Evolução II - aula 3

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MODOS DE ESPECIAÇÃO
A partir daqui será considerado o conceito biológico de espécie: uma unidade evolutiva, que é mantida pela interrupção do fluxo gênico com as outras espécies mais próximas;
Tipos de isolamento:	Comment by Paula Buzutti: Se uma população migrou para um lugar muito longe do seu local original, devo considerar isolamento geográfico por dispersão ou por vicariância, já que a distância atua como uma barreira geográfica?
Geográfico:
Dispersão: uma espécie ocupa uma determinada área, uma parte da população dessa espécie migra para outro local e pela distância ou por suplantar uma barreira, essa população que migrou forma uma colônia que pode dar origem a uma nova espécie;
Vicariância: duas parcelas da população se separam sem sair do lugar; a área de distribuição da espécie continua a mesma, contudo, se estabelece na área de distribuição dessa população uma barreira geográfica (mudança do curso de um rio, soerguimento de uma montanha, separação de continentes), ecológica (a área que separa as duas parcelas da população se tornou muito árida, impedindo o trânsito);	Comment by Paula Buzutti: Surge um barreira
O resultado da separação da população pode ser especiação, elas podem evoluir para novas espécies, se nesse processo de isolamento, acumulam-se variantes genéticas que tornam o cruzamento incompatível entre essas duas populações, tendo duas espécies biológicas. Dessa forma, o isolamento geográfico permite que duas entidades evolutivas passem a evoluir separadamente e ocorra divergências, e essas divergências podem ocasionar o isolamento reprodutivo. 
Enquanto o isolamento geográfico é um fator extrínseco a espécie, o isolamento reprodutivo é um fator intrínseco, depende da variabilidade genética que se originou nessas populações, sendo uma característica genética da espécie, que fazem com que as diferentes espécies que se formaram, se retornarem a simpatria, não se intercruzem mais. O isolamento geográfico por muito tempo, frequentemente, resulta em isolamento reprodutivo.
Reprodutivo: Propriedade intrínseca à espécie. Deve-se a existência de características biológicas que fazem com que diferentes espécies que ocupam o mesmo habitat mantenham conjuntos gênicos distintos.
Modelos de especiação que diferem quanto ao aspecto geográfico:
Especiação alopátrica por vicariância (alopátrica por divergência):
Quando duas populações passam a evoluir separadas por uma barreira, elas passam a divergir separadamente, acumulando variabilidade genética independentemente, pois mutação é casual e a seleção que acontece no ambiente depende de fatores do ambiente, ao final se tem duas populações divergentes que se retornarem a simpatria, podem estar em diferentes momentos da divergência. Podem ter divergido, mas ainda não especiaram, não evoluíram o isolamento reprodutivo total, então se tem uma zona híbrida intraespecífica/larga (os híbridos formados tem valor adaptativo semelhante as populações originais), sendo o provável resultado a coalescência e perda da divergência. Mas se passou muito tempo, podem ser subespécies, então os híbridos podem ter o valor adaptativo inferior aos parentais (zona híbrida estreita), os parentais se cruzam preferencialmente entre si, deixando mais descendentes do que os híbridos, assim a zona híbrida estreita deixará de existir e as populações não vão mais se intercruzar. Se o isolamento reprodutivo já se instalou completamente, as populações não se intercruzam mais, sendo espécies diferentes.
Nesse tipo de especiação, a barreira se estabeleceu na área de distribuição da espécie, e esta não saiu do seu local, por conta de permanecer no seu local de distribuição inicial, cujo qual a população já está adaptada, o acúmulo de variações genética leva muito mais tempo para ocorrer quando comparada com a especiação alopátrica por dispersão, em que uma parcela da população migra para outro local, o qual a mesma não está adaptada. Além disso, migração é uma amostragem da população original, podendo não representar a variabilidade genética da população original. Dessa forma, a evolução terá fatores evolutivos diferentes em cada um dos casos, seleção no primeiro e deriva genética no segundo. No segundo caso, com a variabilidade genética diferente da população original, ela deve se adaptar para não se extinguir, se adaptando e sendo uma população pequena, ocorre o efeito do fundador, a especiação será muito mais rápida do que no primeiro caso.
Ex: especiação do gênero Alpheu.
