Espécies e especiação artigo

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Espécies & especiação 
BNCC Ciencias: EF09CI11 
O que define uma espécie. Como novas espécies podem surgir de espécies existentes. 
Principais pontos 
 De acordo com o conceito biológico de espécie, organismos pertencem a mesma espécie se seu cruzamento 
produzir uma prole viável e fértil. 
 As espécies são separadas umas das outras por barreiras pré-zigóticas e pós-zigóticas, o que favorece a 
produção de uma prole viável e fértil. 
 Especiação é o processo de formação de novas espécies. Ela ocorre quando grupos dentro de uma espécie se 
tornam reprodutivamente isolados e acabam divergindo. 
 Na especiação alopátrica, grupos de uma população ancestral evoluem em diferentes espécies devido a um 
período de separação geográfica. 
 Na especiação simpátrica, grupos de uma mesma população ancestral evoluem em diferentes espécies sem 
que haja uma separação geográfica. 
Introdução 
Até certo ponto, a ideia de espécie é bem intuitiva. Você não precisa ser um zoólogo para classificar 
organismos como humanos, pandas ou girassóis em grupos baseado em suas aparências. Esse 
método funciona bem quando as espécies em questão são bastante diferentes umas das outras. 
Você provavelmente não confundiria um panda com um girassol — a menos que você precise muito 
de óculos! 
Mas quando realmente paramos para analisar, o que realmente faz de uma espécie uma espécie? 
Organismos que parecem iguais geralmente pertencem à mesma espécie, mas esse nem sempre 
é o caso. Eu, por exemplo, não consigo diferenciar a águia-pescadora-africana da águia careca a 
partir das fotos abaixo. Mas elas são, de fato, espécies diferentes. 
Por outro lado, organismos que pertencem à mesma espécie podem ter uma aparência muito 
diferente entre si. Por exemplo, cachorros vêm de todos os formatos e tamanhos—desde 
minúsculos Chihuahuas até um gigantesco Dogue Alemão—mas todos eles pertencem à mesma 
espécie: Canis familiaris, o cão doméstico. 
Se a aparência não define de forma confiável uma espécie, então o que define? Para a maioria dos 
eucariontes — como animais, plantas e fungos — os cientistas tendem a definir espécie baseado 
na compatibilidade reprodutiva. Isto é, organismos são geralmente considerados membros de uma 
mesma espécie se eles puderem reproduzir-se com êxito. 
Neste artigo, vamos explorar em maiores detalhes como as espécies são definidas. Também 
estudaremos a especiação, processo pelo qual novas espécies são formadas. 
O conceito biológico de espécie 
De acordo com a definição de espécie mais amplamente utilizada, o conceito biológico de 
espécie, uma espécie é um grupo de organismos que podem potencialmente intercruzar, ou se 
acasalar, para produzir uma prole fértil e viável. 
Nessa definição, membros de uma mesma espécie devem ter o potencial de intercruzar. Contudo, 
isso não significa que eles tenham que fazer parte de um mesmo grupo de cruzamento na vida 
real. Por exemplo, é improvável que um cachorro vivendo na Austrália e um vivendo na África se 
encontrem, mas eles poderiam ter filhotes caso se encontrassem. 
Para ser considerado uma única espécie dentro do conceito biológico de espécie, um grupo de 
organismos deve produzir uma prole fértil e saudável quando intercruzarem. Em alguns casos, 
organismos de espécies diferentes podem se acasalar e produzir uma prole saudável, mas os 
descendentes serão inférteis, não se reproduzirão. 
Por exemplo, quando uma égua e um burro se acasalam, eles produzem 
descendentes híbridos chamados de mulas. Embora uma mula, mostrada abaixo, seja 
perfeitamente saudável e possa viver até uma idade bastante avançada, ela é infértil e não pode 
ter sua própria prole. Por causa disso, nós consideramos cavalos e burros como espécies 
separadas. 
O conceito biológico de espécie conecta a ideia de uma espécie ao processo da evolução. Como 
membros de uma espécie podem intercruzar, a espécie como um todo tem um pool 
gênico comum, uma coleção de variações dos genes. 
Por outro lado, genes não são trocados entre diferentes espécies. Mesmo que organismos de 
diferentes espécies combinem seu DNA para produzir descendentes, estes serão estéreis, 
incapazes de passar seus genes. Por causa desse fluxo gênico restrito, cada espécie evolui como 
um grupo distinto de outras espécies. 
O que mantém as espécies distintas? 
O conceito biológico de espécie define organismos como sendo, ou não sendo, de uma mesma 
espécie com base na capacidade de se intercruzarem para produzir descendentes férteis. Mas 
por que espécies diferentes não conseguem intercruzar com êxito? Essa pergunta pode parecer 
tola para espécies muito diferentes (como uma planta e um animal), mas para outras como o 
cavalo e o burro (mencionados acima), é muito menos óbvio. 
De modo geral, espécies diferentes são incapazes de intercruzar e produzir descendentes 
saudáveis e férteis devido a barreiras chamadas de mecanismos de isolamento reprodutivo. 
Essas barreiras podem ser divididas em duas categorias, baseadas no momento em que elas 
agem: pré-zigóticas e pós-zigóticas. 
Barreiras pré-zigóticas 
As barreiras pré-zigóticas previnem que membros de diferentes espécies cruzem e produzam 
um zigoto, um embrião unicelular. Alguns exemplos estão abaixo: 
 Duas espécies podem ter preferência por diferentes habitats e, por isso, ser improvável que se 
encontrem. Isso é chamado de isolamento de habitat. 
[Vamos ver um exemplo?] 
 
