afectar el número total de hijos que podría tener, aunque él y su pareja pueden sufrir más abortos espontáneos por nacimiento vivo de lo normal, ya que el recuento de espermatozoides varía mucho entre las personas y el la mayoría de los espermatozoides humanos son normalmente no viables de todos modos)
Entonces, vemos que cuando las mutaciones que cambian el número de cromosomas ocurren por primera vez, no siempre afectan la fertilidad, e incluso cuando lo hacen, la fertilidad puede no reducirse lo suficiente como para hacer una diferencia notable en el número de descendientes que sobreviven.
Ahora veamos qué sucede si colocamos un evento de especiación en esta imagen.
Imagine en nuestro primer escenario, el A, B y AB, que una pequeña parte de la población original se separa del resto. Quizás el aumento del nivel del mar atrape a algunos individuos en lo que alguna vez fue una península que ahora se convierte en una isla. O un cambio en el curso de un río divide el antiguo territorio, y a esta especie no le gusta nadar. No importa cuál sea la causa de la separación, siempre que evite el flujo de genes entre los dos lados.
En la población pequeña, por casualidad, hay más mutaciones AB que el promedio, y a lo largo de las generaciones, debido a la deriva genética, sucede que la mutación AB aumenta a la fijación, desplazando los cromosomas A y B separados, hasta que cada individuo tenga cromosomas AB . Mientras tanto, en la gran población, donde había muy pocos AB relativamente hablando, sucede lo contrario. Los AB disminuyen y eventualmente se extinguen, restaurando la población a su estado original donde cada individuo tiene As y Bs.
Entonces, una población ahora tiene un cromosoma menos en total que la otra. Si dos individuos de estas poblaciones se aparearon ahora, todavía no tendrían problemas para producir descendencia fértil, como se describió anteriormente. Pero no pueden encontrarse o aparearse, debido a la barrera.
A medida que pasan las generaciones, aparecerán diferentes mutaciones, al azar, en cada una de estas dos poblaciones, y cualquier mutación que aparezca en el lado AB no puede extenderse al lado A y B, debido a la barrera física entre ellas, y viceversa. . Las dos poblaciones DIVERGEN genéticamente. Con el paso del tiempo, algunas mutaciones van a alterar las partes de AB, A y B que se usan en la meiosis para reconocerse y separarse durante la meiosis. Es improbable que cada mutación individual afecte demasiado el emparejamiento y separación meiótica, ya que el resto de las secuencias siguen siendo muy similares (por lo que los individuos que obtienen estas mutaciones todavía tienen una fertilidad cercana a la normal), pero el efecto se acumula a medida que se acumulan más y más mutaciones. arriba. Las mutaciones que se acumulan de esta manera en AB serán diferentes de las mutaciones que se acumulan en la otra población en A y B, por lo que con el tiempo A y B se vuelven cada vez más diferentes de AB.
(Al mismo tiempo, otras mutaciones pueden alterar aún más los recuentos de cromosomas en las dos poblaciones, lo que hace que difieran en más que solo el 1 cromosoma)
Dado el tiempo suficiente, AB y A y B habrán cambiado tanto entre sí, que si un individuo AB se empareja con un individuo A y B, los cromosomas AB, A y B de la descendencia ya no podrán encontrarse y luego separarse adecuadamente durante la meiosis. Los gametos terminarán con combinaciones aleatorias de AB, A y B, y solo una pequeña cantidad obtendrá las combinaciones correctas que producen los recuentos genéticos correctos. Repita este proceso con los otros cromosomas que han cambiado en número y divergido y muy pronto la posibilidad de que un gameto viable pueda formar gotas a casi cero, lo que resulta en un individuo estéril.
De hecho, este mecanismo se aplica incluso cuando el número de cromosomas NO cambia. Los cromosomas individuales pueden acumular mutaciones con el tiempo, de modo que ya no pueden reconocer a su antiguo compañero en la meiosis, incluso sin sufrir mutaciones de fusión o fisión que cambien el número de cromosomas. El número real de cromosomas es un subproducto de este proceso de cambio genético aleatorio y divergencia, y en realidad no es la razón del fracaso de la producción de gametos.