Morfologia: 7 pares de morfo-espécies, ou seja, 14 espécies; cada espécie do par de espécies irmãs estão de um lado do Istmo. Elas foram analisadas quanto a diferença genética (DNA mitocondrial), o que corrobora com os dados morfológicos. As espécies irmãs compartilham um ancestral mais recente entre si do que com as espécies que estão do mesmo lado do Istmo. Além disso, quanto mais distante geneticamente (divergência) (aloenzimas, CO1), menor é a corte, ou seja, espécies irmãs cortejam muito/facilmente e espécies que não são irmãs cortejam menos. Todas as espécies são isoladas reprodutivamente, dessa forma, mesmo com a corte e a produção de descendentes, estes são estéreis (IR pós zigótico). Segundo os autores, o grau de divergência genética do DNA mitocondrial (citocromo oxidase 1) reflete o tempo de separação das espécies que compartilham o ancestral comum, ou seja, existem espécies mais divergentes porque elas se separaram primeiro, já que o surgimento da barreira foi gradual e há espécies de águas mais profundas (se separaram primeiro) e de águas mais rasas, assim a distância genética é um indicativo do tempo de divergência. As espécies 6 e 7 habitam águas mais profundas e especiaram primeiro
Nenhum par de espécies foi reciprocamente monofilético para todos os locos, ou seja, não são espécies genealógicas.	Comment by Paula Buzutti: Tá certo?
O tempo de coalescência é diferente para diferentes genes.
- Parafilia e polifilia:
Fase transitória em especiação recente.
Especiação no par A. utriensis/A. cristulifrons e A. umbo/A. schmitti (esses pare se se mantêm monofilético maior número de vezes): muito anterior a 3 maa – formação gradual do Istmo – esses pares divergiram primeiro, mas não se pode usar o grau de divergência do gene para inferir se já houve especiação ou não, pois a variação genética pode ocorrer junto ou antes da especiação, de forma que o grau de divergência pode ser diferente entre genes distintos.
Variância na distância genética de COI explicada por polimorfismo ancestral (a separação não foi no momento da divergência), e não por variação no tempo da divergência das espécies, ou seja, como os genes coalescem em tempos diferentes tem-se que considerar toda a composição genética para fazer uma inferência do tempo de variação. Assim, a árvore de genes só vai representar a árvore de espécies quando a monofilia for completa.
Nesse exemplo é possível inferir a vicariância analisando as condições ambientais e variabilidade genética, mas para inferir o tempo da vicariância, é preciso uma abordagem geral da variação genética.
 
Especiação peripátrica (alopátrica por efeito do fundador): Especiação Alopátrica por Efeito do Fundador; Especiação por Deslocamento de Pico
Nem toda especiação peripátrica ocorre por efeito do fundador.
Populações isoladas, com distribuição em localização periférica da distribuição da provável espécie ancestral, frequentemente são altamente divergentes (Mayr, 1954; 1982).
Especiação Peripátrica: quando populações são fundadas a partir da migração da população ancestral, ocorrem mudanças rápidas se as trocas gênicas forem interrompidas. Assim a especiação peripátrica é caracterizada pela ocorrência de mudanças rápidas em populações pequenas, fundadas por poucos indivíduos e com trocas gênicas interrompidas com o corpo principal da espécie. Sendo que tais mudanças rápidas se devem a combinação de DV e SN em uma colônia fundada por poucos colonizadores que sofre gargalo-da-garrafa.
Efeito do Fundador: é caracterizado pelo fato de os colonizadoreslevarem apenas alguns alelos de cada locus gênico da população parental, assim a sequências alélicas em alguns locos diferem daquelas das populações parentais devido a acidentes de amostragem (Deriva Genética). Assim, a base do efeito do fundador são os erros de amostragem.
Efeito do fundador e revolução genética:
Perda e recuperação da variabilidade genética em uma população fundadora. (A) população ancestral; (B) evento de dispersão e erros de amostragem, porque B tem uma variabilidade genética menor do que A; (C) diminuição do tamanho populacional e da variabilidade genética; (D) surgimento de mutações favoráveis ao novo ambiente, de forma que a SN favorece os indivíduos que tem os alelos novos, e estes se combinam com os alelos antigos, se o resultado for positivo, a população suplanta a crise de variabilidade genética e adaptação, passando pelo gargalo da garrafa, mas se não surgir alelos favoráveis, a população pode se extinguir antes de passar pelo gargalo da garrafa. Se ela passa pelo gargalo da garrafa, a população tem novos alelos que a permite crescer, se adaptar, diminuindo o endocruzamento, readquirindo variabilidade genética. Assume-se que a variabilidade genética final é diferente da inicial.
