¿Por qué tenemos especies distintas y no un continuo de especies? ¿Existe una restricción sistémica quizás debido a los componentes básicos (ARN / ADN) de que no puede existir un continuo?

Las especies no son los grupos discretos que creemos que son. La definición funcional de especie es un grupo de individuos capaces de cruzarse y producir descendencia fértil, pero esta definición puede ser más difusa de lo que se parece. Las especies estrechamente relacionadas a menudo son capaces de producir descendencia fértil (o al menos con más frecuencia de lo que piensas) . Algunos ejemplos: dos especies de pinzones de Darwin, Geospiza fortis y G. scandens hibridan, la salamandra tigre de California en peligro de extinción, Ambystoma californiense, y la mascota común A. tigrinum, sin mencionar los ejemplos clásicos de especies de anillos de salamandras Ensatina y gaviotas Larus.

Esto plantea la pregunta, si la hibridación puede ocurrir, ¿por qué no vemos especies fusionándose?

1) Los híbridos no están tan en forma como cualquiera de las especies parentales.
Los híbridos pueden aparecer de vez en cuando, pero no les va muy bien. Si dos especies se especializan en diferentes recursos (lo cual es probable si las especies estrechamente relacionadas se superponen naturalmente), cada una ha desarrollado diferentes rasgos que se adaptan mejor a sus diferentes estilos de vida. Los híbridos mezclan genes que están optimizados para cada estrategia, pero esa mezcla puede no ser adecuada para cualquiera de las estrategias (es decir, incompatibilidad Dobzhansky-Muller).

2) Las especies capaces de producir híbridos viables realmente no quieren hacerlo.
Existen mecanismos para evitar que las especies se hibridicen en primer lugar. Si los híbridos han disminuido su estado físico, es contrario al interés de los padres de cualquiera de las especies aparearse con el tipo incorrecto. Esto crea una presión selectiva para las especies estrechamente relacionadas en las proximidades para poder diferenciarse entre sí. Las barreras previas al apareamiento para la hibridación evolucionan, como el apareamiento en diferentes momentos, el rechazo del esperma / polen incorrecto o señales de apareamiento muy diferentes (por ejemplo, coloración o canción específica de la especie).

Hasta ahora he hablado principalmente sobre especies que ocurren naturalmente juntas. Cuando las especies se introducen en nuevas áreas, pueden hibridarse con especies relacionadas locales porque las dos no han tenido ninguna razón para desarrollar las señales para diferenciarse entre sí, como el ejemplo de A. californiense / A. tigrinum . Con el tiempo suficiente, esto puede hacer que la población se fusione en la región donde ocurrió la introducción, o puede hacer que evolucionen una forma de diferenciarse entre sí, dependiendo de la aptitud relativa de los híbridos. Finalmente, en cautiverio si los animales no tienen otra opción de pareja, pueden cruzarse porque es mejor que nada.

3) La hibridación ocurre raramente.
Una pequeña cantidad de hibridación, incluso si esos híbridos luego se aparean con las poblaciones parentales, no afectará en gran medida a una población. Si la hibridación es rara, el intercambio de genes entre especies no será rápido o grande y la especie seguirá siendo distinta.

4) A veces la hibridación hace que las especies se fusionen (a), o crea nuevas especies por completo (b).
a) En la isla de Galápagos Daphne Major, dos especies de pinzones de Darwin, G. fortis y G. scandens se hibridan. Los híbridos no parecen haber reducido su estado físico y se aparean con cualquier especie parental que les haya enseñado a cantar. La distinción de especies parece estar rompiendo en esta isla. Sin embargo, esto solo comenzó a ocurrir después de que las condiciones de sequía obligaron a las dos especies a superponer sus dietas más de lo que lo habían hecho. Si esas condiciones se revierten, la especie puede comenzar a separarse en la selección de la dieta, lo que separaría el tamaño del pico (y la aptitud de los intermedios).

b) A veces, la hibridación de dos especies da lugar a una nueva tercera especie. Los genes que pueden no mezclarse en ninguno de los hábitats parentales pueden funcionar bien si se trasplantan en otro lugar, o si el entorno cambia para favorecerlos. Los híbridos pueden tener un número diferente de cromosomas que cualquiera de los padres (porque son extraños) y esto puede evitar que se reproduzcan con la población de ambos padres, lo que los obliga a cruzarse; esto es más común en las plantas, que tienden a ser más flexibles sobre la fluctuación de los números de cromosomas. que los animales

