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Barreras Prezigóticas: Definición, tipos y ejemplos

Publicado el 14 abril, 2024

Barreras prezigóticas

Una barrera reproductiva impide que organismos de diferentes especies se reproduzcan entre sí. Por ejemplo, un delfín y un tiburón no pueden tener descendencia debido al aislamiento reproductivo. A medida que los organismos se han desarrollado con el tiempo, han pasado por la especiación: el proceso de convertirse en una especie separada capaz reproductivamente sólo de crear descendencia con su propia especie. Las barreras reproductivas pueden ser prezigóticas o poszigóticas. Las barreras prezigóticas aíslan a los organismos antes de que se forme el cigoto.

La imagen muestra dos gametos (un óvulo y un espermatozoide) antes de la creación de un cigoto.

Un cigoto es el óvulo fertilizado que se crea cuando dos gametos (las células sexuales, en los humanos denominadas óvulo y espermatozoide) se encuentran. Las barreras postcigóticas afectan a la descendencia creada después de que se haya formado el cigoto.

Barreras prezigóticas versus postzigóticas

La fecundación del óvulo produce un cigoto y nos permite distinguir entre precigótico (antes del óvulo fecundado) y poscigótico (después del óvulo fecundado). En el siguiente párrafo se analizarán ejemplos de mecanismos de aislamiento precigóticos, pero se incluyen el aislamiento espacial, el aislamiento temporal, el aislamiento mecánico, el aislamiento gamético y el aislamiento conductual. Cada uno de estos impediría que los gametos entren en contacto entre sí. Por ejemplo, en el aislamiento espacial, los organismos están separados geográficamente, por lo que nunca se reúnen para aparearse. Esto es prezigótico porque el cigoto no se creará en absoluto debido a que los gametos permanecen separados.

Sin embargo, el aislamiento poscigótico ocurre después de que los gametos han formado un cigoto mediante la fertilización del óvulo. Esto puede suceder ocasionalmente cuando el apareamiento de diferentes especies da como resultado una descendencia híbrida; sin embargo, esto no significa que sean la misma especie. Los organismos híbridos, formados a partir de dos especies, pueden sufrir fragilidad o falta de viabilidad. En otras palabras, la descendencia no puede tener futuros bebés. Un ejemplo de esto es el burro y el caballo quienes pueden procrear para hacer una mula, sin embargo, las mulas no pueden hacer más mulas. Esto tiene que ver con el proceso de creación de los gametos del óvulo y del espermatozoide. Las mulas terminan con un número impar de cromosomas debido a sus diferentes especies de padres y no pueden producir gametos por sí mismas.

El aislamiento pre y poscigótico mantiene a las especies aisladas. La diferencia está únicamente en términos de la creación del cigoto. Aislamientos prezigóticos antes de la creación del cigoto mientras que aislados poscigóticos después de la creación del cigoto.

Tipos de aislamiento prezigótico

El aislamiento prezigótico es la separación de diferentes especies para evitar que creen descendencia evitando que los gametos formen un cigoto. Los siguientes son cinco mecanismos de aislamiento precigóticos.