A ilustração A mostra o grilo Gryllus pennsylvanicus preto em solo arenoso e a 
ilustração B mostra o grilo Gryllus firmus bege na grama. 
 Duas espécies podem se reproduzir em períodos diferentes do dia ou do ano e, assim, estarem 
menos propensas a se encontrarem ao procurar parceiros. Isso é chamado de isolamento 
temporal. 
[Vamos ver um exemplo?] 
 
A foto A mostra uma Rana aurora, que é bege com manchas verdes. A foto B mostra uma Rana boylii, que é um sapo marrom. 
 Duas espécies podem ter diferentes comportamentos de cortejo ou preferências de parceiros e 
assim se acharem "pouco atraentes". Isso é conhecido como isolamento comportamental. 
 Duas espécies podem produzir óvulos e espermatozoides que não conseguem se combinar na 
fecundação, mesmo que se encontrem durante o acasalamento. Isso é conhecido 
como isolamento gamético. 
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 Duas espécies podem ter corpos ou estruturas reprodutivas que simplesmente não se encaixam. 
Isso é chamado de isolamento mecânico. 
 
Todos esses são exemplos de barreiras pré-zigóticas, porque elas impedem que um zigoto 
híbrido chegue a se formar. 
Barreiras pós-zigóticas 
As barreiras pós-zigóticas previnem que zigotos híbridos — embriões unicelulares com pais de 
espécies diferentes — se desenvolvam em adultos saudáveis e férteis. Barreiras pós-zigóticas 
estão frequentemente relacionadas com o conjunto misto de cromossomos do embrião híbrido, o 
qual pode não se combinar corretamente ou carregar um conjunto completo de informação. 
Em alguns casos, a incompatibilidade cromossômica pode ser letal para o embrião ou resultar em 
um indivíduo que pode sobreviver mas não é saudável. Em outros casos, um híbrido pode 
sobreviver até a idade adulta com boa saúde, mas ser infértil pois não consegue dividir seus 
cromossomos incompatíveis de forma uniforme em óvulos e esperma. Por exemplo, esse tipo de 
incompatibilidade explica por que mulas são estéreis, incapazes de se reproduzir. 
Barreiras pré-zigóticas e pós-zigóticas não apenas mantêm as espécies distintas, como também 
desempenham um papel na formação de novas espécies, como veremos a seguir. 
Como surgem novas espécies? 
Novas espécies surgem através de um processo chamado de especiação. Na especiação, uma 
espécie ancestral se divide em duas ou mais espécies descendentes que são geneticamente 
diferentes uma da outra e não conseguem mais se intercruzar. 
Darwin imaginou a especiação como um evento de ramificação. Na verdade, ele a considerou tão 
importanteque a representou na única ilustração de seu famoso livro, A Origem das Espécies, 
abaixo à esquerda. Uma representação moderna das ideias de Darwin é mostrada na árvore 
evolutiva dos elefantes e seus parentes, abaixo à direita, a qual reconstrói os eventos de 
especiação durante a evolução deste grupo. 
 