O efeito do fundador ocorre se a população é pequena, se o erro de amostragem é significativo, assim, os indivíduos cruzam entre si, mas a população ainda é pequena, eles se cruzam entre si novamente, ou seja, o endocruzamento é alto em uma população fundadora pequena, se ela for maior, o endocruzamento já não é tão alto. O endocruzamento leva a homozigose e expõe a carga genética, e muitos genes deletérios são recessivos, e estão presentes na população em heterozigose, devido ao endocruzamento eles aparecem em homozigose, matando indivíduos, o que leva a diminuição da população e da variabilidade genética (os genes deletérios são eliminados da população)
Efeito do Fundador é a alteração inicial nas frequências alélicas por deriva genética, que promovem uma cadeia de mudanças genéticas em outros locos. Porque dependendo do que foi amostrado em B o resultado será diferente em E.
Principal crítica ao efeito do fundador: nem todas as populações que migram são suficientemente pequenas para que ele aconteça, mas ainda assim pode ocorrer especiação dessas populações. Com efeito do fundador ou sem ele, frequentemente, esse tipo de especiação é mais rápida, pois a população tem deriva genética, tem erro de amostragem e passa a evoluir num outro ambiente.
Ex: 
Relações entre haplótipos de DNA mitocondrial de Peromyscus maniculatus, (amplamente distribuído no sudeste dos EUA) e de P. polionotus (distribuição periférica à de P. maniculatus).
Não há barreira geográfica. P. maniculatus tem maior diversidade genética e distribuição geográfica que P. polionotus (populações maiores acumulam mais variabilidade genética). São espécies irmã, formam um grupo monofilético, são isoladas reprodutivamente. P. maniculatus não é uma espécie monofilética, é espécie biológica, mas não é genealógica, pois um dos grupos de haplótipos de P. maniculatus compartilha um alelo ancestral mais recente com o grupo de haplótipos de P. polionotus, com isso, pode-se inferir que houve a migração do portador do haplótipo ancestral compartilhado pelas duas espécies para outro local, onde ele deu origem a P. polionotus.
Indícios de que esse processo de especiação ocorreu por dispersão: P. polionotus compartilha variabilidade genética com apenas uma parte de P. maniculatus, além de ser isolado geograficamente e tem menor variabilidade genética. A hipótese é de que P. polionotus se originou por migração de uma parcela da população de P. maniculatus.
b. Dispersão e Colonização e Efeito do Fundador em Drosophila no Hawai: Radiação Adaptativa em Drosophila no Hawai.
São 700 espécies endêmicas, são as mais diversas quando comparando-as entre si (diversidade de padrão de coloração, de ornamentos nas asas, comportamentos), forma grupos de espécies (conjunto de espécies que compartilham um ancestral comum), foram realizados estudos com inversões cromossômicas sugere que as 103 espécies analisadas compartilham um ancestral que colonizou uma das ilhas mais antigas, a proposta é que isso ocorra com as 700 espécies. 
As ilhas soergueram em tempos diferentes, e que as espécies são endêmicas das ilhas. Segundo a filogenia de 2 genes mitocondriais (16S and COII) e 4 genes nucleares (Adh, Gpdh, Yp,1 e Yp2), o grupo é monofilético, porém D. silvestris não é monofilética (tem 2 ramos), D. heteroneura é monofilética, mas tem duas populações divergentes, existe uma concordância total entre divergência mais remota e mais recente e localização nas ilhas: D. hemispiza é endêmica de Oahu, D. differens, de Molokai, D. plamitibia, de Maui, D. silvestris e D. heteroneura do Hawai, uma das populações de D. heteroneura está do lado Hilo e a outra do lado Kona, bem como as populações de D. silvestres, isso sugere que a ordem de origem das espécies nas diferentes ilhas é concordante com a ordem de surgimento das ilhas, além disso, é sugerido também, que está ocorrendo dispersão dentro da ilha Hawai, sendo esta um ambiente heterogênio, com regiões mais ou menos isoladas dos dois lados, isso sugere que quem divergiu primeiro de D. silvestres e D. heteroneura está do lado Kona. Assim, podemos inferir que a especiação se deu pela migração de amostras das espécies anteriores para as lhas que foram soerguendo ao longo do tempo. 
