ESPECIE Dra. Analía A. Lanteri División Entomología - Museo de La Plata Universidad Nacional de La Plata ¿Son diferentes especies? TÉRMINO ESPECIE Categoría especie: rango o nivel básico, obligatorio de la jerarquía linneana. Taxones especie: grupos de organismos descriptos como tales, sin importar el concepto utilizado y que han recibido un nombre binominal. Bioespecies: especies en cuanto entes que existen en la naturaleza, más allá de la capacidad de los taxónomos para reconocerlas. TAXONES ESPECIE Reino Animalia Plantae Phylum o División Arthropoda Angiospermae Clase Hexapoda Magnoliatae Orden Hymenoptera Malvales Familia Apidae Malvaceae Género Apis Gossypium Especie Apis mellifera Gossypium hirsutum TAXONES DE RANGO ESPECIE Representan el enunciado de una hipótesis sobre el status ontológico de determinados conjuntos de organismos individuales o de muestras poblacionales. Pantomorus ruizi (Brèthes 1925) •Naupactus subvittatus Fairmaire & Germain, 1861: 7 (non Boheman, 1840); Gemminger & Harold, 1871: 2201 (catálogo); Hustache 1947: 138 (sin. de Asynonychus cervinus); Kuschel, 1949: 15 (sin. de Pantomorus cervinus). •Mimographus ruizi Brèthes, 1925: 204; Dalla Torre et al., 1936: 14 (catálogo). •Naupactus subvittulus van Emden 1936: 23 (nombre de reemplazo para Naupactus subvittatus Fairmaire & Germain); Kuschel 1949: 15 (sin. de Pantomorus cervinus); Kuschel 1955: 279 (sin. de Naupactus ruizi). •Pantomorus ruizi; Buchanan, 1941: 61; Kuschel, 1949: 12; Kuschel, 1952: 236. •Naupactus ovalipennis Hustache, 1943 (nomen nudum); Bosq, 1943: 55; Wibmer & O’Brien, 1986: 27 (catálogo). •Asynonychus variabilis Hustache, 1947: 139; Kuschel 1949: 12 (sin. de Pantomorus ruizi). •Asynonychus variabilis var. intermedius Hustache 1947: 139; Wibmer & O’Brien, 1986: 61 (sin. de N. ruizi) (catálogo). •Naupactus ruizi; Kuschel, 1955: 279; Wibmer & O’Brien, 1986: 61 (catálogo). Carlos Linneo, botánico sueco padre de la Taxonomía y de la Nomenclatura Científica. Era fijista con respecto al concepto de especie Concepción linneana de especie Las especies están formados por individuos que comparten la misma "esencia" (esencialismo aritotélico-platónico). Cada especie se separa de las demás por una clara discontinuidad morfológica (concepto morfológico). Las variaciones dentro de la especie son limitadas e irrelevantes para su reconocimiento (tipologismo). Las especies son constantes en el espacio y el tiempo (especies inmutables). Chales Darwin introduce el concepto evolutivo de especie DEFINICIONES DE ESPECIE SEGÚN DARWIN: las especies son variables (no al tipologistmo aritotélico-platónico) "La perfecta fertilidad de tantas razas domésticas que difieren ampliamente entre sí en aspecto, por ejemplo las de la paloma o de la col, es un hecho notable, y más especialmente cuando reflexionamos sobre la multitud de especies que existen, que aunque se parecen muchísimo entre sí, son enteramente estériles cuando se entrecruzan". Cuadernos de Notas El concepto darwiniano de especie supone un cambio gradual: las especies cambian o evolucionan a través del tiempo (no son inmutables) William de Ockham (c. 1280/1288 – 1349) Filósofo franciscano de la edad media, pionero del Nominalismo. Algunos lo consideran el padre de la epistemología moderna (rama de la filosofía cuyo objeto de estudio es el conocimiento). Argumentó que sólo los individuos existen realmente. Los universales, las esencias o las formas supraindividuales son producto de la abstracción por parte de la mente humana. Son conceptos mentales que no tienen existencia fuera de ella. "El término especie se aplica arbitrariamente, por conveniencia, a un conjunto de individuos que se asemejan estrechamente entre sí, y no difiere sustancialmente del término variedad". El origen