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6.24: Tipos de Especiação - Biologia

6.24: Tipos de Especiação - Biologia



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A definição biológica de espécie, que funciona para organismos que se reproduzem sexualmente, é um grupo de indivíduos real ou potencialmente intercruzados. Na verdade, a presença na natureza de híbridos entre espécies semelhantes sugere que eles podem ter descendido de uma única espécie de cruzamento, e o processo de especiação pode ainda não estar concluído.

Dada a extraordinária diversidade da vida no planeta, deve haver mecanismos para especiação: a formação de duas espécies a partir de uma espécie original. Darwin imaginou este processo como um evento ramificado e diagramado o processo na única ilustração encontrada em Na origem das espécies (Figura 1a). Compare esta ilustração com o diagrama da evolução do elefante (Figura 1b), que mostra que, à medida que uma espécie muda ao longo do tempo, ela se ramifica para formar mais de uma nova espécie, repetidamente, enquanto a população sobreviver ou até que o organismo se extinga.

Para que a especiação ocorra, duas novas populações devem ser formadas a partir de uma população original e devem evoluir de tal forma que seja impossível para os indivíduos das duas novas populações cruzarem. Os biólogos propuseram mecanismos pelos quais isso poderia ocorrer que se enquadram em duas categorias amplas. Especiação alopátrica (todos- = “outro”; -patrício = “Pátria”) envolve a separação geográfica das populações de uma espécie progenitora e evolução subsequente. Especiação simpátrica (sym- = “mesmo”; -patrício = “Pátria”) envolve a especiação que ocorre dentro de uma espécie parental que permanece em um local.

Os biólogos pensam nos eventos de especiação como a divisão de uma espécie ancestral em duas espécies descendentes. Não há razão para que não haja mais do que duas espécies formadas ao mesmo tempo, exceto que é menos provável e vários eventos podem ser conceituados como divisões únicas ocorrendo perto do tempo.

Especiação Alopátrica

Uma população geograficamente contínua possui um pool genético relativamente homogêneo. O fluxo gênico, o movimento de alelos em toda a extensão da espécie, é relativamente livre porque os indivíduos podem se mover e depois acasalar com indivíduos em sua nova localização. Assim, a frequência de um alelo em uma extremidade de uma distribuição será semelhante à frequência do alelo na outra extremidade. Quando as populações se tornam geograficamente descontínuas, esse fluxo livre de alelos é impedido. Quando essa separação dura um período de tempo, as duas populações são capazes de evoluir ao longo de trajetórias diferentes. Assim, suas frequências de alelos em vários loci genéticos tornam-se gradualmente mais e mais diferentes à medida que novos alelos surgem independentemente por mutação em cada população. Normalmente, as condições ambientais, como clima, recursos, predadores e competidores para as duas populações serão diferentes, fazendo com que a seleção natural favoreça adaptações divergentes em cada grupo.

O isolamento de populações que levam à especiação alopátrica pode ocorrer de várias maneiras: um rio formando um novo braço, a erosão formando um novo vale, um grupo de organismos viajando para um novo local sem a capacidade de retornar ou sementes flutuando sobre o oceano para uma ilha. A natureza da separação geográfica necessária para isolar populações depende inteiramente da biologia do organismo e seu potencial de dispersão. Se duas populações de insetos voadores fixassem residência em vales próximos separados, é provável que os indivíduos de cada população voassem de um lado para outro, continuando o fluxo gênico. No entanto, se duas populações de roedores se dividissem pela formação de um novo lago, o fluxo gênico continuado seria improvável; portanto, a especiação seria mais provável.

Os biólogos agrupam os processos alopátricos em duas categorias: dispersão e vicariância. Dispersão é quando alguns membros de uma espécie se mudam para uma nova área geográfica, e vicariação é quando surge uma situação natural para dividir fisicamente os organismos.

Os cientistas documentaram numerosos casos de especiação alopátrica ocorrendo. Por exemplo, ao longo da costa oeste dos Estados Unidos, existem duas subespécies separadas de corujas-pintadas. A coruja-pintada do norte tem diferenças genéticas e fenotípicas de seu parente próximo: a coruja-pintada mexicana, que vive no sul (Figura 2).

Além disso, os cientistas descobriram que quanto maior a distância entre dois grupos que já foram da mesma espécie, mais provável é que ocorra a especiação. Isso parece lógico porque à medida que a distância aumenta, os vários fatores ambientais provavelmente teriam menos em comum do que os locais próximos. Considere as duas corujas: no norte, o clima é mais frio do que no sul; os tipos de organismos em cada ecossistema diferem, assim como seus comportamentos e hábitos; além disso, os hábitos de caça e as escolhas de presas das corujas do sul variam em relação às corujas do norte. Essas variações podem levar a diferenças evoluídas nas corujas, e provavelmente ocorrerá especiação.

