Come nascono le nuove specie

Il cavallo ha 64 cromosomi e l'asino 62, quindi il loro mulo ne riceve 63, ed è per questo numero dispari che i muli non hanno quasi mai puledri.

Che cos'è una specie? Per gli animali e le piante a riproduzione sessuata, i biologi usano di solito la definizione biologica: una specie è un gruppo di individui che in natura si incrociano, o potrebbero incrociarsi, e generano una prole vitale e fertile. L'aspetto può ingannare in entrambe le direzioni. Barboncini e cocker spaniel non si somigliano affatto, eppure cani di razze diverse possono accoppiarsi e avere cuccioli che crescono e si riproducono, quindi sono un'unica specie. L'aquila di mare testabianca e l'aquila pescatrice africana si somigliano molto ma sono due specie; se in laboratorio nascesse un pulcino ibrido, sarebbe probabilmente sterile.

Il mulo è il caso classico. Un mulo nasce da una cavalla e da un asino. Eredita 32 cromosomi dal cavallo e 31 dall'asino, 63 in tutto. Per produrre uova o spermatozoi, i cromosomi devono allinearsi in coppie corrispondenti, ma quelli del cavallo e dell'asino non corrispondono bene e uno resta del tutto senza compagno. Così le cellule sessuali risultano di solito incomplete e i muli sono sterili. È stato documentato il raro caso di una mula che ha partorito, ma cavalli e asini restano due specie distinte.

Separati dalla geografia

Perché una specie diventi due, le sue popolazioni devono smettere di scambiarsi geni e poi allontanarsi finché non possono più incrociarsi. La via più comune è la speciazione allopatrica, da radici greche che significano «altra patria». Un fiume cambia corso, si apre una valle, oppure pochi animali attraversano il mare fino a un'isola e non riescono a tornare. Una volta separata, ogni popolazione ha le proprie mutazioni, i propri eventi casuali e la propria selezione, dovuta a un clima, a un cibo e a predatori diversi. OpenStax descrive la civetta maculata settentrionale e la civetta maculata messicana, nell'ovest degli Stati Uniti, come popolazioni che si sono differenziate in questo modo. Quanto debba essere grande una barriera dipende dall'animale: una valle che ferma un topo non è nulla per un insetto che vola.

Tante specie da una sola

Quando una singola specie si diffonde in molte nicchie libere, può dividersi più e più volte. È la radiazione adattativa. Gli arcipelaghi sono luoghi ideali perché l'acqua tra le isole tiene separate le popolazioni. I drepanidi delle Hawaii discendono da un'unica specie fondatrice e oggi comprendono mangiatori di semi con becchi spessi e robusti, mangiatori di nettare con becchi lunghi e mangiatori di insetti con becchi appuntiti. I fringuelli di Darwin delle Galápagos sono un'altra radiazione. A Daphne Major gli scienziati hanno seguito per 31 anni e sei generazioni un fringuello maschio arrivato in volo dall'isola di Santa Cruz e i suoi discendenti. Dalla seconda generazione in poi, la famiglia si è comportata come una specie distinta dagli altri fringuelli dell'isola.

Separarsi nello stesso luogo

La speciazione simpatrica avviene senza alcuna barriera fisica. Nelle piante comincia spesso con la poliploidia, un errore nella divisione cellulare che lascia un individuo con interi corredi cromosomici in più. Una pianta con 2n = 6 che per errore produce gameti diploidi può generare discendenti tetraploidi con 4n = 12. Questi possono incrociarsi tra loro ma non con la specie madre, quindi una nuova specie può comparire in una o due generazioni. Alcune forme coltivate di grano, cotone e tabacco sono allopoliploidi, nate dall’ibridazione tra specie e dal raddoppiamento dei cromosomi. Negli animali, i gruppi possono separarsi anche nutrendosi o vivendo in zone diverse dello stesso luogo. Nel lago Apoyeque, in Nicaragua, un lago vulcanico di circa 1800 anni, una popolazione di ciclidi è arrivata solo circa 100 anni fa, e vi vivono già due forme con corpi e diete diversi, forse all'inizio del percorso che le porterà a diventare due specie.

Che cosa tiene separate le specie

I biologi dividono le barriere in due gruppi: prima e dopo la formazione dello zigote, l'uovo fecondato. Le barriere prezigotiche impediscono l'accoppiamento o la fecondazione. Due specie di rana possono riprodursi in periodi diversi dell'anno, una da gennaio a marzo e l'altra da marzo a maggio. Due specie di grillo possono preferire terreni diversi. Le lucciole di una specie non rispondono al segnale luminoso di un'altra. Gli organi possono non combaciare, e alcuni fiori sono adatti a un solo tipo di impollinatore. Le barriere postzigotiche agiscono dopo: l'embrione ibrido può non svilupparsi, ed è l'inviabilità dell'ibrido, oppure l'ibrido può crescere sterile come il mulo, ed è la sterilità dell'ibrido.