De acordo com o conceito biológico de espécie (CBE), espécies são agrupamentos de populações naturais intercruzantes, reprodutivamente isolados de outros grupos com as mesmas características.
Proposto por Ernst Mayr,Mayr, Ernst (1942). Systematics and the origin of species from the viewpoint of a zoologist. New York: Columbia University Press. ISBN 978-0-674-86250-0. tal conceito foi fortemente apoiado por vários fundadores da síntese moderna, tais como Theodosius Dobzhansky, e Julian Huxley, e é o conceito de espécie mais aceito entre os zoólogos.
Características do conceito biológico Trata-se de um conceito horizontal de espécie, pois define as espécies em um dado momento e especifica quais indivíduos pertencem a qual espécie, naquele instante. O conceito não é chamado biológico por tratar de unidade taxonômica, mas porque a sua definição é biológica, isto é, utiliza critérios que não têm sentido quando se trata do mundo inanimado. Antes da definição de espécie proposta por Mayr, os conceitos de espécie eram baseados em propriedades que poderiam ser aplicadas tanto a objetos inanimados como a seres vivos. O conceito de Mayr era verdadeiramente biológico por se basear em propriedades pertinentes apenas aos sistemas biológicos, tais como propriedades como a reprodução e cruzamento. Objetos inanimados, como os minerais, não se reproduzem desta forma, não formam populações ou linhagem, tal como os seres vivos.Queiroz, K. de, Ernst Mayr and the modern concept of species. Proc. Nat. Acad. Sci. USA v.102 n. 6600-6607, 2005. Disponível em: <http://www.pnas.org/content/102/suppl.1/6600.full&usg=ALkJrhigFlpjNfLAlzE9la9K6JRqbLKHGg> Acessado em 25 de maio de 2012
thumb|Ernst Mayr|alt=Ernst Mayr|250px|Ernst Mayr, 1994. Os indivíduos de uma espécie, de acordo com esse conceito, constituem uma comunidade reprodutiva, pois cônjuges potenciais procuram uns aos outros com a finalidade de se reproduzir, constituem uma unidade ecológica, onde os indivíduos que a compõem interagem com indivíduos de outras espécies, e uma unidade genética, que consiste em um patrimônio gênico em intercomunicação, do qual o indivíduo é meramente um veículo temporário com uma pequena porção do conteúdo total do patrimônio gênico.
O conceito biológico surgiu a partir de estudos de variação que mostraram que a semelhança e diferença morfológica não são suficientes para definir espécies. Várias observações críticas contribuíram para o seu desenvolvimento.Futuyma, D. J. Evolution. 2ed. Sunderland: Sinauer Associates, 2009. 633p Uma das observações foram a variação dentro das populações, as características variam entre os membros de uma única população de indivíduos que cruzam. Por exemplo, formas brancas e azuis do ganso da neve representam um polimorfismo genético e não as diferentes espécies. Outras observações que contribuíram para o desenvolvimento consistem nas variações geográficas e a ocorrência de espécies crípticas. As espécies crípticas são populações reprodutivamente isoladas que são difíceis ou impossíveis de distinguir por características morfológicas, mas que muitas vezes são reconhecidos por diferenças na ecologia, comportamentos e outros fatores.
O conceito biológico enfatiza o fato de que a espécie consiste de populações que são reais e têm uma coesão interna devido ao programa genético, historicamente desenvolvido, compartilhado por todos os indivíduos que a compõe.Marroig, G. (2003) Conceitos de espécie. Disponível em:< dreyfus.ib.usp.br/bio208/ conceitos_de_especies_texto.pdf> Acessado em 01 de junho de 2012
De acordo com o conceito biológico, uma espécie passou a ser definida, basicamente, como um grupo de organismos ou uma população de organismos isoladas reprodutivamente de outros grupos ou populações.Aleixo, A. Conceitos de espécie e suas implicações para a conservação. Megadiversidade, Belém, v.5, n. 1-2. 2009. Disponível em: <http://www.conservation.org.br/publicacoes/files_mega5/Conceitos_de_especie.pdf> Acessado em 27 de maio de 2012 Portanto, a capacidade de grupos ou organismos de populações se entrecruzarem e deixarem descendentes férteis ou não, passou a ser o critério chave para definir limites entres as espécies. Populações que, mesmo separadas geograficamente, mantiveram a capacidade de se entrecruzarem e produzirem descendentes férteis quando em contato eventual, seriam consideradas como integrantes de uma mesma espécie, a despeito de quaisquer outras diferenças entre elas.