de la especies (C. Darwin 1859) La discusión en torno a los universales, que tuvo lugar en la edad media, se planteó en la década de 1960, con respecto a la realidad o no de las especies. Se plantearon dos posturas: el realismo (las especies existen en la realidad independientemente de la capacidad de los taxónomos para reconocerlas) y el nominalismo (las especies son “constructos” y no existen en la realidad). STATUS ONTOLÓGICO DE LA ESPECIE REALISMO EVOLUTIVO NOMINALISMO Taxonomía evolutiva (Simpson, Mayr). Fenética (Sokal y Sneath). Las especies son individuos (no se pueden desmembrar en partes). Son sistemas supraorganísmicos (Reig). Las especies son clases (se pueden separa en partes) Las especies están aisladas reproductivamente. Existen numerosas especies con mecanismos de aislamiento incompletos. Las especies tienen continuidad (filogenia) y cohesión (reproducción sexual y otros mecanismos homeostáticos). La evolución gradual produce un continuo donde no es posible distinguir unidades discretas. CONCEPTOS NOMINALISTAS DE ESPECIE MORFOLÓGICO (Cain, 1954) Conjunto de individuos morfológicamente similares, generalmente asociados entre sí por una distribución geográfica definida y separados de otros conjuntos por discontinuidades morfológicas. FENÉTICO (Sokal, 1973) Grupo de poblaciones fenéticamente similares en muchos tipos de caracteres (morfológicos, etológicos, moleculares, etc.) cuyos límites se pueden establecer mediante una evaluación numérica. PALEONTOLÓGICO (Simpson, 1961) Serie cronológica en un solo linaje cuyos límites, por definición, son arbitrarios. Limitaciones del concepto morfológico: Especies crípticas como las del complejo de Anopheles maculipennis no se distinguen por caracteres morfológicos en el estado adulto. En este caso el concepto morfológico de especie no es aplicable. CONCEPTOS REALISTAS DE ESPECIE (Asociados con la taxonomía evolutiva tradicional) BIOLÓGICO (Mayr, 1957) Grupo de poblaciones naturales, genéticamente similares, interfértiles y aisladas reproductivamente de otros grupos análogos. DE AISLAMIENTO REPRODUCTIVO (Dobzhansky, 1935) Más grande e inclusiva población mendeliana (comunidad reproductiva de individuos sexuales con fertilización cruzada que comparten el mismo pool génico). EVOLUTIVO (Simpson, 1961) Linaje (= secuencia de poblaciones ancestro-descendientes) que evoluciona separadamente de otros linajes y que tienen papeles evolutivos y tendencias propios. Tipos de reproducción • CONCEPTO AGÁMICO (Cain, 1954) Grupo de poblaciones con reproducción uniparental. En las agamoespecies cada individuo aislado reproductivamente de otros, es un potencial fundador de un clado jerárquicamente organizado. • CONCEPTO COHESIVO (Slobodchikoff, 1976) Sistema de individuos y poblaciones genéticamente similares, que se mantienen como una unidad cohesiva a causa de un conjunto de presiones de selección que balancean las fuerzas desorganizadoras impuestas por factores ambientales, mutación o recombinación génica. Origen de especies agámicas CONCEPTOS REALISTAS DE ESPECIE (Asociados con la Sistemática filogenética= Cladística) • FILOGENÉTICO (Nixon y Wheeler, 1990) Menor grupo de poblaciones sexuales o linajes asexuales que puede reconocerse por una combinación única de estados de caracteres. CLADISTICO= AUTAPOMÓRFICO (De Queiroz y Donoghue, 1988) Unidad cladística resuelta más pequeña que posee al menos un carácter que la diferencia de otras. Las autapomorfías son necesarias como evidencia empírica de la no ambigüedad de una especie filogenética. Concepto de especie autapomórfica Relaciones tocogenéticas y filogenéticas según Hennig TIPOS DE VARIACIONES INTRAPOBLACIONES Variación no genética Variación individual en el tiempo Con la edad Estacional de un individuo Estacional