Speciazione
In biologia che cos'è la speciazione?
In ambito biologico, il termine speciazione indica il processo che porta alla nascita di una nuova specie ovvero alla separazione di due popolazioni che col tempo si differenziano sufficientemente da soddisfare il criterio che le definisce come specie separate.
Il concetto di speciazione quindi va di pari passo con quello di specie, sebbene sia più netto di quest'ultimo. Quello di specie, infatti, è un concetto fluido, non univoco, mentre la speciazione , seppur con dei modelli teorici oggetto di discussione, rappresenta un concetto universalmente più condiviso.
La specie: un concetto fluido
Quello di specie è quindi un concetto che, come tutto ciò che pertiene alle scienze di classificazione, è figlio di una serie di postulati e non rappresentante di una verità obiettiva.
Una possibile definizione è quella di "popolazione evolutivamente indipendente", in cui cioè i processi che sono alla base dei modelli teorici di speciazione avvengono in maniera del tutto indipendente rispetto alle altre popolazioni, in condizioni di mancanza di flusso genico.
Tra i parametri utilizzati per definire il concetto di specie vi sono:
- il livello di similitudine fisica tra gli individui;
- la capacità di riproduzione con formazione di prole fertile;
- l'occupazione delle medesime nicchie ecologiche da parte di individui fisicamente similari.
Un approccio filogenetico infine, tenderebbe a definire la specie semplicemente come il più piccolo dei raggruppamenti filogeneticamente uniformi.
Comunque la si veda, la distinzione in specie è qualcosa in continuo mutamento, con nuove suddivisioni o raggruppamenti di più specie in una unica, in base alla scoperta di nuove evidenze o caratteristiche prima sconosciute.
Investigare quindi i fattori di separazione tra le popolazioni, cioè i meccanismi della speciazione, ha più senso che dibattere sulla singola definizione di cosa debba necessariamente essere considerata come specie biologica in senso assoluto.
Meccanismi di variabilità genetica
Perché vi sia speciazione, ossia le popolazioni di una specie si differenzino in specie distinte, occorrono due elementi: l'isolamento riproduttivo e la divergenza evolutiva.
La divergenza è quel processo per cui, col passare delle generazioni, due popolazioni non più in contatto riproduttivo cambiano nel proprio aspetto in maniera differente, allontanandosi dalle caratteristiche del predecessore comune e sviluppando ciascuna caratteristiche proprie.
Tali modificazioni avvengono in risposta a tre principali forze:
- la deriva genica,
- la selezione naturale,
- la mutazione.
La deriva genica è un processo casuale per cui una determinata variante allelica diviene dominante o scompare dal pool genico di una popolazione senza una precisa motivazione ecologica.
In contrapposizione alla deriva genica, vi è la selezione naturale, per cui determinati caratteri si affermano e altri scompaiono perché più o meno vantaggiosi nella competizione per la sopravvivenza.
Il processo che permette la nascita di nuove caratteristiche, che possono affermarsi o scomparire per effetto dei due processi appena decritti, è però la mutazione genica.
Perché vi sia speciazione, quindi, mutazioni deriva e selezione devono avvenire, in due popolazioni distinte, in maniera totalmente indipendente. Requisito indispensabile perché ciò avvenga è che le popolazioni si trovino in condizione di isolamento riproduttivo, cioè gli individui di ciascuna popolazione si non si accoppino con quelli della popolazione da cui si stanno separando.
Figura 1: Cause possibile dell'isolamento riproduttivo.
Modelli di speciazione
La speciazione può avvenire in tre diversi contesti, in base alle ragioni che determinano l'isolamento riproduttivo:
- speciazione allopatrica, se le popolazioni sono geograficamente separate;
- speciazione simpatrica, se le popolazioni condividono lo stesso areale geografico;
- speciazione parapatrica, se le popolazioni sono geograficamente lontane ma esistono delle zone di sovrapposizione tra gli areali.
In base alla tipologia di speciazione che si definisce, i meccanismi che determinano l'isolamento riproduttivo e la divergenza evolutiva acquisiscono connotazioni differenti.
Speciazione allopatrica
Nel caso di speciazione allopatrica l'isolamento riproduttivo è determinato dalla presenza di barriere geografiche insormontabili per gli individui.
Ciò può avvenire a causa della frammentazione del range di distribuzione della specie in seguito ad un evento, come la formazione di una montagna o l'apertura di un oceano, processi legati al processo di deriva dei continenti che rimodella costantemente la superficie del nostro pianeta, oppure per la colonizzazione di nuovi areali da parte di un gruppo di soggetti pionieri.
Speciazione simpatrica
Nel caso della speciazione simpatrica, invece, le barriere riproduttive si ergono per una moltitudine di differenti ragioni. Spesso i componenti della popolazione iniziano ad occupare nicchie ecologiche differenti.
Quando, ad esempio, iniziano ad utilizzare risorse alimentari differenti, possono insorgere dei cambiamenti a livello metabolico che possono avere ricadute sulla compatibilità riproduttiva. Oppure gli individui dalle diverse abitudini alimentari possono sincronizzare il momento della riproduzione con il periodo di maggiore abbondanza della risorsa che utilizzano, potendo andare incontro a una discrepanza nei periodi riproduttivi. Oppure possono insorgere delle differenze nella scelta dell'habitat per la riproduzione.
Figura 2: Speciazione simpatrica.
Speciazione parapatrica
Nel caso della speciazione parapatrica, il processo di divergenza prosegue nonostante il flusso genico non sia mai del tutto scomparso. In questo caso, perché ci sia speciazione, le forze che spingono per la divergenza evolutiva nelle due popolazioni sono più forti dell'azione tampone esercitata dalle popolazioni che occupano l'areale intermedio.
Un caso limite è dato dalle cosiddette specie anello, nelle quali le varie sottopopolazioni che occupano territori contigui sono in contatto riproduttivo con quelle adiacenti ma osservando le specie agli antipodi dell'anello queste appaiono molto diverse e riproduttivamente isolate.
L'eventuale scomparsa delle popolazioni intermedie determina immediatamente la separazione della popolazioni estreme in specie del tutto distinte.
Figura 3: Esempio di specie ad anello.
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