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Especiación y Biodiversidad

Edward O. Wilson

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La formación de nuevas especies puede ocurrir relativamente rápido; sin embargo, no puede mantenerse al paso de la tasa de extinción actual.

  • Las especies requieren energía, estabilidad, y espacio suficiente — todos los cuales están disminuyendo.
  • Algunas poblaciones han dejado de ser saludables porque tienen muy pocos individuos.
  • Si las tasas de extinción actuales continuan, la mitad de las especies del mundo desaparacerán en el transcurso de la vida de un ser humano.

February 2002

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Los insectos conforman la mayor parte de las especies animales. Foto: Oksana Hlodan.
Las poblaciones que no pueden entrecruzarse son especies distintas.

¿Cómo se define una especie biológica?

Wilson: El concepto de especie biológica es un concepto clásico. Se aplica, sin embargo, a especies que se reproducen sexualmente y se define de la siguiente manera: una especie es una población o serie de poblaciones de individuos que se cruzan libremente unos con los otros. En otras palabras, una especie es un elemento genético más o menos aislado, evolucionando por si mismo.

Este concepto implica un pool genético aislado. ¿Es esto universal?

El concepto de las especies no es universal.

Wilson: No es universal. Puede ser aplicado a la gran mayoría de los animales y a una gran parte de las plantas que producen flores. Puede ser aplicable a muchos tipos de microorganismos. Pero hay muchos otros organismos, especialmente plantas y microorganismos, a los cuales no se les puede aplicar este concepto, o en el mejor de los casos, se les aplica con dificultad. Obviamente, no se puede aplicar si no hay reproducción sexual.

En el caso de las especies asexuales, es posible clasificarlas arbitrariamente basandose en diferencias genéticas. Por ejemplo, un estándar aplicado a bacterias es cuando dos cepas de ellas difieren tanto como un 30% en su ADN; en este caso se les puede tratar como dos especies diferentes. Por supuesto, esto es arbitrario, pero funciona razonablemente bien.

¿Se puede definir una subespecie tan claramente como una especie?

El término subespecie se refiere a razas que son diferentes en ciertos rasgos.

Wilson: No en el mismo grado. En teoría, una subespecie es una raza geográfica. Una especie puede dividirse en razas geográficas que difieren consistentemente unas de las otras en un juego de caracteres diagnósticos, como por ejemplo color, longitud de las alas, o hábitos reproductivos. En general, las subespecies tienen muchas dificultades que las convierten en una categoría mucho más arbitraria que la de especie.

A menudo es difícil definir a una subespecie.

Una de las dificultades es que los caracteres tienden a variar independientemente los unos de los otros. Tome como ejemplo una especie de mariposa de Europa Oriental. Usted podría descubrir que las poblaciones agrandan en dirección norte a sur, pero son de color más oscuro si uno va de este a oeste. Un estudio más detallado podría indicar que tienen más manchas en las alas si uno va de sudeste a sudoeste. ¿Qué hace uno con esto? ¿Selecciona uno o dos caracteres y define la subespecie de esta manera? ¿O trata de combinar muchos caracteres y, si lo hace, corre el riesgo de obtener un enredo de subespecies?

La discordancia de caracteres es probablemente el aspecto más difícil en la aplicación del concepto de subespecie. Sin embargo, las subespecies aún son utilizadas y tienen cierta validez, especialmente en el caso de razas en islas.

¿Y qué de las especies cronológicas o ancestrales?

Es también difícil aplicar el concepto de subespecies biológicas a especies ancestrales.

Wilson: Una cronoespecie es simplemente una necesidad de la ciencia ya que no podemos distinguir entre poblaciones que viven hoy en día y poblaciones que las anteceden. Ellas vivieron hace tanto tiempo que ya son muy diferentes. Por ejemplo, nosotros pertenecemos a la especie Homo sapiens — y sabemos con bastante certeza que descendimos directamente de otra especie, Homo erectus — y que sería muy confuso, de alguna manera intuitivamente incorrecto, el tratar de ponerlas juntas. Aun cuando Homo erectus evolucionó a través de etapas hasta llegar a ser Homo sapiens, obviamente no podemos aplicar el concepto de especie biológica a esto. Sin embargo, queremos hacer una distinción entre ellas, aún cuando sea arbitraria.

¿Cuales son los orígenes de la biodiversidad?

Las especies tienden a evolucionar rápidamente en islas.

