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Especiación en tiempo real
Febrero 2010
La traducción al Español fue realizada por la Dra. Natalia Biani gracias a una beca de la Sociedad Europea de Biología Evolutiva

European blackcap and cactus finch
La curruca de Europa central (Sylvia atricapilla; izquierda) y un pinzón de Galápagos (derecha) son dos especies de aves que han experimentado especiación recientemente, frente a la mirada de los cientificos.
Generalmente, pensamos en la especiación como un proceso lento. Toda la evidencia disponible sostiene la idea de que diferentes especies evolucionaron desde ancestros comunes, y sin embargo, nuevas especies no aparecen a nuestro alrededor diariamente. Para muchos biólogos, esto implica que la especiación ocurre tan lentamente que es difícil observarla en escalas de tiempo humanas — y que necesitaríamos seguir una población por milenios o mas para verdaderamente ver como una especie se separa en dos. Sin embargo, nuevas investigaciones sugieren que la especiación podría ser más fácil de observar de lo que pensamos. Simplemente, necesitamos saber donde mirar.

¿Donde esta la evolución?
Para organismos que se reproducen sexualmente, la especiación comienza cuando parte de una población evoluciona en forma diferente del resto de la población. Eventualmente, las dos partes de la población pueden llegar a tener tantas diferencias que ya no pueden entrecruzarse. Esto puede ocurrir de muchas maneras distintas — a través de cambios en la disponibilidad de parejas, selección de parejas o simplemente a través de la habilidad de un organismo de aparearse exitosamente entre sí. Recientemente, dos grupos de científicos han demostrado exactamente como estas diferencias en apareamiento, los primeros pasos de la especiación, pueden evolucionar en poblaciones de pájaros en menos de 50 años.

map showing blackcap migration routes
Este mapa muestra las dos rutas de migración diferentes de las currucas.
La curruca de Europa Central
La curruca de Europa Central (Sylvia atricapilla) pasa los veranos en Alemania y Austria y, hasta 1960, ha pasado los inviernos en la templada España. Sin embargo, cerca de 50 años atrás, la costumbre de alimentar pájaros en los jardines se volvió popular en Gran Bretaña. Con un suministro de alimento esperándolos en Gran Bretaña, las currucas que tenían genes que resultaban en una migración hacia el noroeste, en vez de al suroeste, hacia España, fueron capaces de sobrevivir y retornar a sus sitios de reproducción estivales en Europa central. A lo largo de un tiempo, la proporción de la población que tenía los genes para migrar hacia el noroeste se incrementó. Hoy, alrededor del 10% de la población pasa los inviernos en Gran Bretaña en vez de en España.

Este cambio en el patrón de migración trajo aparejado un cambio en la disponibilidad de parejas. La ruta del noroeste es más corta que la ruta del suroeste y, por lo tanto, los pájaros que migran al noroeste vuelven antes a Alemania cada verano. Como las currucas eligen a su pareja para el resto de la estación de apareamiento cuando llegan a los sitios de reproducción, los pájaros tienden a aparearse con otros que siguen la misma ruta.

En diciembre de 2009, investigadores de Alemania y Canadá confirmaron que estos cambios en migración y apareamiento han ocasionado diferencias sutiles entre las dos partes de la población. El grupo escindido ha desarrollado alas más redondeadas y picos más angostos y largos que sus hermanos que vuelan hacia el sur. Los investigadores sostienen la hipótesis de que ambas características evolucionaron a través de la selección natural. Las alas puntiagudas son favorecidas en pájaros que deben viajar distancias mas largas, y las alas redondeadas, las cuales incrementan la maniobrabilidad, son favorecidas cuando la distancia no es una cuestión tan crucial — como ocurre con los pájaros que migran hacia el noroeste. Cambios en el tamaño del pico podrían estar relacionados al tipo de comida disponible en cada subpoblación: frutas para los pájaros que pasan el invierno en España y semillas y cebo de los comederos de los jardines para los pájaros que invernan en Gran Bretaña. Los picos angostos y cortos de los pájaros que migran al noroeste les permiten aprovechar mejor los diferentes tipos de comida que comen a lo largo del año. Estas diferencias han evolucionado en solo 30 generaciones y podrían significar el comienzo de un evento de especiación.

