Aislamiento geográfico: qué es, ejemplos, ventajas, desventajas
¿Qué es el aislamiento geográfico?
El aislamiento geográfico es un término usado en biología evolutiva y ecología para referirse a la separación espacial de un grupo de organismos. Puede ocurrir por un evento natural, como cambios en la geología de la región o por estructuras artificiales.
En la mayoría de los casos, las especies quedan aisladas por la presencia de barreras naturales de distintos tipos, llámense océanos, lagos, montañas, entre otras, que pueden reducir drásticamente el contacto entre los individuos de la población.
Una vez que los dos grupos de individuos se separan, los dos ambientes a los que quedaron expuestos ejercen distintas presiones selectivas sobre ellos, obligándolos a seguir caminos evolutivos distintos.
Las fuerzas evolutivas de selección natural y deriva génica causarán cambios en las frecuencias alélicas de los nuevos grupos, diferenciándolas de la población parental.
Dependiendo de la magnitud de la separación y del tiempo que esta se mantenga, pueden producirse eventos de especiación: formación de nuevas especies, incrementando así la diversidad del grupo.
Del mismo modo, el aislamiento también puede llevar a la extinción de un conjunto de individuos, ya sea por falta de diversidad genética o por procesos de endogamia.
Ventajas y desventajas del aislamiento geográfico
El aislamiento geográfico de los organismos puede traducirse en dos procesos: la especiación, donde surgen nuevas especies, o la extinción del grupo que experimentó el aislamiento.
A continuación describiremos en profundidad cada uno de los procesos, entendiendo a la especiación como “ventaja”, ya que aumenta la diversidad, y a la extinción como “desventaja”:
Ventajas
Especiación
El proceso por el cual se forman nuevas especies es de interés para los biólogos evolutivos. El ornitólogo Ernst Mayr contribuyó enormemente en la descripción de este fenómeno.
Según Mayr, la especiación está influenciada por dos factores: el aislamiento y la divergencia genética de los individuos involucrados.
Primero, para que dos poblaciones logren diferenciarse lo suficiente para ser consideradas especies, debe interrumpirse el flujo de genes entre ellas. En otras palabras, no deben reproducirse.
Segundo, la divergencia genética debe aparecer durante el periodo de aislamiento, de manera tal que si los individuos se llegan a encontrar nuevamente –por un colapso de la barrera que los separó inicialmente–, el proceso de reproducción no será eficiente y sus descendientes tendrán un fitness relativamente más bajo que sus progenitores.
La efectividad del proceso de aislamiento geográfico para producir la especiación depende de varios factores intrínsecos al grupo que se está separando, como por ejemplo, la capacidad de desplazarse.
Especiación alopátrica
El evento de aislamientos geográficos que da pie a procesos de especiación por medio de la separación de una barrera infranqueable se denomina especiación alopátrica, término derivado de las raíces griegas que significan literalmente “en otro país”.
Una vez que las especies se encuentran aisladas físicamente, se enfrentan a condiciones ambientales diferentes y a presiones selectivas que los guían por distintos caminos evolutivos.
Tomemos como ejemplo hipotético una población de lagartos que queda aislada por un río, puede que las condiciones climáticas del lado izquierdo sean más frías que las del lado derecho.
Así, los mecanismos de selección natural y deriva génica actuarán de manera independiente, llevando a la diferenciación progresiva de los lagartos.
De esta forma, los individuos adquieren distintas características ecológicas, etológicas, fisiológicas, entre otras, comparadas con la especie parental. En el caso de que la barrera de aislamiento haya sido suficiente para propiciar el evento de especiación, no debe existir flujo de genes si las dos especies resultantes llegan a encontrarse nuevamente.
Existe un consenso entre los biólogos que apoyan la importancia de la especiación alopátrica en la generación de nuevas especies, ya que restringe de manera efectiva el flujo de genes entre los organismos.
Desventajas
Extinción
Cuando ocurre la separación de individuos gracias a barreras que no pueden cruzarse, alguno de los grupos puede llegar a extinguirse.
Al separarse de la especie parental, puede que la diversidad del grupo sea baja y no se adapte a las nuevas presiones impuestas por el nuevo ambiente al que se enfrentan.
Del mismo modo, si la población que fue separada está representada por un número pequeño de individuos, la endogamia (cruce entre parientes cercanos) puede tener consecuencias negativas.
El mismo Charles Darwin ya era consciente de los efectos negativos de la endogamia en las poblaciones naturales.
Por ejemplo, si en una familia existe el gen para cierta patología que solo se expresa cuando el individuo posee ambos alelos (homocigoto recesivo) y dos hermanos se cruzan, existe mayor probabilidad de que la descendencia porte ambos alelos para la enfermedad, a diferencia de un cruce con un individuo que no porta el alelo deletéreo.
Igualmente, cuando las construcciones humanas privan a los animales de desplazarse a sitios deseados, puede disminuir su población por falta de alimento.
Ejemplos de aislamiento geográfico
Aislamiento y especiación en la ardilla antílope en el Gran Cañón del Colorado
El Gran Cañón es una formación de dimensiones extraordinarias que ha sido esculpida desde hace 2.000 años por el río Colorado. Se ubica en el norte de Arizona de los Estados Unidos.
En esta región habitan dos especies de ardilla, que, según las investigaciones, son producto de un evento de especiación alopátrica. Una de las especies habita en la región izquierda y otra en la derecha, separadas por una distancia mínima. Sin embargo, las dos especies no son capaces de cruzarse.
En contraste, especies que poseen la capacidad de desplazarse libremente por ambos lados del Cañón no han mostrado indicios de especiación.
Aislamiento y especiación en peces del río Congo
Puede que hasta ahora sea difícil aplicar los conceptos descritos para especies acuáticas. Sin embargo, es posible.
Los cíclidos son una familia de peces que se caracterizan por una diversidad inmensa en el río Congo. Esta particularidad llamó la atención de los ictiólogos que buscaban entender por qué el río era habitado por tantas especies y qué factores favorecían los eventos masivos de especiación.
Luego de estudiar la conformación del río, los científicos llegaron a la conclusión de que la hidrología del río, causada por sus aguas turbulentas, funcionaban como barreras que impedía el contacto –y, por lo tanto, el flujo génico– de especies de peces que se encontraban muy cerca.
Osos polares
Los osos polares son una especie familia de los osos pardos. Han quedado en la zona ártica, aislados del resto de los osos. Desarrollaron un pelaje blanco más grueso, y no son omnívoros, como los osos pardos, sino solo carnívoros, por la escasez de alimento.
Islas Galápagos
Según los estudios, las trece especies de aves que existen allí derivan de una inicial que llegó en un momento remoto anterior, y en número pequeño.