Speciația

Speciația este formarea uneia sau mai multor specii noi dintr-o specie ancestrală. Dacă populații ale aceleiași specii sunt separate, mutațiile, selecția și deriva pot schimba treptat frecvențele alelelor. Când apar bariere reproductive, schimbul genetic se reduce chiar dacă populațiile ajung din nou în contact. Acesta este un traseu posibil al speciației alopatrice. Speciația poate avea loc și fără o separare geografică completă, prin alte mecanisme, de exemplu poliploidia la plante.

Nu există un moment unic și ușor de observat la care toate populațiile devin „dintr-odată” specii noi. Cercetătorii folosesc mai multe criterii: capacitatea de reproducere, diferențe genetice, anatomie și ecologie. Un criteriu util pentru animale cu reproducere sexuată poate fi greu de aplicat bacteriilor ori fosilelor. Într-un desen, urmărește ramificarea populației, scăderea fluxului genic și apariția barierelor de-a lungul generațiilor. Lecțiile Izolarea reproductivă, Fluxul genic și Poliploidia la plante explică mecanismele.

Izolarea reproductivă poate apărea înaintea fecundației prin diferențe de sezon, comportament sau compatibilitate a gameților, ori după fecundație prin viabilitatea sau fertilitatea redusă a hibrizilor. În speciația alopatrică, o separare geografică reduce schimbul de gene; populațiile de cinteze de pe insulele Galápagos ilustrează diversificarea în locuri și condiții diferite. În speciația simpatrică, bariera apare în aceeași regiune, de exemplu prin schimbarea numărului de seturi de cromozomi la plante. Grâul de cultură hexaploid are șase seturi și ilustrează rolul poliploidiei în originea unor linii noi. Delimitarea speciilor folosește mai multe dovezi, deoarece unele linii înrudite pot produce hibrizi în zonele de contact.

Speciația se clasifică după relația geografică dintre populații. Speciația alopatrică începe cu o barieră geografică (un munte, un braț de mare), care oprește fluxul genic; după separare, populațiile diverg prin mutații, derivă și selecție diferită. Speciația peripatrică apare când o mică populație colonizează un teritoriu izolat. Speciația parapatrică apare între populații vecine, cu o zonă îngustă de contact. Speciația simpatrică apare în același teritoriu, prin poliploidie sau prin specializarea pe resurse diferite. Un exemplu de specializare: musca Rhagoletis pomonella depunea ouăle pe fructele de păducel, iar din secolul XIX o parte din populație a trecut la meri; cele două forme se reproduc pe plante diferite și schimbă puține gene.

Exemplu rezolvat 1: poliploidia în originea grâului de cultură. Grâul hexaploid are $6n=42$ de cromozomi.

1. Grâul tetraploid Triticum turgidum are $4n=28$ (genomurile A și B), iar Aegilops tauschii are $2n=14$ (genomul D).
2. Gameții lor au $14$ și respectiv $7$ cromozomi, iar hibridul are $14+7=21$ de cromozomi, în trei seturi diferite, care nu se pot asocia în meioză; hibridul este steril.
3. Dublarea numărului de cromozomi (prin erori la diviziune) dă $42$ de cromozomi, în șase seturi: ABD plus ABD. Acum fiecare cromozom are pereche, meioza este normală, iar planta este fertilă.
4. Noua formă nu se mai încrucișează cu părinții, deoarece hibrizii cu ei ar avea numere impare sau dezechilibrate de cromozomi. Speciația s-a petrecut într-o singură generație.

Exemplu rezolvat 2: cintezele din Galápagos. Un grup de cinteze a ajuns pe o insulă. Pe fiecare insulă, hrana diferită (semințe mari, semințe mici, insecte) a favorizat ciocuri de forme diferite. Populațiile au rămas separate de mare, iar diferențele s-au acumulat. Când populații din insule diferite s-au întâlnit din nou, cântecul și forma ciocului au împiedicat împerecherea: au apărut specii noi.

Speciația poate fi rapidă (poliploidia, într-o singură generație) sau lentă (alopatrică, pe mii de generații). Dovezile ei se obțin din hibrizi, din fosile și din comparația genelor.

Greșeli frecvente

• Greșit: Speciația transformă simultan toți indivizii unei populații.
  Corect: Speciația se desfășoară la nivelul populațiilor, de-a lungul generațiilor.
• Greșit: Speciația cere întotdeauna o barieră geografică.
  Corect: Separarea geografică este o cale posibilă, nu singura.
• Greșit: Speciația simpatrică este imposibilă fără o barieră geografică.
  Corect: Poliploidia la plante poate produce o specie nouă în același loc, într-o singură generație.

Înainte și după