La speciazione descrive la formazione di una o più nuove specie da una o talvolta più specie originali. Le specie risultanti sono discrete dalla specie madre e in genere esistono barriere alla riproduzione. Ci sono due meccanismi primari, la speciazione con e senza isolamento geografico, rispettivamente la speciazione allopatrica e simpatrica.
Nella speciazione allopatrica, il flusso genico tra due popolazioni della stessa specie è impedito da una barriera geografica, come una catena montuosa o la frammentazione dell’habitat. Questo è noto come vicarianza. Ad esempio, una siccità può causare la caduta dei livelli d’acqua in un grande lago, lasciando due o più corpi d’acqua più piccoli in cui gli abitanti sono tagliati fuori l’uno dall’altro.
Una volta isolati, gli individui in queste popolazioni possono affrontare diverse pressioni esterne, come il clima, la disponibilità di risorse o la predazione. Queste differenze nella selezione naturale combinate con la deriva genetica e la mutazione su molte generazioni di separazione alla fine portano le due popolazioni a diventare specie discrete. Questo è stato osservato nei laghi contenenti pesci acilidi africani, che mostrano una vasta gamma di specie, molte delle quali probabilmente si sono evolute a causa dell’allopatria.
La dispersione può anche produrre speciazione allopatrica. Ad esempio, la specie di anemone marino parassita Edwardsiella lineata vive sulla costa orientale del Nord America. Ha una specie sorella strettamente imparentata, E. carnea, che abita gli oceani delle coste svedesi e norvegesi. La dispersione di E. lineata,probabilmente trasportata nel loro stadio larvale come parassiti nelle gelatine da pettine, potrebbe aver portato alla creazione di una nuova popolazione sulla costa scandinava. Questa popolazione nuova e geneticamente isolata si è poi differenziata nel tempo per diventare una specie separata ora conosciuta come E. carnea.
La speciazione può verificarsi anche senza barriere geografiche. Ad esempio, alcuni laghi crateri in Islanda contengono più nuove specie di pesci strettamente correlate che quasi certamente si sono evolute in modo simpatrico (in simpatria) perché l’isolamento geografico è impossibile a causa della forma del loro habitat. Tuttavia, la speciazione simpatrica è probabilmente più difficile da raggiungere. In simpatria, i membri delle specie entrano ancora in contatto tra loro e potenzialmente si incrociano e si scambiano geni. La ricombinazione dei cromosomi probabilmente si verificherebbe frequentemente, almeno all’inizio della separazione, e romperebbe gruppi di geni co-adattati necessari per la formazione di nuove specie. Anche se meno comune della speciazione allopatrica, ci sono esempi di divergenza genetica e speciazione nella simmetria. I cambiamenti sono guidati da fattori come la differenziazione dell’habitat, la selezione sessuale e la poliploidia, che creano barriere allo scambio di informazioni genetiche.
La speciazione simpatrica può verificarsi quando sottoinsiemi di una specie si evolvono per sfruttare diversi habitat o risorse nella stessa area geografica. Ad esempio, sottospecie del fringuello terrestre medio, Geospiza fortis, trovato sull’isola di Santa Cruz nelle Galapagos mostrano segni di divergenza genetica in base alle dimensioni del becchi. La morfologia del becco in questa specie è conforme a due diversi ideali di dimensioni, piccole e grandi, in base alle dimensioni e alla durezza dei semi che si sono specializzati nel consumo (un esempio di differenziazione dell’habitat). Tuttavia, a causa della selezione naturale, sono stati selezionati uccelli con becco intermedio perché sono sopravvissuti a tassi più bassi.
Nuove specie possono anche essere create attraverso la poliploidia, un meccanismo relativamente comune nelle piante. Di solito, questo è causato da errori casuali durante la divisione cellulare con conseguente set extra di cromosomi. Gli ibridi poliploidi così prodotti probabilmente non saranno in grado di accoppiarsi con le linee parentali diploidi, e invece, produrre prole fertile attraverso l’autoimpollinazione o accoppiandosi con altri ibridi poliploidi. Pertanto, tale speciazione poliploide può generare nuove specie vegetali in una sola generazione. Le analisi suggeriscono che il 47%-100% delle specie di piante da fiore può essere ricondotto a un evento di poliploidia ad un certo punto della loro storia evolutiva.
