Como surgem novas espécies

Um cavalo tem 64 cromossomos, e um jumento, 62; por isso, o muar recebe 63, e esse conjunto ímpar explica por que os muares quase nunca têm filhotes.

O que define uma espécie? Para animais e plantas com reprodução sexuada, os biólogos costumam usar o conceito biológico: uma espécie é um grupo de indivíduos que se cruzam, ou podem se cruzar, na natureza e produzem descendentes férteis e viáveis. A aparência pode enganar nos dois sentidos. Poodles e cocker spaniels são bem diferentes, mas cães de raças distintas podem cruzar e ter filhotes que crescem e se reproduzem, portanto pertencem à mesma espécie. A águia-de-cabeça-branca e a águia-pesqueira-africana se parecem muito, mas são duas espécies; se um filhote híbrido fosse produzido em laboratório, provavelmente seria infértil.

O muar é o exemplo clássico. Ele nasce do cruzamento de uma égua com um jumento. Herda 32 cromossomos da égua e 31 do jumento, totalizando 63. Para formar óvulos ou espermatozoides, os cromossomos precisam se alinhar em pares correspondentes, e os cromossomos do cavalo e do jumento não combinam bem; um deles fica sem par. Por isso, as células sexuais geralmente ficam incompletas, e os muares são estéreis. Há registros raros de mulas que deram à luz, mas cavalos e jumentos continuam sendo espécies distintas.

Separação geográfica

Para que uma espécie se transforme em duas, suas populações precisam parar de trocar genes e divergir até não poderem mais se cruzar. O caminho mais comum é a especiação alopátrica, termo de origem grega que significa "outra terra natal". Um rio muda de curso, um vale se abre ou alguns animais atravessam o mar até uma ilha e não conseguem voltar. Depois da separação, cada população passa por suas próprias mutações, eventos ao acaso e pressões seletivas de um clima, alimento e conjunto de predadores diferentes. OpenStax descreve a coruja-pintada-do-norte e a coruja-pintada-mexicana, no oeste dos Estados Unidos, como populações que divergiram dessa maneira. O tamanho necessário da barreira depende do animal: um vale que impede a passagem de um camundongo não é obstáculo para um inseto voador.

Muitas espécies a partir de uma

Quando uma espécie se espalha por muitos nichos desocupados, pode se dividir repetidamente. Isso é irradiação adaptativa. Arquipélagos são locais ideais, porque a água entre as ilhas mantém as populações separadas. Os drepanidíneos do Havaí descendem de uma espécie fundadora e hoje incluem comedores de sementes com bicos grossos e fortes, consumidores de néctar com bicos longos e insetívoros com bicos pontudos. Os tentilhões de Darwin, em Galápagos, são outro exemplo. Em Daphne Major, cientistas acompanharam por 31 anos e seis gerações um tentilhão macho que chegou voando da ilha de Santa Cruz e seus descendentes. A partir da segunda geração, a família se comportou como uma espécie separada dos outros tentilhões da ilha.

Separação no mesmo lugar

A especiação simpátrica ocorre sem barreira física alguma. Nas plantas, muitas vezes começa com a poliploidia, um erro na divisão celular que deixa um indivíduo com conjuntos completos extras de cromossomos. Uma planta com 2n = 6 que produz gametas diploides por engano pode gerar descendentes tetraploides com 4n = 12. Eles podem se cruzar entre si, mas não com a espécie de origem, de modo que uma nova espécie pode surgir em uma ou duas gerações. Algumas formas cultivadas de trigo, algodão e tabaco são alopoliploides, formadas por hibridação entre espécies e duplicação dos cromossomos. Nos animais, grupos também podem se separar ao se alimentar ou viver em partes diferentes de um mesmo local. No lago Apoyeque, na Nicarágua, um lago de cratera com cerca de 1800 anos, uma população de peixes ciclídeos chegou há apenas cerca de 100 anos, e já existem ali duas formas com corpos e dietas diferentes, possivelmente em uma fase inicial de formação de duas espécies.

O que mantém as espécies separadas

Os biólogos dividem as barreiras em dois grupos, antes e depois da formação do zigoto, o óvulo fecundado. Barreiras pré-zigóticas impedem o acasalamento ou a fecundação. Duas espécies de rãs podem se reproduzir em épocas diferentes do ano, uma de janeiro a março e a outra de março a maio. Duas espécies de grilos podem preferir solos diferentes. Vaga-lumes de uma espécie não respondem ao padrão luminoso de outra. As estruturas corporais podem ser incompatíveis, e algumas flores são adequadas a apenas um tipo de polinizador. Barreiras pós-zigóticas agem depois: o embrião híbrido pode não se desenvolver, o que é inviabilidade do híbrido, ou pode crescer estéril como o muar, o que é esterilidade do híbrido.