De acordo com esse conceito, o isolamento reprodutivo e o intercruzamento definem as espécies.Ridley, M. Evolução. 3ed. Porto alegre: Artmed, 2006. 752p Uma justificativa para a escolha do critério do isolamento reprodutivo foi que a sua aquisição representaria um caminho sem volta em termos evolutivos, selando, por assim dizer, a independência evolutiva de duas linhagens reciprocamente isoladas do ponto de vista reprodutivo, que ficariam assim impossibilitadas de trocar genes entre si.
Neste conceito a taxonomia das espécies naturais é inserida no esquema conceitual de genética de populações. Esse conceito explica por que os indivíduos de uma espécie são semelhante entre si e diferentes de indivíduos de outras espécies, pois quando dois indivíduos de uma determinada espécie copulam, metade do material genético, portanto genes, dos dois progenitores vão combinados para seus descendentes, visto que esse processo é repetido a cada geração, os genes específicos de uma espécie, se restringirá a essa espécie, conferindo identidade a essa espécie e não será transmitido para outra espécie. Dessa forma a movimentação dos genes, fluxo gênico, em uma determinada espécie realizado por intercruzamentos, explica por que os membros de uma espécie se assemelham entre si e se diferenciam de membros de outra espécie.
A espécie, de acordo com esse conceito, é a unidade de evolução e os grupos taxonômicos mais elevados como os filos só evoluem quando as espécies que estão inseridas nessa categoria estiverem evoluindo.
Críticas ao conceito biológico de espécie
O conceito biológico de espécie, embora seja um dos conceitos mais conhecidos, não é universalmente aceito, apresenta limitações e dificuldades as quais eram conhecidas por Mayr. Ele não se aplica para organismos assexuais ou populações fósseis separadas temporalmente. Não pode ser aplicada em espécies que apresentam populações presentes em ambientes diferentes, populações disjuntas, esta uma limitação prática do conceito. Além disso, nos casos em que não existe isolamento reprodutivo absoluto entre duas espécies, ou seja, casos onde duas espécies estão isoladas reprodutivamente de modo parcial, pode ocorrer a formação de híbridos. thumb|Bacteria|alt=Bacteria|esquerda|180px|Bactéria. O conceito biológico não se aplica para organismos como Bactérias que se reproduzem assexuadamente por bipartição ou cissiparidade Não existe conceito de espécie definido para organismos assexuados. Existe uma abundância de populações de reprodução assexuadas nas quais o conceito biológico de espécie não se aplica. Para organismos como rotíferos Bdelóides, algumas populações de Daphnia do lago artigo, bactérias que se reproduzem assexuadamente por bipartição ou cissiparidade, além dos fungos que não formam meiósporo, ou seja, que são morfologicamente assexuados, o conceito biológico de espécie não pode ser aplicado visto que o intercruzamento entre os organismo é uma característica desse conceito. Dessa forma o conceito biológico de espécie prevê que as formas assexuadas não intercruzam e não há fluxo gênico. Se o fluxo gênico mantém uma espécie, ou seja, faz com que uma determinada espécie apresente características típicas dela, as formas assexuadas deveriam ter limites imprecisos.
