Espécies e Especiação - A Origem da diversidade Biológica

Espécies e especiação

A origem da diversidade biológica

Especiação

Gera espécies novas

Ocorre freqüentemente

Une macro e microevolução

Combina evolução, zoologia, ecologia e genética

Anagênese e cladogênese

Anagênese = evolução contínua gera uma espécie nova

Cladogênese = especiação de uma espécie ancestral em duas descendentes

Como uma espécie é formada?

Modelo alopátrico

Modelo simpátrico

Modelo parapátrico?

Modelo peripátrico?

Alopátrico Peripátrico Parapátrico Simpátrico

Especiação alopátrica

Sciurus

Grand Canyon como barreira geográfica

S. alberti S. kaibabensis

Especiação alopátrica

Nível do mar abaixa, forma istmos (Panamá)

Nível do mar aumenta, separa ilhas (Ilha Grande)

Especiação em série

Alpheus

Pares de um lado e de outro do Ístmo

Especiação alopátrica

Nível do mar abaixa, forma istmos (Panamá)

Nível do mar aumenta, separa ilhas (Ilha Grande)

Especiação de ilhas

Especiação alopátrica

Isolamento geográfico por uma barreira geográfica

Alguns indivíduos migraram e não conseguem voltar ao ponto inicial = dispersão

Organismos não se moveram mas uma barreira se originou na distribuição da espécie = vicariância

O que vai diferenciá-las?

Mutações serão diferentesDeriva atuará diferenciando as populações separadasParticularidades das populações (bottleneck)Populações podem estar sujeitas a pressões seletivas diferentesEfeito fundador (diferença na constituição do pool gênico pelo acaso)

O que vai prevenir a homogeneização?

A barreira geográfica

Se existir a troca de indivíduo por geração, a especiação não ocorrerá

Balanço entre deriva e proporção do pool gênico trocada

Diversidade de espécies

Regulada pelo conjunto de três fatores:

Acaso (dispersão, deriva, mutação)

Necessidade (seleção natural)

História (filogenia, herança)

Tristan da Cunha

Ano Evento N

1816 Colonização da Ilha 16

1855 Brigas internas causaram 33 (de 103) partir da Ilha 70

1885 População cresce 106

1885 Naufrágio mata 15 homens e suas famílias deixam a Ilha 91

1891 População se estabelece e começa a crescer 59

1961 Crescimento contínuo de 1891 270

Efeito fundador

Em quanto tempo acontece a especiação?

1 Milhão de anos

Pode ser mais rápida?

Pode ser instantânea?

Ammodramus

6 machos de uma ssp

O que fazer?

Coespeciação

Parasita especiando com especiação do hospedeiro

Difícil provar que houve transferência horizontal

Radiação adaptativa

Especiação em série

Diferenciação de nichos

Quase espécies

Híbridos

Quantas espécies temos aqui?

Será?

Zebróide numa fazenda do Quênia

WH X WH - 75%P1 X P1 - 95%P2 X P2 - 80%P1 X P2 - 77%

WH X P1 - 0%WH X P2 - 0%Especiação rápida

8 Poliquetas Nereisisolados da natureza há 40 anos (WH)

Isolados reprodutivamente da população original (P1 e P2) hoje

Especiação simpátrica

Poliploidização

Mudança de nichos ou de ambientes

Poliploidização em Oenotheralamarckiana

2N = 14

Especiação = popiploidização

Variante 2N = 28

O. gigas

Especiação simpátrica

Infestadora natural da árvore de Hawthorne

Quando o ambiente mudou

Em 1860 descoberta em macieiras (1960 emcereijeiras)

Hoje

Diferenças genéticas em 6loci entre as moscas de cada árvore

Espécies diferentes???Cruzamento entre os dois tipos de moscas só 6%

Moscas nascidas em qualquer árvore, preferem macieiras em agosto e hawthorne em setembro

Diferenças de tempo de maturação de frutos

MulasX

Equus caballus = 64 (égua) cromossomos

Equus asinus = 62 (jumento) cromossomos

Mula = 63 cromossomos

Equus caballus = 64 (cavalo) cromossomos

Equus asinus = 62 (jumenta) cromossomos

Burro = 63 cromossomos

=

Mulas

Estéril (apenas 4 férteis registradas)

307 tentativas de gravidez

Clonagem (Idaho Gem, 4 de maio 2003)

Equus caballus = 64 cromossomosEquus asinus = 62 cromossomos

Mula = 63 cromossomos

Mecanismos de isolamento reprodutivo

PRÉ-ZIGÓTICOSIsolamento temporal –reprodução em tempos diferentesIsolamento comportamental –comportamento não reconhecível por membros de outra espécieIsolamento mecânico –órgãos reprodutores não compatíveis

PÓS-ZIGÓTICOSInviabilidade de híbridos – Populações hibridizam, mas híbridos são inviáveisEsterilidade de híbridos –Populações hibridizam, híbridos são viáveis, mas inférteisBaixa adaptabilidade de híbridos

O que vêm primeiro?

Pós-zigóticos

Macho estéril

Regra de Haldane

Espécie

A definição de espécie é uma convenção não existe verdadeiro ou falso

Do latim, espécie = tipo

Comunicabilidade = estabilidade

Estabilidade = critério biologicamente relevante

O que é uma espécie?

Espécie existe?

Essa categoria é real ou é arbitrária?

E gênero, é arbitrário?

Tribo na Nova Guiné reconhece 174 spp de vertebrados, taxonomistas reconhecem 178 spp

O que é uma espécie?

Mais de vinte conceitos diferentes

Três eixos: Universalidade, Praticidade, Relevância biológica

Cada um dos conceitos têm pontos fortes e fracos em relação aos três eixos

Conceito Morfológico

Tipológico, filosofia de Platão – a presença de características semelhantes define uma espécie

Universal

Prático

Sem relevância biológica

Conceito Biológico

Mayr 1942

Espécies são grupos de indivíduos intercruzantes ou potencialmente intercruzantes que são isolados reprodutivamente de outros grupos

Capacidade de cruzamento define uma espécie

Conceito biológico

Pouco universal, pouco prático, alta significância biológica

Aplicável a espécies sexuais

Aplicável a espécies contemporâneas

Populações alopátricas?

Isolamento reprodutivo não é qualitativo

Ursos polares e marrons

Especiação críptica

Poucas características morfológicas

Especiação críptica

Esponjas, cnidários, etc.

SalvadorNoronha AItacuruçáPicinguabaFornoAnjosBúziosIlha do MelNoronha BFranceItalyPanama

12

3

nucula

5

.20 .33 .47 .60 .73 .87 1

Especiação e morfologia

Conceito ecológico

Define espécie pelo compartilhamento de um nicho ecológico

Baixa praticidade, baixa universalidade, média relevância biológica

Conceito comportamental

Define espécie pelo compartilhamento de uma SMRS (specific mate recognitionstrategy)

Estratégia de reconhecimento de parceiro

Alta significância biológica, baixa praticidade e universalidade

Outros conceitos

Evolutivo – Espécie é uma linhagem evoluindo separadamente de outras linhagens

Filogenético – Espécie é o menor grupamento diagnosticável de organismos que possuem um padrão ancestral-descendente

Mas vamos parar por aqui.