de generaciones Variación social Variación ecológica De hábitat Inducida por condiciones climáticas temporarias Dependiente de la densidad Alométrica De color neurogénica Inducida por parásitos Traumática y postmortem ariación con la edad: Sula dactylatra (piquero blanco enmascarado) Variación con la edad: Insectos con metamorfosis incompleta Variación con la edad: Insectos con metamorfosis completa Variación estacional asociada con la reproducción Larus maculipennis (gaviota de capucha café): plumaje básico (izq) blanco con una mancha oscura en la zona auricular, y plumaje nupcial (der) con capucha café en la cabeza iación estacional asociada con la reproducción gata magnificens (ave fragata) Variación estacional asociada con el camuflage Perdiz nival-Cambia su plumaje según las estaciones Conejo de las nieves Variación estacional de generaciones Ciclomorfosis: Especies que presenten distintas formas a lo largo de su ciclo de vida, en las distintas estaciones del año. Ejemplo: Especies de Daphnia (Crustáceos, Cladóceros conocidos como Pulgas de agua) tiene formas estivales y de invierno, con mayor o menor desarrollo de las partes del cuerpo que contribuyen a la flotación. El desarrollo de estas partes varía con la temperatura, turbulencia y otras propiedades del agua. Variación social: castas de termites Nasutitermes matangensis Diferenciación en castas en termites: • Factores intrínsecos (genéticos) • Factores extrínsecos: tróficos, hormonales, estímulos sensoriales, composición de la sociedad (regulación social) Evolución de ninfas hasta soldado (izq), obrera (centro) y forma alada reproductora (derecha) Variación ecológica De hábitat Inducida por condiciones climáticas temporarias Dependiente de la densidad Alométrica De color neurogénica o neurohumoral Variación inducida por parásitos La lenga (Nothofagus pumilio) presente hábitos arbóreo o arbustivo (ecofenotipos), dependiendo de la altura en que crece sobre las laderas de las montañas. Cuando crece a grandes alturas, cerca del límite de las nieves, sólo se presenta como un arbusto mediano (lenga achaparrada). Variación ecológica (de habitat) intra-individual (planta del género Ranunculus) Crassostrea virginica la ostra más común en USA presenta variación en la forma de sus valvas dependiendo de las características del agua (nacientes de los ríos con aguas más frías y rápidas, y desembocadura, con aguas más cálidas y tranquilas) y cantidad de limo. Variación debida a cambios climáticos temporarios. Estos cambios, por ejemplo sequía, frío, disponibilidad de alimento, pueden determinar un crecimiento más o menos rápido. Hay diferentes clases de edades. Variación en el tamaño de los peces (corvinas) de acuerdo con la disponibilidad de alimento. Variación dependiente de la densidad Polimorfismos de fases en la langosta del desierto africano: Schistocerca gregaria Fases solitaria y gregaria, cada una con dimorfismo sexual Variación alométrica Alometría: cambio regular y desproporcionado de una dimensión anatómica, en relación con otras, asociada con el cambio de tamaño. Por lo general, a medida que aumenta el tamaño del cuerpo, la cabeza se hace más ancha en relación con el largo total del individuo. Las hormigas presentan diferencias de tamaño y alometría asociadas con la “división del trabajo”, de modo que cuanto más pronunciadas son las diferencias de tamaño y alométricas, más acentuados están los “roles” dentro de la colonia. En varios grupos de hormigas (ej. Géneros Iridomyrmex, Camponotus y Atta) no sólo existe polimorfismo a nivel de castas sino además dos o tres subcastas de obreras, con división del trabajo (= polietismo). Variación alométrica en hormigas Distinto desarrollo de las mandíbulas Diferencias de tamaño corporal y de la cabeza con