Pinzones de Galápagos
Los pinzones de Galápagos han sido intensamente estudiados por los biólogos Peter y Rosemary Grant desde 1973. En ese momento, la isla Daphne Mayor estaba ocupada por dos especies de pinzones: el pinzón terrestre mediano y el pinzón de los cactus. Luego en 1981, un pinzón híbrido llego desde una isla vecina. Este era, en parte, pinzón terrestre mediano, en parte, pinzón de los cactus y era bastante más grande comparado con los locales. También tenía un pico extremadamente ancho y un canto inusual — una mezcla de los cantos de los pinzones terrestres de su lugar de origen con los de la isla Daphne Mayor. El inmigrante se apareó con una hembra de pinzón terrestre (que también tenía algunos genes de pinzón de cactus), y los Grants siguieron a los descendientes de estos pájaros por los siguientes 28 años.

The new immigrant finch (left), a cactus finch (middle), and a ground finch (right)
El nuevo pinzón immigrante (izquierda), un pinzón de los cactus (centro), y un pinzón terrestre (derecha).

Después de cuatro generaciones, la isla experimento una sequía severa, la cual mató a muchos de los pinzones. Los dos descendientes sobrevivientes del pinzón inmigrante se aparearon entre sí, y esto pareció propiciar el escenario para la especiación. En diciembre de 2009, los Grants anunciaron que desde la sequía, el Nuevo linaje ha estado aislado de los pinzones locales: los hijos y nietos de los sobrevivientes solo han tenido cría cuando se aparean entre sí.

Varios factores probablemente contribuyeron al aislamiento de este nuevo linaje. Dado que los machos aprenden el canto mientras son juveniles en sus nidos, los descendientes machos del inmigrante también cantaban su extraño canto mezclado. Esto probablemente determinó que hembras estuvieran dispuestas a aparearse con ellos. Además, las pinzones hembras tienden a elegir parejas con picos similares a los suyos; por lo tanto, los picos extremadamente anchos del nuevo linaje probablemente hizo también que el apareamiento sea sesgado hacia dentro del grupo.

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NESCent Video proporcionado por el Centro Nacional de Síntesis Evolutiva (NESCent). Para aprender más, visite el sitio de NESCent.
Tanto las currucas como los pinzones demuestran el papel fundamental que pueden jugar los cambios de comportamiento en las etapas tempranas de la especiación, así como las numerosas formas en que estos cambios pueden surgir. Por ejemplo, la división de las currucas fue provocada por un persistente cambio en el ambiente causado por los humanos, mientras que la división de los pinzones fue iniciada por una serie casual de eventos naturales. Los cambios de comportamiento que resultaron en el aislamiento reproductivo también difieren en estos dos casos. El cambio en el patrón de migración de las currucas esta controlado genéticamente, mientras que el inusual canto de los pinzones, que contribuyó a su divergencia, es un carácter aprendido.

Estos dos ejemplos demuestran que la división entre especies no es una cuestión de blanco o negro. En cambio, la especiación ocurre cuando diferentes tipos de caracteres (físicos, de comportamiento y genéticos) divergen el uno del otro en un continuum. Por esto, los biólogos a veces disienten sobre donde trazar la línea divisoria entre dos especies incipientes — sobre cuando una división es lo suficientemente profunda como para garantizar una especie con un nuevo nombre. De la manera en que decidamos llamarlas, estos casos ilustran claramente como un linaje puede dividirse y comenzar a hacer su propio camino hacia dos destinos evolutivos separados.

Por supuesto, no hay forma de saber si estos caminos se convergerán en algún momento en el futuro o si ya son completamente distintos ahora. Otro evento casual en la isla Daphne Mayor podría causar que el nuevo linaje de pinzones se aparee y se reproduzca nuevamente con la población local. Asimismo, las currucas nunca podrían llegar a diferenciarse más allá de un pequeño cambio en la forma de las alas y del pico. Si bien no podamos saber el destino de estos linajes, observar directamente las divergencias en tiempo real subraya el hecho de que no necesariamente debemos buscar ejemplos de especiación en un pasado distante o en un lejano futuro. La evolución esta ocurriendo alrededor nuestro. Solo necesitamos aprender donde y como buscarla.


