En biología evolutiva , una innovación clave , también conocida como avance adaptativo o adaptación clave , es un rasgo fenotípico novedoso que permite la radiación y el éxito posteriores de un grupo taxonómico. Por lo general, aportan nuevas capacidades que permiten a los taxones diversificarse rápidamente e invadir nichos que antes no estaban disponibles. Este fenómeno ayuda a explicar cómo algunos taxones son mucho más diversos y tienen muchas más especies que sus taxones hermanos . El término fue utilizado por primera vez en 1949 por Alden H. Miller, quien lo definió como "ajustes clave en el mecanismo morfológico y fisiológico que son esenciales para el origen de nuevos grupos principales" [ 1 ] , aunque una definición contemporánea más amplia sostiene que "una innovación clave es un cambio evolutivo en rasgos individuales que está causalmente vinculado a una mayor tasa de diversificación en el clado resultante" [ 2 ] .
La teoría de las innovaciones clave ha sido atacada porque es difícil de probar de manera científica, pero hay evidencia que respalda la idea. [ 3 ]
Mecanismo
El mecanismo por el cual una innovación clave conduce a la diversidad taxonómica no es seguro, pero se han sugerido varias hipótesis: [ 2 ]
Mejorar la condición física individual
Una innovación clave puede, al aumentar la aptitud de los individuos de la especie, hacer que la extinción sea menos probable y permitir que los taxones se expandan y especien . [ 2 ]
Los canales de látex y resina en las plantas se utilizan para disuadir a los depredadores liberando una secreción pegajosa al ser perforados, la cual puede inmovilizar a los insectos; algunos contienen sustancias tóxicas o de sabor desagradable. Han evolucionado de forma independiente aproximadamente 40 veces y se consideran una innovación clave. Al aumentar la resistencia de la planta a la depredación, los canales incrementan la aptitud de la especie y le permiten escapar de ser devorada, al menos hasta que el depredador desarrolle la capacidad de superar la defensa. Durante el período de resistencia, las plantas tienen menos probabilidades de extinguirse y pueden diversificarse y especiarse; por lo tanto, los taxones con canales de látex y resina son más diversos que sus taxones hermanos que carecen de canales. [ 2 ]
Invasión de nichos novedosos

Una innovación clave puede permitir que una especie invada una nueva región o nicho y, por lo tanto, se libere de la competencia, lo que permite la especiación y radiación posteriores .
Un ejemplo clásico de esto es la cuarta cúspide de los molares de los mamíferos , el hipocono , que permitió a los primeros ancestros de los mamíferos digerir eficazmente su dieta generalizada. Los precursores de esto, los dientes triconodontos de los reptiles, estaban adaptados para sujetar y cortar en lugar de masticar. La evolución del hipocono y los molares planos permitió posteriormente a los animales adaptarse a una dieta herbívora, ya que podían usarse para descomponer materia vegetal dura mediante la molienda. La evolución de esta capacidad llevó a que los mamíferos pudieran adaptarse para utilizar una gran variedad de fuentes de alimento, [ 4 ] y permitió a los primeros mamíferos invadir nuevos nichos a través de la evolución de herbívoros especializados, que tuvieron un éxito relativo durante el Eoceno medio . La especialización en una dieta basada en plantas ofreció a los primeros herbívoros recursos suficientes para diversificarse, ya que la energía no se perdía hacia niveles tróficos superiores y existían pocos competidores en ese momento. [ 4 ]
aislamiento reproductivo

Una innovación clave puede provocar aislamiento reproductivo, de modo que los individuos que poseen dicha innovación dejan de reproducirse con los que no la tienen. Esto puede conducir a una especiación rápida a medida que las dos poblaciones se separan y acumulan mutaciones.
Los espolones nectaríferos en Aquilegia , un género diverso de plantas con flores, se consideran una innovación clave debido a esto. Los espolones nectaríferos ayudan a la polinización al alejar el néctar del estambre, asegurando que los insectos o aves polinizadores recojan el polen al acceder a él. Esto condujo a una rápida especiación dentro del género, ya que las plantas y sus polinizadores pueden especializarse entre sí, es decir, una especie de polinizador se alimenta exclusivamente de una especie de planta, y por lo tanto las poblaciones de plantas podrían aislarse fácilmente reproductivamente entre sí. Además, la forma y el tamaño del espolón nectarífero pueden evolucionar en respuesta a las adaptaciones de los polinizadores, desarrollando una relación coevolutiva. El género Aquilegia tiene más de 50 especies. [ 3 ]
Críticas
Como teoría evolutiva, las innovaciones clave han sido objeto de un escrutinio crítico debido a la dificultad de su comprobación. La identificación depende de encontrar una correlación entre la innovación y el aumento de la diversidad mediante la comparación de taxones hermanos, pero esto no prueba la causalidad ni aísla otras causas de diversidad como la estocasticidad o el hábitat, y es posible seleccionar ejemplos que se ajusten a la hipótesis. [ 5 ] Además, la identificación retrospectiva de innovaciones clave ofrece poca información sobre los procesos y presiones que dieron lugar a la adaptación y puede identificar un proceso evolutivo muy complejo como un único evento. Un ejemplo de esto es la evolución del vuelo aviar, que fue identificada como una innovación clave en 1963 por Ernst Mayr . [ 6 ] Sin embargo, tuvieron que producirse cambios evolutivos separados a lo largo de la fisiología del ancestro aviar, incluyendo el agrandamiento del cerebelo y el agrandamiento y osificación del esternón . Estas adaptaciones surgieron por separado, y con millones de años de diferencia, [ 5 ] no en un solo paso.
Véase también
Referencias
- ↑ Miller, Alden (22 de noviembre de 1949). "Algunas consideraciones ecológicas y morfológicas en la evolución de las categorías taxonómicas superiores". Ornithologie als Biologische Wissenschaft . págs. 84–88 .
- 1 2 3 4 Heard, SB; Hauser, DL (1995). "Innovaciones evolutivas clave y sus mecanismos ecológicos". Biología histórica . 10 (2): 151– 173. Bibcode : 1995HBio...10..151H . doi : 10.1080/10292389509380518 .
- 1 2 Hodges, SA Arnold, ML (1995). "Impulsando la diversificación de las plantas: ¿son los espolones de néctar floral una innovación clave?". Proceedings: Biological Sciences . 262 (1365): 343– 348. doi : 10.1098/rspb.1995.0215 . S2CID 86823646 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - 1 2 Hunter, JP Jernvall, J. (1995). "El hipocono como una innovación clave en la evolución de los mamíferos" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 92 (23): 10718– 10722. Bibcode : 1995PNAS...9210718H . doi : 10.1073/pnas.92.23.10718 . PMC 40683. PMID 7479871 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - 1 2 Cracraft, Joel (1990). "El origen de patrones y procesos evolutivos novedosos en diferentes niveles jerárquicos". Innovaciones evolutivas . págs. 21–46 .
- ↑ Mayr, Ernst (1963). Especies animales y evolución . Cambridge: Harvard University Press. ISBN 0-674-03750-2.
{{cite book}}: Incompatibilidad de ISBN/Fecha ( ayuda )
- biología evolutiva