O sentido de dispersão das espécies foi preferencial da ilha mais antiga para a amais recente enquanto as ilhas estavam se formando, porém, depois que todas as ilhas se formaram, espera-se encontrar espécies que migraram de ilhas mais recentes para ilhas mais antigas (migração reversa), e até mesmo espécies que “pularam” ilhas, indo para ilhas mais distantes, ainda assim o padrão de migração é principalmente das ilhas mais antigas para as mais recentes. O mesmo ocorre com a planta Tarweeds, também nas ilhas havaianas.
Avaliação do Efeito do Fundador em Drosophila no Hawai: 
As drosófilas havaianas foram propostas como modelo de especiação por dispersão por efeito do fundado, porque elas, quando estudadas, tinham algumas características que justificavam o efeito do fundador: elas são muito divergentes, as espécies ancestrais tinham maior variabilidade genética do que as espécies mais derivadas (recentes). Isso foi analisado pelo polimorfismo de inversão (troca de posição de um determinado segmento cromossômico), assim, as ancestrais eram muito mais polimórficas do que as derivadas e tinham mais variabilidade genética.
	Estudos teóricos de simulação têm mostrado que 5 indivíduos são o suficiente para trazer uma amostra significativa de variabilidade genética da população. Com isso, começou-se a questionar se o efeito do fundador era uma força evolutiva importante, ou seja, ele só acontecia quando a população era menor que 5. A partir disso, começou-se a avaliar a variabilidade genética com outros caracteres, e não com polimorfismo de inversão, de forma que os estudo mostraram que as derivadas são monomórficas para inversões, tendo menor variabilidade genética, e para outros locos gênicos foi analisado polimorfismos enzimáticos, assim, foi observado que as derivadas era tão polimórficas para os alelos de aloenzimas quanto as populações ancestrais. Se tivesse ocorrido uma perda significativa da variabilidade, devia ter ocorrido tanto para as inversões quanto para as aloenzimas, como não houve uma perda significativa da variabilidade, é considerado que a diminuição do tamanho populacional na população fundadora não deve ter sido prolongada, pois para ter efeito do fundador a população deve ficar pequena por várias gerações. 	Comment by Paula Buzutti: Não ocorreu efeito do fundador, pois a diminuição do tamanho populacional na pop. fundadora não deve ter sido prolongado
	Mesmo que a amostragem fosse pequena, deveria ser pouquíssimos indivíduos (2 ou 3) a fundar a nova ilha, mas como a variabilidade não é pequena, assume-se que a amostragempode não ter sido tão pequena e mesmo que tenha sido, como a amostra chegou a uma ilha recém formada e não encontra competidores, tanto os indivíduos adaptados quanto os não tão adaptados assim.
	O efeito do fundador não é um modelo que acontece em todos os casos de especiação por dispersão. Especiação por dispersão pode ocorrer sem deslocamento de pico adaptativo.
c. Especiação no grupo willistoni de Drosophila: Alopátrica por Divergência e Peripátrica
Diferenciação genética no grupo willistoni de Drosophila: grupo constituído por 15 espécies, com uma ampla distribuição geográfica na região neotropical. Dentro desse grupo tem 6 espécies que são crípticas (D.willistoni, D.paulistorum, D.insularis, D.equinoxialis, D.pavlovskiana, D.tropicalis)
Curso Temporal da Divergência: as espécies crípticas formam um subgrupo que divergiram de um ancestral comum. 
Subespécies de D. willistone: 
D. w. willistone: leste dos Andes, Am. Central, ilhas do Caribe
D. w. quéchua: oeste dos Andes
O caráter diagnóstico dessas subespécies é a esterilidade parcial do híbrido. Fêmeas de D. w. willistone, quando cruzadas com machos de D. w. quéchua, produzem machos e fêmeas completamente férteis, mas quando são cruzadas fêmeas D. w. quéchua com machos D. w. willistone, os machos sempre são estéreis. Segue a Regra de Haldeni (quando existe esterilidade parcial, é o sexo heterogamético que apresenta esterilidade). Entre as populações geográfica tem variabilidade genética, mas não que afete a compatibilidade delas.
Hipótese: especiação por vicariância – barreira é os Andes, a ocorrência de híbridos inférteis indica que as populações de subespécies foram isoladas pelos andes e estão acumulando divergência genética que já estão apresentando incompatibilidade evolutiva. Assume-se que o isolamento geográfico por vicariância, causado pelos Andes, faz com que as populações fique isoladas, e o curso temporal da divergência, se não acontecer nada que permita o contato das populações, será formar duas espécies. Se a especiação se completar, é uma especiação por vicariância.
