Evolución: si cada descendencia es la misma especie que sus padres, ¿cómo hay especiación?

Gran pregunta, y uno de los aspectos menos entendidos de la biología evolutiva por los laicos.

Primera premisa: el proceso de clasificación es un esfuerzo humano. A la Madre Naturaleza no le importan las reglas que tratamos de aplicarle. Los biólogos pueden hacer todo lo posible para tratar de encontrar definiciones globales de palabras como “especies” y pueden trabajar una parte apreciable del tiempo, pero cuando se llega a la letra pequeña, la naturaleza es mucho más complicada que cualquier regla que podamos aplicar.

La siguiente analogía se ha utilizado en otros lugares, y afirmo que no hay autoría aquí. Ilustra muy bien el concepto que estamos profundizando aquí:

Ahora, pasemos de una analogía a un caso del mundo real: caballos … o, más genéricamente, equinos. Los caballos salvajes se clasifican científicamente como Equus ferus. Están estrechamente relacionados y pueden cruzarse con burros, Equus africanus . Sin embargo, sus descendientes son (casi) siempre mulas estériles.

Tiempo para una definición …

Concepto de especie biológica: dos organismos están en la misma especie si pueden cruzarse y producir descendencia viable (es decir, fértil).

Así, los burros y los caballos son especies diferentes. Oh, pero vaya … noten que dije que sus descendientes son casi siempre estériles. De hecho, hay casos en que las crías de caballos y burros son realmente fértiles (por ejemplo, una mula fértil e hinchada en China). Entonces, ¿qué hacemos con eso?

La especiación no es un evento de chasquear los dedos y ahora eres una nueva especie. Se necesitan muchas generaciones. El equid ancestro común que dio origen a los linajes caballo y burro (así como a la cebra) vivió hace unos 4 millones de años y este proceso aún no está “completo”. No hay reglas duras y rápidas sobre cuánto tiempo lleva la especiación. Dependiendo de las presiones de selección y la deriva aleatoria, puede ir muy rápido o bastante lento. Obviamente, el tiempo de generación de la especie en cuestión también entra en juego.

Si pudiéramos reconstruir las poblaciones respectivas de proto-caballos y proto-burros en los últimos 4 millones de años, lo que veríamos es que una barrera geográfica inicialmente dividió a los grupos y limitó o impidió el mestizaje. El puente de tierra ahora-lo-ves-ahora-no-haces entre Norteamérica y Asia sirvió como esa barrera. En los últimos millones de años, este puente terrestre ha ido y venido muchas veces, permitiendo o evitando que las especies crucen de un continente a otro. Esto llevó a los caballos a evolucionar en el Nuevo Mundo y a los burros a evolucionar en el Viejo Mundo.

En el primer día de su respectivo aislamiento, nadie se habría atrevido a llamarlos especies diferentes. Pero a medida que pasaban las generaciones, las pequeñas diferencias se hicieron más pronunciadas en el grupo, lo que condujo a poblaciones genéticamente distintas. Cuanto mayor sea la “distancia” genética entre las dos poblaciones, es menos probable que puedan cruzarse y producir descendencia viable.

Ahora, si tuvieras una máquina del tiempo y pudieras regresar y ver este proceso en instantáneas durante milenios, verías que quizás después de 50,000 años de separación, si tomas un proto-caballo y un proto-burro al azar y Intenté hacer que se cruzaran, tal vez el 95% del tiempo, producirían descendencia viable. Si deja pasar otro cuarto de millón de años, tal vez eso se reduzca al 75%. Después de un millón de años, tal vez hemos bajado al 50%, y así sucesivamente. Ahora, en la actualidad, puede suceder el 0,001% del tiempo … pero aún no es del 0%.

Entonces, si tuviera que hacer la llamada y si tuviera la capacidad de evaluar a la población en su conjunto para determinar las posibilidades de reproducción exitosa, ¿dónde trazaría la línea? Algunos miembros de la población pueden ser distintos de la población de primos antes que otros. Todo se reduce a nuestra primera premisa: a la naturaleza no le importa cómo definimos las especies. Esto es una conveniencia para nosotros, y deberíamos usarlo en términos prácticos y ser tan consistentes como podamos, pero siempre podrá encontrar excepciones a cualquier regla de clasificación.