Existem duas possibilidades para organismos puramente assexuados. Uma possibilidade consiste no fato de que organismos assexuados não formam espécies e a outra possibilidade afirma que existem outros processos que possibilitem a troca de material genético, ou seja, que ocorra fluxo gênico, e que consequentemente determine os limites desses organismos.
População temporalmente separada A incompatibilidade de se comparar grupos de populações que ocorrem em tempos distintos é uma das críticas adicional ao conceito biológico de espécie. Não é possível saber se grupos temporalmente separados seriam ou não intercruzáveis. Um exemplo disso seria a comparação entre Homo erectus e Homo sapiens.
Espécies cujas populações estão em ambientes diferentes O conceito biológico não pode ser aplicado em uma espécie cujas populações dessa mesma espécie apresentam distribuição geográfica diferente, uma vez que, é impossível de ser testada em condições naturais se as populações dessa mesma espécie, distribuídas em ambientes diferentes, estão isoladas reprodutivamente além da impossibilidade da determinação da co-especificidade dessas populações.Aleixo, A. Conceitos de espécie e o eterno conflito entre continuidade e operacionalidade: uma proposta de normatização de critérios para o reconhecimento de espécies pelo Comitê Brasileiro de Registros Ornitológicos. Revista Brasileira de Ornitologia, Belém, v.15 , n. 2, 2007. Disponível em: <http://www.ararajuba.org.br/sbo/ararajuba/artigos/Volume152/ara152com1.pdf > Acesso em 27 de maio de 2012
Híbridos Organismos como plantas podem formar híbridos, numerosos estudos citam a ocorrência de híbridos naturais em diversas famílias botânicas, no entanto esses híbridos interespecíficos são estéreis visto que os pares de cromossomos que consiste em um cromossomo de cada espécie não segregam regularmente durante a meiose. No entanto o problema da esterilidade pode ser superado devido a poliploidia que surge naturalmente por mutação, tornando os híbridos férteis, mas reprodutivamente isolado de espécies parentais por isso eles são espécies novas. Pelo fato de existir híbridos, e este ser mais comum em plantas quando comparados aos animais, o conceito biológico é de difícil aceitação por botânicos.
Alguns defensores do conceito biológico de espécie afirmam que um baixo nível de troca de genes pode ocorrer entre espécies estritamente relacionadas. Existem graus de troca de genes em populações adjacentes, populações parapátricas e às vezes em populações simpátricas mais ou menos distintas. Em zonas híbridas, regiões onde populações geneticamente distintas se encontram, existem parciais barreiras para as trocas de genes, nesta circunstância híbridos podem ser formados.
Outras limitações Uma limitação do conceito biológico está relacionada ao fato de se tratar de um conceito que só pode se aplicar em um tempo geológico, consiste em um conceito horizontal de espécie de tal modo que, está restrito a organismos bipaternos contemporâneos. Além disso, a escola cladística de taxonomia traz outra crítica ao conceito biológico de espécie, afirmando que a compatibilidade sexual é uma característica primitiva. Os organismos que não permaneceram proximamente relacionados podem ter mantido a capacidade de recombinação genética entre sexos diferentes, indicando que essa característica não é uma característica derivada e, portanto, invalidando a definição de táxons monofiléticos.
Conceitos alternativos de espécie
Apesar da ampla aceitação do conceito biológico de espécie proposto por Mayr, esse conceito estimulou críticas bem como conceitos alternativos. Um conceito alternativo, conceito evolutivo, foi publicado por George Simpson, um dos líderes da síntese moderna. No entanto, os conceitos alternativos de espécie realmente não começam a proliferar até os anos 1970, começando com um artigo de Sokal e Crovello, que propôs um conceito fenético de espécie. Existe uma diversidade de conceitos de espécies que são baseados em diferentes propriedades biológicas os quais compreende ao conceito fenético, conceito ecológico o conceito de espécie por reconhecimento, conceito evolutivo, filogenético, coesão e uma diversidade de outros conceitos de espécie.