Y finalmente, ¿vemos intermedios / enlaces?
Cada especie en el planeta está en constante evolución para alcanzar un objetivo en movimiento, que es la mejor estrategia para vivir en su entorno. Están limitados por la diversidad genética de su población (salvo nuevas mutaciones). De año en año, los cambios evolutivos son bastante leves: los genes se vuelven más comunes en la próxima generación si hacen que sus padres sean más exitosos y menos comunes si son obstáculos. El tipo de cambios que reconocemos más comúnmente como evolución (cambios físicos) ocurren a lo largo de décadas. Los estudios que demuestran la evolución en esta escala de tiempo son raros porque las personas rara vez monitorean un sistema de estudio continuamente durante más de unos pocos años a la vez. Un par de ejemplos de estudios que muestran esto es el trabajo de las Subvenciones en pinzones de Galápagos en Daphne Major y el tamaño de semilla de palma Euterpe en Brasil.

No sabemos cuál será el producto final de la evolución en el caso de cualquier especie: depende del entorno cambiante (clima, otras especies, alteraciones geológicas, etc.), por lo que es difícil señalar una especie y decir “Eso está en camino de ser otra cosa”. Incluso entonces, hay algunos sistemas a los que podemos señalar que parece que se dirigen en diferentes direcciones. Por ejemplo , en el sur de los EE. UU., Los humanos han introducido especies de plantas de globos extraños (como paisajismo atractivo) que producen vainas de semillas de diferentes tamaños que las especies de plantas de globos nativas. Algunos de los insectos nativos de jaboncillo desarrollaron retoños cortos para alcanzar las semillas delgadas en las plantas introducidas, y algunos se adhirieron a las plantas nativas. Dado que un succionador largo es la mejor herramienta para alimentarse de plantas con vainas gordas, y un succionador corto es mejor en una planta con vainas delgadas (y morirán de hambre con un lechón de tamaño mediano), parece que los insectos de jaboncillo se están dividiendo en nuevas especies que eventualmente habrán evolucionado rasgos que les impiden cruzarse en absoluto.

Otro ejemplo es el pez espinoso de tres espinas en Canadá. Un lago tendrá dos tipos distintos de espinoso, uno que se alimenta en aguas abiertas y otro que alimenta el fondo, que se ve muy diferente, o el lago tendrá un tipo que se ve y se come como una mezcla de los dos. Hay otros factores, como la presencia de otras especies de peces (competidores o depredadores), que determina si un lago tendrá un tipo de espinoso o dos. Todos se consideran la misma especie, pero en cada lago, el espinoso ha desarrollado repetidamente los mismos tres estilos de vida, dependiendo de las presiones selectivas que encuentren.

A los humanos realmente les gusta clasificar las cosas, entonces tenemos especies. Nuestra definición de especie puede ser un poco borrosa en los bordes, pero la usamos porque es la mejor definición que existe.

¡Tenemos un continuo! Tenemos un continuo de especies tan detallado y de grano fino que, no solo no tenemos suficientes nombres para todos los puntos individuales en ese continuo, sino que ni siquiera tenemos suficientes nombres para los grupos en el continuo que tenemos suficiente resolución para distinguir !!

Muchas personas están familiarizadas con los principales niveles taxonómicos de clasificación:
Dominio
Reino
Filo
Clase
Orden
Familia
Género
Especies

Pero pocos podrían saber cuántos nombres de niveles de clasificación hay arriba, entre y debajo de estos rangos principales. Si tienes tiempo para divertirte unos minutos (o decenas de minutos) de exploración en esta área, caza y picotea alrededor de The Taxonomicon. ¡Es impresionante!

Pero volvamos al continuo / “especies distintas” / “vínculos entre especies”.

Solo el hecho de que tenemos que encontrar palabras como:
subespecie
variedad
subvariedad
varietal
cultivar
presion
raza
carrera
morph
formar
subformulario
no especies
híbrido
población
nombre grex
manada
aislado genético
haplogrupo *

… incluso comenzar a ajustar nuestro lenguaje y sistema de clasificación en torno a las diferencias dentro de las especies es un claro indicador del hecho de que lo que algunos pueden ver como un grupo uniforme de individuos, categorizados como una sola especie, distinto de los demás, es de hecho muy variado y, en sus bordes, a menudo mezclados con las siguientes especies “distintas”.

El lenguaje que usamos para describir a los organismos vivos es en sí mismo evidencia de que ocurre especiación, ha ocurrido en el pasado y continuará ocurriendo mientras haya una variedad heredable en nuestro planeta.