Radiação adaptativa

Em alguns casos, a população de uma espécie se dispersa em uma área e cada uma encontra um nicho distinto ou habitat isolado. Com o tempo, as demandas variadas de seus novos estilos de vida levam a vários eventos de especiação originados de uma única espécie. Isso é chamado radiação adaptativa porque muitas adaptações evoluem de um único ponto de origem; assim, fazendo com que a espécie se irradie em várias espécies novas. Arquipélagos insulares como as ilhas havaianas fornecem um contexto ideal para eventos de radiação adaptativa porque a água circunda cada ilha, o que leva ao isolamento geográfico de muitos organismos. A trepadeira de mel havaiana ilustra um exemplo de radiação adaptativa. De uma única espécie, chamada de espécie fundadora, numerosas espécies evoluíram, incluindo as seis mostradas na Figura 3.

Observe as diferenças nos bicos das espécies na Figura 3. A evolução em resposta à seleção natural com base em fontes alimentares específicas em cada novo habitat levou à evolução de um bico diferente adequado para a fonte alimentar específica. O pássaro comedor de sementes tem um bico mais grosso e forte, adequado para quebrar nozes duras. Os pássaros comedores de néctar têm bicos longos para mergulhar nas flores para alcançar o néctar. Os pássaros que se alimentam de insetos têm bicos como espadas, apropriados para esfaquear e empalar insetos. Os tentilhões de Darwin são outro exemplo de radiação adaptativa em um arquipélago.

Clique neste site interativo para ver como os pássaros da ilha evoluíram em incrementos evolutivos de 5 milhões de anos atrás até hoje.

Especiação Simpátrica

Pode ocorrer divergência se não houver barreiras físicas para separar os indivíduos que continuam a viver e se reproduzir no mesmo habitat? A resposta é sim. O processo de especiação dentro do mesmo espaço é denominado especiação simpátrica; o prefixo "sym" significa mesmo, então "simpátrico" significa "mesma pátria" em contraste com "alopátrico" que significa "outra pátria". Vários mecanismos de especiação simpátrica foram propostos e estudados.

Uma forma de especiação simpátrica pode começar com um erro cromossômico sério durante a divisão celular. Em um evento normal de divisão celular, os cromossomos se replicam, se emparelham e se separam de modo que cada nova célula tenha o mesmo número de cromossomos. No entanto, às vezes os pares se separam e o produto da célula final tem muitos ou poucos cromossomos individuais em uma condição chamada aneuploidia (Figura 4).

Pergunta Prática

Na Figura 4, que tem maior probabilidade de sobreviver, prole com 2n+1 cromossomos ou descendência com 2n-1 cromossomos?

[linhas da área de prática = ”2 ″] [/ área de prática]
[revelar-resposta q = ”462162 ″] Mostrar resposta [/ revelar-resposta]
[resposta oculta a = ”462162 ″] A perda de material genético é quase sempre letal, portanto, descendentes com 2nOs cromossomos +1 têm maior probabilidade de sobreviver. [/ Hidden-answer]

A poliploidia é uma condição na qual uma célula ou organismo possui um conjunto extra, ou conjuntos, de cromossomos. Os cientistas identificaram dois tipos principais de poliploidia que podem levar ao isolamento reprodutivo de um indivíduo no estado de poliploidia. O isolamento reprodutivo é a incapacidade de cruzar. Em alguns casos, um indivíduo poliploide terá dois ou mais conjuntos completos de cromossomos de sua própria espécie em uma condição chamada autopólio (Figura 5). O prefixo "auto-" significa "self", então o termo significa vários cromossomos da própria espécie. A poliploidia resulta de um erro na meiose em que todos os cromossomos se movem em uma célula em vez de se separarem.

Por exemplo, se uma espécie de planta com 2n = 6 produz gametas autopoliplóides que também são diplóides (2n = 6, quando deveriam ser n = 3), os gametas agora têm o dobro de cromossomos do que deveriam. Esses novos gametas serão incompatíveis com os gametas normais produzidos por esta espécie de planta. No entanto, eles podiam se autopolinizar ou se reproduzir com outras plantas autopoliplóides com gametas com o mesmo número diplóide. Desta forma, a especiação simpátrica pode ocorrer rapidamente pela formação de descendentes com 4n chamado de tetraplóide. Esses indivíduos seriam imediatamente capazes de se reproduzir apenas com aqueles dessa nova espécie e não com aqueles da espécie ancestral.

A outra forma de poliploidia ocorre quando indivíduos de duas espécies diferentes se reproduzem para formar uma prole viável chamada de alopoliploide. O prefixo “allo-” significa “outro” (lembre-se de alopátrico): portanto, um alopoliploide ocorre quando gametas de duas espécies diferentes se combinam. A Figura 6 ilustra uma maneira possível de formar um alopoliploide. Observe como leva duas gerações, ou dois atos reprodutivos, antes que os resultados híbridos férteis viáveis.