Wilson: En primer lugar, es el ciclo aparente que siguen las especies al popular una nueva área y diversificarse. Cuando se forma una isla o un archipiélago, por ejemplo, o cuando la biodiversidad original de un área desaparece por una glaciación u otro evento físico mayor, ocurre una inundación de especies inmigrantes. Ellas interactúan y forman una comunidad que llamamos un ecosistema. Si la nueva área no se perturba, entonces típicamente ocurre un episodio de evolución rápida — una adaptación de nuevas especies al ambiente. Si existe suficiente espacio y partes geográficamente aisladas en esa área para sostener poblaciones que tienen poco contacto una con la otra, entonces también tenemos formación rápida de especies.

La especiación se desacelera después del primer estallido de diversificación.

Un ejemplo típico sería Hawaii. La evidencia muestra que el archipiélago se llenó con un número pequeño de especies y que ellas evolucionaron y se diversificaron en muchas especies en un período de tiempo relativamente corto, con lo cual quiero decir, cientos o miles de años. Esto es un tiempo corto comparado a la evolución que se ve en otras partes del mundo.

La diversificación finalmente alcanza niveles donde la flora y la fauna se estabilizan, ocurriendo la coadaptación. Esto quiere decir que una especie es dependiente de otra, como por ejemplo una especie especializada en comerse a otra. En este punto, la especiación desacelera. Es similar al crecimiento de un organismo — rápido al principio con un ensamblaje de partes que interactúan y finalmente un nivel de madurez que puede ser sostenido por un período de tiempo largo.

El número de especies incrementa mientras más nos acercamos al ecuador.

El otro grupo de principios de la biodiversidad tiene que ver con las cantidades, o con lo que determina las cantidades finales. Sabemos, por ejemplo, que los bosques húmedos tropicales tienen muchas más especies por unidad de área que la tundra o los bosques coníferos del hemisferio norte. El número de especies en un área definida, i.e., en una milla cuadrada o en cien millas cuadradas, aumenta a medida que uno se aproxima al ecuador. El número también aumenta si uno va de islas pequeñas a islas grandes, como en el Caribe.

¿Qué determina este aumento de las especies?

Wilson: Parece que hay tres factores, a los cuales me gusta referirme como ESA. E es por energía, S por estabilidad (stability en inglés) y A por área.

La energía, la estabilidad y el área influencian el número de especies.

Mientras más energía se encuentra disponible para la comunidad de especies que evoluciona, mayor número de especies habrá. Esto se maximiza a medida que uno se mueve hacia el ecuador. Mientras más estable sea una región, como en una región de clima constante, se más especies porque tienen más tiempo de adaptarse y encajar juntas. Mientras más grande el área es, más grande y diversa es la población. Por ejemplo, Sudamérica tiene más especies que las Indias Occidentales.

El trabajo en equipo de estas tres fuerzas dirigentes parece ser responsable de la gran cantidad de variación de especies en el mundo.

¿Cuál es la forma más prevalente de especiación?

El comportamiento parece jugar un papel mayor en la especiación que el aislamiento geográfico.
La especiación puede suceder con relativa rapidez pero es difícil de observar.

Wilson: Si la especiación simpátrica ocurre tanto entre insectos — el grupo de organismos más diverso del planeta — tal y como lo sugieren nuestros estudios, podría entonces ser la forma más prevalente de especiación. La especiación simpátrica es un fenómeno más difícil de estudiar que el de la especiación alopátrica, la cual es más fácil y más clara de observar. Sin embargo puede ser muy prevalente, pero no lo sabemos.

Simpátrica se refiere a organismos similares en proximidad cercana pero que no se entrecruzan porque tienen diferencias en comportamiento, a pesar de que en teoría se podrían cruzar. Alopátrica se refiere a organismos similares que no se entrecruzan, a pesar de que en teoría podrían, porque están geográficamente separados.

¿Cuán rápido pueden estos y otros mecanismos producir especies nuevas?

Wilson: Instantáneamente. Bueno, en unas pocas generaciones. Primero que todo, en plantas existe un mecanismo — llamado poliploidía — que, en un solo paso, puede crear una cepa que no se puede cruzar con el grupo original del cual vino. De hecho, esto se llama especiación instantánea.

La especiación simpátrica puede suceder a veces en unos pocos pasos y producir especies nuevas en períodos cortos. Por ejemplo, en ciertos tipos de moscas de la fruta una cepa puede preferir aparearse en un tipo diferente de plantas, y esto puede ocurrir en varias mutaciones. Otra cepa puede llegar a reproducirse en una estación diferente y esto puede pasar a causa de varias mutaciones. O puede haber incompatibilidad entre dos cepas que difieren en uno o unos pocos genes. Esto puede ocurrir por mutación o recombinación de genes existentes en un período corto de tiempo.

Entonces, en teoría es posible crear nuevas especies en un período de varios años, y es probable que la formación de algunas especies ocurre así de rápido, pero es difícil de observar. No estamos seguros de cuan ampliamente distribuida es la especiación rápida.