Subespécies de D. equinoxialis:
D. e. equinoxialis: Am. do Sul
D. e. caribbensis: Am. Central, ilhas do Caribe
O caráter diagnóstico dessas subespécies é a esterilidade parcial do híbrido. Quando se faz o intercruzamento dessas subespécies, infere-se que elas são mais divergentes que as vistas anteriormente, pois, independente do sentido do cruzamento, os híbridos machos sempre são estéreis. Pode-se dizer que o isolamento das populações de D. equinoxialis é mais antigo que o de D. willistone, pois elas são mais divergentes quanto ao aspecto estudado e estariam acumulando divergência genética a mais tempo. 
Hipótese: especiação peripátrica – pode ter ocorrido dispersão da espécie para uma ou mais ilhas, antes da formação do Istmo, e começaram a acumular variação, de forma que as populações mais ao norte continuaram a evoluir independentemente as populações vindas para a Am do Sul, e hoje, com o contato, elas voltaram a simpatria, mas elas já estiveram isoladas. Dessa forma, o processo que melhor explica isso é a dispersão com populações isoladas e que acumularam divergência genética, sento que essa dispersão teria ocorrido antes da formação do Istmo, logo, teria ocorrido antes na formação doa Antes. Baseado em tudo isso, pode-se sugerir que seja uma especiação peripátrica. 
Semi-espécies de D. paulistorum: centro-americanas: transicional; andino-brasileira; amazoniana; orinocana; interior.
As populações dessa espécie são bastante divergente, mais que das outras duas, pois quando se faz cruzamenteo interpopulacionais raramente existe corte, quando se cruzam, as fêmeas são férteis e os machos são estéries. Nos dois casos anteriores, ocorre isolamento pós zigótico inscipiente (ainda tá começando), nesse caso ocorre isolamento pós zigótico inscipiente e isolamento pré zigótico inscipiente (dificuldade de acasalemento), por isso assume-se que as semi-espécies de D. paulistorum são mais divergentes que as subespécies de D. willistone e D. equinoxialis.
Quando se testa o compatibilidade reprodutiva de populações alopátricas, é difícil acontecer acasalamento, mas se ocorre gera macho estéreis e fêmeas férteis, quando se testa o cruzamento de populações em parapatria ou simpatria, para que elas se cruzem, mesmo que este ocorra raramente, as moscas devem ser submetidas a um estresse (por ex, luz, temperatura), ou seja, quando as populações são simpátricas há uma maior dificuldade de reconhecimento. O grau de isolamento pós zigótico é o mesmo que nas outras espécies (inscipiente), o grau de isolamento pré zigótico nesse exemplo é inscipiente e maior em populações simpátricas que em alopátricas. As moscas de populações simpátricas tem polimorfismo cromossômico diferente. Essas populações diferentes que estão em simpatria, também tem representantes em alopatria. 
São chamadas de semi-espécies por possuirem isolamento pré e pós zigótico inscipientes. Quando se completar o isolamento pré e pós zigótico elas serão espécies diferentes, dando origem a 6 espécies diferentes recentes, por isso a D. paulistorum é chamada de superespécie.
Hipóteses: especiação por vicariância, aplicando a teoria do reforço e a teoria dos refúgios. 
Teoria do reforço: a seleção natural atua no híbrido contra o alelo ancestral, pois 50% dos cruzamentos são daqueles que o alelo não se diferenciou, assim eles são eliminados da população e junto com eles, sua caracteristica genética. A seleção natural atua contra a hibridização, pois 50% dos machos são estéreis, produto da hibridização, e neles estão os alelos que levam falha do reconhecimento. Assim , a seleção natural reforça as diferenças que já existiam nas duas populações. O híbrido tem valor adaptativo baixo, há divergência para uma característica sexual, devido a existencia de polimorfismos, e a seleção antural atua contra o caráter ancestral que deixa as duas espécies iguais, reforçando as diferença, por que quando a variante ancestral for eliminada, as espécies não se cruzam mais e o isolamento reprodutivo pré zigótico terá se fixado na população. Visto isso, infere-se que as populações simpátricas são mais divergentes que as populações alopátricas porque elas sofreram reforço, as alopátricas tem divergências, mas ainda tem os polimorfismos que não foram eliminados.
Teoria dos refúgios: em períodos de glaciação o clima fica mais árido, formando manchas de florestas, onde as populações são mantidas, nas áreas em que a floresta regrediu as populações ou migram para as manchas de florestas ou se extinguem junto com as árvores, formando isolados. 
