Una especie es un grupo de organismos que se entrecruzan y producen descendencia fértil. Típicamente, los individuos de la misma especie parecen similares y comparten características comunes debido a sus genomas muy similares. Sin embargo, no todos los organismos que se parecen son miembros de la misma especie. Varios mecanismos mantienen a la mayoría de las especies discretas. Mientras que algunos mecanismos previenen el comportamiento reproductivo y la fertilización (aislamiento pre-cigotico), otros impiden la producción de descendencia fértil después de que se ha producido el apareamiento (aislamiento post-cigotico).
Aunque los individuos de una sola especie suelen parecer muy similares, la variación en la coloración o la morfología no es infrecuente. Por ejemplo, el lagarto común de pared, Podarcis muralis tiene seis morfos distintos que varían según el color de su garganta y vientre.
Por el contrario, las mariposas monarca y virrey son dos especies genéticamente distintas que parecen similares, habitan hábitats comunes, y son desagradables para los depredadores. Esta es una estrategia evolutiva conocida como mimetismo mülleriano: la especie comparte señales de advertencia, como su aspecto de color naranja brillante y negro para educar a los depredadores comunes de manera más efectiva de su toxicidad.
Los fenómenos que impiden que se produzca el apareamiento o la fecundación se denominan mecanismos de aislamiento precigótico. El aislamiento geográfico y el aislamiento ecológico son dos ejemplos de barreras ambientales. En el caso del aislamiento geográfico, dos especies de aves podrían vivir en diferentes bosques a ambos lados de una cordillera intransitable; el aislamiento ecológico podría ser una especie de insecto que vive únicamente en las copas de los árboles, mientras que otra habita en el suelo.
También puede haber razones de comportamiento por las que una especie permanece aislada. Ejemplos son las diferencias en los rituales de apareamiento o la comunicación, como las aves del paraíso, donde los machos de diferentes especies tienen bailes novedosos para atraer a los conespecíficos femeninos. En el aislamiento temporal las especies se mantienen separadas por diferentes tiempos de rutinas diarias o temporadas de cría. Por ejemplo, la rana de patas rojas Rana aurora tiene una temporada de cría de enero a marzo, pero su pariente cercano la rana de patas amarillas, Rana boylii, se reproduce desde finales de marzo hasta mayo.
Las características físicas de diferentes especies pueden aislarlas precicóticamente. Los insectos pueden mostrar una serie de diferentes morfologías genitales que significa que solo pueden aparearse físicamente con miembros de su especie, lo que se conoce como aislamiento mecánico. Por último, la prevención de la fusión de gametos es a menudo la última barrera precigótica que puede ser controlada por mecanismos como la prevención del crecimiento del tubo de polen en las plantas, o la incapacidad de fusionarse físicamente o de penetrar las capas externas de un óvulo.
Cuando los individuos de diferentes especies superan el aislamiento precigótico, el aislamiento postcigótico puede impedir que la descendencia resultante sobreviva o se reproduzca. En algunos casos, se puede formar un cigoto, pero el embrión no es viable debido al material genético incompatible y, por lo tanto, muere. Esto se conoce como inviabilidad híbrida.
Sin embargo, algunos embriones híbridos pueden sobrevivir para alcanzar la fertilidad. Por ejemplo, se pueden cruzar caballos y burros para producir burdéganos o mulas. Pero debido a que los caballos y los burros tienen diferentes números de cromosomas (64 y 62, respectivamente), sus crías híbridas tienen un número impar de cromosomas (63) que no se pueden clasificar por igual en gametos, desgarrando los híbridos infértiles. Esta barrera post-cigotica también se observa en cruces entre cebras y caballos o cruces de burros.
En los casos en que los híbridos pueden sobrevivir hasta la edad adulta y copular, los factores no genéticos pueden impedir la procreación. Los híbridos de las especies hermanas Drosophila pavani y D. gaucha producen gametos viables. Sin embargo, los híbridos son incapaces de crear descendencia: el esperma de los machos híbridos no puede sobrevivir en los receptores de semen femeninos de cualquiera de las especies madre u otro híbrido, ni el esperma de ninguna de las líneas madre es capaz de sobrevivir en una hembra híbrida.
Otros casos de factores postcigóticos pueden afectar a la viabilidad de los híbridos. Los genomas híbridos contienen material de dos especies verdaderamente distintas y, por lo tanto, pueden albergar diferentes genes y cromosomas que no actúan armoniosamente en la descendencia, lo que resulta en costos de acondicionamiento físico obvios. Las plantas son una excepción en algunos casos. En general, los mecanismos de aislamiento pre y postcigótico hacen que la mayoría de las especies sigan siendo distintas.