Aquí hay otras buenas respuestas, como la de Dan Holliday. Pero como se me pidió que respondiera, agregaré mi propia pequeña analogía e intentaré que sea muy breve.

Si sus padres lo criaron, generalmente puede comunicarse con ellos porque habla el “mismo idioma”. Pero, ¿podría comunicarse con sus tatarabuelos (* 100) abuelos si los visitara con una máquina del tiempo hipotética?

100 generaciones son unos 2000 años. Está prácticamente garantizado que no podrá comunicarse fácilmente con personas que vivieron hace 2000 años, porque ciertamente no “hablaría el mismo idioma”. Incluso si cada uno de sus antepasados ​​”hablaba el mismo idioma” que sus padres.

Si puede comprender esto, no debería tener problemas para comprender la forma en que funciona con los límites de animales y especies. Los límites entre las especies y los idiomas son muy borrosos, especialmente si habla de individuos que viven en diferentes períodos de tiempo.

Porque “especie” es una palabra, inventada por los humanos para facilitar la categorización de las criaturas. La naturaleza no tiene “especies”. Los humanos lo hacen. La naturaleza solo tiene vida y a la naturaleza no le importa o es consciente o emocional. La biosfera es solo un montón de químicos en presencia de mucha energía haciendo lo que hacen los químicos. Los humanos, en nuestro raro momento de inteligencia, comenzaron a inventar palabras para facilitarnos las cosas. Al igual que el ciclo día / noche no es perfecto (no pasamos del día exacto a la noche exacta), el ciclo de especiación no es exacto. Es un proceso increíblemente lento que lleva millones de años.

La evolución también es solo una palabra, inventada por los humanos para describir el hecho observado de que la vida, con el tiempo, tiende a especiarse en función de las presiones en el medio ambiente. Esas presiones eliminan esa vida o hacen que la vida cambie con el tiempo. Con suficiente tiempo, esa vida eventualmente será de un tipo totalmente diferente. Los humanos llamamos a ese tipo diferente, “especie”. Pero eso no significa que a la naturaleza le importe mucho nuestra etiqueta; Eso es porque la naturaleza no tiene un cuidado o una conciencia. Como se mencionó, “especie” es nuestra palabra para facilitarnos la tarea.

Por último, cada descendencia es diferente de su progenitor. Echa un vistazo a tu mamá y tu papá. Puede combinar muchas características similares a ellas, pero no es una copia 100% perfecta. Hay pequeños pedazos de pérdida de datos. Esa pérdida de datos se corrige biológicamente. Algunas veces el ADN se rompe y causa una mutación. La mayoría de esas mutaciones son malas. Algunas de esas mutaciones le dan una rara mejora en su estado físico en un entorno determinado y le permiten transmitir sus genes a la próxima generación. Pero sucede lentamente con el tiempo. Una generación no es suficiente. Se necesitan muchos cientos de miles, si no millones de generaciones.

Creo que la confusión se debe principalmente a la escala de tiempo. La especiación no ocurre en una sola generación. Digamos que tenemos una bandada de dinosaurios, todas las mismas especies de dinosaurios. Esencialmente, eso significa que todos pueden reproducirse entre sí y dará como resultado una descendencia viable.

Ahora, ocurre una tragedia y la mitad de nuestros dinosaurios terminan separados en una isla, y la otra mitad se queda en tierra firme. Permanecen así durante cien generaciones, hasta que, por giro del destino, los dinosaurios de la isla pueden regresar a tierra firme.

Durante esas cien generaciones, pequeñas modificaciones en la descendencia se han sumado hasta que los dinosaurios de la isla se volvieron significativamente más pequeños en tamaño y comenzaron a comer carne. Esto sucedió porque en la isla, solo los individuos más pequeños y omnívoros pudieron sobrevivir el tiempo suficiente para tener bebés.

Por otro lado, los dinosaurios del continente no cambiaron mucho. Todavía son completamente herbívoros y aproximadamente tres veces más grandes que sus primos isleños perdidos hace mucho tiempo. Ya no pueden cruzarse (en parte debido a la diferencia de tamaño) y, por lo tanto, se han convertido en especies diferentes.

¿Tener sentido?