No caso da D. paulistorum, assume-se que no início do divergência começou a ocorrer as glaciações sucessivas, então, tinha-se espécies amplamente ditribuidas, ocorreu a glaciação, formando as manchas de florestas e grupos de populações isoladas que acumularam divergência genética. No período interglacial, as populações se misturaram, mas já tinha variabilidade genética pois evoluiram separadamente; outra glaciação, separou de novo acumulando mais divergências genéticas, e assim sucessivamente; as que são simpátricas na região amazônica passaram por períodos em alopatria, e acumularam divergência genética, quando elas retornam a simpatria, que elas já são divergentes, a seleção natural elimina os híbridos e quando elas se separam há a oportunidade de se fixar características que afetam a corte. Então, hoje, elas retornaram a simpatria, já acumularam divergências genéticas que afeta a fertilidade e afeta o comportamento sexual, e infere-se que a seleção está atuando contra os híbridos, porque não se encontra híbridos com as inversões que caracterizam cada uma dessas semi-espécies na natureza e elas têm grande dificuldade para se acasalar (comprovado). 
As populações alopátricas passaram pelo isolamento, mas não passaram pelo efeito da seleção que leva reforço, as populações simpátricas que ficaram anteriormente isoladas, estão hoje em simpatria e o reforço acontece, por isso são maisdivergêntes. 
O modelo de especiação é vicariância, pois as populações ficaram isoladas, houve estabelecimento de barreiras – regiões de aridez -. O curso temporal da divergência é de nenhuma divergência, quando a população está se isolando, até maior divergência quanto mais tempo aconteceu a separação e quando esses fatores atuaram nas populações.
Identidade e distência genética no grupo willistone de Drosophila:
Distância genética de Nei calcula a identidade (similaridade), e fazendo o log desse valor, se tem a distência/divergência
I = [∑ (Ai x Bi) / √(∑Ai² x ∑Bi²)] 
D = -logeI
I = 1 → completamente iguais
I = 0 → completamente diferentes
Foi vista a distribuição da identidade entre populações da mesma espécies, fizeram uma média de todas as espécies, subespécies, semi-espécies, espécies crípticas, e espécies não crípticas. Os gráficos mostram a variação da identidade encontrada pela a frequência de locos gênicos que tinha tal identidade, por exemplo, quando se compara populações da mesma espécie que não são subespécies ainda, tem quase que 90% dos 38 locos analisados as populações com 1 de identidade, ou seja, elas são idênticas para esses 38 locos gênicos, mas tem um loco gênico que já tinha, entre populações geográficas que não são subespécies, identidade 0, que não compartilhavam alelos. Quando se compara subespécies, a identidade igual a 1 é menos frequente que em populações locais, e tem muito mais identidade menor do que populações locais, a identidade de subespécies é 0,795 e a de populações locais é 0,97, isso justifica o que foi inferido olhando a esterilidade, que subespécie é mais divergente do que populações locais que não são subespécies. O mesmo pode ser observado olhando a distância genética, que é 0,031 para populações locais e 0,23 para subespécies, ou seja, subespécies tem mais populações que são mais divergentes que populações locais. Quando se olha semi-espécies, a identidade delas é maior (0,873) do que a de subespécies (0,795), pois a semi-espécie tem isolamento pré zigótico incipiente, que, geralmente, não é multigênico, é uma característica que permite o reconhecimento da espécie, geralmente é monogênico, e pode ser que entre essas enzimas amostradas, nenhuma delas está relacionada com o isolamento pré zigótico, se não está, essa diversidade genética que torna a semi-espécie mais divergente que a subespécie não será amostrada; se for comparar características relacionadas com a corte, é muito provável que os gráficos mostrassem semi-espécie como mais divergente que subespécie. Espécies crípiticas são idênticas morfologicamente, mas não isoladas reprodutivamente, então, espera-se que a maior parte dos locos gênicos seja diferenciados, assim, 40% dos locos tem identidade 1, mas a maioria tem identidade muito próximo a 0. Espécies não crípticas tem também a divergência morfológica, elas são muito mais divergentes para os 38 locos gênicos dos que todas as demais. Com essa análise se confirma que a variabilidade genética aumenta de população até espécie, ou seja, a espécie acumula, temporalmente, divergências.