  1. Aislamiento Espacial: Aislamiento basado en la distancia física. Esto se refiere a organismos separados por entornos físicos como cadenas montañosas o ríos. Un ejemplo famoso de esto son las ardillas de Abert, que también fueron separadas de su población ancestral por el río Colorado mientras excavaba el Gran Cañón. Su aislamiento les impidió aparearse con su población original. Este es un ejemplo de aislamiento prezigótico porque los organismos no interactúan físicamente cerca unos de otros y, por lo tanto, no se aparean, por lo que no se formará ningún cigoto. Esto también puede conducir a la especiación: la creación de una nueva especie reproductivamente aislada de su población original, como se ve en la ardilla de Abert, que es una especie diferente de su población original. La imagen muestra el Abert.  
  2. Aislamiento Temporal: Aislamiento basado en el momento reproductivo. Esto se refiere al aislamiento de organismos en función del momento de sus gametos. Un ejemplo de esto son algunas especies de flores que producen polen en momentos en que solo su misma especie es receptiva. Otras especies relacionadas producen polen en diferentes momentos para mantener el aislamiento reproductivo. Este es un ejemplo de aislamiento prezigótico porque los gametos nunca se reúnen para formar un cigoto.
La imagen muestra plantas de orquídeas que utilizan el aislamiento temporal, variando su sincronización para que los gametos de cada especie solo fertilicen la planta de su misma especie.
  1. Aislamiento Mecánico: Aislamiento basado en la falta de ajuste entre los órganos sexuales. Un ejemplo de esto lo podemos encontrar en los caballitos del diablo. Los órganos reproductivos de los caballitos del diablo vienen en varios tamaños y formas según su especie. Esto se considera prezigótico porque los gametos de especies separadas nunca se encontrarán y nunca se creará descendencia híbrida, ya que solo pueden aparearse físicamente con su propia especie. El aislamiento mecánico y la mosca damisela La imagen muestra una libélula damisela pintada, un pariente cercano del caballito del diablo que tiene órganos reproductivos diseñados específicamente para su propia especie para evitar el cruzamiento.  
  2. Aislamiento Gametico: Aislamiento basado en una falta de compatibilidad de gametos. En este caso, los organismos pueden estar en el mismo espacio, tener el mismo tiempo y tener características reproductivas compatibles, sin embargo, los gametos en sí son incompatibles. El espermatozoide no fertiliza el óvulo y no se produce ningún cigoto. Esto se ve en especies acuáticas como los erizos de mar que liberan sus gametos al agua. Dado que cualquier gameto tiene la posibilidad de chocar con un gameto de una especie diferente, el aislamiento gamético impide la fertilización a nivel de gameto. Este es un ejemplo de aislamiento prezigótico porque no se creará el cigoto.
  3. Aislamiento conductual: Aislamiento basado en rituales o comportamientos de apareamiento. Algunos organismos tienen rituales de apareamiento, canciones o danzas complejos que son exclusivos de su especie. Un ejemplo famoso de esto es el Ave del Paraíso. Cada especie individual tiene un conjunto único de comportamientos o danzas. Si el macho no completa la danza a satisfacción de la hembra, ésta no se apareará y no se formará ningún cigoto. Danza de apareamiento del ave del paraíso La imagen muestra la danza de cortejo de un ave del paraíso que utiliza el aislamiento conductual para atraer parejas de su propia especie.  

Ejemplos de barreras prezigóticas

Cada uno de los siguientes son ejemplos de organismos que utilizan diferentes barreras prezigóticas para evitar el apareamiento con las especies incorrectas.

El aislamiento no sólo afecta a los animales. Por ejemplo, la milenrama acuática euroasiática, ‘Myriophyllum spicatum’, tiene una amplia gama de hábitats y depende de las aves acuáticas para transportar gametos para la fertilización. Dado que las aves acuáticas no tienden a recorrer todo el rango de hábitat, la milenrama está aislada de su región y no tiende a intercambiar información genética ni a aparearse con organismos que están lejos de ella. Esto puede conducir a una especiación en la que, eventualmente, la milenrama de agua ya no podría aparearse con su población original y es un ejemplo de aislamiento espacial.

La imagen muestra la milenrama euroasiática.

Otro ejemplo de aislamiento espacial son los tigres de Siberia y del sur de China que no se aparean porque no se encuentran debido a la distancia que los separa.

Un ejemplo adicional de aislamiento prezigótico son los zorrillos moteados orientales y occidentales. Aunque ambos están relacionados en un pasado relativamente reciente, están reproductivamente aislados entre sí debido a que se reproducen en diferentes estaciones. Dado que el momento de su reproducción es lo que los mantiene aislados, este es un ejemplo de aislamiento temporal.