Para leer más sobre este tema

Literatura científica:

  • Grant, P. R., and Grant, B. R. (2009). The secondary contact phase of allopatric speciation in Darwin's finches (Fase de contacto secundario en la especiación alopátrica de los pinzones de Darwin). Proceedings of the National Academy of Sciences. 106(48): 20141-20148.
    read it

  • Rolshausen, G., Segelbacher, G., Hobson, K. A., and Schaefer, H. M. (2009). Contemporary evolution of reproductive divergence in sympatry along a migratory divide (Evolución contemporánea de la divergencia reproductiva en simpatría a lo largo de una división migratoria). Current Biology. 19:2097-2101.
    read it


Artículos en diarios y revistas:

Recursos para comprender la evolución (sitio web: Understanding Evolution):

Discusión y preguntas relacionadas

  1. ¿Que evidencia sugiere que el linaje de la curruca de Europa Central está comenzando a separarse?

  2. ¿Que evidencia sugiere que el linaje inmigrante de pinzones puede estar en camino a formar una nueva especie?

  3. Repase el proceso de selección natural. Use los cuatro pasos descriptos en esa página para explicar como las currucas que migran a Gran Bretaña pudieron haber evolucionado alas más redondeadas.

  4. Lea acerca del concepto biológico de especie y otros tres conceptos de especie. Según cada concepto, explique si usted piensa que las dos partes de la población de currucas constituyen especies separadas según esa definición. Explique su razonamiento y/o mencione que otra información usted necesitaría para tomar esa determinación.

  5. Lea acerca del concepto biológico de especie y otros tres conceptos de especie. Según cada concepto, explique si usted piensa que el linaje inmigrante de pinzones y los pinzones de Daphne Mayor constituyen especies separadas según esa definición. Explique su razonamiento y/o mencione que otra información usted necesitaría para tomar esa determinación.


Lecciones relacionadas y recursos didácticos

  • Enseñe los conceptos de divergencia y especiación: En esta versión de la actividad de pico de pájaros para grados de 6 a 12 años, los estudiantes aprenden como la variación, las diferencias de hábitats y selección natural puede conducir a adaptaciones y divergencia.

  • Enseñe los conceptos de especiación y biogeografía: Esta actividad para grados de 6 a 12 años, los estudiantes "se van de viaje" a las Grandes Antillas para descubrir como las lagartijas Anolis de las islas podrían haber evolucionado.

  • Enseñe la evolución de los pinzones: Esta breve noticia, para grados de 9 a 12 años, celebra el bicentenario de Darwin revisando lo que hemos aprendido acerca de los pinzones de Galápagos desde el tiempo de Darwin.


Referencias

  • Grant, P. R., and Grant, B. R. (2009). The secondary contact phase of allopatric speciation in Darwin's finches. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106(48): 20141-20148.

  • Huber, S. K., De León, L. F., Hendry, A. P., Bermingham, E., and Podos, J. (2007). Proceedings of the Royal Society B. 274: 1709-1714.

  • Milius, S. (2010). Some birds prefer northern winter. Science News. 177(1): 12.

  • Rolshausen, G., Segelbacher, G., Hobson, K. A., and Schaefer, H. M. (2009). Contemporary evolution of reproductive divergence in sympatry along a migratory divide. Current Biology. 19:2097-2101.



Top ground finch photo and cactus finch photo from: http://www.flickr.com/photos/kookr/ / CC BY-NC 2.0

Blackcap migration route map after Rolshausen, G., Segelbacher, G., Hobson, K. A., and Schaefer, H. M. (2009). Contemporary evolution of reproductive divergence in sympatry along a migratory divide. Current Biology. 19:2097-2101.

Immigrant finch and Daphne Major ground finch photos from Grant, P. R., and Grant, B. R. (2009). The secondary contact phase of allopatric speciation in Darwin's finches. Proceedings of the National Academy of Sciences. 106(48): 20141-20148.



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