De populações às espécies: modelo grupo willistoni de Drosophila – Níveis discerníveis no processo de especiação
- Populações geográficas: comunidade de indivíduos de uma espécie de reprodução sexuada, na qual ocorrem cruzamentos;
- Raças: conjunto de populações locais que diferem de outros conjuntos nas frequências de alguns genes alelos ou estruturas cromossômicas (termo vago);
- Subespécies: populações de espécies que são distinguíveis por uma ou mais características (característica no grupo willistoni: esterilidade parcial do híbrido);
- Semi-espécies: populações eu completaram parcialmente o processo de especiação. Podem hibridizar ocasionalmente mas não frequentemente quando sobrepõem suas áreas de distribuição. Apresentam esterilidade parcial do híbrido e algum isolamento sexual.
- Espécies: grupos de populações naturais de intercruzamento que realmente ocorrem, ou em potencial, que são isoladas reprodutivamente de outros grupos como estes.
- Espécies crípticas: espécies morfologicamente muito semelhantes separadas por mecanismos de isolamento reprodutivo bem desenvolvidos.
- Superespécie: grupo monofilético de semi-espécies parcial ou inteiramente alopátricas
	Principais fatores
	Especiação alopátrica por vicariância (divergência)
	Especiação peripátrica e efeito do fundador
	Isolamento geográfico
	Vicariância
	Dispersão
	Fatores evolutivos principais
	Mutações, seleção natural e sexual
	Mutações, seleção natural e sexual
	O complemento do processo de especiação biológica se deve a complementação do isolamento reprodutivo, que ocorre com o aumento da divergência, e essas características intrínsecas a espécie evoluem nas populações. Existem duas teorias para explicar a evolução do isolamento reprodutivo, tanto para o pré como para o pós zigótico:
O isolamento reprodutivo é um subproduto da divergência que acontece em populações isoladas (Mayr):
Evidências experimentais: experimento com Drosophila pseudoobscura:
Assume-se que em populações isoladas ocorre adaptações diferenciais, que alelos diferentes são selecionados, essas populações vão divergindo, até se tornarem espécies diferentes. Segundo Mayr, não é preciso voltar a simpatria para formar novas espécies.
Dodd usou isolinhagens de D pseudoobscura, ou seja, uma linhagem derivada de uma única fêmea, assim ela tem a mesma variabilidade genética inicial. Ele usou 8 caixas, em 4 delas o meio de cultura era amido, nas outra 4 era maltose, a Drosophila não se alimenta desses meios, mas sim dos fungos que ali crescem e as populações de fungos é diferente em cada meio. Cada caixa funcionou como replicata, pois as caixas foram isoladas, então a população de cada caixa evoluiu separadamente. Depois de n gerações foi analisado o polimorfismo enzimático, o que mostrou que as populações de meios diferentes divergiram, possuindo variantes enzimáticas diferentes, ou seja, as diferentes populações no meio de amido ou maltose acumularam variações para enzimas digestivas relacionadas aos fungos. Foi realizado testes de acasalamento para verificar se a divergência ocorreu em outras características, onde fêmeas e machos da mesma população foram marcados da mesma cor e de populações diferentes de outras cores. Foi realizado teste entre as moscas do mesmo meio e entre moscas de meios diferentes, Dodd pegou 12 macho e 12 fêmeas de cada uma delas e fez as diferentes combinações. Ele teve o seguinte resultado: o número de acasalamentos de moscas que estavam se desenvolvendo em caixas com outro meio de cultura, que já eram divergentes nas enzimas digestivas, foi muito menor do que de moscas que se desenvolveram no mesmo meio. 
Isso pode originar um índice de isolamento:
Índice isolamento = Cruz. de ind com o mesmo meio – cruz. de ind. em meios diferentes 
 Total de cruzamentos
Sabe-se que as moscas são divergentes para as enzimas digestivas, assume-se que essa divergência se deve a adaptação aos meios de cultura diferentes, por seleção natural. Dodd fez um teste para ver qual era o fator evolutivo relacionado com a divergência, se era seleção, como o teste de cruzamento sugere, ou se era deriva. Tal teste consistiu de um cruzamento controle, onde, se fosse deriva, não importa qual é o meio, o que importa é o desenvolvimento das populações em caixas diferentes, independentemente de ser o mesmo meio, assim, a hipótese dele era que quando se cruza moscas de caixas diferentes, independente se é maltose ou amido, mas do mesmo meio, se terá diferença de intercruzamento. Para realizar o teste, Dodd colocou 12 machos e 12 fêmeas das diferentes caixas dentro da caixa controle, obtendo o seguinte resultado: quando as moscas vinham da mesma caixa eles obtiveram 18 e 15 cruzamentos, quando as moscas vieram de caixas diferentes, eles tiveram 12 e 15 cruzamentos (praticamente igual), então, do total de cruzamentos que aconteceu,cruzamentos de moscas vindas da mesma caixa são 33, cruzamentos vindos de caixas diferentes é 27:
II = (33 – 27)/60 = 10% → o efeito da seleção é preponderante aos efeitos de deriva por essas moscas estarem isoladas, evoluindo separadamente.