respecto al cuerpo Variación alométrica con la edad en la especie humana Variación de color neurogénica o neurohumoral Algunas especies de camaleón, entre más de 80 existentes, son capaces de cambiar de color. Los cambios de color que experimentan estos reptiles obedecen a diferentes situaciones: Camuflaje Regulación de la temperatura corporal Funcion social (intimidatoria o de atracción sexual) Los cambios de color en los camaleones se deben a tres tipos de células pigmentarias, los cromatóforos (colores rojos y amarillos), guanóforos (reflejan colores azules) y melanóforos (con pigmentos negros) Variación inducida por el parásito En termites se han descubierto intercastas de origen parasitario, por ejemplo castas intermedias entre obreras y soldados. En Macrotermes gilvus de Java, las intercastas son producidas por el parasitismo de la larva de un díptero Phoridae (Misotermes exanterans). Macrotermes gilvus En la termita Syntermes grandis de Brasil se descubrieron obrerassoldados o soldados-obreras producidas por la infestación de larvas de soldados por un microsporidio del género Telohania. Las especies de abejas del género Andrena parasitadas por Stylops (Strepsiptera), presentan reducción de la cabeza, agrandamiento del abdomen y mayor pubescencia. Especie de Andrena parasitada por Stylops (Strepsiptera) Diferentes especies de abejas del género Andrena Variación genética Variación asociada con el sexo (dimorfismo sexual) Diferencias sexuales primarias. Diferencias sexuales secundarias. Ginandromorfos e intersexos. Alternancia de generaciones sexuales y asexuales. Variación no asociada con el sexo Variación continua (clinas) Variación discontinua (= polimorfismo) Dimorfismo sexual en una especie de Curculionidae Dimorfismo sexual en Diloboderus abderus (bicho candado) Macho, con candado Hembra, sin candado Dimorfismo sexual en mariposas Dimorfismo sexual y otras variaciones genéticas en especies de Lepidoptera Papilionidae Ginandromorfo bilateral de la especie Papilio glaucus. Izquierda 95% macho, derecha 100% hembra Ejemplos de ginandromorfos en Lepidoptera y en aves Alternancia de generaciones sexuales y asexuales Helechos (esporofito y gametofito) Hydrozoa (pólipos y medusas) Variaciones genéticas por debajo del nivel de especie no asociadas con el sexo. Subespecies: Grupos de poblaciones fenotípicamente similares que habitan una subdivisión geográfica del rango de la especie y difieren generalmente en caracteres morfométricos y de coloración. Es sinónimo de raza geográfica. Poblaciones: Conjuntos de organismos de la misma especie que habitan en un mismo espacio y tiempo. Clinas: Variación fenotípica de la especie en relación con un gradiente geográfico. Círculo de razas o Rassenkreis: Cadena de razas dispuestas alrededor de una zona inhabitable. Extinciones en poblaciones intermedias de clinas y círculos de razas pueden dar origen a especiación parapátrida. Ejemplo de variación continua: Especie de Passeriformes de Irlanda y Escocia que presenta variación clinal en su coloración Ejemplo de variación continua clinal en cebras Especie politípica: Subespecies de gorriones de América del Norte Variación discontinua: polimorfismo Harmonya axyridis (Coccinelidae) Especies alopátridas de ranas Especies simpátridas de arce Poblaciones disyuntas de las especies de topo y tortuga terrestre de América del Norte Variaciones a nivel de especie y por debajo del nivel de especie Morfología Igual o similar Diferente Aislamiento reproductivo Aislamiento geográfico Especies Si No Crípticas simpátridas Si Si Crípticas alopátridas No No Misma sp y población No Si Misma sp diferente población Si No Alomórficas simpátridas Si Si Alomórficas alopátridas No No Especie polimórfica No Si Especie politípica (con subespecies)