En 1966 usted y el Dr. Daniel Simberloff llevaron a cabo un experimento para determinar el Tamaño Mínimo Crítico de los Ecosistemas (MCS en inglés). ¿Qué descubrieron?

Un experimento comprobó que algunas especies regresan rápidamente a un área después de la extinción.

Wilson: Estábamos tratando de determinar cuán rápido las especies invaden una isla vacía y si ellas estarían afectadas por el área o la distancia. Lo que hicimos fue miniaturizar el sistema de los Cayos de la Florida, seleccionando isletas de mangles y removiendo todos los organismos menos los árboles. Observamos entonces el retorno de los insectos. Demostramos que:

  1. Las criaturas pequeñas, incluyendo insectos y arañas, regresaron muy rápidamente.
  2. La isla se llenó de especies hasta que alcanzó aproximadamente el mismo número de especies que tenía antes.
  3. Entre más lejana para las especies inmigrantes, mayor tiempo tomó para que se llegara a un equilibrio en el área.
  4. A pesar de que el número de especies regresó a su nivel original, la composición de la comunidad resultó diferente a la original.

Esto es consistente con nuestra concepción teórica del vuelco de especies, esto es, extinción seguida por colonización (y a largo plazo, especiación).

¿Existe un límite por debajo del cual las poblaciones se encuentran en peligro inminente de extinción?

El tamaño de la población es crítico para la salud genética de una especie.

Wilson: Sí. El tamaño de una población es crítico para su supervivencia. Hablando en general, cuando las poblaciones bajan a menos de 100 individuos, ocurre una depresión por entrecruzamiento. Y, si existen genes deletéreos o letales en la población, por ejemplo, fibrosis cística en los humanos, entonces uno observa una mayor incidencia de estas expresiones genéticas, lo cual puede llevar a la muerte o la esterilidad. En poblaciones grandes, lo más probable es que los genes letales ocurran con menos frecuencia.

Las especies necesitan por lo menos 500 individuos para mantenerse saludables.

Los biólogos conservacionistas proponen la regla 50-500 para expresar la salud genética de una población. Tal y como lo expliqué en 1992 en mi libro La Diversidad de la Vida: “una población de 50 o más individuos es adecuada solamente a corto plazo, y una de 500 es necesaria para mantener a la especie viva y saludable en el futuro lejano.

Si la especiación puede ocurrir rápidamente, ¿Por qué debemos preocuparnos por la extinción de especies?

La especiación rápida no puede producir especies que tomaron mucho tiempo para evolucionar.

Wilson: En teoría puede ocurrir rápidamente, pero el resultado es una reducción en la diferencia entre las especies. Por ejemplo, si dos especies de peces difieren solamente en unos pocos genes entre las decenas de miles que tienen, lo más probable es que difieran muy poco entre ellos. Compare esto a dos especies que divergieron hace un millón de años y que han estado evolucionando genéticamente en muchos genes y rasgos. Si estas especies desaparecen, perderíamos muchísimo más que al perder dos especies que difieren solo un poquito.

Las especies están desapareciendo mil veces más rápido que las nuevas que aparecen.

En cualquier caso, ya sea que las especies sean marcadamente diferentes o un poquito diferentes, ellas están actualmente desapareciendo a una tasa alrededor de mil veces más rápida que la de la aparición de especies, esto como consecuencia de las actividades humanas. A este paso, en el transcurso de una vida humana, podemos fácilmente eliminar la mitad de las especies del mundo. Muchas de estas especies se han desarrollado a lo largo de miles o millones de años. Las especies claramente demarcadas que pueden ser rastreadas en el registro fósil, antes de que se originara la humanidad, aparecieron aproximadamente a una tasa de una especie por cada millón de años. Cualquier proceso rápido de especiación que les permitiera comenzar de nuevo no podría En cualquier caso, aunque las especies sean marcadamente diferentes o un poquito diferentes, ellas estás actualmente desapareciendo a una tasa alrededor de mil veces más rápida que la de aparición, esto como consecuencia de las actividades humanas. A esta tasa, en el transcurso de una vida humana, podemos fácilmente eliminar la mitad de las especies del mundo. Muchas de éstas se han desarrollado a lo largo de miles o millones de años. Las especies claramente demarcadas que pueden ser rastreadas en el registro fósil, antes de que la humanidad se originara, aparecieron aproximadamente a una tasa de una especie cada millón de años. Cualquier proceso rápido de especiación que les permita comenzar de nuevo no podría.

¿Dónde debemos concentrar nuestros esfuerzos de conservación ya que la extinción está ocurriendo a nivel global?