Para que a especiação ocorra, duas novas populações devem ser formadas a partir de uma 
população original, e elas devem evoluir de tal maneira que se torne impossível para os indivíduos 
das duas novas populações se intercruzarem. Os biólogos frequentemente dividem as formas pelas 
quais a especiação pode ocorrer em duas grande categorias: 
 Especiação alopátrica — 'alo' significando outra e 'pátrica' significando terra natal — envolve a 
separação geográfica de populações de uma espécie aparentada e subsequente evolução. 
 Especiação simpátrica — 'sim' significando mesma e 'pátrica' significando terra natal — envolve 
especiação dentro de uma espécie aparentada, permanecendo em um local. 
Vamos olhar mais detalhadamente para essas formas de especiação e como elas 
funcionam.Especiação simpátrica 
 
Em especiação simpátrica, organismos de uma mesma espécie ancestral tornam-se 
reprodutivamente isolados e divergem sem qualquer separação física. 
A priori, essa ideia parece meio estranha, especialmente depois de pensar sobre especiação 
alopátrica. Por que grupos de organismos em uma população deveriam parar de cruzarem entre si 
quando ainda vivem em um mesmo lugar? 
Existem muitas maneiras pelas quais a especiação simpátrica pode acontecer. Entretanto, um 
mecanismo que é muito comum - isto é, em plantas!- envolve erros na separação de cromossomos 
durante a divisão celular. Vamos olhar mais de perto. 
Especiação alopátrica 
Na especiação alopátrica, organismos de espécies ancestrais evoluem em duas ou mais espécies 
descendentes depois de um período de especiação causada por barreira geográfica, como uma 
cadeia de montanha, deslizamento de rochas ou um rio. 
Às vezes, as barreiras, assim como um rio de lava, separam populações por mudanças na 
paisagem. Outras vezes, populações se separam depois que alguns membros cruzam um barreira 
pré-existente. Por exemplo, membros de uma população principal podem isolar-se em uma ilha se 
eles flutuarem em pedaços de escombros. 
Uma vez que os grupos estão reprodutivamente isolados, eles podem sofrer divergência genética. 
Isto é, eles podem se tornar, gradualmente, mais e mais diferentes na sua composição genética e 
características hereditárias ao longo de muitas gerações. A divergência genética acontece devido 
à seleção natural, a qual pode favorecer diferentes características em cada ambiente e outras 
forças evolutivas como a deriva genética. 
À medida que divergem, os grupos podem evoluir caracteres que agem como barreiras pré-
zigóticas e/ou pós-zigóticas à reprodução. Por exemplo, se um grupo desenvolve tamanho de corpo 
grande e o outro tamanho de corpo pequeno, os organismos podem não ser fisicamente capazes 
de copular - uma barreira pré-zigótica - se as populações estão reunidas. 
Se as barreiras reprodutivas que surgiram são fortes - prevenindo efetivamente o fluxo gênico - os 
grupos evoluirão por caminhos diferentes. Isto é, eles não trocarão genes um com o outro, mesmo 
que a barreira geográfica seja removida. Neste ponto, os grupos podem ser considerados espécies 
distintas. 
Estudo de caso: esquilos e o Grand Canyon 
O Grand Canyon foi gradualmente esculpido pelo rio Colorado ao longo de milhões de anos. 
Antes dele ser formado, apenas uma espécie de esquilo habitava a região. À medida que o 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/her/evolution-and-natural-selection/v/introduction-to-evolution-and-natural-selection
https://pt.khanacademy.org/science/biology/her/heredity-and-genetics/a/genetic-drift-founder-bottleneck
canyon se tornava mais profundo, tornou-se cada vez mais difícil para os esquilos viajarem entre 
os lados norte e sul. 
Finalmente, o canyon tornou-se muito profundo para os esquilos cruzarem e um subgrupo de 
esquilos tornou-se isolado em cada lado. Como os esquilos nos lados sul e norte estavam 
reprodutivamente isolados um do outro, devido à barreira do próprio canyon, eles por fim 
divergiram em diferentes espécies 
Poliploidia 
Poliploidia é a condição onde se tem mais que dois conjuntos completos de cromossomos. 
Diferente de humanos e animais, as plantas são geralmente tolerantes a mudanças no seu número 
de conjuntos de cromossomos, e um aumento no número de cromossomos, chamado ploidia, pode 
ser uma receita instantânea para especiação simpátrica em plantas. 
Como poderia a poliploidia levar à especiação? Como exemplo, vamos considerar o caso onde 
uma planta tetraploide - 4n, tendo quatro conjuntos de cromossomos- de repente aparecer numa 
população diploide - 2n, que tem dois conjuntos de cromossomos. 
Tal planta tetraploide pode surgir se ocorrerem erros na separação de cromossomos durante 
a meiose produzindo um óvulo diploide e um esperma diploide que se encontram e formam um 
zigoto tetraploide. Este processo está representado de maneira esquemática abaixo, mas se você 
quiser saber mais sobre como os erros de separação podem realmente ocorrer, você pode aprender 
mais no artigo sobre não-disjunção. 
 
