En biología, la coevolución, también llamada evolución concertada o evolución interespecífica, ocurre cuando dos o más especies afectan a la evolución de cada una ejerciendo una presión selectiva recíproca.
El término «coevolución» también se utiliza en otras disciplinas científicas, como en estadística, algoritmos informáticos (computación evolutiva), en astronomía o en sociología.
En este artículo nos centraremos en el concepto biológico de la coevolución, sus características más importantes y qué tipos de interacciones ecológicas dan lugar a la coevolución entre especies.
Índice de contenido
Definición de coevolución
La coevolución se define como adaptaciones evolutivas interdependientes. Es decir, adaptaciones evolutivas en una especie que estimulan adaptaciones evolutivas en otras especies.
Una definición más exacta y ampliamente utilizada es la que dió Daniel Janzen en 1980, quien definió la coevolución como un proceso de presión selectiva mutua entre dos o más organismos que resulta en adaptaciones específicas recíprocas.
La coevolución se da principalmente entre especies con una fuerte interrelación ecológica, como ocurre en las relaciones entre presa y depredador, entre parásito y hospedador, o entre especies mutualistas y comensalistas.
La primera descripción de la coevolución se suele otorgar a Charles Darwin, en su libro On the Origin of Species (1859), donde describió las interacciones evolutivas entre las plantas con flores (angiospermas) y los insectos polinizadores, a veces con adaptaciones tan específicas y exclusivas que los procesos de coevolución se hacen muy evidentes.
No obstante, Darwin no utilizó la palabra coevolución, término acuñado por Paul Ehrlich y Peter Raven en su estudio de 1964 titulado «Butterflies and Plants: A Study in Coevolution».
En este estudio, Ehrlich y Raven establecieron como un fenómeno coevolutivo el desarrollo de inmunidad por parte de ciertas especies de mariposas frente a las toxinas producidas por plantas, toxinas que las plantas habían desarrollado precisamente para impedir que los insectos se alimentaran de ellas.
Esta relación entre plantas y las mariposas supone una presión selectiva recíproca que estimula un proceso de evolución interdependiente en ambas especies.
Interacciones coevolutivas
Como se ha mencionado, la coevolución se produce entre organismos con fuertes interacciones ecológicas, sobre todo relaciones en la cadena trófica, relaciones de competencia por recursos y relaciones simbióticas (mutualismo, comensalismo y parasitismo).
Las interacciones que dan lugar a coevolución se pueden dividir en dos grandes grupoes:
- Interacciones antagonistas: en estas interacciones una de las especies sale perjudicada. Incluye relaciones de tipo presa-depredador y parásito-hospedador.
- Interacciones agonistas: en estas interacciones ninguna especie sale perjudicada. Incluye relaciones mutualistas y comensalistas.
Coevolución antagonista
Las interacciones antagonistas en coevolución se observan típicamente en las relaciones presa-depredador y parásito-hospedador, pero también en relaciones de competencia por recursos e incluso en la herbivoría.
Ejemplos de estas relaciones coevolutivas:
- Parasitismo: los parásitos deben desarrollar adaptaciones para superar los sistemas de defensas de los hospedadores, mientras que los hospedadores, en respuesta, deben desarrollar nuevas defensas y respuestas inmunitarias para luchar contra el parásito. Un ejemplo peculiar son los parásitos de puesta, por ejemplo, los cucos ponen los huevos en nidos de otras aves, a veces destruyendo sus huevos, y estas alimentan a las crías del cuco en su lugar.
- Depredación: la presa desarrolla adaptaciones para evitar la depredación, y los depredadores desarrollan adaptaciones para poder seguir cazando a sus presas. Ambos deben continuar evolucionando sus adaptaciones recíprocas para mejorar sus posibilidades de supervivencia.