La conservación debería enfocarse en los lugares de muy alta biodiversidad tambien llamados “hotspots de biodiversidad.”
Estos “hotspots” de biodiversidad incluyen a los bosques tropicales y a los arrecifes de coral.

Wilson: En los sitios clave (hot spots), tales como los bosques tropicales. Los sitios clave son los hábitats que están más en peligro y que tienen el número más alto de especies que se encuentran exclusivamente en ellos. Estos incluyen los bosques de Hawaii y de Madagascar y las áreas semiáridas (de breñales o matorrales) del sudoeste de Australia y el sur de Africa. Las áreas silvestres tropicales, tales como el Amazonas y el Congo, poseen los últimos vestigios de los grandes bosques fronterizos capaces de mantener una megafauna, es decir, mamíferos y aves grandes. La preservación de estos sitios es crítica.

Otra área es la de los sistemas de agua dulce del mundo, los cuales son generalmente descuidados. Ellos merecen una atención especial porque se encuentran bajo el mayor abuso en todas partes, como por ejemplo, la contaminación y el drenaje. Estos sistemas poseen la concentración más alta de especies en peligro de extinción por unidad de área en todo el mundo Su equivalente en el océanos son los arrecifes de coral, de los cuales un gran porcentaje está siendo destruido o degradado actualmente. Ellos también poseen un alto porcentaje de especies en peligro por unidad de área.

En su nuevo libro El Futuro de la Vida usted cuestiona el mito de que las políticas ambientales son hostiles al crecimiento económico. ¿Podría elaborar?

Conclusión: Los servicios de la naturaleza se valoran en $30 mil millardos de dólares al año. ¿Por qué destruir un recurso tan valioso?

Wilson: Los recursos vivos del mundo — los ecosistemas y sus especies — aún no se han explorado, y mucho menos estudiado, para aprender los beneficios que pueden tener para los humanos, como por ejemplo, nuevos fármacos o la purificación del agua. Algunos ecólogos y economistas han estimado que el valor total de estos ecosistemas naturales, esto es, el total de los servicios que proveen a la humanidad, se encuentra alrededor de los 30 trillones de dólares al año. Esto es más que el producto bruto nacional de todas las naciones del mundo juntas. ¡Y es gratis!

Salvarlos y utilizarlos en forma más completa de una manera no intrusiva es económicamente valioso para nosotros. Destruirlos es forzar a la humanidad a vivir en un mundo artificial en el cual estaríamos obligados a manejar a diario nuestros sistemas de agua, nuestro suministro de alimentos, y nuestra atmósfera a través de mecanismos prostésicos, en vez de depender de organismos poderosos que hagan este trabajo por nosotros. ¿Será posible que queramos convertir a la Tierra literalmente en una nave espacial que requiera manipuleo constante?

Nota del Editor de Actionbioscience (11/02): El primer Atlas Mundial de Biodiversidad: Los Recursos Vivientes del la Tierra para el Siglo 21 fue publicado por el Programa del Ambiente de las Naciones Unidas, Centro de Monitoreo de la Conservación (UNEP-WCMC) en Agosto de 2002 (University of California Press). Sus autores estiman que:

  • durante los últimos 150 años, los humanos han impactado directamente y alterado casi un 47% del área terrestre global
  • bajo un escenario particularmente yermo, la biodiversidad se verá amenazada en un 72% del área del planeta para el año 2032
  • el 48% del Sudeste asiático, la Cuenca del Congo, y partes del Amazonas será probablemente convertido a usos agrícolas, plantaciones y áreas urbanas — comparado al 22% actual, sugiriendo una alta pérdida de biodiversidad
  • comenzando a partir de unos 45,000 años atrás, una alta proporción de los animales terrestres grandes se extinguieron en Norteamérica, Australia, el Caribe, y en otras partes, coincidiendo con la llegada de los humanos

E.O. Wilson, Ph.D., es Curador Honorario de Entomología en el Museo de Zoología Comparativa de la Universidad de Harvard, así como Profesor Emeritus de Investigación de la Universidad Pellegrino. El Dr. Wilson, considerado internacionalmente como el decano de la biodiversidad, ha recibido de numerosos honores, incluyendo la Medalla de Oro del Fondo Mundial de la Naturaleza (1990) por su trabajo en el área de la conservación. Él es parte de la Junta de Directores de The Nature Conservancy y del American Museum of Natural History. Dos de sus libros han recibido el Premio Pulitzer; su libro más reciente se titula El Futuro de la Vida (2002). El Dr. Wilson continúa dando charlas y a través del mundo. http://www.mcz.harvard.edu/Departments/Entomology/personnel.cfm

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