Básicamente, es fácil nombrar y diferenciar entre un tiburón y una bacteria Salmonella ; Es mucho más difícil nombrar y diferenciar entre colonias de poblaciones de linajes de subespecies de la abeja europea Apis mellifera .
Referencia:
Garnery, L., J-M. CORNUET, y M. Solignac. “Historia evolutiva de la abeja melífera Apis mellifera inferida del análisis de ADN mitocondrial”. Molecular Ecology 1.3 (1992): 145-154.

* Incluso dentro del grupo de clasificación “haplogrupos”, hay documentos completos escritos solo en la nomenclatura que deberían usarse para definir niveles de características anidadas …!
Ver este artículo:
Consorcio de cromosomas Y “Un sistema de nomenclatura para el árbol de haplogrupos binarios del cromosoma Y humano”. Genome research 12.2 (2002): 339-348. Página en cshlp.org

Intentaré hacerlo muy simple (aunque es mucho más complicado):

Imagina que te tomas una fotografía todos los días, para toda la vida.

Si toma dos fotos de adjectante entre sí (en días consecutivos), apenas podría ver la diferencia (serán casi idénticas).

Sin embargo, si toma fotografías de diferentes períodos de su vida (digamos uno cuando tenía 5 meses, uno cuando tenía 5 años, uno a los 15 y otro a los 50) serían muy diferentes.

Puede decir claramente que es una persona recién nacida, adolescente o de mediana edad en imágenes de diferentes períodos de su vida, pero no hay una imagen específica en la que sea un niño y en la siguiente imagen consecutiva ya es un adolescente.

Lo mismo es cierto para la evolución. Es un proceso constante. Los momentos que distinguimos entre especies es cuando los individuos en imágenes distantes no pueden aparearse para producir descendencia (gran simplificación).

Imagine que toma una foto no todos los días, pero cada generación (usted, padres, abuelos, bisabuelos, etc.). Si pudieras ver a tus antepasados ​​muchos miles de generaciones antes (con muchas imágenes separadas) pertenecerían a diferentes especies, pero sería difícil elegir una imagen específica “en el borde de las especies”.

Por cierto, muchos miles de generaciones antes que tú, tus antepasados ​​probablemente se parecían más a los peces que a los humanos actuales.

Se cree que la mayoría de los organismos vivos actualmente (incluidos todos los animales, plantas, bacterias, etc.) comparten un ancestro común.

Hay una sección en The Ancestors ‘Tale de Richard Dawkins sobre algunos lagartos que son un continuo. Viven en una geografía en forma de herradura, donde las poblaciones adyacentes pueden cruzarse, pero las de los extremos no pueden cruzarse entre sí.

Si aleja en una escala de tiempo geológica, lógicamente en cualquier evento de especiación obtendrá algo como esto. Algunos subgrupos luego irán por un camino, mientras que otros bajarán por otro, y en algún momento los beneficios de la especialización superan los beneficios de un gran acervo genético.

Parte del problema es considerar la definición del término, ese grupo de individuos que pueden cruzarse y producir descendencia viable, con lo que realmente sucede. El ejemplo que usamos en clase es la relación entre “caballo”, “burro” y “mula”. Los caballos y los burros son especies distintas. Una mula es el producto del apareamiento entre un burro y un caballo, pero los partos viables entre mulas son raros. Sin embargo, la especie “en el medio” – las mulas existen, si desea considerarlas como un continuo entre las especies “caballo” y “burro”. Mula

Es solo “recientemente” que nuestras especies relacionadas, como los neandertales, han muerto. El homo sapiens simplemente superó o superó a todas las demás especies de nuestro género. Se cree que al menos algunos de ellos, como los neandertales, transmitieron algunos de sus genes a las poblaciones humanas modernas.

Se cree que murieron hace unos 24,000 años, al menos 2,000 años después de la extinción de las últimas poblaciones de neandertales en otras partes de Europa.

Neandertales de Gibraltar

Las especies evolucionaron de forma iterativa, en teoría, podría retroceder la evolución comenzando por usted, siguiendo con su madre, luego con su abuela, bisabuela, etc., hasta un ancestro unicelular. Y atravesarías muchas especies en el camino. ¿Cómo es eso posible?

A) Porque la taxonomía es imperfecta. Los científicos asignan organismos a las especies (y otros rangos taxonómicos) a lo mejor de su conocimiento. Pero a medida que este conocimiento se amplía, la clasificación debe actualizarse. (ver ‘problema de especies’ o cómo surgió el dominio archaea)

B) no vemos todos los enlaces en la cadena ancestral, solo una fracción muy pequeña. La posibilidad de que nos encontremos con un conflicto (algunos miembros de una especie (pero no todos) en realidad podrían producir descendencia fértil con algunos miembros de otros spevies) que requerirían reclasificación es muy baja.