Deduções de Dodd:
As populações isoladas acumularam divergência (para enzimas digestivas – resposta adaptativa ao meio)
ii. Nessas populações que tiveram resposta adaptativa ao meio, evoluiu isolamento reprodutivo incipiente, enquanto que estando no mesmo meio, mesmo estando separadas, isso não aconteceu.
O subproduto do isolamento foi a evolução do isolamento reprodutivo. Isso pode ser explicado pelo efeito carona:
As populações que foram usadas no início do experimento eram isolinhagens, e passaram a evoluir separadamente em meios diferentes (condições ambientais diferentes), supondo-se que um loco gênico é responsável pela codificação de uma enzima digestiva, conforme a população fica isolada, pode ser que em algum momento surja um alelo (polimorfismo) que codifica enzimas digestivas que seja mais eficiente que o alelo que a população já tinha, sendo ele mais eficiente, esse alelo é fixado na população (fixação). Pode ser que na população isolado no outro meio surja outro alelo que seja mais eficiente que o alelo ancestral, e a seleção fixe esse alelo derivado. Como os genes estabelecem relações de proximidade, e esta pode ser tão íntima que, dois genes que estão separados no mesmo cromossomo, quando vem um cromossomo da mãe e um do pai que tem alelos diferentes pode haver recombinação, na meiose, se a distância entre esses genes é maior que um determinado valor, quanto mais próximo, mais reduzida é a permutação e o crossing over, se os genes são muito próximos eles funcionam como se eles fossem ligados, eles não se separam (linkage). Assume-se que próximo ao gene que codifica as enzimas digestivas tem um gene que define o padrão de vibração da asa, estando eles ligados, assim, se acontece uma alteração no gene do padrão de vibração da asa e ele está ligado ao gene da enzima digestiva que foi fixado, por carona ele é fixado na população. 
O foco da seleção foi a adaptação ao meio, sendo o isolamento reprodutivo parcial o subproduto. Assim, o isolamento pré zigótico pode ser um subproduto da divergência em alopatria por efeito de carona, mas pode ser também por pleiotropia. Há epstasia quando mais do que um gene é responsável pela expressão do caráter e a pleiotropia, quando um único gene afeta vários caracteres, sendo esta última um fator que pode também explicar a evolução do isolamento reprodutivo como subproduto da divergência.
Ex: tentilhões de galápagos – são doze tentilhões que formam um grupo monofilético, derivado de migração de uma espécie ancestral que foi se adaptando a ilhas diferentes, e divergiram a ponto de formarem espécies diferentes, como uma adaptação ecológica a disponibilidade de alimento diferentes que existiam nas ilhas. Alguns se adaptaram a comer sementes grandes e duras, outros a sementes menores e mais tênuas, outros, insetos. A forma do bico dos tentilhões é uma resposta adaptativa a disponibilidade de alimento, assim, o caráter divergiu e a espécie divergiu e se isolou como um produto de seleção natural, sendo o principal fator a disponibilidade de alimento, porém a forma do bico tem base genética e não afeta só a habilidade de alimentação, mas também o canto (modulação do som), o que é uma característica espécie específica, dessa forma, a mudança do bico teve um efeito peliotrópico (mudança do padrão do canto). A divergência do bico resultou na divergência de uma característica relacionada com a corte (canto). 
Para Mayr, o isolamento pré zigótico pode se completar com as populações isoladas; não precisa retornar a simpatria; que as espécies sendo isoladas por tempo suficiente, tanto o isolamento pré quanto o pós zigótigo pode instalar em alopatria.
As características sexuais se fixam na população por seleção sexual, ou seja, o caráter que surgiu por carona pode se fixar por carona, mas também pela preferência da fêmea. Quando surge uma variante na população que é um estímulo para a fêmea, em relação ao caráter ancestral, a escolha da fêmea por aquela variante faz com que ela se distribua rapidamente na população, e essas variantes diferentes podem surgir em populações diferentes.