Quando a planta tetraploide se torna adulta, ela produzirá óvulos e espermas diploides, 2n. Estes 
óvulos e espermas podem prontamente se combinarem com outros óvulos e espermas diploides 
por auto-fertilização, o que é comum em plantas, produzindo mais plantas tetraploides. 
Por outro lado, óvulos e espermas diploides pode ou não combinarem efetivamente com óvulos ou 
espermas haploides, 1n, da espécie parental. Mesmo que os gametas diploide e haploide se unam 
para produzir uma planta triploide, com três conjuntos de cromossomos, esta planta será 
https://pt.khanacademy.org/science/biology/cellular-molecular-biology/meiosis/a/phases-of-meiosis
https://pt.khanacademy.org/science/biology/classical-genetics/chromosomal-basis-of-genetics/a/aneuploidy-and-chromosomal-rearrangements
possivelmente estéril porque seus três conjuntos de cromossomos não pode se parear 
propriamente durante a meiose. 
 
Porque as plantas tetraploides e a espécie diploide da qual elas vieram não podem produzir 
descendentes férteis juntas, nós as consideramos duas espécies separadas. O que significa que 
especiação pode ocorrer logo após uma única geração. 
A especiação por poliploidia é comum em plantas, mas é rara em animais. Em geral, espécies 
animais são muito menos propensas a tolerar mudanças na ploidia. Por exemplo, embriões 
humanos que são triploides ou tetraploides não são viáveis - eles não sobrevivem. 
Especiação simpátrica sem poliploidia 
Pode ocorrer especiação simpátrica, especiação sem separação geográfica, por mecanismos além 
da poliploidia? Há algum debate sobre quão importante ou comum esse mecanismo é, mas a 
resposta parece ser sim, ao menos em alguns casos. Por exemplo, especiação simpátrica pode 
acontecer quando subgrupos de uma população usam diferentes habitats ou recursos, mesmo que 
esses habitats ou recursos estejam na mesma área geográfica. 
Um clássico exemplo é a mosca-da-maçã norte-americana. Como o nome sugere, as moscas-da-
maçã norte-americanas, semelhantes a foto abaixo, podem se alimentar e copular em árvores de 
maçãs. O hospedeiro original dessas moscas, entretanto, era o espinheiro branco. Foi somente 
quando os europeus introduziram as árvores de maçãs há aproximadamente 200 anos que 
algumas moscas da população começaram a explorar as maçãs como foi outra fonte de alimento. 
As moscas que nasceram em maçãs tendiam a se alimentar de maçãs e copularem com outras 
moscas nas maçãs, enquanto as moscas nascidas em espinheiros brancos tendiam a fazer o 
mesmo mas nos espinheiros. Dessa forma, a população foi efetivamente dividida em dois grupos 
com fluxo gênico limitado entre elas,mesmo não havendo razões para que uma mosca da árvore 
de maçã não pudesse ir a um espinheiro branco, ou vice-versa. 
Com o passar do tempo, a população divergiu em dois grupos geneticamente distintos com 
adaptações, caracteres surgidos de seleção natural, que eram específicas para frutos de maçãzeira 
ou espinheiros. Por exemplo, as moscas das maçãs e de espinheiros emergem em diferentes 
períodos do ano e esta diferença especificada geneticamente sincroniza-as com a data de 
emergência dos frutos nos quais elas vivem. 
Algum cruzamento entre populações ainda ocorre entre moscas especialistas em maçãs e as de 
espinheiros, então elas ainda não são duas espécies separadas. Entretanto, muitos cientistas 
acreditam que este é um caso de especiação simpátrica em progresso. 
Resumo 
O conceito biológico de espécie define uma espécie como um conjunto de indivíduos vivendo em 
uma ou mais populações que podem potencialmente intercruzar produzindo descendentes 
saudáveis e férteis. Outros conceitos de espécie existem e podem ser mais úteis para certos tipos 
de organismos. 
Espécies são mantidas distintas umas das outras por barreiras pré-zigóticas e pós-zigóticas. Estas 
barreiras evitam que os organismos das diferentes espécies produzam descendentes férteis, 
agindo antes e depois da formação do zigoto, respectivamente. Essas barreiras mantêm 
o isolamento reprodutivo das espécies. 
Novas espécies formam-se por especiação, na qual uma população ancestral se separa em duas 
ou mais populações descendentes geneticamente distintas. A especiação envolve isolamento 
reprodutivo de grupos dentro da população original e acumulação de diferenças genéticas entre os 
dois grupos. 
Na especiação alopátrica, grupos tornam-se reprodutivamente isolados e divergem devido a uma 
barreira geográfica. Na especiação simpátrica, o isolamento reprodutivo e a divergência ocorrem 
sem barreiras geográficas - por exemplo, por poliploidia. 
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