evolução - especiação

Conceitos de Espécie e Especiação

EvoluçãoProf. Juliano van Melis

Conteúdo• A prática de conceituar uma espécie• Conceitos Atemporais: Biológico; Ecológico;Fenético• Conceitos Temporais: Cladístico (ou filogenético)• Barreiras de isolamento• Principais Modelos de Especiação: Alopátrica; Parapátrica;

Simpátrica

OS CONCEITOS DE ESPÉCIES Conceito de Espécie e Especiação

Conceito de EspécieNa prática

Haliaeetus leucocephalus

Aquila chrysaetos

Fig.(Ridley – Evolução)


Caracteres Fenéticos: são características observáveis, ou mensuráveis de um organismo, inclusive aspectos microscópicos e fisiológicos.

Caracteres de “diagnóstico”Caracteres de “definição”

DESCRIÇÃO ≠ DIAGNÓSTICO DE UMA ESPÉCIE

+ PeludoConfiguração dentáriaCauda mais curtaOrelhas menores

Bassaricyon neblina (Carnivora-Procyonidae)


Diagnose


doi:10.3390/molecules181215329 + em Taxonomia Numérica

http://dx.doi.org/10.3390/molecules181215329


Canis lupus

Canis lupus familiaris


Fig.(Ridley – Evolução)Distribuição do Gênero Ensatina no Oeste dos EUA

Espécies em Anel



Quando o conceito de espécie é debatido, o que é debatido é o conceito e não como é realizado na prática!

Forma, ou condição do caráter (ex: tamanho do bico)

Conceito de EspécieVertical vs Horizontal


Conceito Vertical Conceito TemporalConceito Horizontal Conceito Atemporal

Evolução de Taeniodonta. Adaptado de Patterson, 1949

Conceito de EspécieVertical vs Horizontal

Conceitos AtemporaisBiológico

“Grupos populacionais que conseguem se reproduzir e são isoladas reprodutivamente de outros grupos.”

Equus africanus asinus (2n=62)Equus caballus (2n=64)


“Grupos populacionais que conseguem se reproduzir e são isoladas reprodutivamente de outros grupos.”

“Advogados”MayrHuxleyDobzhansky+ Zoólogos...

Conjunto Gênico(“gene pool”)


Espécie por reconhecimento: Conjunto de indivíduos que compartilham um sistema específico de reconhecimento para acasalamento (SMRS –Specific Mate Recognition System).

evolution.berkeley.edu

Conceitos AtemporaisEcológico

Conjunto de indivíduos que exploram o mesmo nicho (ou conjunto de nichos)

conífera

Setophaga tigrina

Setophaga coronata

Setophaga castanea

Altu

ra d

e al

imen

taçã

o (m

etro

s)

Conceitos AtemporaisFenético

Classificação segundo caracteres fenéticos.Ao contrário dos conceitos biológico e ecológico, o conceito fenético não explica o porquê da classificação.

Conceito tipológico de espécie

Conceitos TemporaisFilogenético

Controvérsias entre os conceitos

• Conceito Fenético: problemas teóricos• Conceito Biológico: E as bactérias, prototictas

e outros organismos assexuados?• Conceito Ecológico: mesmo com fluxo gênico,

pode haver diferenças de nichos.

Conceito Taxonômico: Nominalista ou Realista?

BARREIRAS DE ISOLAMENTOConceito de Espécie e Especiação

Barreiras de Isolamento

Mecanismos Pré-Zigóticos- Isolamento ecológico ou de Habitat


Mecanismos Pré-Zigóticos- Isolamento temporário ou sazonal

Tempo (meses)

sp2sp1


Mecanismos Pré-Zigóticos- Isolamento etológico ou Sexual


Mecanismos Pré-Zigóticos- Isolamento mecânico

estame estame

estigma

estame estame

estigma

Espécie A Espécie B

HERCOGAMIA DE APROXIMAÇÃO HERCOGAMIA INVERTIDA


Mecanismos Pré-Zigóticos- Isolamento mecânico

Figura: (Campbell et al. – Biologia)


Mecanismos Pré-Zigóticos- Isolamento por polinização

© Reinaldo Aguilar

Posoqueria latifolia - Rubiaceae

Especializada em atrair um grupo de polinizadores


Mecanismos Pré-Zigóticos- Isolamento Gamético



Mecanismos Pós-Zigóticos- Inviabilidade do híbrido



Mecanismos Pós-Zigóticos- Esterilidade do híbridoFigura: (Campbell et al. – Biologia)


Mecanismos Pós-Zigóticos- Desmoronamento do híbrido


Variação GeográficaPrincipais fatores:- Adaptação ao local;- Deriva Genética

Variação GeográficaPrincipais fatores:- Adaptação ao local;- Deriva Genética

Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/Subspecies_of_Canis_lupus

Variação Geográfica

Fonte: Ridley - Evolução

Figura: Mapa e distribuição do Pardal (Passer domesticus) em relação ao seu tamanho.

Lugares mais frios Maiores pardais



Clina: Representação gráfica da variação geográfica

(A) Gradiente contínuo: provavelmente herança poligênica;



Clina: Representação gráfica da variação geográfica

(B) Seleção natural em diferentes genótipos, e há fluxo gênico entre as populações;(C) Igual (B), mas o ambiente muda gradativamente

Conceituando uma espécie

Pensamento Tipológico• Utilizado pelos taxonomistas;• Assume um tipo ideal de uma

espécie;• Conceito “ideal” e “não ideal”;

Pensamento Populacional• Leva em consideração o fluxo

gênico;

Figura: Campbell et al. – Biologia

Conceituando uma espécie Calculando a variação genética de uma subpopulação (Gst)

𝐺𝑠𝑡=𝐻𝑇−𝐻 𝑆

𝐻𝑇

HT: Heterozigosidade Total

HS: Heterozigosidade Subpopulação

Influencias ecológicas na formação de uma espécie

Razão escamoso/dentário

Plethodon


Razão escamoso/dentário

Deslocamento de caracteres


Lagartos Anolis

PROXIMIDADE FILOGENÉTICA (HT: Darwin)

MODELOS DE ESPECIAÇÃO

Conceito de Espécie e Especiação

Modelos de EspeciaçãoAnagênese

Cladogênese

Modelos de Especiação

Modelos de Especiação

Uma nova espécie pode ter uma relação com seu ancestral como:• Alopátrica• Parapátrica• Simpátrica

Modelos de EspeciaçãoEspeciação Alopátrica


Figura: Campbell et al. – Biologia


Em Laboratório

Especiação alopátrica por dispersão

Especiação alopátrica por vicariância

Hipótese dos refúgios

Clima úmido

Clima seco

Clima úmido

Plantas

Aves

Hipótese dos refúgios: dados que apoiam

Modelos de EspeciaçãoEspeciação Parapátrica

Gradiente ambiental

Gradiente genético

Modelos de EspeciaçãoEspeciação Simpátrica

Mycocepurus goeldii Mycocepurus castratorParasita

Rabelling et al. 2014http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.07.048

Seleção sexual também pode ser um indicativo de Especiação Simpátrica

http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.07.048

http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2014.07.048

Gradualismo Filético Equilíbrio Pontuado

Variações evolutivas apresentam uma taxa constante

Não apresenta formas intermediárias.

evolução - especiação

Education