Tl; dr: la clasificación en especies es un modelo imperfecto para que podamos hacer cabezas o colas del complejo árbol de la Vida.

La vida es más un continuo de lo que es aparente al principio. Nuestro concepto de la “especie” es una ligera simplificación excesiva que nos ayuda a comprender lo que vemos en el mundo natural de hoy. Pero los leones marinos todavía me parecen ‘perros de agua’, como parte de un continuo. Quizás la aparición de especies se ve reforzada por el hecho de que nosotros (el observador) estamos atrapados en un momento de la historia. Si pudiéramos ver todo el árbol genealógico como una entidad en sí misma, que incluye todas las épocas, se parecería más al continuo que realmente es.

La respuesta es, por supuesto, que tenemos un continuo, si incluimos todos los organismos muertos en la historia. La razón por la que tenemos especies aparentemente distintas es porque los grupos que llenarían los vacíos están todos muertos.

Tal vez podría hacer un experimento con un animal de vida corta, digamos en tres entornos: uno en el medio con su entorno preferido y fuente de alimento y depredadores, uno a la izquierda con factores estresantes adicionales y uno a la derecha con otro conjunto de factores estresantes . Tal vez ratones blancos en el medio, con todos los ratones manchados nacidos de los ratones blancos puestos a la derecha, y todos los ratones marrones nacidos de los ratones blancos puestos a la izquierda. Luego enfatícelos de alguna manera para “seleccionar” otro rasgo (¿tamaño?). En el transcurso de unos cientos de generaciones, tal vez vería un período en el que los ratones izquierdos aún pueden reproducirse con los ratones blancos pero no con el poder correcto, y los ratones correctos pueden reproducirse con los ratones blancos pero no con los ratones izquierdos. Eso crearía un continuo.
¿Hay ejemplos en la naturaleza?
Parecen las salamandras descritas por Rob Brown en Si la evolución es verdadera, ¿por qué no hay fósiles de especies intermedias? Es un ejemplo.

La mayoría de las respuestas a esta pregunta se refieren a animales. La situación en las plantas es más complicada. Algunas familias, por ejemplo, Compositae, tienen géneros donde es casi imposible decir a qué ‘especie’ pertenece una planta individual. Por ejemplo, en los géneros Hieracium (halcones) y Taraxacum (diente de león), los taxonomistas asignan a las poblaciones a ‘agregados de especies’ en lugar de especies definidas.
(Esta fue la situación cuando estudié Botánica en los años 60. No sé qué diferencia han hecho los avances en genética desde entonces).

Si observa una especie como Ophrys (orquídea de abeja), donde la especiación aún está en proceso, verá una amplia gama de formas e híbridos, que los expertos luchan por dividir en especies, y mucho menos en subespecies.

No hay una respuesta completa a esta pregunta que molestó profundamente a Charles Darwin y no se puede afirmar que ahora se resuelva de manera universal o satisfactoria.

Una idea importante que surgió al pensar en ello es la Teoría de los equilibrios puntuados de Eldredge y Gould. Recomiendo el libro largo y difícil de Gould (2002) The Structure of Evolutionary Theory. Muchas reseñas critican el libro de 2002 por tener unas 1400 páginas. Es largo y usa más palabras grandes y conceptos intrincados de lo que muchos (incluido yo) preferirían, PERO en realidad trata las ideas y alternativas de manera justa y sin compromiso. No conozco ninguna otra fuente única que sea tan completa. Eso compensa algo de lo grande y a veces complicado que es este.

¡Porque por definición la especiación es un proceso disruptivo! La continuidad de los rasgos siempre se mantiene dentro de las especies en forma de polimorfismos como lo hemos hecho con los humanos, especies individuales, razas múltiples. Solo cuando la selección natural es más fuerte que la selección sexual, el proceso de especiación puede despegar, ¡y así la discontinuidad! En los organismos sin reproducción sexual, ve la continuidad que esperaba, a saber, los procariotas (bacterias). Lea sobre la selección de especies y la macroevolución para obtener más información.

La categorización de especies es en realidad una ciencia inexacta, las líneas se difuminan la mayoría de las veces.

Escuché una explicación de esto una vez y la persona explicando por qué usó una pieza de metal que intentó doblar lentamente hasta que, de repente, se ‘rompió’ en forma de V. Lo que esto mostró fueron fuerzas (como la presión de selección en una dirección particular) que se construyen y construyen y construyen hasta que se alcanza una ‘masa crítica’ y ¡Bang! El sistema se reorganiza en equilibrio en un nuevo estado estable hasta que se alcanza gradualmente el siguiente punto de inflexión a través de pequeños progresos en la presión de selección.