As formas cultivadas das plantas de trigo, algodão e tabaco são todas alopoliploides. Embora a poliploidia ocorra ocasionalmente em animais, ela ocorre mais comumente em plantas. (Animais com qualquer um dos tipos de aberrações cromossômicas descritas aqui têm pouca probabilidade de sobreviver e produzir descendentes normais.) Os cientistas descobriram que mais da metade de todas as espécies de plantas estudadas relacionam-se a espécies evoluídas por meio da poliploidia. Com uma taxa tão elevada de poliploidia nas plantas, alguns cientistas levantam a hipótese de que esse mecanismo ocorre mais como uma adaptação do que como um erro.

Isolamento Reprodutivo

Dado o tempo suficiente, a divergência genética e fenotípica entre as populações afetará os caracteres que influenciam a reprodução: se os indivíduos das duas populações fossem reunidos, o acasalamento seria menos provável, mas se o acasalamento ocorresse, a prole seria inviável ou infértil. Muitos tipos de caracteres divergentes podem afetar o isolamento reprodutivo, a capacidade de cruzamento das duas populações.

O isolamento reprodutivo pode ocorrer de várias maneiras. Os cientistas os organizam em dois grupos: barreiras pré-zigóticas e barreiras pós-zigóticas. Lembre-se de que um zigoto é um óvulo fertilizado: a primeira célula do desenvolvimento de um organismo que se reproduz sexualmente. Portanto, um barreira pré-zigótica é um mecanismo que bloqueia a reprodução; isso inclui barreiras que impedem a fertilização quando os organismos tentam a reprodução. UMA barreira pós-zigótica ocorre após a formação do zigoto; isso inclui organismos que não sobrevivem ao estágio embrionário e aqueles que nascem estéreis.

Alguns tipos de barreiras pré-zigóticas impedem totalmente a reprodução. Muitos organismos se reproduzem apenas em certas épocas do ano, freqüentemente apenas anualmente. Diferenças nos horários de reprodução, chamados isolamento temporal, pode atuar como uma forma de isolamento reprodutivo. Por exemplo, duas espécies de rãs habitam a mesma área, mas uma se reproduz de janeiro a março, enquanto a outra se reproduz de março a maio (Figura 7).

Em alguns casos, as populações de uma espécie se movem ou são movidas para um novo habitat e passam a residir em um lugar que não se sobrepõe mais às outras populações da mesma espécie. Esta situação é chamada isolamento de habitat. A reprodução com a espécie parental cessa e existe um novo grupo que agora é reprodutiva e geneticamente independente. Por exemplo, uma população de críquete que foi dividida após uma enchente não pôde mais interagir entre si. Com o tempo, as forças da seleção natural, mutação e deriva genética provavelmente resultarão na divergência dos dois grupos (Figura 8).

Isolamento comportamental ocorre quando a presença ou ausência de um comportamento específico impede que a reprodução ocorra. Por exemplo, vaga-lumes machos usam padrões de luz específicos para atrair fêmeas. Várias espécies de vaga-lumes exibem suas luzes de maneira diferente. Se um macho de uma espécie tentasse atrair a fêmea de outra, ela não reconheceria o padrão de luz e não acasalaria com o macho.

Outras barreiras pré-zigóticas funcionam quando diferenças em suas células de gametas (óvulos e espermatozoides) impedem a fertilização; isso é chamado de barreira gamética. Da mesma forma, em alguns casos, organismos intimamente relacionados tentam acasalar, mas suas estruturas reprodutivas simplesmente não se encaixam. Por exemplo, donzelas machos de espécies diferentes têm órgãos reprodutivos de formatos diferentes. Se uma espécie tenta acasalar com a fêmea de outra, suas partes corporais simplesmente não se encaixam. (Figura 9).

Nas plantas, certas estruturas destinadas a atrair um tipo de polinizador simultaneamente impedem que um polinizador diferente acesse o pólen. O túnel através do qual um animal deve acessar o néctar pode variar amplamente em comprimento e diâmetro, o que evita que a planta seja polinizada por cruzamento com uma espécie diferente (Figura 10).

Quando ocorre a fertilização e um zigoto se forma, as barreiras pós-zigóticas podem impedir a reprodução. Em muitos casos, os indivíduos híbridos não podem se formar normalmente no útero e simplesmente não sobrevivem aos estágios embrionários. Isso é chamado inviabilidade híbrida porque os organismos híbridos simplesmente não são viáveis. Em outra situação pós-zigótica, a reprodução leva ao nascimento e crescimento de um híbrido que é estéril e incapaz de reproduzir seus próprios descendentes; isso é chamado de esterilidade híbrida.