- Competencia: la competencia tanto intraespecífica (por ejemplo, competencia sexual) como interespecífica (por ejemplo, competencia entre depredadores de la misma presa), pueden dirigir fenómenos de coevolución. Por ejemplo, diferentes especies de corales compiten por el espacio en los arrecifes.
- Herbívoros: los herbívoros y las plantas de las que se alimentan se relacionan de forma parecida a presa-depredador y supone una presión selectiva recíproca que conduce a fenómenos de coevolución. Por ejemplo, las mariposas Heliconius pueden alimentarse de Passiflora, planta que produce toxinas alcaloides para defenderse de los herbívoros.
Coevolución por mutualismo y comensalismo
La coevolución mutualista y comensalista, a diferencia de las anteriores, se da en relaciones ecológicas en las que ninguna de las especie sale perjudicada, pero aún así existe una presión selectiva recíproca.
En el mutualismo, dos o más especies se benefician mutuamente, mientras que en el comensalismo una se beneficia de otra que ni se beneficia ni se perjudica.
Uno de los ejemplos más típicos de coevolución mutualista es la relación entre plantas e insectos polinizadores (entomofilia), y entre plantas y aves polinizadoras (ornitofilia).
Por ejemplo, las abejas de lengua larga y las plantas con flores de tubo largo, sería un claro ejemplo de coevolución por entomofilia.
Tipos de coevolución
Según los mecanismos por los que se produce las coevolución y la forma en la que se propagan las adaptaciones, podemos distinguir varios tipos de coevolución:
- Coevolución gen a gen: las adaptaciones entre dos especies son muy específicas y debidas a uno o pocos genes que se seleccionan de forma mutua.
- Coevolución específica: ocurre cuando aparecen rasgos adaptados para vivir con otras especies pero sin una base genética evidente.
- Coevolución gremial o difusa: este tipo de coevolución afecta un grupo de varias especies que actúan como un gremio. Por ejemplo, es habitual que aparezcan adaptaciones similares en diversas especies de plantas y diversas especies de insectos polinizadores.
- Coevolución diversificante: este tipo de coevolución es muy específica y produce la diversificación en nuevas especies (especiación).
- Coevolución de escape y radiación: este tipo de coevolución se puede explicar con un ejemplo entre plantas y herbívoros. Una planta desarrolla una mutación que le ofrece una adaptación química y escapa de ser consumida por los herbívoros. Seguidamente, un grupo de herbívoros desarrollan una adaptación para la nueva defensa de la planta, provocando así una radiación de especies entre las plantas y entre los herbívoros.
Teoría del mosaico geográfico
La teoría del mosaico geográfico relaciona los procesos ecológicos y evolutivos que se dan entre las especies a lo largo de diferentes ecosistemas.
Esta teoría asume que:
- Una especie es un grupo de organismos genéticamente distintos de otros grupos.
- La interacción entre especies ocurre generalmente en ciertas zonas de la expansión geográfica de cada una. Una especie habita una determinada región geográfica, y dentro de esta región existen zonas concretas donde establece interacciones con diferentes especies.
- La interacción entre especies es diferente en diferentes entornos.
A partir de estas premisas, la teoría del mosaico geográfico de la coevolución sugiere que la selección natural basada en interacciones interespecie se produce de tres formas:
- Mosaicos de selección geográfica: el genotipo de una determinada especie se expresa de forma diferente en diferentes condiciones ambientales, por lo que se crea un mosaico de trayectorias en la selección natural en diferentes poblaciones que presentan adaptaciones locales.
- Puntos calientes coevolutivos: la presión selectiva entre dos especies puede ser recíproca en algunos entornos (puntos calientes de coevolución) y no en otros (puntos fríos).
- Combinación constante de las adaptaciones: la selección natural afecta tanto local como regionalmente y las adaptaciones se combinan entre sí de forma constante. Por ejemplo, una población local puede desarrollar características genéticas propias que fluyen hacia otras poblaciones, creando un paisaje genético dinámico en continuo cambio.