La imagen muestra una mofeta moteada occidental que está temporalmente aislada de otras especies de mofeta debido al momento de su ciclo reproductivo.

A veces las plantas pueden aislarse reproductivamente en función de su forma física. A veces las plantas dependen de la polinización para transportar gametos para la fertilización. La forma física de la planta puede atraer y permitir que ciertos polinizadores recolecten polen de una planta y lo depositen en otra. La polilla colibrí de la imagen siguiente se adapta bien a la forma larga y estrecha de la planta a la que puede acceder mediante su lengua larga y estrecha. Esta polilla luego viajará a otras plantas de forma similar y polinizará la misma especie debido a la forma física de la planta. Este es un ejemplo de aislamiento mecánico.

La imagen muestra la polilla colibrí cuya lengua larga y estrecha solo accede a plantas de una forma particular manteniendo el aislamiento mecánico entre las plantas.

Los corales se reproducen liberando sus óvulos y espermatozoides directamente en el agua que los rodea. Estos gametos flotan y entran en contacto entre sí para formar cigotos. Para evitar el nacimiento de organismos híbridos, los gametos de coral sólo se fecundan con gametos de su propia especie. Este es un ejemplo de aislamiento gamético ya que los gametos de coral no fertilizarán con una especie diferente.

La imagen muestra el desove del Brain Coral liberando sus óvulos y espermatozoides en el agua.

Si bien los investigadores han intentado en el pasado crear descendencia híbrida mediante inseminación artificial o incluso comportamientos de apareamiento gratificantes, el aislamiento gamético es difícil de superar debido al hecho de que los gametos simplemente no se fertilizarán para formar un cigoto.

Otro ejemplo de aislamiento es la acústica de los saltamontes. Las especies de saltamontes atraen a parejas de la misma especie por la frecuencia de su chirrido, lo que se conoce como estridulación. Las diferentes especies están aisladas reproductivamente porque no se sentirán atraídas por las frecuencias equivocadas. Este es un ejemplo de aislamiento conductual.

Esta imagen muestra un saltamontes que utiliza el aislamiento conductual en términos de frecuencia para atraer sólo parejas de la misma especie.

Los organismos que tienen un comportamiento aislado tienden a no reconocer especies que son diferentes a ellos. Si un investigador quiere superar esta situación y fomentar el apareamiento, los organismos pueden ser entrenados mediante golosinas y refuerzos positivos para pasar tiempo juntos y reconocerse entre sí.

Resumen de la lección

Las barreras reproductivas impiden que organismos de diferentes especies se reproduzcan entre sí. Con el tiempo, los organismos se han desarrollado y pasado por la especiación: el proceso de convertirse en una especie separada capaz reproductivamente sólo de crear descendencia con su propia especie. Las barreras reproductivas pueden ser prezigóticas o poszigóticas. Las barreras prezigóticas aíslan los organismos antes de que los gametos (células sexuales) se fertilicen para formar un cigoto (óvulo fertilizado), mientras que las barreras poscigóticas afectan a la descendencia creada después de que se haya formado el cigoto. Ambos impiden la creación de organismos híbridos y se diferencian únicamente si ocurren antes o después de que se forme el cigoto.

El aislamiento prezigótico puede ocurrir en todas las formas de vida que producen cigotos al impedir que se forme el cigoto. Cinco mecanismos de aislamiento prezigótico son: aislamiento espacial (aislamiento basado en la distancia física), aislamiento temporal (aislamiento basado en el tiempo reproductivo), aislamiento mecánico (basado en la falta de ajuste entre los órganos sexuales), aislamiento gamético (basado en la falta de compatibilidad de los gametos). y Aislamiento conductual (basado en rituales o comportamientos de apareamiento). Cada uno de estos trabaja para evitar que los gametos fertilicen y produzcan un gameto y previene la creación de organismos híbridos.

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