Influência do habitat na especiação

A especiação simpátrica também pode ocorrer de outras maneiras além da poliploidia. Por exemplo, considere uma espécie de peixe que vive em um lago. À medida que a população cresce, a competição por alimentos também aumenta. Sob pressão para encontrar alimento, suponha que um grupo desses peixes tivesse flexibilidade genética para descobrir e se alimentar de outro recurso que não era utilizado pelos outros peixes. E se essa nova fonte de alimento fosse encontrada em uma profundidade diferente do lago? Com o tempo, aqueles que se alimentam da segunda fonte de alimento interagiriam mais uns com os outros do que com os outros peixes; portanto, eles se reproduziriam juntos também. A descendência desses peixes provavelmente se comportaria como seus pais: alimentando-se e vivendo na mesma área e mantendo-se separados da população original. Se esse grupo de peixes continuasse separado da primeira população, eventualmente a especiação simpátrica poderia ocorrer à medida que mais diferenças genéticas se acumulassem entre eles.

Este cenário ocorre na natureza, assim como outros que levam ao isolamento reprodutivo. Um desses lugares é o Lago Vitória na África, famoso por sua especiação simpátrica de peixes ciclídeos. Os pesquisadores encontraram centenas de eventos de especiação simpátrica nesses peixes, que não só aconteceram em grande número, mas também em um curto período de tempo. A Figura 11 mostra esse tipo de especiação entre uma população de peixes ciclídeos na Nicarágua. Neste local, dois tipos de ciclídeos vivem na mesma localização geográfica, mas passaram a ter morfologias diferentes que os permitem comer várias fontes de alimento.


Especiação: 4 tipos de especiação | Evolução

A especiação é a formação de uma ou mais novas espécies a partir de uma espécie existente.

Uma espécie é uma coleção de demes. O deme é um grupo de populações com pool genético comum.

Cortesia de imagem: 4.bp.blogspot.com/-J-eLznUoSqc/UmIN-/Size+difference.jpg

Tipos de especiação:

A especiação é dos seguintes tipos.

1. Especiação alopátrica (alios— outro, pátria— terra nativa):

Neste tipo de formação de espécies, uma parte da população fica geograficamente isolada da população principal. A população se separa totalmente e finalmente constitui uma nova espécie. Assim, o isolamento geográfico produz especiação alopátrica. Um exemplo importante desse tipo de especiação é a formação dos tentilhões de Darwin que formaram espécies separadas nas Ilhas Galápagos (Fig. 7.55A).

2. Especiação Simpátrica (sym— juntos, patria— terra nativa):

Nesse tipo de formação de espécies, um pequeno segmento da população original torna-se isolado reprodutivamente. Conforme o mecanismo de isolamento entra em vigor, uma nova subespécie emerge. No devido tempo, uma nova espécie é formada. Assim, a especiação simpátrica é a formação de espécies dentro de uma única população sem isolamento geográfico. O isolamento reprodutivo produz especiação simpátrica (Fig. 7.55B).

3. Especiação Parapátrica:

Ele separa a população adjacente. A especiação parapátrica ocorre quando uma população de uma espécie entra em um novo nicho ou habitat. Ocorre apenas no limite da faixa de espécies progenitoras. Embora não haja barreira física entre essas populações, a ocupação de um novo nicho resulta como uma barreira ao fluxo gênico entre a população do novo nicho. Duas espécies são produzidas devido ao isolamento reprodutivo de uma única. Esse tipo de especiação é encontrado em gafanhotos que não voam, smails e plantas anuais.

4. Especiação Quântica:

É o modo rápido e abrupto de formação de espécies. Grant (1971) definiu a especiação quântica “o surgimento de uma espécie filha nova e muito diferente de uma população periférica semi-isolada da espécie ancestral”. Este tipo de especiação é baseado na observação de H.L. Carson em Drosophila habitando a Ilha do Havaí.

A especiação quântica é uma especiação súbita e rápida. Não produz subespécies ou estágio intermediário. A deriva genética ou o acaso desempenham um papel importante na especiação quântica.


ESPÉCIES E ESPECIAÇÕES

Os taxonomistas classificam os organismos de acordo com suas semelhanças e diferenças. A unidade fundamental de classificação são as espécies. Infelizmente, é difícil definir as espécies. De acordo com uma definição biológica, uma espécie é um grupo de populações nas quais os genes são realmente, ou potencialmente, trocados por meio de cruzamentos.

Esta definição tem alguns problemas.

  1. Os taxonomistas costumam trabalhar com. características morfológicas. As informações morfológicas e ecológicas fornecem critérios reprodutivos.
  2. Alguns organismos não se reproduzem sexualmente. Portanto, outros critérios são aplicados nesses casos.
  3. Também existem problemas de material fóssil. Os paleontólogos descrevem espécies de organismos extintos. Mas eles não podem testar seu critério reprodutivo.
  4. Populações de organismos semelhantes são isoladas umas das outras. Portanto,

a troca de genes é geograficamente impossível. Os biólogos podem transplantar indivíduos para testar um critério reprodutivo. O acasalamento pode ocorrer em indivíduos transplantados. Mas não prova que o acasalamento também pode ocorrer em ambiente natural.

Os biólogos estão tentando entender os problemas associados à definição biológica. Os taxonomistas usam critérios morfológicos, fisiológicos, mbriológicos, comportamentais, moleculares e ecológicos para descrever as espécies. Eles perceberam que tudo isso tem uma base genética.

