Existen innumerables plantas, animales y microorganismos en la tierra y el mar. Hacen que el mundo sea perfecto: convierten la luz solar en energía que abastece a otros seres vivos, y transforman el carbono y el nitrógeno entre formas inorgánicas y orgánicas, transformando el paisaje de la Tierra.
En algunos lugares y algunas comunidades existen cientos de especies, mientras que en otros lugares y comunidades sólo existen un puñado de especies. Por ejemplo, los trópicos son un paraíso para las especies en comparación con latitudes más altas. Los biólogos intentan explicar por qué. Las interacciones entre el medio ambiente y los organismos y las relaciones entre organismos juegan un papel clave en el aumento o disminución de la biodiversidad. Las relaciones de la cadena alimentaria, como la interferencia humana y las relaciones de depredación, también influyen. Sin embargo, ¿cómo trabajan juntas estas y otras fuerzas para crear diversidad? Esto sigue siendo un misterio.
Esto es un desafío porque carecemos de los datos más básicos. Por ejemplo, todavía no sabemos cuántas plantas y animales hay en la Tierra. Los investigadores ni siquiera pueden empezar a predecir los tipos y cantidades de microbios. Los científicos que estudian la evolución también carecen de una escala de tiempo estándar, ya que la evolución puede durar desde unos pocos días hasta millones de años. Además, la variación dentro de una misma especie será casi la misma que la variación entre dos especies similares. No sabemos qué cambios genéticos conducirían al surgimiento de una nueva especie y cuál es el verdadero impacto de los genes en la especiación.
Desentrañar las causas de la diversidad requiere una colaboración interdisciplinaria integral, que incluya consejos paleontológicos, trabajo de campo, trabajo de laboratorio, comparaciones de genomas y análisis de datos eficientes. Algunos proyectos a gran escala, como el Proyecto del Milenio de las Naciones Unidas, la identificación genética microbiana marina global, etc., aumentarán los datos básicos, pero están lejos de ser suficientes. Esto ayudará a predecir cómo una especie se divide en dos. Ha surgido una nueva disciplina, la biología evolutiva del desarrollo (evo-devo), para estudiar el papel de los genes en el desarrollo y la evolución. Todos estos esfuerzos contribuyen en gran medida a dilucidar la historia de la vida.
Los paleontólogos han logrado algunos logros durante los últimos 1.000 años en el seguimiento de la distribución y agregación de muchas especies. Descubrieron que la distribución geográfica juega un papel importante en la especiación. Continuarán investigaciones adicionales que revelarán patrones amplios de distribución de especies, lo que puede brindar esperanza para dilucidar las causas de las extinciones masivas y estudiar el papel de estas catástrofes en la evolución de nuevas especies.
A través de estudios de campo de plantas y animales, los investigadores han sabido que el hábitat puede influir en los fenotipos y el comportamiento, especialmente en la selección sexual, al acelerar o ralentizar la especiación. Los biólogos evolutivos también han descubierto que la especiación puede interrumpirse, como cuando poblaciones separadas se recombinan y sus genomas se vuelven homogéneos (o divergen de otro modo). Las fuerzas a nivel molecular, como las bajas tasas de mutación o el impulso meiótico, en las que es más probable que alelos específicos se transmitan de padres a hijos, influyen en la tasa de especiación.
En algunos casos, la diversidad dentro de un ecosistema cambia: la diversidad de especies en el borde de un ecosistema es a veces menor que la diversidad de especies en el medio.
¿Cómo interactúan estos factores de diferentes maneras para diferentes grupos de organismos? La investigación de los biólogos evolucionistas apenas ha comenzado. La tarea es desalentadora: dilucidar las causas de la diversidad es importante para comprender la naturaleza de las extinciones de especies que ocurren en la Tierra y encontrar formas de mitigarlas.