No sé si esta es una pregunta seria. Parece una variación encubierta del argumento creacionista: “Bueno, si evolucionamos de chimpancés, ¿por qué no hemos visto a un chimpancé dar a luz a un humano?”

La teoría es que la especiación ocurre por selección natural a lo largo del tiempo, no en una generación. Tomemos un ejemplo de un pequeño animal peludo que vive en una isla en una zona templada. El animal come bayas, algunas raíces e insectos. La isla tiene una cadena montañosa que la divide por la mitad. Algo ocurre en el océano que cambia las corrientes oceánicas de modo que un lado de la isla se enfría la mayor parte del año y el otro lado permanece templado.

Nuestros amigos peludos en el lado frío que tenían pelaje de color claro tendrían una mayor probabilidad de que sus descendientes sobrevivieran a las nuevas condiciones ambientales. Con el tiempo, las crías de pelaje blanco sobrevivirían y se reproducirían y los depredadores se comerían a la descendencia de pelaje marrón antes de que pudieran reproducirse. Además, los descendientes con garras más largas para cavar a través de la nieve para llegar a las raíces sobrevivirían. Además, los que fueran lo suficientemente rápidos y fuertes como para matar animales más grandes como ratones también sobrevivirían. Aquellos que podrían ir al agua a buscar comida, porque su pelaje era graso tendrían una mejor oportunidad de sobrevivir.

Entonces, después de decenas de miles de años, habría dos especies diferentes de este animal peludo. Uno que era marrón que comía insectos, raíces y bayas y otro que era más grande con pelaje blanco y aceitoso con largas garras que atrapaban peces y roedores para su dieta.

Porque no es lo mismo. Los humanos han creado un término envolvente para otras formas de vida, pero dichas formas de vida no están limitadas por él. Es solo que la esperanza de vida humana, o de hecho la existencia de la ciencia, es demasiado corta para distinguir cuándo las diferencias son suficientes para bifurcar una nueva especie.

Pero la realidad sigue siendo diferente: la especiación ocurre cuando dos grupos de la misma especie se dividen por océanos u otros obstáculos. Luego, con suficiente tiempo, los cambios se acumularán. Lo que vemos no es una forma original y modificada, sino dos formas modificadas con el predecesor común muerto hace mucho tiempo.

El problema con el que se encuentra es un problema con la definición de la palabra especie. ¿Qué es una especie? ¿Dónde termina una especie y comienza otra especie?

En esa imagen, ¿dónde comienzan el verde y el azul? Puedes mirar la especiación de la misma manera. El niño solo puede ser un poco diferente de su padre. Pero, ¿qué hay de su gran gran gran gran gran gran bisabuelo? Y continúas en el pasado hasta que las diferencias se acumulan hasta el punto en que uno lo definiría como una especie diferente. simple como eso.

Esto es un poco tramposo, pero este video explica los conceptos básicos de la especiación. Una cosa a tener en cuenta es que no se cruzan por elección en estos videos, y por eso se clasifican, en parte, como especies diferentes, junto con los diferentes colores de piel y otros cambios.

Si quieres saber más, escribe ‘especiación’ en la búsqueda de youtube y siéntate para escuchar las explicaciones de varias fuentes, algunas serán más detalladas, algunas dirigidas a personas menos afines a la ciencia, así que mira varias, de esa manera deberías ser reforzado con el conceptos básicos, así como una variedad de profundidad de contenido.

Otro video de respuesta más profundo:

La especiación no ocurre en una generación, pero requiere una acumulación de diferencias y típicamente incluye aislamiento geográfico para permitir que la población se divida en al menos dos ramas. Ver ‘Speciation’ de J Coyne.

Es la misma especie, pero no es una copia exacta de sus padres.

Si estamos hablando de una especie sexuada, la mitad de los genes provendrán del “padre” y la otra mitad de la “madre”. Y están las mutaciones famosas que ocurrieron dentro de los padres y en el genoma de la descendencia.

Entonces, cada nueva generación acumula mutaciones genéticas de las generaciones anteriores y agrega las suyas. Probablemente no verá ninguna diferencia entre un espécimen y sus padres, pero si observa a las personas separadas por varias generaciones, las diferencias se acumulan.