A formação de novas espécies é chamada de especiação. As subpopulações são impedidas de se reproduzir. Isso é chamado isolamento reprodutivo Seleção natural A deriva genética Ind atua em populações isoladas reprodutivamente. Portanto, a revolução segue um curso diferente nessas subpopulações.

Isolamento reprodutivo:

O isolamento reprodutivo pode ocorrer de diferentes maneiras.

Isolamento prematuro: Impede que o acasalamento ocorra. Por exemplo:

  • Barreiras impenetráveis ​​como rios ou cadeias de montanhas separam subpopulações.
  • Às vezes, os padrões de comportamento de namoro de dois animais não são mutuamente apropriados. Portanto, o acasalamento não ocorre.
  • Alguns indivíduos têm diferentes períodos de reprodução. Alguns indivíduos ocupam diferentes habitats. Portanto, eles são incapazes de cruzar uns com os outros.Isolamento pós-acasalamento: Nesse caso, ocorre o acasalamento, mas a fertilização e o desenvolvimento bem-sucedidos são evitados. Por exemplo,
    • Existem diferentes condições no trato reprodutivo de uma mulher. Pode não suportar o esperma de outro indivíduo. Portanto, a fertilização não demora. lugar com sucesso.
    • Às vezes, os híbridos são estéreis. Portanto, ocorre o isolamento pós-acasalamento. Por exemplo, a mula é produzida pelo acasalamento de um burro e uma égua. Mule é um híbrido estéril.
    • Cromossomos incompatíveis não podem fazer sinapses adequadamente durante a meiose. Assim, quaisquer gametas produzidos não são viáveis.
    • Às vezes, o desenvolvimento do óvulo fertilizado ou do embrião falha. É também um isolamento pós-acasalamento.

    A especiação ocorre quando as subpopulações ficam geograficamente isoladas umas das outras, é chamada de especiação alopátrica. Por exemplo, uma cadeia de montanhas ou rio separa permanentemente os membros de uma população. As aptidões para diferentes ambientes ou seleção neutra ocorrem nessas populações separadas. Os membros desta população não conseguem se reproduzir com sucesso uns com os outros. Muitos biólogos acreditam que a especiação alopátrica é o tipo mais comum de especiação.

    Especiação alopátrica em tentilhões darwinianos

    Os tentilhões darwinianos nas Ilhas Galápagos são exemplos de especiação alopátrica e radiação adaptativa. Uma série de novas formas divergem de uma forma ancestral durante a radiação adaptativa. Essas adaptações ocorrem em resposta à abertura de novos habitats importantes.

    Quatorze espécies de tentilhões evoluíram dos tentilhões originais nas Ilhas Galápagos. Os tentilhões ancestrais emigraram do continente. Eles foram distribuídos entre algumas ilhas de Galápagos. Suas populações ficaram isoladas em várias ilhas ao longo do tempo. A população original apresentou alguma variação genética. Mais variação surge nessas populações ancestrais. Os tentilhões originais foram comidos sementes. Eles chegaram às ilhas de Galápagos. Eles encheram seu habitat rapidamente. Variações ocorrem dentro da população original de tentilhões. Então, alguns pássaros começaram a explorar novas ilhas e habitats. A mutação mudou a composição genética das populações isoladas de tentilhões. Ele introduziu outras variações. A seleção natural favoreceu algumas variações. Essas variações promoveram uma reprodução bem-sucedida.

    As forças combinadas de isolamento, mutação e seleção natural desenvolveram-se em minhas adaptações nesses tentilhões. Essas adaptações permitiram que os tentilhões divergissem em várias espécies. Essas espécies têm hábitos alimentares especializados. O Si das 14 espécies de tentilhões possui bicos especializados para o esmagamento de sementes de diferentes tamanhos. Outros tentilhões se alimentam de flores do cacto espinhoso. Alguns outros se alimentam de insetos e frutas nas florestas.

    ESPECIAÇÃO PARAPÁTRICA

    A especiação ocorre em uma pequena população local chamada demes é chamada de especiação parapátrica. Deme é uma população pequena e local. Por exemplo, todas as rãs em um lago específico ou todos os ouriços-do-mar em uma piscina de maré específica formam um deme. Indivíduos de on deme são mais propensos a cruzar uns com os outros do que com outros indivíduos na população maior. Eles experimentam o mesmo ambiente. Portanto, eles enfrentam pressões de seleção semelhantes. Os estágios de desenvolvimento dos indivíduos, ou gametas, podem se mover entre os demes de uma população. Portanto, os demes não estão completamente isolados uns dos outros. Mas esses demes enfrentam um isolamento relativo. Seus membros experimentam diferentes pressões de seleção do que outros membros da população. Portanto, a especiação pode ocorrer neles. A maioria das listas evolutivas teoricamente concorda que a especiação parapátrica é possível. Mas nenhum elenco certo.3 é conhecido. Portanto, a especiação parapátrica tem menos importância na evolução de grupos animais do que a especiação alopátrica.


