Especies

En biología, una especie es la unidad básica de clasificación y el rango taxonómico de un organismo, así como una unidad de biodiversidad. Una especie a menudo se define como el grupo más grande de organismos en el que dos individuos de los sexos o tipos de apareamiento apropiados pueden producir descendencia fértil, generalmente por reproducción sexual. Otras formas de definir especies incluyen su cariotipo, secuencia de ADN, morfología, comportamiento o nicho ecológico. Además, los paleontólogos utilizan el concepto de crono especie ya que la reproducción fósil no puede ser examinada. El número total de especies se estima entre 8 y 8,7 millones. Sin embargo, la gran mayoría de ellos no están estudiados ni documentados y puede llevar más de 1000 años catalogarlos por completo.

Todas las especies (excepto los virus) reciben un nombre de dos partes, un «binomio». La primera parte de un binomio es el género al que pertenece la especie. La segunda parte se llama el nombre específico o el epíteto específico (en la nomenclatura botánica, también a veces en la nomenclatura zoológica). Por ejemplo, Boa constrictor es una de las cuatro especies del género Boa.

Si bien las definiciones dadas anteriormente pueden parecer adecuadas, cuando se miran más de cerca representan conceptos de especies problemáticas. Por ejemplo, los límites entre especies estrechamente relacionadas se vuelven poco claras con la hibridación, en un complejo de especies de cientos de micro especies similares y en una especie de anillo. Además, entre los organismos que se reproducen solo asexualmente, el concepto de especie reproductora se rompe y cada clon es potencialmente una micro especie. Aunque ninguna de estas son definiciones completamente satisfactorias, los científicos y conservacionistas necesitan una definición de especie que les permita trabajar, independientemente de las dificultades teóricas. Si las especies fueran fijas y claramente distintas entre sí, no habría problema, pero los procesos evolutivos hacen que las especies cambien continuamente y se clasifiquen entre sí.

Las especies fueron vistas desde la época de Aristóteles hasta el siglo XVIII como categorías fijas que podían organizarse en una jerarquía, la gran cadena del ser. En el siglo XIX, los biólogos comprendieron que las especies podrían evolucionar con el tiempo suficiente. El libro de 1859 de Charles Darwin, El origen de las especies, explicó cómo las especies podrían surgir por selección natural. Esa comprensión se amplió en gran medida en el siglo XX a través de la genética y la ecología de poblaciones. La variabilidad genética surge de mutaciones y recombinación, mientras que los organismos mismos son móviles, lo que lleva al aislamiento geográfico y la deriva genética con presiones de selección variables. Los genes a veces pueden intercambiarse entre especies mediante transferencia horizontal de genes; nuevas especies pueden surgir rápidamente a través de la hibridación y poliploidía; y las especies pueden extinguirse por una variedad de razones. Los virus son un caso especial, impulsado por un equilibrio de mutación y selección, y pueden tratarse como especies de cuasies.

Especies tipológicas o morfológicas.

Una especie tipológica es un grupo de organismos en el que los individuos se ajustan a ciertas propiedades fijas (un tipo), de modo que incluso las personas que no saben leer y escribir a menudo reconocen el mismo taxón que los taxonomistas modernos. Los grupos de variaciones o fenotipos dentro de los especímenes (como colas más largas o cortas) diferenciarían las especies. Este método se usó como un método «clásico» de determinación de especies, como con Linneo al principio de la teoría evolutiva. Sin embargo, los fenotipos diferentes no son necesariamente especies diferentes (por ejemplo, una Drosophila de cuatro alas nacida de una madre de dos alas no es una especie diferente). Las especies nombradas de esta manera se denominan morfoespecies.

En la década de 1970, Robert R. Sokal, Theodore J. Crovello y Peter Sneath propusieron una variación de esto, una especie fenética, definida como un conjunto de organismos con un fenotipo similar entre sí, pero un fenotipo diferente de otros conjuntos de organismos. Difiere del concepto de especie morfológica al incluir una medida numérica de distancia o similitud con entidades de agrupación basadas en comparaciones multivariadas de un número razonablemente grande de rasgos fenotípicos.

Reconocimiento y cohesión de especies

Una especie de reconocimiento de pareja es un grupo de organismos de reproducción sexual que se reconocen entre sí como posibles parejas. Ampliando esto para permitir el aislamiento posterior al apareamiento, una especie de cohesión es la población más inclusiva de individuos que tiene el potencial de cohesión fenotípica a través de mecanismos de cohesión intrínseca; no importa si las poblaciones pueden hibridarse con éxito, siguen siendo especies de cohesión distintas si la cantidad de hibridación es insuficiente para mezclar completamente sus respectivos grupos de genes. El concepto biosemiótica de especie proporciona un desarrollo adicional del concepto de reconocimiento.

Similitud genética y especies de códigos de barras

Una región del gen para la enzima citocromo c oxidasa se usa para distinguir especies en la base de datos del Código de Barras de los Sistemas de Datos de Vida.

