Uma das mais fascinantes questões em biologia é espantosamente simples: como surgem novas espécies? De bactérias a árvores e mamíferos, a evolução biológica busca entender não apenas como e por que os organismos mudam com o tempo, mas também como essas mudanças, eventualmente, originam novas espécies. Esse processo é conhecido como especiação, que atualmente sabemos ser muito mais dinâmico e complexo do que imaginado no passado, tal como descrito por Charles Darwin (1809-1882), no livro A origem das espécies, de 1859.

Enquanto a mente humana tende a compreender espécies como unidades bem separadas (ver CH 426), os estudos científicos revelam que os limites entre elas são frequentemente obscuros, pois especiação é um processo contínuo e gradual, que ocorre nas populações entre muitas gerações, e não um único e discreto evento. Na atual perspectiva da biologia evolutiva, existe um “contínuo de especiação” que resulta de um acúmulo de diferenças genéticas entre populações que levam ao isolamento reprodutivo.

Um desafio central no estudo da especiação é a escala temporal, principalmente para organismos com longo tempo de geração (tempo médio de renovação de uma população). A formação de novas espécies de vertebrados, por exemplo, geralmente leva desde milhares a milhões de anos, muito mais tempo que uma vida ou “civilização” humana inteira.

Consensualmente, cada espécie é um conjunto de populações que se reproduzem livremente entre si, trocando genes com pouca restrição. Espécies distintas, normalmente, permanecem separadas mesmo quando entram em contato, pois têm barreiras reprodutivas entre si, como leões e leopardos, por exemplo. Idealmente, espécie é um conjunto de indivíduos intercruzantes com independência evolutiva de outras espécies, cuja separação é promovida pelas barreiras reprodutivas (isso para as espécies sexuadas).

No entanto, algumas populações de espécies reconhecidamente diferentes apresentam isolamento reprodutivo parcial, isto é, podem ainda se reproduzir entre si, gerando descendentes menos viáveis. É o caso das espécies de cavalos e jumentos que geram mulas frequentemente estéreis, mas raramente podem apresentar fêmeas híbridas férteis e retrocruzar com cavalos ou jumentos (ver CH 426). No entanto, essa rara transferência de genes entre espécies não afeta significativamente a evolução de cavalos e jumentos, que permanecem como unidades evolutivas separadas. Em outros casos, as populações podem estar em estágios iniciais de divergência, às vezes chamadas de “espécies incipientes” ou “quase-espécies”, pois as barreiras reprodutivas estão no início de sua formação, portanto ainda geram muitos descendentes férteis. Com o tempo, o reforço dessas barreiras reprodutivas (por mutações, deriva e seleção natural ou sexual) podem levar à separação completa e, portanto, a novas espécies.

No entanto, o processo de diferenciação que pode levar à formação de novas espécies, por vezes, é ainda mais complexo. Algumas populações podem apresentar algumas barreiras reprodutivas entre si, mas, posteriormente, se fundir novamente caso as condições ambientais mudem. Isso aconteceu com alguns peixes ciclídeos (família do acará, tucunaré e tilápia) de lagos africanos, cujas fêmeas apenas se acasalavam com machos vermelhos ou azuis, demonstrando uma preferência que determinava o isolamento de cada espécie. Depois de a água se tornar turva por causa da poluição do lago, as fêmeas não conseguiam mais distinguir machos de diferentes cores e se fundiram como uma única espécie.

Portanto, a especiação não é um processo uniforme e previsível, pois diferentes populações podem seguir “trajetórias” distintas ao longo do contínuo de especiação. Algumas podem divergir rapidamente devido a fortes pressões seletivas, enquanto outras podem mudar lentamente ou até mesmo inverter o curso. Além disso, as barreiras que levam ao isolamento reprodutivo podem aparecer em ritmo muito variado em diferentes organismos. Por exemplo, os ciclídeos africanos mencionados acima apresentam a maior taxa de especiação (e surgimento de barreiras reprodutivas) reconhecida para qualquer vertebrado, com milhares de espécies novas em diferentes lagos africanos, em menos de 1 milhão de anos.

Foi nesse contexto de bilhões de anos de evolução que incontáveis espécies se formaram e continuam a surgir, tal como a nossa espécie, o Homo sapiens, que resultou da lenta e contínua transformação de uma espécie ancestral africana há mais de 200 mil anos. Atualmente, humanos, chimpanzés e gorilas são espécies completamente isoladas reprodutivamente entre si, muito diferentes de cavalos, jumentos e zebras que ainda reproduzem entre si e apresentam alguns raros descendentes híbridos que podem ser eventualmente férteis.