    Especiação & # 8211 Definição, Causas, Processo e Tipos de Especiação

    A especiação é o procedimento de desenvolvimento de um novo grupo de organismos geneticamente independentes, chamados espécies, por meio do lapso de evolução.

    O procedimento de divisão de uma população geneticamente homogênea em duas ou mais populações que sofrem diferenciação genética e eventual isolamento reprodutivo é denominado especiação. Toda a passagem da evolução depende da origem de novas populações (tipos) que têm maior eficiência adaptativa do que seus ancestrais.

    A especiação ocorre de duas maneiras:

    • Mudança de espécies antigas em novas espécies ao longo do tempo.
    • Divisão de uma única espécie em muitas, ou seja, a multiplicação das espécies.
    Causas da Especiação
    1. Isolamento geográfico

    No exemplo da mosca da fruta, algumas larvas da mosca da fruta foram levadas para uma ilha, e a especiação começou porque as populações foram impedidas de cruzar por isolamento geográfico. Os pesquisadores acreditam que o isolamento geográfico é uma forma comum de iniciar o processo de especiação: os rios mudam de curso, as montanhas sobem, os continentes se desviam, os organismos migram e quando uma população constante é dividida em duas ou menores populações.

    Nem precisa ser uma barreira física como um rio que separa dois ou mais grupos de organismos - pode ser apenas um habitat indesejável entre as duas populações que os impede de se acasalar.

    2. Seleção natural

    Conforme discutido por Charles Darwin, diferentes indivíduos em uma espécie podem estabelecer qualidades distintas particulares que são úteis e afetam a composição genética do indivíduo. Nessas condições, esses atributos serão conservados e, com o tempo, novas espécies poderão ser formadas.

    No entanto, neste caso, o elemento necessário desse fator é que a especiação ocorre apenas quando uma única espécie se divide em um número de espécies levando à multiplicação de espécies.

    3. Anomalias cromossômicas

    Mutações cromossômicas têm o potencial de servir como mecanismos de separação, e o bloqueio e a defesa de um gene especialmente benéfico aumentam por meio de uma mutação cromossômica. Essas mutações, quando mantidas de uma geração para outra, podem levar à formação de novas espécies.

    4. Redução do fluxo gênico

    No entanto, a especiação pode ocorrer da mesma forma em uma população sem qualquer barreira extrínseca particular ao fluxo gênico. Pense em uma circunstância em que uma população cruza uma ampla faixa geográfica e a reprodução em toda a população não é aleatória. Indivíduos no extremo oeste não teriam oportunidade de acasalar com indivíduos no extremo leste da cordilheira. Portanto, reduzimos o fluxo gênico, mas não o isolamento total.

    Isso pode ou não ser suficiente para causar especiação. A especiação também precisaria de diferentes pressões seletivas em extremidades opostas da variedade, o que alteraria as frequências gênicas em grupos em extremidades diferentes da variedade de tal forma que eles não teriam a capacidade de acasalar se fossem reunidos.

    Processo de Especiação

    Tradicionalmente, a especiação tem sido observada como um procedimento de três estágios:

    • Isolamento de populações
    • Divergência nas características de populações separadas (por exemplo, sistema de acasalamento ou uso de habitat).
    • Isolamento reprodutivo de populações que mantém o isolamento quando as populações entram em contato novamente (contato secundário).

    O procedimento de especiação começa com o isolamento da subpopulação de uma espécie que pode ocorrer por meio de isolamento físico (especiação alotrópica) ou isolamento hereditário (especiação simpátrica). Quando a população é separada, um acúmulo gradual de pequenas modificações genéticas leva a uma subpopulação de um tipo que eventualmente acumula muitas mudanças, fazendo com que as subpopulações se tornem espécies diferentes.

    Com o tempo, a subpopulação agora acaba sendo geneticamente independente e continuará a divergir por mutação, seleção e deriva genética. Eventualmente, a diferenciação genética entre a subpopulação acaba sendo tão alta que a formação de híbridos entre elas seria fisiológica, desenvolvimentista ou comportamentalmente impossível, mesmo se os modos de separação fossem abolidos.

    Tipos de especiação

    A categoria dos modos ou tipos de especiação é baseada em quanto a separação geográfica da população inicial contribui para a redução do fluxo gênico e, eventualmente, a formação de novas espécies.

    1. Especiação alopátrica

    A especiação alopátrica é o modo de especiação no qual a população inicial é dividida em duas por uma barreira, resultando na reclusão reprodutiva.

    O modelo de especiação alopátrica foi apresentado por Mayr. É baseado no princípio de que novas espécies ocorrem quando alguma barreira geográfica física divide a grande população de uma espécie em duas ou mais pequenas populações. Os indivíduos dessas populações isoladas não podem cruzar por causa de seu isolamento físico.