En microbiología, los genes pueden moverse libremente incluso entre bacterias distantes, posiblemente extendiéndose a todo el dominio bacteriano. Como regla general, los microbiólogos han asumido que los tipos de bacterias o arqueas con secuencias de genes de ARN ribosómico 16S más similares al 97% entre sí deben verificarse mediante hibridación de ADN-ADN para decidir si pertenecen a la misma especie o no. Este concepto se redujo en 2006 a una similitud del 98,7%.

La hibridación ADN-ADN está desactualizada, y los resultados a veces han llevado a conclusiones engañosas sobre las especies, como con la pomarina y la gran skua. Los enfoques modernos comparan la similitud de secuencia utilizando métodos computacionales.

El código de barras de ADN se ha propuesto como una forma de distinguir especies adecuadas incluso para el uso de personas no especializadas. El llamado código de barras es una región del ADN mitocondrial dentro del gen de la citocromo c oxidasa. Una base de datos, Barcode of Life Data Systems (BOLD) contiene secuencias de código de barras de ADN de más de 190,000 especies. Sin embargo, científicos como Rob DeSalle han expresado su preocupación de que la taxonomía clásica y el código de barras de ADN, que consideran un nombre inapropiado, deben conciliarse, ya que delimitan las especies de manera diferente. La introgresión genética mediada por endosimbiontes y otros vectores puede hacer que los códigos de barras sean ineficaces en la identificación de especies.

Especies filogenéticas, cladísticas o evolutivas.

El concepto de especie cladística o filogenética es que una especie es el linaje más pequeño que se distingue por un conjunto único de rasgos genéticos o morfológicos. No se hace ninguna afirmación sobre el aislamiento reproductivo, lo que hace que el concepto sea útil también en paleontología, donde solo hay evidencia fósil disponible.

Una especie filogenética o cladística es un linaje evolutivamente divergente, uno que ha mantenido su integridad hereditaria a través del tiempo y el espacio. Una especie cladista es el grupo más pequeño de poblaciones que puede distinguirse por un conjunto único de rasgos morfológicos o genéticos. Los marcadores moleculares pueden usarse para determinar las similitudes genéticas en el ADN nuclear o mitocondrial de varias especies. Por ejemplo, en un estudio realizado sobre hongos, el estudio de los caracteres de nucleótidos utilizando especies cladísticas produjo los resultados más precisos al reconocer las numerosas especies de hongos de todos los conceptos estudiados. Las versiones del concepto de especies filogenéticas pueden enfatizar la monofilia o la capacidad de diagnóstico. El concepto puede conducir a la división de especies existentes, por ejemplo, en bóvidos, al reconocer antiguas subespecies como especies, a pesar del hecho de que no hay barreras reproductivas, y las poblaciones pueden clasificarse morfológicamente. Otros han llamado a este enfoque inflación taxonómica, diluyendo el concepto de especie y haciendo que la taxonomía sea inestable. Sin embargo, otros defienden este enfoque, considerando la «inflación taxonómica» peyorativa y calificando la visión opuesta como «conservadurismo taxonómico»; alegando que es políticamente conveniente dividir especies y reconocer poblaciones más pequeñas a nivel de especie, porque esto significa que pueden incluirse más fácilmente como en peligro en la lista roja de la UICN y pueden atraer legislación y financiamiento para la conservación.

A diferencia del concepto de especie biológica, una especie cladista no depende del aislamiento reproductivo, por lo que es independiente de los procesos que son integrales en otros conceptos. Funciona para linajes asexuales. Sin embargo, no funciona en todas las situaciones y puede requerir más de un locus polimórfico para obtener un resultado preciso.

Una especie evolutiva, sugerida por George Gaylord Simpson en 1951, es «una entidad compuesta de organismos que mantiene su identidad de otras entidades a través del tiempo y el espacio, y que tiene su propio destino evolutivo independiente y tendencias históricas». Esto difiere del concepto de especie biológica en la encarnación de la persistencia en el tiempo. Wiley y Mayden afirman que ven el concepto de especie evolutivo como «idéntico» al concepto de especie como linaje de Willi Hennig, y afirman que el concepto de especie biológica, «las varias versiones» del concepto de especie filogenética, y la idea de que las especies son del mismo tipo que los taxones superiores no son adecuados para estudios de biodiversidad (con la intención de estimar con precisión el número de especies). Sugieren además que el concepto funciona tanto para las especies asexuales como para las que se reproducen sexualmente.

Especies ecológicas

Una especie ecológica es un conjunto de organismos adaptados a un conjunto particular de recursos, llamado nicho, en el medio ambiente. Según este concepto, las poblaciones forman los grupos fenéticos discretos que reconocemos como especies porque los procesos ecológicos y evolutivos que controlan cómo se dividen los recursos tienden a producir esos grupos.

Especies genéticas

Una especie genética definida por Robert Baker y Robert Bradley es un conjunto de poblaciones de cruzamiento genéticamente aisladas. Esto es similar al concepto de especies biológicas de Mayr, pero enfatiza el aislamiento genético más que el reproductivo. En el siglo XXI, se puede establecer una especie genética comparando secuencias de ADN, pero antes había otros métodos disponibles, como comparar cariotipos (conjuntos de cromosomas) y aloenzimas (variantes enzimáticas).