    O isolamento físico pode ocorrer devido a barreiras físicas como vastas extensões de oceano, altas montanhas, geleiras, vales de rios profundos, grandes rios ou desertos, ou uma extensão substancial devido a uma maior variedade geográfica.

    Cada população separada começa a se ajustar a seus ambientes separados enquanto coleta diferenças e se desenvolve independentemente em novas espécies. A especiação alopátrica pode ocorrer mesmo nos casos em que a barreira permite que alguns indivíduos cruzem a barreira para acasalar com membros de outros grupos. Para que a especiação seja considerada “alopátrica”, a circulação gênica entre as futuras espécies precisa ser significativamente minimizada - no entanto, não precisa ser totalmente reduzida a zero.

    Exemplo de especiação alopátrica

    O exemplo atemporal de especiação alopátrica é o dos tentilhões de Darwin. Observou-se que as populações divergentes de tentilhões que vivem nas Ilhas Galápagos têm diferenças em funções como tamanho do corpo, cor e comprimento ou forma do bico. As distinções resultaram dos vários tipos de alimentos disponíveis em várias ilhas.

    2. Especiação Simpátrica

    A especiação simpátrica é o processo de desenvolvimento de novas espécies a partir de uma população original que não está separada geograficamente.

    Baseia-se no estabelecimento de novas populações de uma espécie em diferentes nichos ambientais e nos isolamentos reprodutivos dos fundadores da nova população dos indivíduos da população fonte.

    Postula-se que o fluxo gênico entre a população filha e adulta ao longo da especiação simpátrica é inibido por aspectos intrínsecos, como alterações cromossômicas e acasalamento não aleatório. Usar um novo nicho pode reduzir instantaneamente o fluxo gênico em indivíduos que usam um nicho diferente. Este modo de especiação prevalece em insetos herbívoros quando eles começam a se alimentar e acasalar em uma nova planta ou quando uma nova planta é apresentada dentro da área geográfica da espécie.

    O fluxo gênico é então reduzido entre as espécies que se concentram em uma planta específica, o que pode levar ao desenvolvimento de novas espécies. A escolha que leva à especialização precisa ser realmente forte para que a população possa divergir. Thus, sympatric speciation is a sporadic event in multicellular organisms or arbitrarily mating populations.

    Example of Sympatric speciation

    Sympatric speciation is observed in apple maggot flies which 200 years ago laid eggs and reproduced just on hawthorns and now lays eggs on both hawthorns and domestic apples. As a result, gene flow between parts of the population that mate on various kinds of fruit is reduced, and in fewer than 200 years, some hereditary differences between these two groups of flies have actually progressed.

    3.Parapatric Speciation

    Parapatric speciation is a highly uncommon case of speciation that occurs when a population is continually dispersed within a geographic area with no specific barriers to gene flow. Nonetheless, the population does not mate randomly within the population, however rather individuals’ mate more commonly with their closest geographical adjacent neighbors, resulting in irregular gene flow.

    Non-random breeding might increase the rate of dimorphism within populations, in which differed morphological forms of the same species are displayed. The result of parapatric speciation is one or more distinct sub-populations (called ‘sister species’), which have little, continuous overlaps in their biogeographic range and are genotypically dimorphic.

    Example of Parapatric speciation

    The grass specieAnthoxanthum odoratum where some species living near the mine have ended up being tolerant to heavy metals nevertheless, other plants that do not live around the mines are not tolerant. But due to the fact that the plants are close together, they might fertilize each other and lead to new types.

    Peripatric Speciation

    Peripatric speciation is a type of allopatric speciation that takes place when populations that have ended up being isolated have very few individuals. Through this process, the population goes through a genetic bottleneck. Within the little sub-population, organisms which have the ability to make it through within the new environment might bring genes that were unusual within the main population but that triggers a small variation to behavior or morphology.

    Through repeated mating, the frequency of these, when uncommon, genes boost within the small population. This is known as the ‘founder effect’. In time, the characteristic that was determined by the gene ends up being fixed within the population, resulting in a separated species that is evolutionarily distinct from the main population.

    Example of Peripatric speciation

    The Australian bird Petroica multicolor and London Underground mosquito, a variation of the mosquito Culex pipiens, which entered the London Underground in the 19th century are examples of Peripatric speciation.

    Resumo

    The process of formation of new species is called speciation. It occurs when some populations of the same species split down and then undergo reproductive isolation. It occurs through the lapse of evolution. Geographical isolation, natural selection, chromosomal changes, reduction in gene flow are some factors responsible for speciation.

    The types of speciation depend on how much the geographical separation of the initial population contributed to gene flow. The population divided by the barrier and result in reproductive seclusion is allopatric speciation. When some members of the same species undergo genetic changes but are not separated geographically is sympatric speciation.

    When a population is continually dispersed within a geographic area with no specific barriers to gene flow is parapatric speciation. Peripatric is a type of allopatric speciation when there are fewer individuals after reproductive isolation.


    Especiação

    Speciation is how a new kind of plant or animal species is created. Speciation occurs when a group within a species separates from other members of its species and develops its own unique characteristics.

    Biology, Geography, Physical Geography

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    Speciation is how a new kind of plant or animal species is created. Speciation occurs when a group within a species separates from other members of its species and develops its own unique characteristics. The demands of a different environment or the characteristics of the members of the new group will differentiate the new species from their ancestors.

    An example of speciation is the Galápagos finch. Different species of these birds live on different islands in the Galápagos archipelago, located in the Pacific Ocean off South America. The finches are isolated from one another by the ocean. Over millions of years, each species of finch developed a unique beak that is especially adapted to the kinds of food it eats. Some finches have large, blunt beaks that can crack the hard shells of nuts and seeds. Other finches have long, thin beaks that can probe into cactus flowers without the bird being poked by the cactus spines. Still other finches have medium-size beaks that can catch and grasp insects. Because they are isolated, the birds don&rsquot breed with one another and have therefore developed into unique species with unique characteristics. This is called allopatric speciation.

    There are five types of speciation: allopatric, peripatric, parapatric, and sympatric and artificial.

    Allopatric speciation (1) occurs when a species separates into two separate groups which are isolated from one another. A physical barrier, such as a mountain range or a waterway, makes it impossible for them to breed with one another. Each species develops differently based on the demands of their unique habitat or the genetic characteristics of the group that are passed on to offspring.

    When Arizona's Grand Canyon formed, squirrels and other small mammals that had once been part of a single population could no longer contact and reproduce with each other across this new geographic barrier. They could no longer interbreed. The squirrel population underwent allopatric speciation. Today, two separate squirrel species inhabit the north and south rims of the canyon. On the other hand, birds and other species that could easily cross this barrier continued to interbreed and were not divided into separate populations.

    When small groups of individuals break off from the larger group and form a new species, this is called peripatric speciation (2). As in allopatric speciation, physical barriers make it impossible for members of the groups to interbreed with one another. The main difference between allopatric speciation and peripatric speciation is that in peripatric speciation, one group is much smaller than the other. Unique characteristics of the smaller groups are passed on to future generations of the group, making those traits more common among that group and distinguishing it from the others.

    In parapatric speciation (3), a species is spread out over a large geographic area. Although it is possible for any member of the species to mate with another member, individuals only mate with those in their own geographic region. Like allopatric and peripatric speciation, different habitats influence the development of different species in parapatric speciation. Instead of being separated by a physical barrier, the species are separated by differences in the same environment.

    Parapatric speciation sometimes happens when part of an environment has been polluted. Mining activities leave waste with high amounts of metals like lead and zinc. These metals are absorbed into the soil, preventing most plants from growing. Some grasses, such as buffalo grass, can tolerate the metals. Buffalo grass, also known as vanilla grass, is native to Europe and Asia, but is now found throughout North and South America, too. Buffalo grass has become a unique species from the grasses that grow in areas not polluted by metals. Long distances can make it impractical to travel to reproduce with other members of the species. Buffalo grass seeds pass on the characteristics of the members in that region to offspring. Sometimes a species that is formed by parapatric speciation is especially suited to survive in a different kind of environment than the original species.

    Sympatric speciation (4) is controversial. Some scientists don&rsquot believe it exists. Sympatric speciation occurs when there are no physical barriers preventing any members of a species from mating with another, and all members are in close proximity to one another. A new species, perhaps based on a different food source or characteristic, seems to develop spontaneously. The theory is that some individuals become dependent on certain aspects of an environment&mdashsuch as shelter or food sources&mdashwhile others do not.

    A possible example of sympatric speciation is the apple maggot, an insect that lays its eggs inside the fruit of an apple, causing it to rot. As the apple falls from the tree, the maggots dig in the ground before emerging as flies several months later. The apple maggot originally laid its eggs in the fruit of a relative of the apple&mdasha fruit called a hawthorn. After apples were introduced to North America in the 19th century, a type of maggot developed that only lays its eggs in apples. The original hawthorn species still only lays its eggs in hawthorns. The two types of maggots are not different species yet, but many scientists believe they are undergoing the process of sympatric speciation.

    Artificial speciation (5) is the creation of new species by people. This is achieved through lab experiments, where scientists mostly research insects like fruit flies.

    There are four major variants of speciation: allopatric, peripatric, parapatric, and sympatric.

    Illustration by Ilmari Karonen, courtesy Wikimedia. CC-BY-SA-3.0

    Holy Anolis!
    There are nearly 150 species of the small anolis lizard on the islands of the Caribbean Sea, all of which descended from as few as two initial species.

    Pretty Fly
    The Hawaiian islands are home to some of the most stunning examples of speciation. Over 1000 species of fruit fly have developed there and are found nowhere else on Earth!


    Assista o vídeo: Tipos de Especiação - Extensivo Biologia. Descomplica (Agosto 2022).